利用BIM技术提高复杂设备系统地下室净空可利用率课件

1、利用BIM技术提高复杂设备系统地下室净空可利用率发布人：庄俊扬和昌贸易中心QC小组中建海峡建设发展有限公司课题介绍认证附表总结展望工程概况PDCA循环发布内容管道净空高度不足预留孔洞位置不正确 为保证地下室机电安装质量，项目部特成立QC小组，针对如何提高复杂设备系统地下室净空可利用率开展PDCA循环，解决施工过程中难题课题背景课题背景BIM技术强缩短项目周期全生命周期管控降低项目成本提高项目质量和昌贸易中心泉州市重点工程机电安装影响大地下面积6.3万M2地下4层工程概况一：课题介绍课题名称利用BIM技术提高复杂设备系统地下室净空可利用率成立时间2015.3.22登记号CSCECSC:2015-

2、032-002#平均接受TQC时间人均55小时课题类型活动时间2015.3.22-2015.9.28小组名称中建海峡和昌贸易中心QC小组 小组人数8人课题概况现场型二：小组简介组 员：技术指导、协调管理童福越助理工程师庄俊扬技术员组员：成果整理，对策实施王小翔助理工程师组 员：信息收集，对策实施小组主要成员分工表谢卫华高级工程师组 长：策划组织郭松清高级工程师副组长：技术指导，协调管理理由一：传统施工方式存在劣势三：选题理由电气土建给排水暖通施工单位设计院平面图纸不直观变更多不合理设计多cad图纸变更单碰撞报告理由二：地下室净空可利用率要求高 70% 最低净空利用率 甲方要求974机械停车位7

3、5%净空可利用率兄弟单位引进单位项目借鉴新型BIM应用技术建筑业10项新技术推广我 司理由三：BIM指导施工效果显著进度技术成本质量安全管理常规施工问题多机电安装管线系统繁多返工费用大理由四：管线繁多、布置复杂124280180现阶段进度 地下室四层地下室三层 地下室二层 地下室一层120 对和昌贸易中心的地下第4层图纸进行BIM建模，然后进行初步的碰撞检查，由初次的碰撞检查报告可以看出，共有703个碰撞点，并对软件计算碰撞点进行逐一排查、进行汇总。现状调查一四：现状调查 -4F软件碰撞检查 碰撞检查报告现状调查一得出：图纸中存在的703个碰撞问题，且有32处需改动管线预埋才能得到解决，如果按

4、图施工将造成许多不必要的返工浪费，影响了施工进度、质量及美观。 QC小组成员走访调查了泉州、福州、及厦门三个区域的五个地下室施工效果较好的工程，对各工程的地下室净空可利用率进行调查统计。（净空可利用率=（楼层净高-设备管线占用空间）/楼层净高）现状调查二制表人：童福越 制表时间：2015年4月1日 项目工程 地下室建筑面积（）结构形式福州某体育馆7126钢结构泉州某商业广场62974框筒结构、框剪结构福州某办公大楼10694框筒结构、框剪结构晋江某综合大厦34526框筒结构、框剪结构厦门某商业广场37700框筒结构、框剪结构空间最低可利用率率（%）平均净空可利用率（%）758069767274

5、69756572现状调查二得出：地下室净空可利用率的平均值为：（80%+76%+74%+75%+72%）/5=75.4%局部特殊节点处空间最低可利用率率：（75%+69%+72%+69%+65%）/5=70%现状调查二得出：地下室净空可利用率的平均值为：（80%+76%+74%+75%+72%）/5=75.4%局部特殊节点处空间最低可利用率率：（75%+69%+72%+69%+65%）/5=70%现状调查三调查数据分析表序号项目频数(点)频率（%）累计频率（%）1管线布置不合理17517581.42管线设计高度不合理1919490.23预留洞孔位置不当1020494.94检修空间不足72119

