BIM技术在中航技研发展示中心项目上的综合应用案例分享

2022年1月19日BIM案例阅读模式

中航技研发展示中心项目工程体量大、专业系统复杂，管线多，由于受结构高度影响，管线安装空间需一次再次的压缩，按原设计二维平面图纸已不能进行专业管线的预控及安装，存在大量的管线交叉、冲突问题。利用BIM相关软件对管线密集的地下室走廊、消防泵房、给水机房、制冷机房、空调机房等重点部位进行二次深化设计，进行专业管线三维透视，大量解决了管路的交叉、冲突问题，解决了机电专业与土建、机电专业之间碰撞问题，解决了吊顶标高问题，安装后各专业管线布置合理、外形美观，得到了设计的认可和业主的好评，取得了一定的社会效益和经济效益。

工程简介

中航技研发展示中心位于北京经济技术开发区核心区57C2、57F2地块，项目整体规划包含企业总部办公楼、研发写字楼、五星级酒店、模拟展厅、备件库房及配套商业系列组成。其中，中航技总部办公楼和酒店两栋高层建筑顶部采用大型钢结构屋盖将两单体建筑相连，以“开启世界之门”为主题设计理念，壮观的空间结构，汇集空间动态感，寓意着门的开启。工程建成后，作为开发区地标性建筑，将成为北京东南的瞭望之门。

本工程总建筑面积达16万平方米，主要由总部办公楼、商务酒店、研发办公楼D座、裙房3（含商业及职工服务中心）、备件库房等单体建筑组成。其中，总部办公楼、商务酒店建筑面积93000平方米，地下2层、地上21层，建筑高度为99.95m。

各单体工程基础类型均为筏板基础，主体结构为框架剪力墙结构，总部办公楼和商务酒店屋顶屋盖为巨型钢结构。工程抗震设防烈度8度，抗震等级均为一级。

电气工程包括变配电系统、电力配电系统、照明及应急照明系统及建筑物防雷、接地系统等。电源由两路10KV电源和一路1000KW柴油发电机组供给。

给排水及采暖工程包括生活给水系统、中水回用系统、生活污废水系统、雨水排水系统、冷却循环水系统、消防系统等。生活给水由1#、2#两个供水机房供给，分为5个区供水，最高日用水量223.22m3/d，最大时用水量29.6m3/h。

通风与空调工程包括空调水系统、空调风系统、送排风系统、防排烟系统、热水采暖系统等。供冷、供热源位于地下二层1#、2#、3#冷冻站，总冷负荷18012KW，总热负荷9949KW。

工程重难点

1、工程结构复杂，形式多样。超大钢结构屋顶，水平投影面积达5000余平方米，总用钢量达2700吨，为超限结构,国内罕见。

2、总部办公楼与商务酒店顶层连接部位为超大钢结构屋顶，平面投影面积达5000余平方米，总用钢量达2700吨，结构平面呈非对称扇形布置，最大跨度达90米。为了解决结构的抗震设防要求，在大屋顶下弦两端，共设置15个滑移支座和12个铅芯橡胶固定支座，在地震作用下，大屋顶将随着地震波的震动频率，水平滑动，以削弱地震造成的破坏。如此复杂的结构体系，经业内权威专家鉴定，为超限结构，国内罕见。

3、机电专业系统多、管线多、各专业管线规格大、管线路由集中，管道布置占用空间大，管道合理排布困难，综合支、吊架设计安装困难。

4、工程地下室主梁下返高度较大，影响专业管线安装空间，尤其是地下一层走廊等管路，即使不考虑安装管线之间的间隙，也无法满足使用标高要求。

BIM技术应用特点和创新点

在中航技研发展示中心项目BIM应用中，我们总结了5方面的应用特点及创新点。

1、协同优化设计

本项目涉及十余个专业，项目部利用Revit系列软件的协同设计优势对管线进行综合优化设计，在AutodeskNavisworks软件中随时进行整体碰撞检查，做到了机电各专业之间、机电专业与土建之间碰撞几乎为零，大大降低了因管线碰撞造成的施工返工。应用BIM技术后,管线安装所需人工及材料与应用BIM技术前对比,节省人工369个工日，节省主材38242元。

2、利用BIM模型进行直观的技术分析

利用BIM建模实现了建筑物真实的三维模拟，而且实现了在“平、立、剖” 面图之间的真正联动，任何对平面图的修改，都会自动地反应到立、剖面图中。在技术研究中充分利用这一优势，能够更直观、生动的指导施工操作。

