您好,欢迎来到BIM构件库!
首页 > 项目案例 > APEC国际会展中心BIM技术应用
APEC国际会展中心BIM技术应用
发布时间:2016-09-01 09:12
 王鑫
(北京市设备安装工程集团有限公司北京华运工程设计公司副总工程师)
 
综述
前不久在北京怀柔召开的北京国际电影节,很荣幸的使用了我们利用BIM技术完成的机电施工项目“APEC国际会展中心”。在过去,我们有在设计阶段配合设计院完成的BIM项目经验,也有在施工阶段配合施工单位完成的BIM项目经验,但没有机会用BIM技术从设计方案开始到施工、运行整体贯穿的项目实践机会,由于APEC国际会展中心工程的特殊性,使得我们有了这次机会,并且通过BIM技术在设计和施工中的协同应用,积累了一些经验和心得体会。
项目概况
本项目位于北京怀柔地区,工程总建筑面积为79000 m2,项目主体地上5层,地下2层。建筑的主要功能包括会展、宴会、媒体中心及一些附属的配套设施等,北安集团在该项目中作为机电总包单位承担了全楼的机电安装及深化设计工作。
本工程的难点
(1)设计施工周期短、无法按照施工图施工;
(2)结构复杂,建筑主体呈圆形、机电管线排布复杂;
(3)机电安装空间狭小、各专业间施工协调难度大。
4  BIM管综在设计和施工中的协同
针对本工程特点和以往类似工程施工经验,公司决定本项目的施工深化图纸全部采用BIM技术进行优化,并根据项目总体实施方案制定了详细的BIM实施方案。
本工程的特点是设计周期非常紧张,方案确立时间短,施工图纸问题多,如果采用传统的二维施工图方式对异性结构管线进行优化,不仅会增加系统优化难度,还会出现现有的施工图纸还没有优化完成,又出了新的设计方案修改图纸的情况。为了更快、更好的解决这些问题,最大程度的减少图纸变更次数,我们在项目施工准备阶段,就通过快速搭建的初步BIM模型,将问题形象直观的反应给了甲方、设计方、施工方,以便将施工问题、设计图纸问题、方案性问题同步进行解决。在这个阶段我们发现并解决了很多系统连接问题,比如:上、下楼层立管位置对应不上,水平管线连接路由不清、断管去向不明;还解决了很多各专业设计间的协同问题,比如:凝结水的排放位置处没有排水点或者距离很远,竖向立管位置处存在结构梁无法穿越,室外侧向风口超出钢结构框架大小无法安装,旋流风口布置位置和异形结构梁位置冲突等。
解决了大部分的图纸问题后,便开始解决管综问题。一般工程设计院也会做管线综合分析,但仅仅是为了确定精装吊顶的大致控高,不是很准确,在施工期间,都需要精装修单位进行二次深化。当时各专业设计图还没有出完,所以管综和控高问题都需要通过模型来处理解决。我们进行管综的优势在于我们充分考虑了综合支吊架在有限空间内的占位影响、以及合理的预留检修空间位置等对管线的综合影响因素,将未来安装可能出现的施工问题通过模型管综提前提出并加以解决。解决管线综合的方法很多,如方法选用不合理,利用BIM模型进行管线综合不仅解决不了问题,还会增加很多额外的工作量。对于不同的区域我们采取了不同的解决方法,如:走廊等管线密集区域利用剖面加三维的方式解决;主会场等大空间房间采用管线分层排布,三维定位的方式解决,效率还是非常高的。本项目初次管综后,机房出口的管线标高最低位置仅能达到1.4m,经过与甲方、设计单位讨论,通过改变风管路由、尺寸,以及支吊架综合设计布置减少占位等方法,最终将吊顶标高提高至了2.8m。
通过BIM技术在设计和施工间的高效协同,不仅保证了项目的工期,还大大减少了修改图纸的数量以及机电工程的拆改量。设计院机电各专业施工图纸及精装吊顶高度都是根据最终BIM管线综合后的模型绘制的,根据模型确定的精装各区域的吊顶高度,更加精准,精装修单位施工时,也没有出现因为图纸吊顶控高而产生的变更问题。
5  BIM综合支架模型应用
设计院对管线支架的考虑,通常都是各专业考虑自己专业的支架布置,这样对于管道密集的走廊等区域来说,往往空间占用很多,使用综合支架布置可以减少空间的占用。以往我们考虑管综支架的时候只是预留出管综支架的位置,实际安装时还会出现预留空间不足,杆件与管线碰撞的情况。为此我们和软件公司共同开发了BIM支吊架软件,并在本项目上进行实际应用,通过在结构上布置点位及综合支架荷载计算分析验证,不仅方便快捷的确定了支架型钢形式、大小、布设位置,而且通过对布置综合支架的BIM模型进行碰撞检测,还实现了真正意义的机电管线“零”碰撞。
利用BIM参数化模型进行设备阀部件加工订货
在利用BIM参数化模型进行设备、阀部件的加工订货方面,我们根据最终确定的机电综合模型,进行了风系统及水系统的水力平衡计算,通过校核计算,确定了原设计风机余压及水泵扬程都能够满足管综调整后的系统设计要求。之后根据水力平衡后的参数化模型信息,指导了现场设备、阀部件的加工订货。
利用BIM模型辅助管线预制加工现场装配
本工程施工现场依据水力平衡后的参数化模型信息对设备、阀部件进行采购订货,之后根据实际加工、订货的设备、阀部件几何尺寸信息再次对模型进行优化,解决了由于设备、阀部件模型与实际订货不一致,造成的模型管线工程量与实际加工工程量的误差问题。最后根据优化后的BIM模型分部位、分区域进行工程量统计,指导各机电专业进行管道及管道连接件的材料采购、预制加工以及现场装配。管线实际安装后,我们利用专业仪器也进行了管线定位测量,实际管道安装位置和BIM模型位置之间存在一定的位置偏差,但偏差很小,都在规范允许的偏差范围内。以下是我们利用BIM技术辅助本项目管线预制加工的几个部位的案例应用说明。
部位1:内、外环形走廊。建筑内环走廊半径33.3~41.8m,走廊最宽的位置有8.5m;外环走廊半径51.3~54.8m,走廊最宽位置有3.5m。由于走廊建筑结构是圆环形的,而机电管道施工时,管道不是完全的环形,而是近似环形的多边形,如此宽的走廊如果管道预制加工弧度小、转角位置多,会增加施工管道预制装配的难度,增加管道漏点,增加经济投入;如果管道预制加工弧度大、转角位置少,又有可能造成管道与管道间、管道与建筑间的碰撞,检修安装操作空间的不足;如果同一走廊内外圈的弧度大小、转角位置不统一,还会影响质量及美观。综合这些因素,我们通过模型进行了多个环形管线方案的模拟比较,最终确定内环走廊管道弧度7.6°,外环走廊管道弧度5.3°,轴与轴间3次转角的管件预制加工方案,并根据最终方案进行了管道及管道连接件的预制加工及现场施工装配。图1是根据最终的机电模型定位预制加工的弧形管廊机电管线现场情况,图2是通过模型制作的管道加工图。

