一种基于BIM技术的地下室管线布置方法

摘要

本发明公开了一种基于BIM技术的地下室管线布置方式，涉及建筑施工中管线安装技术领域。包括设计图纸、建造模型、添加单变量建造模型、整个单变量建造模型等多个步骤，在每个步骤完成的最后都对模型进行合理性、可行性、安全性校核，实现BIM技术的模型制造、管线布置零失误。本发明还通过引入单变量的方式来优化管线布置的整个制造设计流程，减少运用BIM技术时出现的高运算、复杂化运算频率，降低BIM设计难度。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑施工中管线安装技术领域，尤其涉及一种基于BIM技术的地下室管线布置方法。

背景技术

建筑施工过程涉及综合管线的布置及施工，综合管线包含建筑机电工程中通风空调、给排水、电气、智能化控制等专业的管线安装，其涉及建筑专业、结构专业以及机电专业。通常各专业的管线布置及施工各自为政，无统一规划的设计，导致管线布置和施工混乱，或局部区域重复施工，提高了材料的损耗、施工成本以及施工周期，降低了施工作业效率。

在地下室建造技术领域中，由于地下室建筑是建造在地面之下的，其施工难度相较于地面施工更大，更不要说在地下室中进行管线布置，地下室的施工环境对重复施工、错误设计方案、局部布局设施出错等建造安装问题的容错率更低。一旦出现施工、布置上的问题，修复工程会变得十分复杂，成本大大升高。

专利号CN201911197654.7公开了名为基于BIM技术的综合管线设计施工方法的发明，该发明运用BIM技术模拟进行建筑施工过程中的管线布置及施工工作，但整体管线布置、施工都比较粗糙，有些脱落实际，并没有从现实施工方面来考虑管线的布置。特别是在可行性检测时：只进行所谓碰撞检测以及必要的结构优化措施，还是存在较高的管线布置出错率，实质上并不能解决在地下室建造施工中要求错误率低甚至不存在出错的要求。

发明内容

本发明提供了一种基于BIM技术的地下室管线布置方法，运用BIM技术全方面模拟地下室建造，提供基于实际、最低成本的、合理的地下室管线布置安装技术方案，大大降低错误率，用以解决上述技术问题。

本发明解决上述问题的技术方案是：提供一种基于BIM技术的地下室管线布置方法，具体步骤如下：

S1：图纸设计、建立标准；设计地下室建筑结构图纸，建立地下室建筑消防标准、建立地下室建筑通风标准、建立地下室建筑电路布线标准；

S2：建立基本地下室数据模型；利用BIM软件根据地下室设计图纸来输入对应结构数据、尺寸数据，建造地下室数据模型；

S3：建立消防地下室BIM数据模型；依据消防标准在BIM软件内选取对应尺寸消防管道模块，在地下室数据模型上进行嵌合安装，模拟组建消防管道体系，形成消防地下室BIM数据模型；

S4：建立通风地下室BIM数据模型；依据通风标准在BIM软件内选取对应尺寸通风管道模块，在地下室数据模型上进行嵌合安装，模拟组建通风管道体系，形成通风地下室BIM数据模型；

S5：建立地下室电网分布BIM数据模型；依据电路布线标准在BIM软件内选取对应电路模块，在地下室数据模型内建立对应电网数据模型，形成电网分布设计方案；

S6：整合形成最终地下室BIM数据模型；整合消防地下室BIM数据模型、通风地下室BIM数据模型、电路分布设计方案，并进一步优化整合方案，形成最终地下室综合管线布置BIM数据模型以及布置方案；

S7：校核、验收；针对地下室综合管线布置BIM数据模型以及布置方案进行可行性校核、成本校核、安全性校核，最终完成地下室管线布置设计。

进一步地，步骤S1中执行设计地下室建筑图纸之前，要先获取施工信息、地下室建造功能目的信息。设计人员可以根据现有的施工条件、地下室的功能需求、功能使用条件来设计合理的、符合实际需求的地下室设计图纸。