6、8.15其它4215100 制表人：童福越 制表时间：2015年4月8日管线布置 不合理预留洞孔位置不当100-215-94.9%管线设计高 度不合理0-50-150-200-19175107-80%-100%90.2%81.4%N=215累计频率（%）频数（点）检修空间不足其它98.1%4影响地下室净空可利用率因素统计排列图-60%-40%-20%现状调查三制图人：庄俊扬 制图时间：2015年3月8日现状调查三管线布置不合理设定目标具体为：地下室平均净空可利用率80%，局部节点净空最低可利用率75%制图人：王小翔 制图时间：2015年4月12日75.480活动前目标值五：活动目标7075平均

7、净空可利用率净空最低可利用率活动目标设定依据一采用BIM技术的项目优化后，图纸碰撞数极少，因此我们认定通过消除管线碰撞现象来提高净空可利用率是能够实现的。目标依据24124碰撞数（N）项目泉州某商业广场福州某办公大楼晋江某综合大厦调查采用了BIM技术的同类型项目，对进行过碰撞检查后按优化图纸进行施工，仍出现的碰撞数进行调查统计，得出平均碰撞数为：制图人：王小翔 制图时间：2015年4月13日活动目标设定依据二本工程BIM小组技术成熟、经验丰富，小组成员及施工班组成具有良好的团队协作及沟通精神。目标依据对比项本工程泉州某城市综合体相似度技术力量高级工程师：2人一级建造师：1人BIM工程师：2人三

8、年以上施工经验：7人高级工程师：3人一级建造师：3人BIM工程师：2人三年以上施工经验：6人较高设备条件符合标准符合标准高资金条件公司资金支持到位公司资金支持到位高地下室建筑面积（万）6.35.9一般平均净空可利用率80%80%高净空最低可利用率率75%75%高本项目和泉州某综合大厦的对比图中可以看出，两个项目拥有较高相似度，本项目目标值与泉州某综合大厦的实际空间利用率取值相同，因此我们有信心能够实现该目标。制图人：庄俊扬 制图时间：2015年4月15日活动目标设定依据三本工程选择的施工班组是具有丰富的机电安装施工经验的班组，小组成员和施工班组具有良好的团队协作及沟通精神。目标依据水电班组成员

9、操作证活动目标设定依据一采用BIM技术的项目优化后，图纸碰撞数极少，并且由于小组成员BIM技术更为优秀，因此认定消除管线碰撞现象是能够实现的。活动目标设定依据二本工程BIM小组技术成熟、经验丰富，小组成员及施工班组成具有良好的团队协作及沟通精神。目标可以实现运用头脑风暴法，小组成员对现状调查中的“管线排布不合理”进行分析：六：原因分析鱼刺图安装设备陈旧材料不合格培训交底不到位施工工期紧管控手段还有优化空间各专业图纸有冲突管线布置不合理人员机械材料测量环境方法施工工艺不完善特殊节点施工困难设备达不到安装技术标准工人操作不当安装工序衔接不当材料变形施工偏差大末端因素确认计划表 七：要因分析通过鱼刺

10、图理出了相互之间的关系，从中找出8条末端因素：序号末端因素确认方法确认的依据及标准负责人完成时间1各专业图纸有冲突调查分析建3D模型，对图纸碰撞检查庄俊扬2015.42培训交底不到位调查分析是否有交底培训，并对培训内容进行考核谢卫华2015.43安装设备陈旧现场验证现场照片论证，检查设备合格证余殷愿2015.44特殊节点施工困难调查分析是否出现节点空间利用不当，造成净高下降童福越2015.4序号末端因素确认方法确认的依据及标准负责人完成时间5施工工艺不完善调查分析调查水电安装工艺过程，分析工艺是否存在不足庄俊扬2015.46施工工期紧调查分析调查施工进度表，分析工期紧张程度王小翔2015.47

11、材料不合格现场验证通过实测实量检验偏差值是否超出规范设计允许偏差郭松清2015.48管控手段还有优化空间调查分析研究对比新型管控手段，对是否能够更好的通过优化管理，达到更进一步的效益王小翔2015.4制表人：王小翔 制表时间：2015年4月30日确认时间 2015.4.29确认方法调查分析负责人江卓峰确认情况通过图纸初步审查，发现原设计存在多种错误，主要体现在：管线之间相互碰撞末端因素一：各专业图纸有冲突碰撞碰撞碰撞碰撞-2F碰撞图-3F碰撞图-2F停车位碰撞-3F停车位碰撞确认时间 2015.4.29确认方法调查分析负责人江卓峰确认情况通过图纸初步审查，发现原设计存在多种错误，主要体现在：管

