CN107633137A - 一种基于bim的地铁机电安装与装修工程施工方法 - Google Patents
一种基于bim的地铁机电安装与装修工程施工方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于BIM的地铁机电安装与装修工程施工方法,其包括:输入目标工程各专业***的二维平面设计图纸,以及目标工程的实地测量数据,分别建立各专业***的三维模型;建立具有统一坐标系的目标工程三维BIM;根据预设的容差值对目标工程三维BIM进行碰撞检测,生成碰撞检测结果报告;调整对应的一个或者多个专业***的三维模型以对目标工程三维BIM进行修改;基于修改后的目标工程三维BIM进行工序衔接和工作面转换的预演和纠偏,并确定各个专业***的施工工序、工作面转换的空间坐标及对应的转换时间。该方法能够快速建立BIM,简化安装方式和减小安装工作量,并且免施工冲突及返工,从而在节约安装成本的同时提高安装效率。
Description
技术领域
本发明涉及地铁机电安装与装修工程施工技术领域,尤其涉及一种基于BIM的地铁机电安装与装修工程施工方法。
背景技术
地铁车站机电安装项目涉及通风、给排水、消防、动力及照明、通信、信号、供电等十几个专业,管线布置的特点是空间小、规格不一、布置密集,需在有限的时间内和空间内集中安装,协调工作量大,常规安装方法受以下因素制约:
(1)由于不同的专业由不同的人员设计,甚至是不同的专业由不同的设计院进行设计,相互之间沟通不彻底,在进行管线综合时审查不够细致,造成各专业之间的管线线路存在较多的漏洞,加之是平面图纸,无法合理反应实际状态,容易在空间环境中造成管线碰撞。(2)地铁空间狭小,安装操作空间受限。地铁车站机电安装项目涉及通风、给排水、消防、动力及照明、通信、信号、供电、FAS\BAS、自动售检票、气体灭火等十几个专业,各专业存在管线规格不一、走向不规律,施工作业交叉等弊病,要想在有限的空间内将各专业管线安装排布合理有序、整齐划一,存在难度。通风***的风管安装完毕后,后续专业如电气、给排水、通信***专业的管线支吊架的安装失去了操作空间,造成了谁先施工谁得力的现象,后期协调工作困难。(3)设备用房管线密集,空间管线排布存在困难。在各类地铁设备用房内,例如空调机房、冷冻机房房间面积小、管线多,图纸设计往往都是初步设计只有粗略的平面图,空间排布都要施工单位根据房间空间结构自行深化设计管线走向,容易造成管线拥挤、杂乱、交叉,外观不美观也不便于运营维修。
建筑信息化模型(BulidingInfromationModeling,BIM)技术是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具,通过参数模型整合各种项目的相关信息。BIM技术在国内外城市轨道交通领域的应用尚处于起步阶段,在行业内依然没有进行大规模地应用,目前主要处于研究和开发阶段。
然而,BIM技术在轨道交通领域的应用仍然存在建模速度慢、无法针对关键位置和狭小空间进行排布调整、因工序衔接和工作面转换冲突导致施工冲突进度工期迟延等诸多问题。
发明内容
本发明的目的之一至少在于,针对如何克服上述现有技术存在的问题,提供一种基于BIM的地铁机电安装与装修工程施工方法,能够快速建立BIM,简化安装方式和减小安装工作量,并且免施工冲突及返工,从而在节约安装成本的同时提高安装效率。
为了实现上述目的方法,本发明采用的技术方案包括以下各方面。
一种基于BIM的地铁机电安装与装修工程施工方法,其包括:输入目标工程各专业***的二维平面设计图纸,以及目标工程的实地测量数据,分别建立各专业***的三维模型;基于各专业***的三维模型,建立具有统一坐标系的目标工程三维BIM;根据预设的容差值对目标工程三维BIM进行碰撞检测,生成碰撞检测结果报告;根据碰撞检测结果报告和修改策略,调整对应的一个或者多个专业***的三维模型以对目标工程三维BIM进行修改;基于修改后的目标工程三维BIM进行工序衔接和工作面转换的预演和纠偏,并确定各个专业***的施工工序、工作面转换的空间坐标及对应的转换时间。
优选的,所述各专业***的三维模型包括:建筑结构三维模型、通风***三维模型、桥架***三维模型、给排水消防***三维模型、以及空调水***三维模型。
优选的,所述修改策略包括:将桥架调整至最上层,将风管桥架调整至中间层,将水管调整至最底层。
优选的,所述碰撞检测包括在各专业***的三维模型之间根据目标工程三维BIM的统一坐标系进行三维空间位置重叠检测,获取各专业***之间的冲突区域及其三维坐标数据。
