BIM技术在管道预制加工中的应用PDF文本建筑方案设计PDF文本

新技术研究与推广 INSTALLATION 安装 BM技术在营道预制加工申的应用赵民琪邢磊 (上海上安机电设计事务所有限公司上海200080)摘要：随着绿色施工概念的深入人心，作为施工能力和手段重要体现的预制加工技术也逐渐受到广泛的关注和重视，本课题将传统的预制加工技术与BIM技术结合，进一步完善了预制加工技术，给管道的预制加工提供了一个新的发展方向。关键词：BIM三维模型预制加工预安装中图分类号：TU201.4 文献标识码：B文章编号：1002-3607(2012)01-0055-05 1.前言设的工期，是目前急需解决的技术问题。为了提高预制为了迎合绿色施击的露要，Z遊年来我国电安装行加工图的精度，我司创造性的将B技术运用到预制加工业不断引进国外的先进技禾，异吞工艺流程所似改中，为预制加上的发宠提供了个新的方向。这也是我进，风管、电气母线、桥架等基本实现工厂化预制、现们这个课题的一个创新点。场安装，但预制化程度与土、钢结构、玻璃幕墙等行 2.1工作流程业相比差距还很大，特别是机电安装工程中的管道焊接管道预制加工是预先在设计模的施工就将施工所技术近年来也无重大突破，依旧停留在现场焊接制作的需的管材、壁厚、类型等一些参数输入的模型当中，然操作模式阶段。管道工程本身具备管径多、材质复杂、后将模型根据现场实际情况进行调整，待模型调整到与壁厚系列不等、焊接工程量大的特点，在施工过程中则现场一致的时候再将管材、壁厚、类型和长度等信息导受材料供应、设备交安、气候条件、现场作业面等诸多成一张完成的预制加工图，将图纸送到工厂里面进行管制约因素影响。同时，由于管道连接中焊接量大，成千道的预制加工，等实际施工时将预制好的管道送到现场上万道焊的质量直接影响石化装置的安全运行)。究安装。主要协作流程如图2-1、图2-2所示。其原因，主要是由于管线布置不够精确，限制了预制加 2.2案例分析工的深度和发展。传统预制方式的管道预制深度只能达本课题在深化设计工作中将M技术最大化的加以运到25%~35%，而工厂化预制方式可以达到60%甚至更用，利用BIM模型参数化的特点，对系统进行参数检测、高②。所以，工厂化预制加工是管道施工的发展方向。管线综合以及碰撞检测等工作。现以东方体育中心项目为此，本课题提出了与BM技术相结合的管道预制加为例来介绍BIM技术在管道预制加工中的应用。工方式，拟加深管道预制加工的工厂化程度，进一步提本工程共分为四个单体：综合体育馆、室内游泳高管道预制加工的精度。馆、室外跳水池和新闻服务中心。总筑面积达15万平方米。东方体育中心作为2011年世界游泳锦标赛的主场 2.管道预制加工馆，被要求成为满足国际最高级别体育赛事标准要求管道预制与管道安装的分离已然是大势所趋，如何的、多功能的、综合性水上体育竞技中心。在这座特级将管道预制技术有效的运用到管道预制工厂和管道预制体育筑场馆的设中，我们利用BIM技术完成深化设现场，提高管道工程设的质量水平，缩短管道工程计，初步实现了BIM技术在预制加工中的应用。C 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http!NSTALLATLOMet 55 理蜀素村网Z.ZC.EI

安装 INSTALLATION 新技术研究与推广深化设计组比较分析，选择最优布置方案。综合管线设计 BM模方案优化碰撞检测 0 是否通过各专业深化设计出图 BM拓展运用 (a)方案预制加工现场管理图2-1深化设计与B1M协作流程图预制加工划分工作面工程邮审定 (b)方案二提供基本配件表提供加工工程单复核补克工程审是西通过在黄工程女4圆材配我场加工图2-2预制加工与B1M协作流程图 (c)方案三图2-4不同方案的对比图 2.2.1工作步骤 2.2.1.1三维模通过不同的方案对比，选择最优的管线排布方式。