[分享]看鲁班奖工程如何利用BIM进行机电综合管线排布

发表于2019-05-20 1034人浏览 0人跟帖总热度:377

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标签：水电安装施工水电安装施工标准

来源：建筑工程鲁班联盟

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由中建三局承建的深圳证券交易所营运中心荣获2014年度鲁班奖，该工程为“降本增效，提高机电综合管线深化设计质量”，特采用BIM对机电综合管线进行综合排布，我们来看一看这项三维深化设计如何操作以及效果如何？

本工程地下一层结构净空为3.70m～4.85m，核心筒走道装饰吊顶内净空为1850～2550mm。机电工程按子系统分共计63个、给排水7个、电气3个、暖通7个、消防5个、智能化41个。其中最大给排水管为DN350、空调水管为DN400、电缆桥架为1400*200、防火风管尺寸达到6000*1800，管线错综复杂、层叠密集、尺寸庞大。任何排布上的不合理将直接增加施工难度和成本，造成空间上的浪费、视觉上的不美观、使用上的不方便。

B1层综合管线平面图

B1层管线密集，采用传统CAD平面绘图效率低，管线排布不直观，遗漏多处管线碰撞冲突情况。BIM设计软件《Autodesk Revit MEP》操作成熟，可以成功自动检查碰撞，直观进行管线排布综合，效率高，排布合理美观。本软件主要功能是优化建筑设备与管道(MEP)专业工程，最大限度地减少机电安装设备专业设计之间的协调错误，它通过数据驱动的系统建模和设计来优化建筑设备与管道（MEP）专业工程。在深化设计阶段，自动解决管线之间的碰撞问题，合理排布管线。

AutoRevit MEP软件

↓BIM深化设计目标↓

1. 机电综合管线碰撞解决；

2. 机电管线排布合理、美观、快捷，满足“鲁班奖”要求；

3. BIM深化设计降本增效；

4. 提高管线安装标高，增加走廊净空；

5. 提高深化设计质量准确率至98%。

三维深化设计实施

↓实施步骤↓

第一步：进行各专业平面图深化设计（包括各专业管径，设备等参数计算与复核，管路优化等工作）。

给排水专业管线平面图

通风专业通风专业管线平面图

电气专业管线平面图

消防专业管线平面图

第二步：各专业管线进行初步叠加绘制管线综合图，分析复杂难点部位，判断管线三维绘制部位。

B1层桁架筒内管线综合图（CSD）

第三步：应用<Autocad Revit MEP>制图软件进行各专业三维图的绘制。

给排水专业三维图

通风空调专业三维图

电气专业三维图

消防专业三维图

第四步：进行各专业三维图的叠加

B1层桁架筒综合管线三维图叠加综合图

第五步：对综合管线进行分析、检查碰撞，召开协调会讨论并确定各管线标高。

综合管线三维图协调讨论会

综合管线三维图协调讨论会（综合管线动态漫游）

第六步：对碰撞部位进行调整

案例一：桥架与风管、桥架与水管碰撞

管线之间碰撞综合图

管线之间解决碰撞图

案例二：水管与风管、水管与水管碰撞

管线之间碰撞综合图

管线之间解决碰撞图

案例三：水管与风管、水管与水管碰撞

管线之间碰撞综合图

管线之间解决碰撞图

第七步：绘制三维剖面图，确定并标注各管线标高

管线三维图剖面图

第八步：调整并确定各专业平面图管线标高并绘制剖面图

管线CAD剖面图

把BIM深化设计图纸应用到施工过程中，发现标高等定位的情况，在返回到三维图中进行调整，这样可以直接表现各管线之间的相对定位，并能把整个管线系统进行统一考虑。

↓实施效果↓

效果一：机电综合管线碰撞解决

管线碰撞冲突处（处）
B1层		B2层		B3层
深化前	深化后	深化前	深化后	深化前	深化后
55	0	31	0	27	0

效果：通过BIM深化设计，大大解决综合管线碰撞问题，其中B1层深化设计前有55处打架冲突解决， B2层21处解决， B3层27处解决。

效果二：机电管线排布合理、美观、快捷，满足“鲁班奖”要求

部位	B1层		B2层		B3层
项目	传统深化设计	BIM深化设计	传统深化设计	BIM深化设计	传统深化设计	BIM深化设计
天数	16	7	13	6	12	5

效果：管线排布更加趋于合理，优化、快捷。由于引入BIM概念，在三维空间进行模拟现实施工安装情况，可以使管线之间的定位更直观的表达，并且很方便的进行管线线路走向的优化，并能满足“鲁班奖”评奖要求。

