CN112765701A - 一种农民新村设计施工一体化建设方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种农民新村设计施工一体化建设方法。其包括以下步骤：设计：对村镇现有的地形地貌、交通导向、公路绿化带、自然河流水系和农田进行现场勘探，确定规划用地，测量基础数据，完成设计图纸；根据设计图纸创建BIM模型；对BIM模型进行深化设计；基于BIM模型制定可视化施工方案动画，进行技术方案交底；施工：按技术方案施工，对于施工中出现的问题及时解决，并调整BIM模型和技术方案。本申请通过实行环保绿色设计、施工一体化，可以通过设计、施工的有效分工和合作，在设计、施工环节形成交叉、互动、互补、优化的工作机制，达到缩短工期、确保工程质量、降低投资、提高工程项目技术含量等目的。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种农民新村设计施工一体化建设方法。
背景技术
我国目前农利住宅大多数仍是粗放式、低效率的建造模式。目前长建设周期、低生产效率、低科技含量、工程质量和安全问题明显、环保效益差以及高建筑能耗的农村住宅建设模式己不适应当前绿色低碳发展要求。新农村建筑建设形式必将向精细、快速、节能、环保的新型建设模式方向发展。
建筑行业转型升级的目标是建筑产业化，它是以实现建筑工业化发展为目标，通过建筑行业现代化来实现建筑物全寿命内产业链转型升级。从而提高建筑工程的质量降低污染和增加经济效益。如何提升建筑业企业的综合整体能力、如何发挥好设计与施工两个优势、如何协同好设计与施工的关系、成为目前建筑工程中亟需解决的问题。
公开号为CN107274327A的专利文件公开了这样一种新农村建设的村镇规划设计平台系统，包括：服务器模块、规划用地信息模块、客户意愿采集模块、反馈模块。该申请主要为新农村的设计规划提供了参考，但还不能为新农村的建设提供事实有效、精准到每一个建筑构件的建筑设计方案。
BIM（Building Information Modeling）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。它作为建筑信息共享的数据载体，在其生命周期中从开始起就为决策形成了可靠的依据。是一个不断修改、完善同时利用的建筑数字化信息的模型，工程项目各相关工作人员均可根据自己工作范围和权限，结合项目实施的情况，对信息模型进行相应的调整修改、添加以及提取信息和输入信息等工作，BIM模型会将这一改变同时传递给所有相关人员，以更加真实和高效的服务、监控建筑实施。因此，可以将BIM技术应用于新农村建设中。
发明内容
本发明要解决上述问题，提供一种农民新村设计施工一体化建设方法。
本发明解决问题的技术方案是，提供一种农民新村设计施工一体化建设方法，包括以下步骤：
（1）设计：对村镇现有的地形地貌、交通导向、公路绿化带、自然河流水系和农田进行现场勘探，确定规划用地，测量基础数据，完成设计图纸；根据设计图纸创建BIM模型；对BIM模型进行深化设计；基于BIM模型制定可视化施工方案动画，进行技术方案交底；
（2）施工：按技术方案施工，对于施工中出现的问题及时解决，并调整BIM模型和技术方案。
作为本发明的优选，所述BIM模型包括土建BIM模型、机电BIM模型、幕墙BIM模型、以及结构BIM模型。
作为本发明的优选，所述土建BIM模型选用Revit进行建模，所述机电BIM模型选用Revit或者MagiCAD进行建模，所述结构BIM模型选用Tekla进行建模，所述幕墙BIM模型选用Revit或者Rhino进行建模。
