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BIM技术于某健康中心管线排布项目中的实践研究

日期:2020-09-22 21:24 作者:上海论文网 编辑:若诗 点击次数:151
销售价格:150 论文编号:el2020091807012720866 论文字数:3924 所属栏目:建筑学论文
论文地区:中国 论文语种:中文 论文用途:硕士毕业论文 Master Thesis

本文是建筑学论文,指标分析通过运用因子分析方法对碰撞统计点进行分析,得到六个指标间的相关性公式,和影响六个指标的两个公共因子。通过对六个指标载荷系数高低的分析,得到最具有解释性的三个碰撞指标,即:XPL-PF、XPL-SF、XPL-GN,以及能够解释公共因子的两个代表性指标XPL-PF,XPL-GN。

同时族模型的建立也为今后类似工程提供了参考依据、丰富了BIM数据资源。运用BIM技术进行施工交底、安全教育、洽商变更、物资采购也为今后的工程管理工作提供了新的管理思路和模式。具体研究工作及其结论如下:1、数据整理本工程主要是针对机电模型进行优化分析,明确了消防喷淋管作为主要研究对象,研究其分别与消防栓、排风、送风、给水、供暖管道碰撞,得到6个指标:消防喷淋-消防栓管道(XPL-XHS)、消防喷淋-排烟管道(XPL-PY)、消防喷淋-排风管道(XPL-PF)、消防喷淋-送风管道(XPL-SF)、消防喷淋-给水管道(XPL-GS)、消防喷淋-供暖管道(XPL-GN)。将基于CAD图纸建立的BIM模型进行碰撞检测分析,按照20个功能区域和六个指标对数据进行整理,得到6列20行的碰撞统计点。2、然后基于上述分析对产生碰撞的区域进行综合得分排名,选取得分靠前的区域作为典型区域加以分析。

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第1章绪论

 

在国家大力推进BIM技术和倡导绿色施工的背景下,本文首先分析了BIM技术在理论意义和现实意义方面的必然可行性,然后从国内和国外两个角度分析了BIM技术研究现状,阐述了BIM技术为解决建筑行业设计出图效率低、施工过程产生能源浪费等方面提供了解决措施,明确了本文的研究方向;其次,从建筑生命周期角度,依次分析该技术在设计阶段、施工阶段、运维阶段的应用;然后通过理论联系实际,引入工程案例,即对某健康中心的管线排布工程进行BIM模型建立,运用BIM碰撞检测技术生成碰撞报告,对报告中的数据信息进行数学建模分析,研究以喷淋管为主体,将其与喷淋管产生碰撞的其他管道分组并分别作为变量,将碰撞点按照建筑区域划分形成矩阵,运用因子分析法,寻找碰撞指标公因子,探寻碰撞点之间的实际联系,来解决工程碰撞问题中影响最大的因素。最后,把影响最大的因素依据实际情况做出协同设计优化解决方案,作为指导设计工作的方案,同时也为施工管理、安全交底等环节提供重要依据,也为今后类似工程提供解决方案和管理经验,最后分析本项目中引用BIM技术的现实和理论意义。

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第2章建筑生命周期中BIM技术应用

 

2.1BIM软件
虽然国内的BIM技术发展晚于国外,对于BIM建模主要依赖于国外建模软件,但是对于BIM软件的二次开发方面,我国还是取得了一定的成效,比如:博超、鸿业软件是用于对BIM模型进行水、电、暖的分析软件;用于结构碰撞检测分析的鲁班软件;对可持续绿色分析的天正软件;对BIM模型进行深化设计的探索者软件;对BIM模型进行预算管理的广联达、斯维尔、神机妙算等软件。国内自主研发的BIM软件平台有广联达公司开发的MagiCAD软件以及用于BIM协同管理平台的BIM5D软件、我国科学院自主开发的PKPM软件平台。我国对于BIM技术的运用还在不断发展中,因此相较于国外对于BIM技术的各个领域的广泛应用,我国BIM技术的开发前景还是很广阔的。

 