1)利用Revit MEP:软件进行冷冻机房各专业的机电图2-4中，方案一和方案二中管道弯头比较多，布置略管线三维模。显凌乱，相比较而言，方案三中管道布置比较合理，2)利用Revit平台分别创了结构、暖通、阻力较小，为最优的管线布置方式。若最优方案与深给排水和电气等专业的BIM模型，然后根据统一标准把化设计图有出入，应与深化设计人员进行沟通，修改各个专业的模型链接在一起，获得完整的筑模型。深化设计图。2.2.1.3碰撞检测将整体模型导入Navisworks分析工具中，利用 Navisworks软件对模型进行碰撞检测，然后再回到Revit 软件里将模型调整到“零”碰撞。1)将综合模型按不同专业分别导出。图2-3上海东方体育中心冷冻机房水暖电综合管线三维平面图 2)在Navisworks软件里面将各专业模型叠加成综合管线模型进行碰撞。3)根据碰撞结果回到Revit:软件里对模型进行调 2.2.1.2方案优化整。根据立的三维综合管线模型，对不同的方案进行 4)确定最终支架布局方案。C19956012 Chin2012eurnal Electronic Publishing House.All rights reserved.www.cnki.net 理蜀素村网Z.ZC.WEI

新技术研究与推广 INSTALLATION 安装出是预制成形的管段，交付给安装现场进行组装。由于设计院提供的图纸不能提供管段图，存在分段不合理、相关标识欠缺等不足，不能满足现代化管道预制的需要。所以在工程项目开工前或进行过程中，根据总包单位提供的平立面施工图（或原始单线图）或中间图2-5冷冻机房综合管线调整前后对比图文件，用绘图软件重新绘制出（或重新加工出）或生成，符合管道工厂预制要求的管段图，以及管道现场安装、管理需要的图纸。这样可以减少重复劳动、提高工作效率、确保工作一致性和工作同步性。能否采用管段图来进行管道预制是衡量一个管道预制厂先进程度的重要指标之一5。本课题是将三维模型导入到Inventor?软件里面制作预制加工图。I)将Revit模型导入Inventor软件中。图2-6现场与BIM模拟的机房管道布置图 2)跟现场施工人员沟通，确定分区和编号顺序。3)根据组装顺序在模型中对所有管道进行利用Autodesk3 ds max软件我们将整个施工工期编号并将编号结果与管道长度编辑成表格形式。进行的模拟，方便现场管理人员及时的对部分施工节点 4)将带有编号的三维轴测图与带有管道长度的表格编进行有效地控制。辑成图纸并打印 J.NEI C119 C/-1 一点?式 1 “点时区1-16 点 C1-15 时点竖图2-7现场与Autodesk3 ds max模拟对比图 c12 包财-CS/1-6 ,表2-1碰撞检测工作运用B1M技术前后对比 “点工作方式彩响具体尺寸请现场核对调整后工作量 1、调整工作对同步操作 a)(b)各专业反复讨重新绘制各部分传绕碰撞论、修改、再要求高检测工作 2、牵一发动全身图纸（平、立、讨论，是耗时图2-8导出管道预制加工图程进度因承复劳动而受剖而图)的协调工作拖延，效率低下 BIM技术下在模型中直接 1、简化异步操作中的协利用模型按需生 2.2.1.5预制加工与自动焊的结合调问题的碰撞检对碰撞实时成图纸，无需进 2、模型实时调整，统预制部分除了部分小管径接外，基本都可以采用测工作调整一、即时显现行绘制步骤自动焊接设备完成，通过与BM技术相结合，大大提高了自动焊技术的利用率，加快了整个项目的施工进度，为通过调整模型和现场勘查比对，在准确反映现场真本项目的顺利完工提供了有利的帮助。实施工进度的基础上合理布局，达到空间利用率最大化在本项目中，通过利用精确的BIM模型作为预制加的要求：在满足施工规范的前提下兼顾业主实际需求，工设计的基础模型再将预制加工与自动焊技术相结合的实现其使用功能和布局美观的完美结合。方式，在提高预制加工精确度的同时，减少了现场测绘 2.2.1.4制作预制加工图工作量。为加快施工进度、提高施工的质量提供有力保管道预制过程的输入是管道安装的设计图纸，输证。为本项目实现“观摩工程”提供了有力的保障。1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http!NOMet 57 理蜀素村网Z.ZC.EI