作为本发明的优选，步骤（1）中，创建所有BIM模型之后、深化设计之前，还需要对所述土建BIM模型、所述机电BIM模型、所述幕墙BIM模型、以及所述结构BIM模型分别进行单模型内碰撞检查，以及进行各个模型间的碰撞检查。
作为本发明的优选，步骤（2）中，在施工过程中，需要通过BIM360软件，将所述BIM模型导入移动终端设备，让现场管理人员利用模型进行现场工作的布置和实体的对比。
作为本发明的优选，所述各个模型间的碰撞检查包括以下步骤：将各个模型导入可视化和仿真三维设计平台上进行分析，再对四个模型进行合并，对模型构件之间的形状、位置、安装控件进行碰撞检查，并对模型构件进行调整修正；修正后再次合并进行碰撞检查，直至碰撞检查输出结果为零。
作为本发明的优选，所述机电BIM模型深化设计的内容包括给水排水、暖通以及电气。
作为本发明的优选，所述结构BIM模型深化设计的内容包括混凝土结构的主要框架柱、框架梁和剪力墙布置，钢结构的主要梁、柱布置，结构设备，结构层数，结构高度。
作为本发明的优选，所述土建BIM深化设计的内容包括主体建筑构件的几何尺寸、定位信息，主要建筑设施的几何尺寸、定位信息，主要建筑细节几何尺寸、定位信息。
作为本发明的优选，步骤（1）中，创建土建BIM模型之后、对土建BIM模型进行深化设计之前，还需将土建BIM模型导入通风分析、光环境分析、热环境分析软件工具中进行性能分析，并通过分析数据及综合因素进行方案比选，确定最优土建BIM模型。
本发明的有益效果：
1.本申请通过实行环保绿色设计、施工一体化，可以通过设计、施工的有效分工和合作，在设计、施工环节形成交叉、互动、互补、优化的工作机制，达到缩短工期、确保工程质量、降低投资、提高工程项目技术含量等目的。
2.本申请的设计施工一体化建设方法，由设计单位和施工单位共同参与施工图设计，实现施工图方案深化设计，充分发挥施工单位实践经验丰富，能和现场施工人员有效沟通的优势。通过对设计与施工的通盘考虑，使设计更贴近于施工，更便于指导施工，使变更设计更快捷，更利于降低施工成本。
附图说明
图1是一种农民新村设计施工一体化建设方法的流程示意图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施方式，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
一种农民新村设计施工一体化建设方法，如图1所示，包括以下步骤：
（1）设计：对村镇现有的地形地貌、交通导向、公路绿化带、自然河流水系和农田进行现场勘探，确定规划用地，测量基础数据，完成设计图纸。
根据设计图纸创建BIM模型，BIM模型包括土建BIM模型、机电BIM模型、幕墙BIM模型、以及结构BIM模型。
土建BIM模型的建模内容主要包括主体建筑构件的几何尺寸、定位信息，比如楼地面、柱、外墙、外幕墙、屋顶、内墙、门窗、楼梯、坡道、电梯、管井道、吊顶等；主要建筑设施的几何尺寸、定位信息，比如卫浴、部分厨房设施等；以及主要建筑细节几何尺寸、定位信息，比如栏杆、扶手、装饰构件、功能性构件等。
土建BIM模型选用Revit进行建模，主要建模方法：体量：用于方案设计阶段，通过形状工具来创建几何形体。形状分为实心、空心两种，实心形状创建实心体量，而空心形状则用于“剪切”实心形状体量。当创建了体量后，就可以选择并添加面，从体量表面生成墙体、楼板、屋顶和幕墙系统，将概念形体转换成建筑设计构件。也可以提取重要的建筑信息，包括每个楼层的总面积。族：在Revit中，参数化枃件称为族，族作为Revit模型的基本元素，可以选择族模板创建各种类型的族文件，并进行编辑、添加参数，还能利用族，对设计意图的细节进行调整和表达。使用族可以设计最基础的建筑构件，例如墙、楼梯，也可以设计精细的建筑配件，例如门窗、家具等。视图：在Revit中，各种二维平面都是以视图的方式存在，包括平面、立面、剖面、明细表等。视图都由模型产生，并与模型实时关联。Revit提供图纸集的功能，把视图拖放到图纸中，即可完成图纸文档的创建，Revit会自动处理一些关联的视图索引和编号。
