机电综合管线装配式施工方法

摘要

本发明提供了机电综合管线装配式施工方法，运用于机电综合管线安装领域，通过根据施工图纸的空间、位置、角度、尺寸建立BIM模型；根据BIM模型预设区域管线进行排列组合；将BIM模型中的各区域管线的连接方式、长度、形状、尺寸按照比例提取出一个各机电综合管线的组合模型；将组合模型中所需要的各个不同管线进行规整、分类并预制加工；将需要预留的管线在加工时预留在墙体中；具备解决现有的机电综合管线施工方法所不能解决的施工过程中会易出现误差，容易导致各专业施工人员到现场各自施工时难以管理，容易造成管线相交错、各不同管线相结合、返工导致的建材浪费和成本增加，以及不利于墙体整体而造成的各种安全隐患的技术问题。

说明书

技术领域

本发明涉及机电综合管线安装技术领域，特别涉及为一种机电综合管线装配式施工方法。

背景技术

预制装配式住宅，顾名思义就是用工厂预制的构件在现场装配而成的住宅；而其中装配式机电管线就是其中的一个组成部份，装配式住宅机电的关键技术就是做好预制结构体内管线的预留预埋；设计人员需在设计阶段精确定位设备管线并与土建构件一起生成BIM模型提供给预制构件厂；

其中，机电综合管线包括了电气管线、排水管线、给水管线、供暖管线，在墙体内需要合理的进行布设才能保证墙体不会为了适配内部交错、叠加的机电综合管线造成超过墙体厚度，增加建筑成本；

随着我国经济快速持续发展，各类建筑规模越来越大，并且建筑功能越来越多样化，设备的种类也越来越多，连接的管线也越来越复杂，尤其是各种球形、弧形以及不规则体的建筑施工，传统的二维管线综合图并不能直观表现出各专业管线与建筑主体的空间关系，并且施工过程中会易出现误差，容易导致各专业施工人员到现场各自施工时难以管理，容易造成管线相交错、各不同管线相结合、返工导致的建材浪费和成本增加，以及不利于墙体整体而造成的各种安全隐患。

发明内容

本发明旨在解决施工过程中会易出现误差，容易导致各专业施工人员到现场各自施工时难以管理，容易造成管线相交错、各不同管线相结合、返工导致的建材浪费和成本增加，以及不利于墙体整体而造成的各种安全隐患的技术问题，提供一种机电综合管线装配式施工方法。

本发明为解决技术问题采用如下技术手段：

一种机电综合管线装配式施工方法，包括如下步骤：

S1、根据施工图纸的空间、位置、角度、尺寸建立BIM模型；

S2、根据BIM模型预设区域管线进行排列组合；

S3、将BIM模型中的各区域管线的连接方式、长度、形状、尺寸按照比例提取出一个各机电综合管线的组合模型；

S4、将组合模型中所需要的各个不同管线进行规整、分类并预制加工；

S5、将需要预留的管线在加工时预留在墙体中，其他管线则在施工过程中预埋；

S6、在现场进行预埋时以BIM模型中的钢筋为基点对各个管线进行距离的测量，再将管线预埋。

进一步地，在根据施工图纸的空间、位置、角度、尺寸建立BIM模型，步骤之中：

采用SolidWorks与CAD创建机电与土建各专业的BIM模型时，SolidWorks创建机电模型，采用单文件单层方法；

建模前首先将SolidWorks基准点根据三维坐标统一设定中心位置；

利用CAD按机电安装各专业设计图纸进行机电管道初步模型创建，以CAD软件X、Y、Z轴中的X轴坐标作为本建筑的横向坐标，Y轴坐标作为本建筑的竖向坐标，Z轴坐标作为本建筑的高度坐标。

