BIM技术在某大型数据产业园工程的应用

1.工程概况

1.1某数据产业园概况

某数据产业园综合楼二期，主要结构类型：框架，框架-剪力墙，筏板基础。建筑面积：81000m2;其中地上69000m2,地下12000m2。建筑层数：地下一层，地上裙房四层，塔楼五至二十三层。建筑高度：裙房26.8m,塔楼96.00m。建筑布局及功能：地下一层为汽车车库，（停车辆数为364辆）及设备用房；地上裙房部分为百货，步行商业街等地上塔楼部分为办公区域。安装工程由给水系统、排水系统、消火栓系统、喷淋系统、供配电系统、照明系统、防雷接地系统、火灾报警及消防联动系统、弱电系统、暖通空调系统、新风系统、防火防排烟系统组成。管线、设备多集中于地下室、设备机房、公共走廊及管道井内，管线密集且建筑结构复杂，施工难度大，业主对质量要求严格，确保省优“扬子杯”，争创国优“鲁班奖”。因工程要求高，决定某数据产业园作为试点项目采取BIM技术进行指导项目设计施工。

1.2BIM技术影响

BIM在施工阶段也为施工企业的发展带来以下个方面的影响，一是设计效果可视化，二是模型效果检验，三是四维效果的模拟和施工的监控。在利用专业软件为工程建立了三维信息模型后，我们会得到项目建成后的效果作为虚拟的建筑，因此BIM为我们展现了二维图纸所不能给予的视觉效果和认知角度，同时它为有效控制施工安排，减少返工，控制成本，创造绿色环保以及低碳施工等方面提供了有力的支持。

1.3应用范围

某数据园产业园空调机房。

2.应用过程

2.1BIM软硬件要求

2.2.1BIM软件安装要求

根据项目需求配备专业软件，BIM软件是建立在AutoCAD2010版本以上版本。

针对软件最低配置要求，本试点项目所用软件

AutoCAD201464位操作系统

MagiCAD（for AutoCAD）2014.4版本 64位操作系统；

Navisworks Manage 2014版本 64位操作系统

2.2.2BIM硬件配置情况

根据软件的所需的要求，在项目部配置了相应的计算机，用于模型搭建跟调整。在公司总部配置了相应高配的计算机用于模型的渲染、动画的录制后期制作。

试点项目硬件配置 表一

2.2某数据园产业园运用BIM技术的目的

通过BIM技术指导项目，向施工环节传递“可延续使用”的BIM模型，以及和BIM模型相吻合的施工图。

在施工环节直接使用设计环节传递的BIM模型，并在此基础上进行优化和深化设计。

　　图一 运用BIM技术的目的

2.3应用范围

2.3.1管线综合

在试点项目实际施工过程中，采用基于BIM技术的专业软件对项目进行的深化设计，结合试点项目实际情况，进行管线综合布置，合理利用空间，解决管线碰撞，在综合过程中满足各种国家规范要求，满足系统使用要求，尽量避免多余管件，减小系统阻力，预留足够的检修空间，辅助实际管件的采购及制作，以及支吊架的制作及安装。

2.3.2碰撞检测

在数据产业园项目的施工深化阶段，通过3D建模可以自动检测碰撞，将碰撞点尽早地反馈给现场施工人员，在第一时间尽量减少现场的管线碰撞和返工现象，以最实际的方式体现降本增效，践行低碳施工的理念，从而缩短工期，避免因不必要的错误带来的成本增加，并全面提高施工质量。

　　图2 碰撞检测过程&结果

2.3.3碰撞处理

在软件自动检测到相关碰撞之后，在3D模型中进行具体的设计更改纠正，达到避免碰撞，从而指导设计施工的目的，大大的减少了人力以及材料成本。以下几个在某数据园项目中的经典碰撞点为例说明。