土建BIM模型建立后，还需将土建BIM模型导入通风分析、光环境分析、热环境分析软件工具中进行性能分析，并通过分析数据及综合因素进行方案比选，确定最优土建BIM模型，可以采用Autodesk Ecotectr软件进行分析。
确定最优土建BIM模型后，还需进行深化设计。在进行深化设计时，主体建筑构件深化集合尺寸、定位信息：构造柱、过梁、基础、排水沟、集水坑，主要建筑设施深化集合尺寸、定位信息：卫浴、厨房设施，主要建筑装饰深化材料位置、分割形式、铺装与划分，此外，还需要对隐蔽工程与预留孔洞的几何尺寸、定位信息进行深化。
机电BIM模型的建模内容包括给水排水、暖通、电气。在进行深化设计时，给水排水的深化包括细部深化模型各构件的实际几何尺寸、准确定位信息，太阳能热水、虹吸雨水、热泵系统室外部分、特殊弱电系统，开关面板、支吊架、管道连接件、阀门的規格、定位信息的深化。暖通的深化包括锅炉房设备、设备基础、主要连接管道和管道附件的简略模型及其安装位置和主要安装尺寸，各层散热器的简略模型及安装位置，采暖干管及立管的位置，管道阀门、放气、泄水、固定支架、伸缩器、入口装置、减压装置、疏水器、管沟及检查孔的简略模型及其安装位置，通风、空调、制冷设备（如冷水机组、新风机组、空调
器、冷热水泵、冷却水泵、通风机、消声器、水箱等）的体量模型及安装位置、尺寸，连接设备的风道、管道的位置、尺寸及走向，管道附件（各种仪表、阀门、柔性短管、过滤器等）的简略模型和安装，通风、空调、防排烟风道的位置、尺寸，主要风道的准确位置、标高及风口尺寸，各种设备及风口安装的定位尺寸和编号，消声器、调节阀、防火阀等各种部件的简略模型和安装位置；风道、管道、风口、设备等与建筑梁、板、柱及地面的位置尺寸关系，墙体预埋件及预留洞的位置和尺寸，大型设备吊装孔及通道等的位置和尺寸。电气的深化包括供电系统的深化：深化变配电室（站）、强电间、强电竖井、发电机房等的位置、面积，深化变配电室（站）和发电机房内配电装置的布置、安装尺寸、安装方式，配电间、强电竖井内配电装置的布置、安装尺寸、安装高度，各用电设备配电箱的布置、安装尺寸、安装高度，桥架（线樯）的布置、安装尺寸、安装高度等；照明系统的深化：照明灯具、开关、插座等的布置、安装方式照明配电箱的布置、安装尺寸、安装高度等；消防及安全的深化：深化消防和安全系统控制室位置、面积，深化消防和安全控制室内设备布置、安装尺寸、安装方式，弱电间或弱电竖井内消防和安全系统设备的布置、安装尺寸、安装高度应急照明灯具、消防设施、安全设施布置、安装方式，线槽的布置、安装尺寸、安装高度等；信息系统的深化：深化各弱电系统机房、弱电间、弱电竖井的位置面积，深化各弱电机房内设备布置、安装尺寸、安装方式，弱电间或电竖井内弱电系统设备的布置、安装尺寸、安装高度，各弱电系统设施布置、安装方式;线槽的布置、安装尺寸、安装高度等。
机电BIM模型选用Revit进行建模，包括电气建模、给水排水建模、暖通建模。其中，电气建模方法为：首先主要对配线类型、电压、配电系统、电缆桥架尺寸、线管尺寸、负荷计算、配电盘明细表进行设置。在电气布置时，如果布置一般电气没备，如插座、配电箱等，可以直接将设备添加到视图中，布置时根据设备安装位置选择布置在水平面上或者在垂直面上，布置桥架时需要注意桥架形式、水平对正方式、参照标高、偏移和桥架尺寸。为其他专业动力设备配电时，需要先从暖通和给水排水的文件中收集动力条件，采用链接模式工作的项口，需要将暖通或给水排水的文件链接到电气项目文件中，使用“链接”功能中的“复制／监视”功能，把相应的动力设备“复制”过来；采用工作集模式工作的项目可以直接从项目中收集动力条件。