进一步地，在步骤S2完成后，利用BIM软件计算地下室BIM数据模型的负荷计算、合理性计算。技术人员利用BIM软件来模拟建造地下室BIM数据模型时，还可以对设计好的地下室建筑结构进行结构强度、结构设计上的合理性计算和校核，辅助设计人员修补设计瑕疵，保证地下室设计方案的合理性和安全性。

进一步地，步骤S3进行时选取对应尺寸消防管道模块或通风管道模块以及对应的电路模块时要同时参考包括通风标准、消防标准、电路布线标准。通风标准、消防标准、电路布线标准依据地下室设计尺寸信息来选取对应的国标标准，使其符合国家规范，保证管线布置大前提条件下的合理。

进一步地，步骤S6中整合消防地下室BIM数据模型、通风地下室BIM数据模型、电路分布设计方案具体步骤包括：BIM数据模型整合、整合数据模型碰撞检验、通风管道尺寸优化、消防管道尺寸优化、管道干涉检测。

进一步地，消防管道模块模拟安装到地下室建筑数据模型中构成消防管道系统，通风管道模块模拟安装到地下室建筑数据模型中构成通风管道系统，消防管道系统和通风管道系统要进行管道连通性计算和校核。

进一步地，步骤S5中，选取电路模块组建电网数据模型时，同时选用AltiumDesigner设计软件对电网图纸进行电网仿真测试与校核。

进一步地，步骤S2、S3、S4、S5中，分别在建造设计地下室数据模型、消防地下室BIM数据模型、通风地下室BIM数据模型、电网数据模型时，同时设计与其对应的配套工艺族。

本发明的有益效果：

1、本发明采用运用BIM技术在地下室建筑模块上分别引入单独变量（消防管道模块、通风管道模块、电网模块中的一种），来形成新的地下室建筑模块，对引入单独变量进行合理性、可行性计算，并优化单独变量影响下的地下室建筑模块的尺寸结构以及相应参数，运用到地下室建造中。相较于一次性引入消防管道模块、通风管道模块、电网模块三个变量进行同时运算，只有单独变量下的地下室构造优化通过后，才进行三变量统合校核计算，使整体设计多层次化，减少设计错误的出现，本发明可显著降低BIM复杂运算量，降低工作难度。

2、本发明建立严谨的布置流程，在设计地下室图纸时，就在国家建筑施工的标准下建立符合当下环境的建筑施工管线布置标准，并进一步采集相关建造数据，在BIM软件中建造实用、目的明确的地下室建筑。同时，地下室建筑先单独设计、单独进行计算，保证地下室设计安全性。

3、在地下室管线布置设计领域中，本发明充分考虑到了地下室建造在地面以下环境中后期改造十分麻烦的实际问题，建立施工、建模难度较低，安全性高、出错率也低的管线施工布置思路流程，指导地下室建筑的管线布置安装，保证地下室内的空间充裕，消防、通风、电路设计均位于优质设计层次。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的系统流程框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

请参阅图1，本发明具体实施例的一种基于BIM技术的地下室管线布置方法，具体步骤如下：

S1：设计地下室建筑结构图纸，建立地下室建筑消防标准、建立地下室建筑通风标准、建立地下室建筑电路布线标准。

步骤S1执行时，技术人员要先收集地下室建筑的建造位置、面积信息，采用城市统一的坐标和标高系统，确定地下室建筑的尺寸方面要求；收集施工位置土壤信息，施工环境信息，确定建造选材标准；收集地下室建造功能信息、目的信息，确定地下室结构建造标准，最终依照上述标准来确定管线布置中的通风、消防、电路布置标准。

S2：利用BIM软件根据地下室设计图纸来输入对应结构数据、尺寸数据，建造地下室数据模型。

本实施例中BIM软件中选用MagiCAD软件进行BIM技术下的数据建模工作。依据地下室设计图纸、施工专业信息来获取结构数据、尺寸数据，在MagiCAD软件中生成对应尺寸、结构的墙体模块，构建地下室BIM数据模型；模型构造完成后，对地下室BIM数据模型进行仿真模拟计算，依照步骤S1中的选材标准在原始地下室模型中丰满材料特征，进行地下室结构的整体载荷较算、方案可行性计算、合理性计算，并依据反馈信息修改部分尺寸，优化地下室结构、尺寸设计，模拟生成地下室BIM数据模型。