大大缩短深化设计时间，更加直观的表现各专业管线之间的定位，相同工作量，比传统方式的深化设计节约7-10天的时间。

效果三：三维深化设计降本增效

（1）改变防火风管路由，降本增效

B1层通过三维深化设计，并得到设计院确定，将原来多处排烟转化管进行整合，改变排烟系统的路由，同时是整个地下室车库空间得到大幅度提高。

深化设计前防火排烟转换风管设计分布

深化设计后取消大量防火排烟转换风管，提高车库净高。

↓防火板风管减少量计算表↓

序号	规格	部位（轴线）	长度L（米）	风管周长D（米）	面积（平方米）S=L*D	估算综合单价（元/平方米	总价（万元）
1	硅酸钙防火板风管4000*1300	B1层（B01- B07）/(BV-BK)	（17+6+18+25）=66	10.6	699.6	/	/
2	硅酸钙防火板风管6000*900	B1层（B01- B07）/(BV-BK)	（26）	13.8	358.8	/	/
3	硅酸钙防火板风管6000*1000	B1层（B01- B06）/(BE-BG)	（11+18+16+8）=53	14	742	/	/
4	硅酸钙防火板风管7000*1000	B1层（B14- B22）/(BK-BG)	（18）	16	288	/	/
5	硅酸钙防火板风管6000*1200	B1层（B10- B16）/(BK-BD)	（14+31+24）=55	14.4	792	/	/
6	硅酸钙防火板风管6000*1300	B1层（B16- B18）/(BA-BF)	（31+31）=62	14.6	905.2	/	/
7	硅酸钙防火板风管5000*1000	B1层（B4- B16）/(BA-BE)	（90+90+14+24）=218	12	2616	/	/
8	合计	/	/		6401.6	350	224万元

使业主投资减少224万元

（2）管路优化，缩短管线路由，降本增效

经过项目深化设计，改变地下室桁架筒内机电综合管线的走向，使部分管道走向进行缩短优化，征得设计院、业主、监理的同意，可以按此施工，各专业B1/B2/B3层综合管线施工节省管材如下：

给排水：

镀锌钢管DN100：320米材料单价按 61.4 元/米，节约材料共计19648元；综合清单单价为239.01元/米，综合效益共计320* 239.01=76483元。

内外衬塑钢管DN200：180米，材料单价按 243.47元/米，节约材料共计43824元；综合清单单价为601.19元/米，综合效益共计180* 601.19=108214元。

铸铁管DN150：210米，材料单价按82元/米，节约材料共计17220元；综合清单单价为 504.73 元/米，综合效益共计210* 504.73=105993元。

不锈钢管DN80：115米，材料单价按114.54元/米，节约材料共计13172元；综合清单单价为 659.68元/米，综合效益共计115* 659.68=75863元。

电气专业：

防火桥架500*150：95米，材料单价按166.2 元/米，节约材料共计15789元；综合清单单价为 479.96元/米，综合效益共计95* 479.96 =45596元。

防火桥架：400*150：135米，材料单价按117.8 元/米，节约材料共计15903元；综合清单单价为 386.05元/米，综合效益共计135* 386.05=52116元。

通风专业：

镀锌铁皮风管1000*400：326㎡，按材料单价49.3元/平方米，节约材料共计 16071元；综合清单单价为156.65元/米，综合效益共计326* 156.65=51067元。

总合计节约材料：

19648+43824+17220+13172+15789+15903+ 16071=124407元，即12.4万元。

综合技术经济进步效益合计：

76483 +108214 +105993+75863+45596+52116 +51067=515332元，即51.5万元。

（3）应用联合支吊架，将少钢材用量，降本增效

经过项目深化设计，地下室桁架筒内机电综合管线设置联合支吊架。征得设计院、业主、监理的同意，可以按此施工，通过设置联合支吊架，减少型钢用量约45t，按 3800元/吨，共计17100元，考虑支吊架除锈、刷油及制作安装综合单价按5420元/吨，450*5420=243900元。

节约材料合计：171000元，即1.71万元。

综合技术经济进步效益合计：243900元，即24. 4万元。

效果四：提高管线安装标高，增加走廊净空。

大幅度提高本工程地下室管线标高，使可用空间得到增加，得到业主好评，统计表如下：

楼层	原标高	调整后标高	部位数量（处）
B1层	2.0米	2.3米	6
B2层	2.3米	2.7米	5
B3层	2.05米	2.2米	15

效果五：提高深化设计质量准确率至98%。

通过采用BIM深化设计，大大提高深化设计图纸质量，深化图应用施工后，机电综合管线施工准确率大大提高，据统计，采用传统CAD深化设计的准确率84%提高至BIM深化设计准确率98%。

↓深化设计质量准确率统计表↓

方法	传统CAD深化设计	应用BIM深化设计	传统CAD深化设计	应用BIM深化设计	传统CAD深化设计	应用BIM深化设计
统计点	B1层选定50个部位点为基数统计	B1层选定50个部位点为基数统计	B2层选定40个部位点为基数统计	B2层选定40个部位点为基数统计	B3层选定30个部位点为基数统计	B3层选定30个部位点为基数统计
深化设计后	施工过程中发现有8处仍存在碰撞冲突，42处解决碰撞。	施工过程中发现有1处仍存在碰撞冲突，49处解决碰撞。	施工过程中发现有6处仍存在碰撞冲突，34处解决碰撞。	施工过程中发现有1处仍存在碰撞冲突，39处解决碰撞。	施工过程中发现有5处仍存在碰撞冲突，25处解决碰撞。	施工过程中发现有1处仍存在碰撞冲突，29处解决碰撞。
准确率	计算结果：42/50=84%	计算结果：49/50=98%	计算结果：34/40=85%	计算结果：39/40=97.5%	计算结果：25/30=83.3%	计算结果：29/30=97%