进一步地，在所述根据BIM模型预设区域管线进行排列组合，步骤之中：

根据各管线的使用方式不同，进行分类，将电气管线、排水管线、给水管线为Y、Z轴预埋，将地暖管线为X、Z轴预埋。

进一步地，在预埋过程中，将电气管线、排水管线、给水管线通过模型算法得到管线相连的最短距离、不占用Y轴、Z轴、不相交错排列的最佳预埋方式。

进一步地，在预设地基上对应BIM模型中各个管线布置中，对其各个管线位置的混凝土两端装配位置进行标记且焊接相同口径的嵌槽。

进一步地，将各个管线的两端接入至嵌槽内部固定。

进一步地，在各个管线分别对应嵌槽且插入之中，通过砂浆填充连接处。

进一步地，通过BIM模型与管线模型结合，计算建筑墙体的承载压力，适当调整在Y、Z轴管线的偏移距离。

进一步地，还包括空调管线，所述空调管线包括一个或多个侧面设有与所述弧形管线内腔连通的风口。

进一步地，还包括预制混凝土，所述预制混凝土内部预埋钢板与螺栓孔，所述钢板与所述螺栓孔对应插入地暖线管中。

本发明提供了机电综合管线装配式施工方法，具有以下有益效果：通过根据施工图纸的空间、位置、角度、尺寸建立BIM模型；根据BIM模型预设区域管线进行排列组合；将BIM模型中的各区域管线的连接方式、长度、形状、尺寸按照比例提取出一个各机电综合管线的组合模型；将组合模型中所需要的各个不同管线进行规整、分类并预制加工；将需要预留的管线在加工时预留在墙体中，其他管线则在施工过程中预埋；在现场进行预埋时以BIM模型中的钢筋为基点对各个管线进行距离的测量，再将管线预埋；具备解决现有的机电综合管线施工方法所不能解决的施工过程中会易出现误差，容易导致各专业施工人员到现场各自施工时难以管理，容易造成管线相交错、各不同管线相结合、返工导致的建材浪费和成本增加，以及不利于墙体整体而造成的各种安全隐患的技术问题。

附图说明

图1为本发明机电综合管线装配式施工方法一个实施例的流程图。

本发明为目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”、“包含”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。在本发明的权利要求书、说明书以及说明书附图中的术语，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体/操作/对象与另一个实体/操作/对象区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体/操作/对象之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。

参考附图1，为本发明一实施例中的机电综合管线装配式施工方法的流程图；

实施例一

一种机电综合管线装配式施工方法，包括如下步骤：

S1、根据施工图纸的空间、位置、角度、尺寸建立BIM模型；

根据施工图纸中的各个数据模拟成BIM模型，可3D、标准3轴坐标系中装配各个零部件；

S2、根据BIM模型预设区域管线进行排列组合；

通过各种不同的角度，例如该BIM模型呈椭圆状结构，在墙体位置占用Y轴空间，则需要排布相同弧度的多种Y轴管线进行适配；

S3、将BIM模型中的各区域管线的连接方式、长度、形状、尺寸按照比例提取出一个各机电综合管线的组合模型；

得到上述管线之后，将管线从BIM模型中提取出，得到一个各个管线组合骨架图，则该管线组合骨架图为组合模型；

S4、将组合模型中所需要的各个不同管线进行规整、分类并预制加工；

因某些管线需要预先预留在部分墙体内部再装配至施工现场，通过某些管线无法适配于BIM模型中，通过预留加工预先加工在部分墙体内。

S5、将需要预留的管线在加工时预留在墙体中，其他管线则在施工过程中预埋；

S6、在现场进行预埋时以BIM模型中的钢筋为基点对各个管线进行距离的测量，再将管线预埋。

为了避免在现场施工没有参照物导致各个管线预埋中端产生偏移；

在一实施例中，在根据施工图纸的空间、位置、角度、尺寸建立BIM模型，步骤之中：

采用SolidWorks与CAD创建机电与土建各专业的BIM模型时，SolidWorks创建机电模型，采用单文件单层方法；

建模前首先将SolidWorks基准点根据三维坐标统一设定中心位置；

利用CAD按机电安装各专业设计图纸进行机电管道初步模型创建，以CAD软件X、Y、Z轴中的X轴坐标作为本建筑的横向坐标，Y轴坐标作为本建筑的竖向坐标，Z轴坐标作为本建筑的高度坐标。

具体的，首先，根据预先设定的建筑设计图纸中的空间、位置、角度、尺寸建立BIM模型，用SolidWorks建立X、Y、Z轴三维水平立体坐标系，以建筑的X轴中心对齐Z轴的中心确定中心位置，转化格式至CAD中，以形成BIM模型。

在另一实施例中，在所述根据BIM模型预设区域管线进行排列组合，步骤之中：

根据各管线的使用方式不同，进行分类，将电气管线、排水管线、给水管线为Y、Z轴预埋，将地暖管线为X、Z轴预埋。

具体的，从上述设定好的BIM模型中，根据各个不同用途的管线进行分类，电气管线需要在BIM模型顶层确定一个线盒位置，然后通过线盒与墙体内的管线相连通，同理，排水管线、给水管线均需要竖直方向上进行高楼层与低楼层之间的水源运输，并结合水平方向的运输，除了地暖管线只需要水平方向，其他的电气管线、排水管线、给水管线均需要Y、Z轴，以Y、Z轴为标准，均匀分布电气管线、排水管线、给水管线在Y轴上的排布，避免出现紧凑、交错的情况，导致墙体为了承载压力被迫变厚，提高建造成本，导致整体不够美观；