安装 INSTALLATION 新技术研究与推广图2-11自制冷水机组族图2-12自制水泵族图2-9管+弯头焊接 2.2.2技术难点及创新点 2.2.2.1技术难点一族库管理 1)族的生产对于Revith的族我们指定专人生产。同时我们搜集样板的同时也会收集厂商、其他设计公司已经完成的族，或取这些族来丰富我们的族库 2)族的管理 a 6)(c)(d)为确保这个族库的有效性和安全性，我们立了一图2-13自制阀门族套多级分类的族库存储检索管理体系。族库分类定义为6 级：专业，构大类，构小类，厂商，系列，构。参数。在本课题研究中，为了使模型能切实得符合实际族库的物理存放我们采用了单机物理存放的方式，情况，也为了后期预制加工的准确率，在模的同时自即用一台计算机脱离网络：、同时该金计算机设定有较高制了部分族模型包括弯头、三通、水泵、冷水机组等来密码强度的令（大少写加数守，不低手8心和42天强入使得最终的模型能与产品参数完全十致。这样就保证了制密码修改的机制，以防族库被非法倾入。另外，我们预制加工的精度。还定义族库数据的定期备份，每天一次将新增的数据存 2.2.2.3技术创新点2一Revit软件与Inventor软储到移动硬盘中，每周一次将整个族库保存到移动硬盘件的结合中，移动硬盘由族库管理脱机保管。众所周知，机械制造业起步早，整个工艺生产流程 3)族的提资和使用比较先进，预制化程度高，很早就实现了“工厂化”，族的提资我们也制定了一套严格的制度，具体流程流水线作业：相比之下，筑业的工艺流程就显得比较如图2-10所示。落后了。为了提高筑业管道的预制化程度高，我们找到了Autodesk Inventor这种用于机械制造业的软件。82 ·一7交付在试验阶段，我们碰到了各种各样的困难。主要难题璃日设计入是将Revit模型直接导入Inventor软件后，除本身模型人申请成外，所有的数据都丢失，且整个模型都变成一个个零库提一4提资+8245获取一岁散的部件。82 一2市核→事表 3审核 ,州管理员经过不断的探索和实践，终于找到了解决办法。出项甘经理现这些问题之前的我们是将Revit模型直接导入Inventor 82 软件，其中配件定位、分段切割等都在Inventor软件里 BW事业溜经理进行。后来我们在将Revit模型直接导入Inventor:软件图2-10族的提资流程图前，先在Revit里对管道进行配件定位、分段切割等，同时，导出含有模型数据信息的表格。这样就可以发挥I 2.2.2.2技术创新点1一自制族模型的运用 ventor软件的优越性，制作出更加精确的预制加工图。由于Revit软件是有美国Autodesk公司所开发，软件通过BIM技术的运用，不仅可以更为便捷快速的解决本身自带的构件无法精确地反映所有产品的设备外形与碰撞问题，同时三维可视的效果还可以帮助创更加合 C19958012 Chin202eurnal Electronic Publishing House.All rights reserved.www.cnki.net 理蜀素村网Z.ZC.WET