图1  弧形管廊机电管线现场

图2  管道加工图
部位2:地下2层走廊。图3是现场根据BIM模型预制、加工、就位的管道间的施工协同情况,最上边的消防管道根据模型利用梁窝空间敷设,下边的空调水管道根据模型位置下翻,为横穿管道预留出位置,从而提升了此区域走廊吊顶的高度。

图3  地下二层走廊管线敷设现场
部位3:北京国际电影节的主会场顶棚钢屋架。此部位是本项目特色场所之一,整个大会议厅内5500m2,没有一根立柱。通过BIM模型提前进行的管线优化排布、放样、预制加工,在钢屋架未整体提升前进行了管线定位安装,之后随钢屋架整体提升就位,避免了脚手架搭设对机电安装进度产生的影响,也间接减小了在钢屋架整体吊装就位焊接后,机电管线重量对钢屋架与周边焊接节点的应力影响。图3是钢屋架和机电管线的BIM模型,图4是机电管线随钢屋架吊装过程现场情况。

图3  钢屋架和机电管线的BIM模型

图4  机电管线随钢屋架吊装过程现场
对参数化模型的数据验证
这项验证工作需要一定的时间周期,经过几次项目运行后,才能进行分析,目前我们仅在无生产负荷试运转阶段、系统调试阶段以及北京电影节上,利用专业的仪表设备对空调风、空调水系统进行了现场实际测量数据的收集,日后随着项目的使用还会继续收集,为对参数化模型数据的验证分析做准备。
结束语
    以上是我们目前利用BIM技术在APEC会展中心机电工程中的部分应用。在此感谢北控置业、北京建筑设计研究院第一设计院、北京建工B+B,上海宝冶钢结构公司、北安通风公司以及其他各参建单位对我们在本项目BIM技术应用方面的配合与支持。

关于19461122伟德娱乐| 联系我们| 帮助中心| 广联达建筑课堂 Copyright 1999-2016    版权所有    广联达科技股份有限公司 经营性网站备案信息    京ICP备17008382号-1    京ICP证010052号    京公网安备 11010802021451号