设备放置完毕，开始创建系统回路。配电系统选择“220/80 星形”形式，如果选项卡中没有出现可选择的配电系统，说明电气设置中的“配电系统”没有与该配电盘的电压和级数相匹配的项。这时要检查配电盘的连接件设置中的电压和级数，或是在电气设置中添加与之匹配的“配电系统”。选中区域中的一个回路的设备，单击功能区中“电力”，直接选中绘图区域中的配电盘创建回路。回路中所选的配电盘必须事先指定配电系统，否则在系统创建时无法指定该配电盘。当线路逻辑连接完成后，可以为线路布置永久配线即布置导线二在每次回路创建时，可以自动生成导线，当自动生成的导线不能完全满足设计要求时，可以手动调整导线。图纸创建电气模型创建完成后，可以根据视图创建二维图纸，图纸标签可以使用族编辑器修改编制，也可以从其他CAD 图纸导入，从电气模型中生成的明细表、剖面、局部三维视图等也可以放在图纸中，视图较大的项目可将一个视图分割为多个部分，布置于多张图纸上。图纸创建完成后，通过导出功能导出CAD 文件格式。
给水排水建模方法为：将装置、附件和机械设备插入给水排水管道系统中，并与现有管道分段对齐，在放置它们的位置可自动连接。这些插入的构件具有相同但方向相反的连接件，并且能与其连接件的方向精确地对齐。在必要时将自动插入过渡件，以便与管道分段的尺寸相匹配。在某些情况下，删除插入构件后，管道的连接会恢复到原来的状态。例如，如果插入构件的大小与其放置处的管道大小相符（不用创建过渡件），那么在删除插入构件后，该管段的连接会恢复到原来的状态。然后进行管道绘制设置，第一次在项目中绘制管道时，需要为将放置的管道类型指定默认骨件。如果尚未为选定的管道类型指定欺认管件，请转到管道类型指定默认管件为该管道类型指定欲认管件。然后在立面视图中绘制管道在立面视图中绘制管道时，使用的工具和方法与在平面视图中进行绘制时所用的工具和方法相同。但是，由于以不同的透视图查看布局，因此结果可能与预期有所不同；在立面视图中绘制的管道是相对于立面视图平面而绘制的。如果在立面视图中绘制，应当保持共维视图或平面视图可见，以便查看操作的结果。在剖面视图中绘制管道在剖面视图中绘制管道时，使用的工具和方法与在平面视图中进行绘制时所用的工具和方法相同。但是，由于以不同的透视图查看布局，因此结果可能与预期有所不同。在剖面视图中绘制的管道是相对于剖面视图平面而绘制的。如果在剖面视图中绘制，应当保持兰维视图或平面视图可见，以便查看操作的结果。
暖通建模方法为：Revit项目样板中包含设备及设备规格参数，可直接由样板中选择对应设备并进行布置。以往项目样板中不具有的设备或设备规格型号可自行载入，如无设备数据模型可自行建立或联系相关单位提供。风管及管道建模过程中，布置设备和末端之后，可根据系统关系创建管道系统，并使用生成布局及布局解决方案调整自动布置相应管线，并将布局方案转换为管线占位符，在之后的工作中转换为实际管线。并使用管道尺寸计算功能自动计算管线尺寸。注意管道需要添加堵头及管帽，传统设计中一般不考虑，需要特殊注意Revit自带风管系统分类中无新风、排烟两系统。其中排烟应定义为排风系统分类新风系统应定义为送风系统分类关于新风系统连接至风机盘管送风口，或变风量系统回风中混入新风或排风类情况物理连接容易实现，但逻辑连接会导致系统计算错误。解决方法为在接入新风的风管上设置新风风口，并完成物理连接，将盘管送风口送风参数调整为“系统”并将风盘、新风口及送风口连接成就系统进行计算。