新技术研究与推广 INSTALLATION 安装理美观的管线排列。此外，通过高效的现场资料管理工料，也有利于废料回收：管道预制在车间和平地进行，作，把即时修改快速反映到模型中，可以获得一个与现有利于产品质量的稳定和提高。所以加大管道预制深度场情况高度一致的最佳管线布局方案，有效提高一次安可以缩短管道安装时问，充分发挥机械效率、减轻工人装的成功率，减少了返工的可能性。的劳动强度、提高劳动生产率，保证工程质量，并能较好地做到安全生产和文明施工。3.经济性分析综上所述，本课题的社会经济效应明显，值得大据国外专业部门统计，预制加工可以减少60%的现场操力推广。作工人，减少90%的危险作业点，完成工厂化加工70%，通过预制加工既可以减少劳动力成本，又能够提高现场安装 4.小结的工作效率。下表以东方体育中心机房管道的制作安装 BIM技术实现了在施工单位进场前完成综合调整、方为例，比较我司采用与BIM技术结合的预制加工技术后的案预演等前期准备。本课题中管道预制加工的实现，在费用与传统预制加工费用。精确计划、精确施工、提升效益方面发挥了巨大作用，这为绿色设计和环保施工提供了强大的数据支持，确保表5-1经济性比较设计和安装的准确性、提高安装一次成功率、减少返传统的管道安与BI技术结合的预制加项目类别节省的费用(%)装（元）工（元）工、降低损耗，节约了工程造价，既提高了项目的造人工费 5492 3454 59 品质，又为项目节约了大量的资源。在B的实际运用过程中减少了机电各专业管线材料费 10 本课题的完成标志着我司的机电安装实力已经进在BIM的实际运用过程中减少了机电各专业管线安装的二次拆改费 15 入了一个新的领域。BIM技术在预制加工中的应用意味在BW的实际运用过程中减少了设备及阀门的安装费 10 着预制加工和安装的既彻底分开，又完美结合使用的在整个制冷机送用B技术会凯房总价的阿0不干了新型产业结构的形成，也意味者更合理的工作界面划分、人员机具配置，更高效的生产模式、更高质量的预制件产品和更大的经济效益。但是，在使用过程中还是通过定额费用比较，该冷陈机房采用与BIM技术结或多或少的会出现一些问题，这有待于我们进一步的研合的工厂预制加工节省了人工费59%，机电各专业管材究和探讨。费10%，二次拆改费15%，设备及阀门的安装费10%。整下一步，课题组将把预制加工与管井的整体吊装紧个机房的总造价较传统施工工艺减少了10%。密结合起来，力求更大的发挥预制加工的作用，为整个这主要是因为，在管道施工过程中，加深了管道部安装行业做出更大的贡献。件的预制深度，将管道加工重心由安装现场转移到加工备注：本文由上海上安机电设计事务所有限公司技车间，由施工的手工操作为主，变为以机械操作为主，术中心与BIW团队共同完成。使生产过程实现机械化，有利于提高生产效举：预制过程中的机械化程度的提高，可节省相当量的劳动力：工人工作内容还可以进一步的专业化，使工人的操作水平易于提高，同时可以启用技术低的工人来完成难度较参考文献：大，技术性较强的预制加工任务：有许多在现场高空作 11周为民.实现管道工厂化预制提高施工爸理水平.施工技术.2001,30(06)业的管道安装任务，采用预制方法后可以在车间平地作 26-29 业，有利于安全施工和工程造价的降低：管道安装加大 2刘井坤，李永辉，张伟.营道预制工厂化在沙特加比格炼油厂中的应用.石油工程设，2010.36(02小：28-32 预制深度，在管道施工中，减少了同土或其它专业的 [3引葛文兰，于晓明何波等，BM第二维度—项目不同参与方的BM应用.北京交叉施工时间，缩短了施工工期，加快了施工进度：预中国筑工业出版社.2011，制加工在室内进行，可以不受或少受天气气候的影响，4]何涛，李士才，孙饮伟等.面向设计制造一体化的管道预管理信息系统.计算机调助设计与图形学学报.2004.16(11片1613-1616 有利于缩短工期：在车间对管道进行预制还可以减少管 5)威发明胡淑风.爸道预制一体化解决方案综达.石油化工设.2007,25(01)月材、型钢、能源等原材料消耗，并可以充分利用边角余 17-20 C 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.hup!NSTALLATLOMet 59 理蜀素村网Z.ZC.EI

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