另外，地暖管线在X轴上可在预设距离中铺设若干地暖管线，并不影响Y轴类管线的预埋。

在另一实施例中，在预埋过程中，将电气管线、排水管线、给水管线通过模型算法得到管线相连的最短距离、不占用Y轴、Z轴、不相交错排列的最佳预埋方式。

具体的，为了降低同样在Y轴设置的电气管线、排水管线、给水管线的长短，提高建筑整体的电气、水利运输效率，优先选择最近的地点进行连接，提高运输效率的同时也避免浪费过多的管线布置，节省成本。

在一实施例中，在预设地基上对应BIM模型中各个管线布置中，对其各个管线位置的混凝土两端装配位置进行标记且焊接相同口径的嵌槽。

优选地，将各个管线的两端接入至嵌槽内部固定。

优选地，在各个管线分别对应嵌槽且插入之中，通过砂浆填充连接处。

具体的，为了防止各个管线在预埋时因整体建筑的不规则形状墙体导致在流动状态混凝土内偏移，通过加工适配不规则墙体的管线两端插入建筑Z轴上的两个端点设置的嵌槽，可达到定位管线的作用，避免因为重力、压力、弹性的原因使其整体产生偏移，进而导致建筑墙体承压能力变差的情况。

在一实施例中，通过BIM模型与管线模型结合，计算建筑墙体的承载压力，适当调整在Y、Z轴管线的偏移距离。

具体的，在计算机中通过算法计算，各个管线是预埋在靠近墙体外侧，还是靠近墙体内侧，因不规则墙体形状的受力点不同，不规则墙体的各个位置承重能力不同，因此，在缩短管线距离，不交错的情况下，提高墙体的承重而移动管线位置。

在一实施例中，还包括空调管线，所述空调管线包括一个或多个侧面设有与所述弧形管线内腔连通的风口。

在一实施例中，还包括预制混凝土，所述预制混凝土内部预埋钢板与螺栓孔，所述钢板与所述螺栓孔对应插入地暖线管中。

具体的，在预留管线内无法在施工现场直接的混凝土预埋，在工厂加工后的预制混凝土内设有预埋钢板和螺栓孔，可适配预留管线的Z轴上下端连接，提高各个预留的预制混凝土内与墙体适配的完整性。

实施例二

S1、根据施工图纸的空间、位置、角度、尺寸建立BIM模型；

根据施工图纸中的各个数据模拟成BIM模型，可3D、标准3轴坐标系中装配各个零部件；

S2、根据BIM模型预设区域管线进行排列组合；

通过各种不同的角度，例如该BIM模型呈椭圆状结构，在墙体位置占用Y轴空间，则需要排布相同弧度的多种Y轴管线进行适配；

S3、将BIM模型中的各区域管线的连接方式、长度、形状、尺寸按照比例提取出一个各机电综合管线的组合模型；

得到上述管线之后，将管线从BIM模型中提取出，得到一个各个管线组合骨架图，则该管线组合骨架图为组合模型；

S4、将组合模型中所需要的各个不同管线进行规整、分类并预制加工；

因某些管线需要预先预留在部分墙体内部再装配至施工现场，通过某些管线无法适配于BIM模型中，通过预留加工预先加工在部分墙体内。

S5、将需要预留的管线在加工时预留在墙体中，其他管线则在施工过程中预埋；

S6、在现场进行预埋时以BIM模型中的钢筋为基点对各个管线进行距离的测量，再将管线预埋。

为了避免在现场施工没有参照物导致各个管线预埋中端产生偏移；

其中，在施工上采用BIM模型为标准参照物，结合组合模型的各个管线之间的骨架图，主要解决弧形管线支架形式各异而导致加工慢的问题；管线支架与管线接触不充分，斜坡管线易发生顺向滑移倾覆危险的问题；管线双向插接完成，根据BIM模型结合出墙体弧形以及墙体与底端、顶端的弧度变化，集中测量统计弧形数据，避免在预留管线的加工过程中，导致预留区域与施工区域的墙体无法组合，并且组合过程中出现管线之间相互交错、重叠的情况，并采用受力模型针对BIM模型测定受力强度，取得最大受力强度值，将各个管线骨架图与BIM模型相结合，改变各个管线骨架图的弧形角度，若管线骨架图的弧形角度增大而使测定的受力强度逐渐增强，则取管线骨架图的最大弧形角度，反之，若随着管线骨架图的户型角度减小而使测定的受力强度逐渐增强，则取管线骨架图的最小户型角度，确保整体建筑的稳定性，根据管线受力分析，在管线上间隔设置固定卡板，预防管线滑移导致受力不均而整个墙体倾覆，深化完成后的支架、管线和墙体之间的平衡。