3、图形算量、材料统计

根据所建模型生成材料计划表，与人工算量进行对比，检查差距并分析原因，确保了材料用量的准确，提高了成本管理质量。以线槽安装为例，BIM材料计划表生成量,线槽7527米,管件526个,实际使用量,线槽7690米,管件569个,线槽实际使用量与BIM计划量比值为1.02:1,管件实际使用量与BIM计划量比值为1.08:1。

4、建立设备组库

建模时软件自带族库有限，为了建立完善的模型，BIM小组建立了补充族库，到目前已积累了200多个族的族库,最终形成了企业内部族库，以备其它工程建模时应用。

5、利用BIM提高工作效率

利用BIM软件进行管线综合深化设计、电脑算量功能以及技术交底等，大大提高了管线安装一次成优率，提高了材料计划的准确度，提高了整体施工效率。利用BIM技术后,基本把安装过程中的问题提前解决,通过合理的安排施工流水,地下二层整体工期提前37天。

BIM实施过程

1、BIM实施计划

实施计划：本项目主要分为以下几个阶段进行实施。计划时间2013年12月5日——2014年11月30日，具体进度根据实际情况进行调整。

2、BIM实施内容

根据本工程特点及难点，项目部经过相关会议讨论，决定对以下消防泵房等6个重点部位进行BIM模型建立。

3、BIM实践路线

根据BIM实施计划及内容，讨论并构思总体BIM实施方案路线如下：

（1）明确建模思路和原则

大管优先。因小管道造价低易安装，且大截面、大直径的管道，如空调通风管道、排水管道、排烟管道等占据的空间较大，在平面图中先作布置。
有压让无压。无压管道，如生活污水、粪便污水排水管、雨排水管、冷凝水排水管都是靠重力排水，因此，水平管段必须保持一定的坡度，是顺利排水的必要和充分条件，所以在与有压管道交叉时，有压管道应避让。
金属管避让非金属管。因为金属管较容易弯曲、切割和连接。
电气避热避水。在热水管道上方及水管的垂直下方不宜布置电气线路。
消防水管避让冷冻水管（同管径）。因为冷冻水管有保温，则有利于工艺和造价。
低压管避让高压管。因为高压管造价高。
强弱电分设。由于弱电线路如电信、有线电视、计算机网络和其它建筑智能线路易受强电线路电磁场的干扰，因此强电线路与弱电线路不应敷设在同一个电缆槽内，而且留一定距离。
附件少的管道避让附件多的管道。这样有利于施工和检修，更换管件。各种管线在同一处布置时，还应尽可能做到呈直线、互相平行、不交错，还要考虑预留出施工安装、维修更换的操作距离、设置支、柱、吊架的空间等。
划分各专业空间层：按功能性进行划分，送风防排烟主要集中在上方；桥架主要为引下至配电柜体中；喷淋管道为预作用喷淋。因本工程层高低，业主要求节约空间。综上考虑，尽可能的将风管与桥架水平排布，如果空间不足，则风管在上方，线槽在下方。喷淋在大梁下200mm安装。

（2）管道密集部位深化设计

对管线密集的走廊、管廊等部位深化：先在二维图上进行断面剖切，根据管道布置原则排出水、电、风三个专业管线的相对位置再进行建模。对于管道走向上管线数量和走向有变化的，需要分段做多个剖切面进行布置。

（3）对管线密集的走廊、管廊等部位深化：先在二维图上进行断面剖切，根据管道布置原则排出水、电、风三个专业管线的相对位置再进行建模。对于管道走向上管线数量和走向有变化的，需要分段做多个剖切面进行布置。

建立了消防泵房、中水泵房、冷冻机房、变配电室等设备机房模型。

（4）绘制专业模型：使用AutodeskRevit软件建立模型，将一台电脑作为中心文件存储独立使用。分专业（建筑结构、电气、给排水、消防、通风空调）建立各自工作集，分别建立各专业模型，利用协同办公及时发现交叉碰撞问题，提前解决。

整合成最终模型，为后期现场施工提供管线综合定位图及可视化展示，从而指导施工作业。

（5）碰撞点检查及制作碰撞报告：模型建立完毕，将中心文件导出为Navisworks文件，在Navisworks软件中检查碰撞点，并导出碰撞报表；各专业根据碰撞报表，查询Revit中的碰撞点，并且各专业根据施工安装原则进行相应的管线调整；在Navisworks软件生成碰撞三维图，在CAD平面图中找出碰撞点位置。