优选的,所述碰撞检测包括孔洞预留冲突检测,其包括获取目标工程三维BIM中所有预留孔洞的截面图,根据各专业***预留孔洞尺寸数据以及孔洞偏移量、共线合并公差、以及取整值获取各专业***预留孔洞之间的冲突区域及其三维坐标数据。
优选的,所述冲突区域包括各专业***中的实体之间在目标工程三维BIM中存在交集,或者实体之间的距离小于预设的公差值。
优选的,所述方法进一步包括:基于修改后的目标工程三维BIM进行工程材料统计,生成材料计划;根据各个专业***的施工工序、工作面转换转换时间设置材料计划中设置各专业***中材料的生产和进场时间。
优选的,所述进行工序衔接和工作面转换的预演和纠偏包括:将目标工程三维BIM中的全部实体按照所属专业***设置不同颜色,并按照先上后下、先大后小、分层施工的原则安排的各专业***施工的先后顺序进行施工过程预演;根据施工过程预演中出现的施工顺序冲突,调整对应的一个或者多个专业***的施工工序、工作面转换的空间坐标及对应的转换时间、或者材料的生产和/或进场时间。
优选的,所述对目标工程三维BIM进行修改包括:对1200×4500mm的设备区走廊吊顶空间内1500mm×800mm或1250mm×630mm的通风管道、管径为200mm且保温层厚度为50mm的冷冻循环水管道、尺寸为800mm×200mm的动力照明桥架、尺寸为400mm×200mm的火灾自动报警***FAS桥架、以及尺寸为200mm×200mm的建筑自动化***BAS桥架,在预留250mm高度的操作空间的前提下,进行综合支吊架的排布优化。
优选的,所述方法采用MagiCAD软件建立各专业***的三维模型以及目标工程三维BIM,并进行碰撞检测。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明至少具有以下有益效果:
通过快速建立包含建筑、风、水、电、支吊架***的多专业集成的BIM,能够缩短建模时间,加快工程进度;通过设置不同的容差值对全站的建筑、机电模型进行碰撞分析,及时发现并解决所有管线碰撞问题,不仅能够实现所有专业的管线合理布置提高安装和运行质量,还能够有效避免施工冲突及返工,节约安装成本并提高安装效率;而且,基于BIM进行材料统计并制定材料计划,可以进一步简化安装方式,减小安装工作量,从而缩短工期,降低工程成本;通过BIM进行工序衔接和工作面转换的预演,在各专业纠偏的基础上,制定工程施工顺序方案,能够有效推动工期进度。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的基于BIM的地铁机电安装与装修工程施工方法的流程图。
图2是根据本发明一实施例建立的给排水消防***三维模型示意图。
图3是根据本发明一实施例建立的空调水***三维模型示意图。
图4是根据本发明一实施例建立的目标工程三维BIM示意图。
图5是根据本发明一实施例进行碰撞检测之前的目标工程三维BIM局部示意图。
图6是根据本发明一实施例进行碰撞检测之后的目标工程三维BIM局部示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明,以使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
通过快速建立BIM,能够缩短建模时间,加快工程进度;通过设置不同的容差值对全站的建筑、机电模型进行碰撞分析,及时发现并解决所有管线碰撞问题,不仅能够实现所有专业的管线合理布置提高安装和运行质量,还能够有效避免施工冲突及返工,节约安装成本并提高安装效率;而且,基于BIM进行材料统计并制定材料计划,可以进一步简化安装方式,减小安装工作量,从而缩短工期,降低工程成本;通过BIM进行工序衔接和工作面转换的预演,在各专业纠偏的基础上,制定工程施工顺序方案,能够有效推动工期进度。市场上主流的BIM建模软件是Autodesk公司的Revit系列软件,其中机电安装建模软件是RevitMEP。此外在机电安装方面还有芬兰普罗格曼有限公司MagiCADfor AutoCAD软件,下文以MagiCAD软件为例对本发明实施例提供的方法进行详细说明。
如图1所示,根据本发明一实施例的基于BIM的地铁机电安装与装修工程施工方法包括以下步骤:
步骤101:输入二维平面设计图纸和实地测量数据
具体地,以某地铁站的机电安装与装修工程作为目标工程,地铁站各专业***的二维平面设计图纸可为各个专业设计院提供的CAD电子图纸格式文件,实地测量数据主要包括对该地铁站建筑结构进行现场实地测量复核获取的结构尺寸数据。