2.2BIM技术优势
当涉及多个专业进行模型设计时,信息共享的优势就显得尤为重要。在传统设计工作中,一个大型工程项目常常涉及到很多个专业进行设计工作,如果某一个专业的设计图纸出现错误,那么就要协调沟通相关专业进行设计图的修改,随之而来的是大量的沟通与矛盾,因而将大量的时间浪费掉,严重影响设计工作的效率。BIM平台的协同设计可以实现各个专业的设计模型共享。当建筑设计人员完成建筑部分建模时,机电专业可以在建筑模型的基础上建立起管道、排风、强弱电等专业,实现模型的统一轴线、统一标高、改善工程内部和利益相关方的沟通方式,从而达到优化整个项目的最终目标[16]。BIM软件不仅可以完成传统计算机辅助设计的出图工作,同时还可以为设计人员提供各种三维视角的浏览,以便设计人员可以对模型进行全方位的观测,避免在传统CAD设计模式下,由于设计人员想象力或者思维的弊端造成设计的图纸的误差甚至遗漏等问题的出现

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第3章碰撞检测与数据分析...................................................................13
3.1模型建立.............................................................................................................13
3.2碰撞检测.............................................................................................................14
3.3数据分析.............................................................................................................17
第4章某健康中心管线排布工程中的BIM技术实例...........................24
4.1因子分析.............................................................................................................24
4.2指标与其所在区域的研究分析..........................................................................30
4.3典型区域优化......................................................................................................33
4.4建筑生命周期中BIM具体应用........................................................................36
结论.........................................................................................................42

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第4章某健康中心管线排布工程中的BIM技术实例

 

4.1因子分析
为了将计算过程变得简单化,同时使数据分析的结果可以更加精确、直观,按照上一章节的步骤对碰撞数据进行因子分析。由于选择原始数据作为变量时,在获取的过程中会存着相互并不统一的数学单位,所以需要对原始数据进行归一化处理,以减少误差。原始数据归一化结果如表4-1所示。通过软件中的降维选项,对处理后的数据进行判断。首先选择“描述”选项对原始数据进行分析是否适合进行因子分析,即统计数据初始解、相关性矩阵系数、KOM和巴特利球形度检验。数据适应性检验结果如表4-2和表4-3所示:上述数据结果证明:KOM取样适切性量数字大于0.7,说明数据间的相关性较大,适合进行因子分析;巴特利特球形度检验为0,检验度结果小于0.5,说明原始变量之间存在线性关系,加强印证数据适合做因子分析。接下来考察数据间的相关性,通过软件中的分析-相关-双变量相关性选项进行分析,相关系数设定为皮尔逊,数据适应性检验结果如表4-3所示
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4.2指标与其所在区域的研究分析
由于因子分析的数据是根据不同指标碰撞的点数作为样本的,该样本是对不同区域内不同专业之间碰撞点数的累计,其并没有包含专业信息在里面,因此我们运用因子分析得到的结果,仅仅是体现出数据之间关系的因子载荷。但是在实际工程中的碰撞会有虽然同属于同一个设计专业,但是却又具有不同专业属性的碰撞发生,就比如暖通专业:供暖与送风、排风之间的碰撞,他们虽然同属于暖通专业,但是却发生了管线间的碰撞问题。针对某健康中心管线排布工程特征区域内的全部碰撞形式进行分析,对碰撞现象出现的原因进行归纳,以得到更具说明性的数据,结合工程背景将这些数据进行量化,定性和定量化后的数据则是我们进行深化设计的依据。由于排风管道(PF)自身规格尺寸较大,在房间区域内部穿越距离较大,且有排风风机设备安置,部分连接管道规格尺寸较为特殊,需要将房间内部的管道连接到屋子外面的风机管道上面,涉及多个房间的穿墙。
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结论
将BIM技术应用到在北京某健康中心工程中的设计、施工、管理阶段,结果表明因子分析方法与BIM碰撞检测技术相结合,对工程模型优化提供了理论支撑,解决了各个专业管道之间的碰撞问题,提前规避了施工阶段可能存在的问题,有效改善BIM设计图纸的精确度低的问题,降低了设计成本,为今后类似工程提供了技术支撑。3、典型问题及共通问题总结(1)指标1(XPL-SF)影响下的典型区域结论:送风管道跨越多个区域布置,且配有本专业的送风风机多台;可以对风管的弯头进行修改以降低与其他专业在穿墙时出现的碰撞问题;(2)指标3(XPL-PF)影响下的典型区域结论:区域内排风管道的布设较长,跨越多个区域;有燃气管道穿越的房间需要设置燃气监控报警器,增加排风口;(3)指标6(XPL-GN)影响下的典型区域结论:由于供暖管道在所有区域均有涉及,所以造成碰撞的地方多半是供暖管道与其他专业发生碰撞造成的;靠墙布置的送、排风管道的布置,是造成喷淋管道与供暖管道发生生碰撞的主要因素。
参考文献(略)
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