12、线之间相互碰撞末端因素一：各专业图纸有冲突项目碰撞数停车位严重碰撞53管线严重碰撞1062管线普通碰撞123总计1138碰撞汇总表 制表人：王小翔 制表时间：2015年4月30日 如果按照未经过深化的各专业设计图纸直接进行管线的安装作业，将会在施工过程中不可避免的出现返工现象，增加成本，拖延工期。和昌贸易中心QC小组要因确认时间 2015.4.29确认方法调查分析负责人谢卫华确认情况技术组于6月5日，对现场操作人员进行地下室水电管网施工的技术交底。会上对水电施工的难点重点进行交底，工序工艺进行解说，由交底记录以及交底培训考核可以看出，交底准确到位。末端因素二：培训交底不到位管线安装技术交底操作

13、人员考核成绩表和昌贸易中心QC小组非要因确认时间 2015.4.29确认方法现场验证负责人余殷愿确认情况小组成员余殷愿对设备进行检查，发现机械有近2成为新采购设备，另外8成为使用时间为14年情况不等，但设备均在使用期内，并都有合格证。末端因素三：安装设备陈旧机械情况 成品保护调查表 和昌贸易中心QC小组非要因确认时间 2015.4.29确认方法现场调查负责人童福越确认情况小组成员在建模过程中发现原设计图纸在一些节点上表达含糊，并未明确标注，加大了现场施工的难停车位预留位置净高不够度。末端因素四：特殊节点施工困难停车位预留位置净高不够 可以看出，因地下室配电间较其他处本身层高偏低，再加上配电间处

14、各类管线数量多，排列复杂，容易出现净空高度不足的现象，从而导致原本设计在配电间附近的停车位因高度不足而作废的现象，对甲方带来不必要的经济损失。和昌贸易中心QC小组要因确认时间 2015.4.29确认方法现场调查负责人童福越确认情况小组成员庄俊扬在调查项目部编制的施工组织设计中发现其中包含了十分详尽的机电安装分项工程的工艺，这是参考了中建海峡其他优秀工程借鉴好的工艺并改进的工艺资料，是根据现场实际总结的成果，是符合现今水平工艺。末端因素五：施工工艺不完善和昌项目施工组织设计机电安装工艺和昌贸易中心QC小组非要因确认时间 2015.4.29确认方法现场调查负责人童福越确认情况小组成员王小翔对地下室

15、机电安装工期进行调查，发现地下室机电安装并非主要线路，在土建施工后，装修阶段进行流程穿插作业，有很强的灵活性。末端因素六：施工工期紧泉州和昌贸易中心地下室后期施工进度计划和昌贸易中心QC小组非要因确认时间 2015.4.29确认方法现场调查负责人童福越确认情况小组成员对合格证材料进行收集查看，发现均为合格产品。末端因素七：材料不合格铝合金桥架检验报告铝合金桥架合格证和昌贸易中心QC小组非要因确认时间 2015.4.29确认方法现场调查负责人王小翔确认情况对项目上的施工管控手段进行讨论、总结，发现现有管控手段缺乏效率、并且准确性不高，对质量把控能力不足末端因素八：管控手段还有优化空间管控手段讨论

16、、总结会和昌贸易中心QC小组要因要因确认1、各专业图纸冲突2、特殊节点施工困难 3、管控手段还有优化空间 对策表 制表人：王小翔 制表时间：2015年5月2日对要因确认表中的三个要因运用5W1H方法进行对策制定。八：制定对策序号要因对策目标措施地点完成时间负责人1各专业图纸冲突普通位置处管线碰撞优化理论上达到平均净空可利用率80%1.管线安装规则比选2.管线优化总则制定3.碰撞检查、系统优化会议室办公室2015.5童福越王小翔庄俊扬2特殊节点施工困难特殊节点优化理论上达到局部空间利用率75%1.梁底处管线布置优化2.多排平行桥架间避让设计3.优化机械停车位处管线布置会议室办公室2015.5王小