S3：依据消防标准在BIM软件内选取对应尺寸消防管道模块，在地下室数据模型上进行嵌合安装，模拟组建消防管道体系，形成消防地下室BIM数据模型。

综合参考步骤S1中确定的地下室建筑消防标准、建立地下室建筑通风标准、建立地下室建筑电路布线标准，确定消防管道安装位置图，确定支架安装形式，同步考虑消防管道安装要求，在步骤S2中生成的地下室BIM数据模型中，在墙体、墙面上设计安装模块，将消防管道安装到位，并使消防管道互相连通，形成消防管道体系，并较算消防管道体系的畅通性，合理性。

S4：依据通风标准在BIM软件内选取对应尺寸通风管道模块，在地下室数据模型上进行嵌合安装，模拟组建通风管道体系，形成通风地下室BIM数据模型。

综合参考步骤S1中确定的地下室建筑消防标准、建立地下室建筑通风标准、建立地下室建筑电路布线标准，确定通风管道安装位置图，确定支架安装形式、风机安装形式，同步考虑通风管道安装要求，在步骤S2中生成的地下室BIM数据模型中，在墙体、墙面上设计安装模块，在特定位置安装风机，将通风管道安装到位，并使通风管道互相连通，形成通风管道体系，并较算通风管道体系的畅通性，合理性；同时还考虑消防管道的安装位置，与消防管理保持较大距离。

S5：依据电路布线标准在BIM软件内选取对应电路模块，在地下室数据模型内建立对应电网数据模型，形成电网分布设计方案。

综合参考步骤S1中确定的地下室建筑消防标准、建立地下室建筑通风标准、建立地下室建筑电路布线标准，确定通风管道安装位置图，确定支架安装形式、风机安装形式，同步考虑通风管道安装要求，在步骤S2中生成的地下室BIM数据模型中，在墙体、墙面上设计安装模块，，将电路模块安装到位，并使电路模块互相连接，形成电网体系。并较算通风管道体系的畅通性，合理性；进一步调整电网体系与消防管道体系和通风管道之间的间隔距离，以最大安全距离布设电网体系。

步骤S5中，选取电路模块组建电网数据模型时，同时选用Altium Designer设计软件对电网图纸进行电网仿真测试与校核。保证电网体系的处处连通，从设计上保证电网可行，避免后期改线等问题的出现。

S6：整合消防地下室BIM数据模型、通风地下室BIM数据模型、电路分布设计方案，并进一步优化整合方案，形成最终地下室综合管线布置BIM数据模型以及布置方案；

将步骤S3、S4、S5中校核好的地下室消防数据模型、地下室通风数据模型、地下室电网数据模型运用MagicAD软件整合形成一个整体，对整合后的地下室数据模型进行整合合理化处理，对整合数据模型进行碰撞检测，进一步微调消防管道、通风管道、电路模块的安装位置，彼此之间的安装距离、尺寸等数据，最终形成整合性的地下室BIM数据模型。

S7：针对地下室综合管线布置BIM数据模型以及布置方案进行可行性校核、成本校核、安全性校核，最终完成地下室管线布置设计。

整合完成的地下室BIM数据模型还要进行最后的程序性的可行性校核、成本校核、安全性校核，相当于模型验收环节。后期的具体施工、管线布置参照涉及模型来进行，不作出更改。

需要补充的是：步骤S2、S3、S4、S5中，分别在建造设计地下室数据模型、消防地下室BIM数据模型、通风地下室BIM数据模型、电网数据模型时，同时设计与其对应的配套工艺族。也就是说地下室数据模型完成的同时，地下室建筑的建造相关施工方案、技术层级、配套工艺也同步形成系统方案，避免施工时出现施工不合理现象，造成施工成本浪费。在消防地下室BIM数据模型、通风地下室BIM数据模型完成时，对应的消防管道体系、通风管道体系的施工建造、结构设计也形成具体方案，通过一系列校核后，也不再作出更改，现场施工时直接参照三维施工模型进行施工建造、管线布置即可，缩短工期，提高施工效率，降低成本。

以上未提及之处，均适用于现有技术。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。