图3 水管-水管碰撞前后对比

　　图4水管-风管碰撞前后对比

2.3.4材料表统计对比

传统的二维设计中材料表统计是基于半人工模式的，不同专业不同系统由于设备与管线性质不同，统计的准确性也不尽相同。越小的管径和部件统计会越不准确。并且材料表统计需要在耗费一定的人工与时间。施工单位拿到设计院的二维图纸同样要耗费一定的人工与时间来对材料表进行重新统计，以某数据产业园工程为例，通常需要4个专业人员3-5天的时间。基于BIM?的材料表是在模型搭建之后自动生成的，只要模型搭建准确完整，材料表就是准确的，并且不需要再另外耗费人工与时间。

　　图5材料表统计结果

2.3.5自动生成预留孔洞

建筑安装工程预留预埋阶段普遍存在质量通病就是漏留孔洞、漏埋套管或者预留预埋位置不准确，造成机电管线在安装时，再进行凿墙钻洞。这不但浪费时间、浪费人力、增加成本，严重的甚至还会破坏结构，留下不少质量安全隐患。某数据园项目应用BIM的孔洞预留技术，提前对通过混凝土墙板、二结构隔墙、楼板上管线的预留孔洞进行精确定位。而且还能与土建单位更好的协同作业，减少不必要的麻烦。

图6孔洞预留

2.3.6支吊架布置

管道支吊架是机电安装管道系统中一个重要组成部分，它对管道起着承受载荷、限制位移和控制整栋等作用。设计中合理布置和正确选择支吊架功能，是减小管道应力和支吊架载荷的有效途径。在某数据园项目中，利用BIM技术对图纸进行综合深化后的管线进行综合支吊架设计。在综合支吊架上，管线排列不但有层次感，而且保证每条管线的横平竖直，外观效果显著提高。同时，支吊架用钢量都可以进行选择和准确的计算。

　　图7支吊架布置前后对比

　　图8支吊架统计&校核计算

3.BIM技术在项目中应用的亮点与不足

3.1本项目利用BIM技术主要价值意义

通过搭建3D模型直观的反应机电设备和管线与土建结构之间的关系，管线与管线之间的关系，模拟了建成后的效果。意义有如下几点：

⑴帮助机电设计人员理解复杂的建筑空间；

⑵更好的利用建筑空间来进行管线综合，以达到最优的效果；

⑶真实反映管线与设备所需空间。在传统设计中的阀门、水管等抽象表达的构件会在实际安装中会出现空间不足现象；

⑷发现和解决管线碰撞问题，实现零碰撞，在传统二维设计模式下是不可能实现的；

⑸材料表的自动生成以及统计、计算材料的耗损；

⑹模拟工序，减少返工，合理安排材料与工人进场；

⑺基于模型还可以生成漫游动画，真实易懂，在与业主沟通和项目展示宣传方面具有很大优势。

3.2本项目BIM技术主要亮点展现

　　图9技术亮点

5.前期建模过程中的错误和不完整会对后期深入应用造成困难

BIM模型的使用只局限于管线综合、碰撞检查、空间可视性等方面，即主要使用BIM中的3D功能，模型搭建可以比较粗略。对象的附加参数和信息可以不设定或对准确性放松要求，每个机电系统也可以只搭建主要设备和主干管而忽略一定尺寸的支管、末端设备或中间不重要的设施。这是目前大多数工程设计阶段使用BIM?辅助二维设计的做法，这样的BIM?模型不作为最终交付和传递信息使用，因此设计用时较短，但是忽略了大量BIM的多维效用和意义。如果想应用BIM模型进行更深入的数据提取和应用，则需要把模型建的非常详细和准确。

4.结论

BIM技术建模提供了一个建筑安装行业的综合解决方案，它解决了传统设计软件较难实现的多个难题，使个各个专业在设计和协调方面的效率得到显著提高，BIM建模对于工程的意义是有目共睹的，也是机电安装行业发展的趋势。通过BIM建模对数据园二期工程进行应用，将BIM技术应用到整个工程中，使该工程的电子图纸达到三维化可视的功能，而软件自身的碰撞检测等功能不仅提高了项目部的工作效率，而且保证了工期、降低了成本、实现了项目精细化全过程控制，同时提高了项目管理水平及核心竞争力。

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