17、翔庄俊扬3管控手段还有优化空间BIM管控实际完成平均净空可利用率80%、局部空间利用率75%1.动画模拟管线施工过程2.管线施工现场过程管理3.每日抽检，制作净空可利用率记录表会议室办公室2015.8余殷愿郭松清刘玉带九：对策实施实施一：普通位置处管线碰撞优化1.管线安装规则比选：方案一：风管距梁底100mm，桥架距风管100mm，水管距桥架底100mm风管桥架水管九：对策实施实施一：普通位置处管线碰撞优化1.管线安装规则比选：方案二：桥架距梁底100MM，水管距桥架底100mm，风管距水管底100mm桥架风管水管九：对策实施实施一：普通位置处管线碰撞优化1.管线安装规则比选：方案三：风管距离

18、板底200mm,桥架底距离风管顶100mm，水管风管底平布置水管风管桥架九：对策实施实施一：普通位置处管线碰撞优化方案评价综合得分一评分人 因素 谢卫华童福越王小翔庄俊扬余殷愿刘玉带64.3方案效果677676经济投入565565实施难度768778工期776776得分626666626862针对这三个方案，小组通过方案效果、经济投入、实施难度、工期等四个方面，综合打分，得出最佳方案。方案评价综合得分二评分人 因素 谢卫华童福越王小翔庄俊扬余殷愿刘玉带76.7方案效果787787经济投入787888实施难度889898工期788878得分728076768076方案评价综合得分三评分人 因素

19、谢卫华童福越王小翔庄俊扬余殷愿刘玉带90.7方案效果9999109经济投入91099109实施难度889798工期910910910得分889290889690最大限度满足要求实施一：普通位置处管线碰撞优化3.碰撞检查、系统优化（1）明确建模顺序小组成员参考设计企业BIM实施标准指南按照从上到下、从大到小，以减少后期避让的难度和工作量的原则确定各专业模型的建立顺序风管强电电缆桥架弱电电缆桥架消防、报警电缆桥架给、排水水管消防、喷淋水管各系统综合全专业模型综合2.模型优化总则尽量利用梁内空间，管线交叉时，向上翻转至梁内空间铺设（2）原图纸所建模型碰撞检测实施一：普通位置处管线碰撞优化（3）管线碰

20、撞优化实施一：普通位置处管线碰撞优化桥架向上弯起风管与桥架碰撞优化水管向上弯起风管与水管碰撞优化桥架与桥架碰撞优化水管向下弯小管让大管有压让无压桥架与水管碰撞优化水管与水管碰撞优化（3）管线碰撞优化实施一：普通位置处管线碰撞优化优化前优化后管线优化前后对比图0碰撞实施一效果检查 楼 层 项 目层高（m）平均净空高度（m）平均净空可利用率（%）地下一层65.286.7%地下二层4.33.581.4%地下三层4.33.581.4%地下四层3.62.980.6%总平均净空可利用率：82.5% 平均净空可利用率统计表制表人：王小翔 制表时间：2015年5月28日对策目标实现1.梁底处管线布置优化实施二

21、：特殊节点优化标注模糊3-53-82-F2-E原设计桥架相对标高3米，位于风管上实施二：特殊节点优化净空高2.4m绘制上风管无空间放置桥架实施二：特殊节点优化可用空间0.84m，需放置四排桥架！0.84m调整至穿过砖墙到达机房优化思路：实施二：特殊节点优化优化效果：2.多排平行桥架间避让优化实施二：特殊节点优化实施二：特殊节点优化方案一：分叉节点处桥架向下凹优点：在遇到梁后，不必二次调整缺点：净高会受到一定影响实施二：特殊节点优化方案二：分叉节点处桥架向上凸优点：净高得到保障缺点：遇到梁需要二次避让实施二：特殊节点优化方案三：临近分叉节点时，调整桥架间距优点：净高保持不变缺点：影响美观实施二：