步骤102:分别建立各专业***的三维模型
首先,结合土建结构平面图纸和经过现场实地测量复核结构尺寸,运用MagiCAD软件对目标工程建筑结构实体进行三维建模,并按照构建级别依次建立建筑结构三维模型、通风***三维模型、桥架***三维模型、给排水消防***三维模型(如图2所示)、以及空调水***三维模型(如图3所示)。
步骤103:建立具有统一坐标系的目标工程三维BIM
具体地,将建好的各个***的模型通过MagiCAD软件综合组成整个站的三维BIM,例如图4所示。
步骤104:进行碰撞检测,生成碰撞检测结果报告
完成BIM建模后,在MagiCAD中通过设置不同的容差值对全站的建筑、机电模型进行碰撞分析。例如,分别设置风管公差和水管公差为100mm,污水管公差为50mm,电气对象公差为50mm,通过MagiCAD软件的fagerh_ceil_allfiveo_geometry函数进行碰撞检测碰撞检查报告,得出碰撞点1195处,以及其三维坐标数据。其中,碰撞检测结果报告所确定的碰撞区域可以包括多个碰撞点,例如图5所示,分别属于不同***的风道1和风道2存在重叠区域。
在优选的实施例中,碰撞检测进一步可以包括孔洞预留冲突检测,其包括获取目标工程三维BIM中所有预留孔洞的截面图,根据各专业***预留孔洞尺寸数据以及孔洞偏移量、共线合并公差、以及取整值获取各专业***预留孔洞之间的冲突区域及其三维坐标数据。
步骤105:对目标工程三维BIM进行修改
例如,在将桥架调整至最上层,将风管桥架调整至中间层,将水管调整至最底层的修改策略下,获取如图6所示的修改结果,其中保持风道1的模型不变,改变风道2的形成从而避免冲突。
步骤106:确定施工工序、工作面转换的空间坐标及对应的转换时间
具体地,进行工序衔接和工作面转换的预演和纠偏可以包括:将目标工程三维BIM中的全部实体按照所属专业***设置不同颜色,并按照先上后下、先大后小、分层施工的原则安排的各专业***施工的先后顺序进行施工过程预演;根据施工过程预演中出现的施工顺序冲突,调整对应的一个或者多个专业***的施工工序、工作面转换的空间坐标及对应的转换时间、或者材料的生产和/或进场时间。
在进一步的实施例中,所述方法进一步包括:基于修改后的目标工程三维BIM进行工程材料统计,生成材料计划;并根据各个专业***的施工工序、工作面转换转换时间设置材料计划中设置各专业***中材料的生产和进场时间。例如,使用BIM材料统计功能对模型进行计算得到分楼层分专业分***等非常详细的材料计划,并根据修改后的优化模型可以得到具体尺寸的管线单元,施工时可以由工厂直接生产细化的管线单元到现场,现场可根据模型直接安装无需在现场加工。大大节省了材料统计工作量,并且材料计划精细准确,结合施工进度安排可精确安排材料到场时间,避免现场材料堆积或材料没到场造成工期拖延。改变了传统施工中边施工边测量计算管线规格大小的方法,由施工前统一计算的材料统计表在工厂一次加工成型现场傻瓜式安装,安装简单快捷。大大节省了工作量,简化了安装方式,缩短了工期,为工程节约了成本。
在优选的实施例中,上述方法可以进一步对关键设备房、狭小空间、综合支吊架的排布进行优化。例如,对1200×4500mm的设备区走廊吊顶空间内1500mm×800mm或1250mm×630mm的通风管道、管径为200mm且保温层厚度为50mm的冷冻循环水管道、尺寸为800mm×200mm的动力照明桥架、尺寸为400mm×200mm的火灾自动报警***FAS桥架、以及尺寸为200mm×200mm的建筑自动化***BAS桥架,在预留250mm高度的操作空间的前提下,进行综合支吊架的排布优化。不仅做到了管线布置合理美观,提高了安装质量,还能有效地解决设备综合管线复杂、集中安装空间紧张等技术难题,节约成本,综合效果良好。
在上述各实施例中通过MagiCAD软件快速建立BIM,以解决地铁项目中设计进度滞后,影响建模及后续应用的问题;通过利用BIM,完成“多专业管线碰撞检测”、“狭小空间内管线及综合支吊架排布优化设计”、“孔洞预留”等工作,实现基于BIM的综合管线排布优化设计;利用BIM实现材料计划自动生成,进而设置各专业***中材料的生产和进场时间;利用BIM实现部分施工点的工序衔接和工作面转换的预演和纠偏,并确定各个专业***的施工工序、工作面转换的空间坐标及对应的转换时间,从而减小安装工作量,缩短工期,并降低工程成本。通过MagiCAD软件完成BIM建模,利用BIM在管线综合平衡设计时,通过碰撞检测,将碰撞点尽早的反馈给设计人员,与业主、顾问进行及时的协调沟通,在深化设计阶段尽量减少现场的管线碰撞和返工现象。这不仅能及时排除项目施工环节中可以遇到的碰撞冲突,显著减少由此产生的变更申请单,更大大提高了施工现场的生产效率,降低了由于施工协调造成的成本增长和工期延误。