实施例三

S1、根据施工图纸的空间、位置、角度、尺寸建立BIM模型；

根据施工图纸中的各个数据模拟成BIM模型，可3D、标准3轴坐标系中装配各个零部件；

S2、根据BIM模型预设区域管线进行排列组合；

通过各种不同的角度，例如该BIM模型呈椭圆状结构，在墙体位置占用Y轴空间，则需要排布相同弧度的多种Y轴管线进行适配；

S3、将BIM模型中的各区域管线的连接方式、长度、形状、尺寸按照比例提取出一个各机电综合管线的组合模型；

得到上述管线之后，将管线从BIM模型中提取出，得到一个各个管线组合骨架图，则该管线组合骨架图为组合模型；

S4、将组合模型中所需要的各个不同管线进行规整、分类并预制加工；

因某些管线需要预先预留在部分墙体内部再装配至施工现场，通过某些管线无法适配于BIM模型中，通过预留加工预先加工在部分墙体内。

S5、将需要预留的管线在加工时预留在墙体中，其他管线则在施工过程中预埋；

S6、在现场进行预埋时以BIM模型中的钢筋为基点对各个管线进行距离的测量，再将管线预埋。

为了避免在现场施工没有参照物导致各个管线预埋中端产生偏移；

其中，若考虑施工成本，则确定管线的偏移角度为最大受力角度之后，墙支撑包含与平地面结构中预埋竖向管线连接的墙竖向支架、垂直连接于墙竖向支架的墙横向支架，以及连接于墙横向支架与平地面结构间的墙斜支架；通过各个支架起到承载在混凝土中预埋管线的弧形支撑基座；

同时，为了提高墙体的整体支撑、受力能力，可在墙体外侧设置若干支撑架，每个支撑架对应支架与支架的相交处、支架与管线的相交处、中心支架与中心管线的相交处。

实施例四

S1、根据施工图纸的空间、位置、角度、尺寸建立BIM模型；

根据施工图纸中的各个数据模拟成BIM模型，可3D、标准3轴坐标系中装配各个零部件；

S2、根据BIM模型预设区域管线进行排列组合；

通过各种不同的角度，例如该BIM模型呈椭圆状结构，在墙体位置占用Y轴空间，则需要排布相同弧度的多种Y轴管线进行适配；

S3、将BIM模型中的各区域管线的连接方式、长度、形状、尺寸按照比例提取出一个各机电综合管线的组合模型；

得到上述管线之后，将管线从BIM模型中提取出，得到一个各个管线组合骨架图，则该管线组合骨架图为组合模型；

S4、将组合模型中所需要的各个不同管线进行规整、分类并预制加工；

因某些管线需要预先预留在部分墙体内部再装配至施工现场，通过某些管线无法适配于BIM模型中，通过预留加工预先加工在部分墙体内。

S5、将需要预留的管线在加工时预留在墙体中，其他管线则在施工过程中预埋；

S6、在现场进行预埋时以BIM模型中的钢筋为基点对各个管线进行距离的测量，再将管线预埋。

为了避免在现场施工没有参照物导致各个管线预埋中端产生偏移；

其中，在建筑墙体的内侧，提供具有较强抗拉力的尼龙绳，尼龙绳的一端选择墙体弧形角度最大的位置连接，其另一端则连接至建筑中心底部位置，则为X轴的中心位置。

实施例五

S1、根据施工图纸的空间、位置、角度、尺寸建立BIM模型；

根据施工图纸中的各个数据模拟成BIM模型，可3D、标准3轴坐标系中装配各个零部件；

S2、根据BIM模型预设区域管线进行排列组合；

通过各种不同的角度，例如该BIM模型呈椭圆状结构，在墙体位置占用Y轴空间，则需要排布相同弧度的多种Y轴管线进行适配；

S3、将BIM模型中的各区域管线的连接方式、长度、形状、尺寸按照比例提取出一个各机电综合管线的组合模型；

得到上述管线之后，将管线从BIM模型中提取出，得到一个各个管线组合骨架图，则该管线组合骨架图为组合模型；

S4、将组合模型中所需要的各个不同管线进行规整、分类并预制加工；

因某些管线需要预先预留在部分墙体内部再装配至施工现场，通过某些管线无法适配于BIM模型中，通过预留加工预先加工在部分墙体内。

S5、将需要预留的管线在加工时预留在墙体中，其他管线则在施工过程中预埋；

S6、在现场进行预埋时以BIM模型中的钢筋为基点对各个管线进行距离的测量，再将管线预埋。

为了避免在现场施工没有参照物导致各个管线预埋中端产生偏移；

具体的，在管线和墙体的预制加工阶段，将各个用于支撑管线的支架分别放置到标记的管线间隔中心处，按照相关工程施工及验收规范固定管线、支架及墙体装配，按照要求标高及位置预留相应半径大小的管线嵌槽；在墙体需要连接管线的位置预留线管插槽，预制墙体上下预留管线位置并与施工墙体在对接时通过管线相卡接，同时还通过支架进行固定。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。