BIM技术在大型复杂工程机电专业中的应用研究
2020-07-25俊蒋凤昌
梅 俊蒋凤昌,王 进
(1.江苏星月星建筑安装工程有限公司,江苏泰州 225300;2.泰州职业技术学院,江苏泰州 225300)
1 工程概况
南京浦口常发广场项目位于南京浦口区江浦街道,宁合高速东侧,城南河北侧,盛景路东,新浦路西,河滨路北,康盛路南。总建筑面积为260 638.8 m2,地上建筑面积约19.5万m2,15幢2F-12F,地下建筑面积约6.5万m2,沿康盛路、新浦路、河滨路三面为商业街,对应的1#2#3#楼地上三层为大商业,16#楼地上二层为商业,9#17#地上两层为商业、地下两层为智能化机械式停车。
本工程的商业范围较大,约8万m2,这些区域管线复杂,其机电安装工程包含建筑智能工程、电气工程、通风空调工程、给排水工程、燃气工程、机械式停车系统等。管线包含有风管、自喷管道、消火栓管道、桥架、空调水管、压力排水管道、燃气管道等,管线密集、种类繁多、系统庞大、空间位置复杂、施工难度大,因此应用BIM技术具有迫切性和可行性。
2 机电管线碰撞分析
2.1 建模与碰撞
应用Revit软件对该项目大商业区域进行一次建模时,统计碰撞点数为6 835个,可划分为硬碰撞和软碰撞两大类,细分为管线与管线碰撞、管线与梁柱碰撞、标高性碰撞、操作性碰撞、美观性碰撞等类型[1]。经过传统人工深化,碰撞点降低为3 221个,具体统计频数如表1所示。
2.2 症结问题分析
根据MEP管线碰撞点问题频数统计表,可进行症结问题分析如下:
(1)管线与管线碰撞、管线与梁柱碰撞和标高性碰撞3个可见性碰撞,其典型碰撞情况如图1所示。它们所占总碰撞问题比例为:28.1%+23.4%+37.4%=88.9%,为症结问题。
(2)操作性碰撞(由安装空间、保温间隙、检修空间、安全间距等不足引起),涉及的情况复杂,占总碰撞问题比例9.1%,其中安装空间类型的操作性碰撞约占30%。
表1 管线碰撞点问题频数统计
图1 症结问题的典型碰撞
(3)美观性碰撞只占总碰撞问题比例2.0%。在表1所述的5种碰撞中,前面3种碰撞容易发现,对施工过程缩短施工周期非常有利。后两种碰撞对提高项目品质非常有利,尤其是对创优项目,也应纳入症结问题。
2.3 BIM应用目标
经过课题组研讨会议协商,本项目所剩余的3 221个碰撞点中,有操作性碰撞292点,安装空间不足的情况146点。由于涉及管件加工误差和制作工艺的影响,大约30%的碰撞不能在电脑上通过虚拟模拟而完全解决,需要在现场处理,其他碰撞可以通过应用BIM技术虚拟管线综合得以解决。因此,基于BIM的管线综合碰撞点尚留大约146×30%=43个,折算成碰撞率为:43÷6 835=0.6%,碰撞率目标值可设定为1%。
在满足碰撞率目标值的同时,应用BIM技术的实施效果目标:
(1)控制管线各区域最低标高,满足业主方的要求(超市区域不低于4.0 m,走廊部位不低于3.9 m);
(2)各专业BIM管线排布无硬碰撞;
(3)管线排布美观合理,翻弯不宜过多,避免影响管线内介质的流通;
(4)满足管线安装、保温、检修、安全等规范所规定的间距和操作空间要求[2]。
3 项目管理对策
3.1 要因分析
课题组遵循“5M1E”的原则,即从人、机、料、法、环、测等方面着手,对机电管线碰撞率偏高的问题进行讨论。分析原因,获得影响该工程机电管线碰撞的主要原因如表2所示。
3.2 制定对策表
课题组成员针对以上3个主要原因,运用头脑风暴法集思广益,获得3条对策。然后针对每条对策,从有效性、可实施性、经济性、可靠性等4个方面进行了综合分析评价,然后相互比较,选出最满意的对策,如表3所示。
表2 机电管线碰撞的主要原因
表3 对策措施
4 实施效果
4.1 碰撞率目标
对南京常发项目的大商业范围机电管线的碰撞率情况进行检查和验证,结合动态变更和基于BIM管线综合成果的施工情况统计分析,BIM模型的碰撞点由6 835个降低到56个,即由碰撞率下降至0.82%,低于目标值1%。
4.2 管线安装质量
应用BIM技术的实施机电管线布局效果,获得优良的安装质量:各区域净空高度满足业主要求,如图3所示;消除了各专业管线的硬碰撞;管线布局美观合理;利于维护与运营操作使用[3]。
5 结语
经过课题组的研究分析和对策实施,BIM技术在南京浦口常发广场项目机电专业深度应用,发挥重要作用,获得主要效益如下:
(1)基于BIM技术进行机电管线综合的深化设计,并有效减少各类碰撞,可以达到节省材料、节省人工、减少浪费、绿色施工的效果。
(2)基于BIM技术的管线综合,在降低碰撞率的同时,能够保证机电管线的合理布局,保证最佳的净空高度,保证安全、维修、使用、操作等有效间距和空间,有利于建筑物的全生命周期使用,提高建筑物的品质。
(3)该项目减少碰撞点的经济效益约42.6万元,优化节省材料用量的经济效益约204.35万元。
图2 实施机电管线布局效果