22、特殊节点优化桥架的提升角度过大，导致电缆铺设难度大实施二：特殊节点优化投影长度250夹角45实施二：特殊节点优化设计的新型三通、四通既保证了桥架间距250mm的检修空间和净高，又满足美观设计要求。3.优化机械停车位处管线布置实施二：特殊节点优化建立机械停车位族3.优化机械停车位处管线布置实施二：特殊节点优化实施二：特殊节点优化碰撞优化出报告碰撞检查报告和部分优化建议实施二：特殊节点优化出图以CAD平面与三维图纸并存的方式，指导施工人员进行施工。CAD平面设计图 三维设计图实施二效果检查最低净空可利用率统计表 楼 层 项 目层高（m）最低净空高度（m）最低净空可利用率（%）地下一层64.981.

23、7%地下二层4.33.274.4%地下三层4.33.376.7%地下四层3.62.4（无可操作空间，不计入）66.7%（无可操作空间，不计入）最低净空总可利用率：77.6%制表人：王小翔 制表时间：2015年5月28日70%75%活动后活动前目标值实施二效果检查 可利用BIM进行节点优化设计，提高了最低净空可利用率，减少了因设计不清所引起的返工现象。77.6%对策目标实现1.动画模拟管线施工过程实施三： BIM管控质量安全问题选择问题部位工期导入、流水段与模型绑定动画模拟2、管线施工现场过程管理实施三： BIM管控过程管理3、每日抽检，制作净空可利用率记录表实施三： BIM管控实际净空可利用率

24、记录表实施三效果检查净空可利用率汇总表周期平均净空可利用率（%）最低净空可利用率（%）周期平均净空可利用率（%）最低净空可利用率（%）5.31-6.0680.678.87.26-8.0181.974.86.07-6.1380.075.98.02-8.0882.277.16.14-6.2083.877.38.09-8.1580.676.56.21-6.2780.275.08.16-8.2283.174.96.28-7.0481.875.88.23-8.2981.775.87.05-7.1181.775.78.30-9.0582.076.67.12-7.1882.175.59.06-9.1281.

25、374.57.19-7.2580.777.39.13-9.1982.676.6总平均净空可利用率：81.6%，总最低净空可利用率：76.0%制表人：王小翔 制表时间：2015年9月21日经小组实测统计：九：效果检查1、BIM管线优化效果对比普通处管线优化现场效果机房内管线优化现场效果机械停车位管线优化现场效果九：效果检查2、净空可利用率实际值通过“实施三”抽检数据汇总得出：实施前后净高可利用率对比图平均净空可利用率平均净空可利用率最低净空可利用率最低净空可利用率九：效果检查3、2015年9月24日，小组对本项目已施工管线中影响净空可利用率的因素统计分析，并绘制调查数据分析表及饼分图，如下所示：

26、调查数据分析表序号项目出现次数/10000平方米平方米累计次数累计频数（%）1管线布置不合理20252管线设计高度不合理0003预留孔洞位置不当24504检修空间不足1562.55其他38100制表人：庄俊扬 制表时间：2015年9月26日预留孔洞位置不当管线设计高度不合理管线布置不合理课题目标实现检修空间不足其他38%12%25%25%经济效益 地下室停车位部分：项目原设计停车位优化后停车位增加数量单价/万元/万元合计机械停车位963968530150普通停车位426433730210微型停车位5349-420-80总计：280万元设计变更整改费用：制表人：王小翔 制表时间：2015年9月27日碰撞检查的过程中，仅管线与地下室停车位严重碰撞必须进行设计变更处便有53处，按照每处2000元的整改费用，便节约了106000元。而整个地下室（6.7万平方米）的碰撞检测约有1000处（每处整改按100元计算），严重碰撞约有100处（每处整改按1000元计算）合计：106000+1000*100+100*1000=30.6（万元）总计：2800000+306000=310.6（万元） 本次QC小组活动，成功利用BIM技术对项目水电施工进行了全过程把控，从设计阶段到运维管控阶段都包含其中，为此后在其他工程项目的BIM应用中积累宝贵的经验，同时也培养了一批技术人员。技术效益 用BIM技