以上所述,仅为本发明具体实施方式的详细说明,而非对本发明的限制。相关技术领域的技术人员在不脱离本发明的原则和范围的情况下,做出的各种替换、变型以及改进均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于BIM的地铁机电安装与装修工程施工方法,其特征在于,所述方法包括:
输入目标工程各专业***的二维平面设计图纸,以及目标工程的实地测量数据,分别建立各专业***的三维模型;
基于各专业***的三维模型,建立具有统一坐标系的目标工程三维BIM;
根据预设的容差值对目标工程三维BIM进行碰撞检测,生成碰撞检测结果报告;
根据碰撞检测结果报告和修改策略,调整对应的一个或者多个专业***的三维模型以对目标工程三维BIM进行修改;
基于修改后的目标工程三维BIM进行工序衔接和工作面转换的预演和纠偏,并确定各个专业***的施工工序、工作面转换的空间坐标及对应的转换时间。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述各专业***的三维模型包括:建筑结构三维模型、通风***三维模型、桥架***三维模型、给排水消防***三维模型、以及空调水***三维模型。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述修改策略包括:将桥架调整至最上层,将风管桥架调整至中间层,将水管调整至最底层。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述碰撞检测包括在各专业***的三维模型之间根据目标工程三维BIM的统一坐标系进行三维空间位置重叠检测,获取各专业***之间的冲突区域及其三维坐标数据。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述碰撞检测包括孔洞预留冲突检测,其包括获取目标工程三维BIM中所有预留孔洞的截面图,根据各专业***预留孔洞尺寸数据以及孔洞偏移量、共线合并公差、以及取整值获取各专业***预留孔洞之间的冲突区域及其三维坐标数据。
6.根据权利要求4或5所述的方法,其特征在于,所述冲突区域包括各专业***中的实体之间在目标工程三维BIM中存在交集,或者实体之间的距离小于预设的公差值。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法进一步包括:基于修改后的目标工程三维BIM进行工程材料统计,生成材料计划;
根据各个专业***的施工工序、工作面转换转换时间设置材料计划中设置各专业***中材料的生产和进场时间。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述进行工序衔接和工作面转换的预演和纠偏包括:将目标工程三维BIM中的全部实体按照所属专业***设置不同颜色,并按照先上后下、先大后小、分层施工的原则安排的各专业***施工的先后顺序进行施工过程预演;根据施工过程预演中出现的施工顺序冲突,调整对应的一个或者多个专业***的施工工序、工作面转换的空间坐标及对应的转换时间、或者材料的生产和/或进场时间。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对目标工程三维BIM进行修改包括:对1200×4500mm的设备区走廊吊顶空间内1500mm×800mm或1250mm×630mm的通风管道、管径为200mm且保温层厚度为50mm的冷冻循环水管道、尺寸为800mm×200mm的动力照明桥架、尺寸为400mm×200mm的火灾自动报警***FAS桥架、以及尺寸为200mm×200mm的建筑自动化***BAS桥架,在预留250mm高度的操作空间的前提下,进行综合支吊架的排布优化。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法采用MagiCAD软件建立各专业***的三维模型以及目标工程三维BIM,并进行碰撞检测。
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