在设计建模工作基本完成后，通过专业协调软件（如Navisworks）对模型进行综合协调，以保证BIM模型数据的准确完整。机电管线排布一般应遵循如下原则：电气管线在上，水管线在下，给水管线在上，排（污）水管线在下，风管尽可能贴梁底布置，管线排布需考虑安装控件、运行操作空间和检修空间，管线排布需综合考虑支、吊架位置。机电管线调整避让一般应遵循如下原则：水管避让风管，有压管道避让无压（自流）管道，可弯管道避让不可弯管道，小管径管遒避让大管径管道，冷水管道避让热水管道。
结构BIM模型的建模内容包括混凝土结构的主要框架柱、框架梁和剪力墙布置，钢结构的主要梁、柱布置，结构设备，结构层数，结构高度。在进行深化设计时，混凝土结构深化结构楼板、挑梁、结构楼梯，钢结构深化檩条、支撑，还需要深化构件基本布置及截面，如桁架、网架的网格尺寸及高度，以及主要结构洞定位、尺寸。
结构BIM模型选用Tekla进行建模，通常是在YJK、PKPM、Mdas等软件完成结构模型创建和技术分析，然后通过信息交换软件（插件或专门的软件工具）导入到BIM软件（如Revit）完成多专业综合和协调。其中，YJK模型导入Revit方法为：结构计算分析后对模型进行调整，将调整后的模型导入到 Revit中。通过YJK中的转Revit接口，生成中间数据文件，再应用 Revit中的接口导入YJK数据，重新生成 Revit模型。
幕墙BIM模型选用Revit进行建模。
还需要对土建BIM模型、机电BIM模型、幕墙BIM模型、结构BIM模型分别进行单模型内碰撞检查，以及进行各个模型间的碰撞检查。各个模型间的碰撞检查包括以下步骤：将各个模型导入可视化和仿真三维设计平台上进行分析，再对四个模型进行合并，对模型构件之间的形状、位置、安装控件进行碰撞检查，并对模型构件进行调整修正；修正后再次合并进行碰撞检查，直至碰撞检查输出结果为零。
基于碰撞检查输出结果为零的BIM模型制定可视化施工方案动画，进行技术方案交底；
（2）施工：按技术方案施工，对于施工中出现的问题及时解决，并调整BIM模型和技术方案。在施工过程中，需要通过BIM360软件，将所述BIM模型导入移动终端设备，让现场管理人员利用模型进行现场工作的布置和实体的对比。
此外，在施工过程中，遇到一些原设计未预料到的具体情况，需要进行处理，比如增减工程内容，修改建筑功能，设计错误、遗漏或者施工过程中的合理化建议以及使用材料的改变，这些都引起设计变更，设计变更可以由建设单位、设计单位、施工单位或监理单位中的某一个单位提出，有些则是上述几个单位都会提出。例如，工程的管道安装过程中遇到原设计未考虑到的设备和管道、在原设计标高处无安装位置等，需改变原设计管道的走向或标高，经设计单位和建设单位同意，办理设计变更或设计变更联络单。这类设计变更应注明工程项目、位置、变更的原因、做法、规格和数量，以及变更后的施工图，经各方签字确认后即为设计变更。基于BIM的设计变更实现模型的参数化修改，可以轻松对比变更前后工程部位的具体变化，并具有可追溯性。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种农民新村设计施工一体化建设方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）设计：对村镇现有的地形地貌、交通导向、公路绿化带、自然河流水系和农田进行现场勘探，确定规划用地，测量基础数据，完成设计图纸；根据设计图纸创建BIM模型；对BIM模型进行深化设计；基于BIM模型制定可视化施工方案动画，进行技术方案交底；
（2）施工：按技术方案施工，对于施工中出现的问题及时解决，并调整BIM模型和技术方案。
2.根据权利要求1所述的一种农民新村设计施工一体化建设方法，其特征在于：所述BIM模型包括土建BIM模型、机电BIM模型、幕墙BIM模型、以及结构BIM模型。
3.根据权利要求2所述的一种农民新村设计施工一体化建设方法，其特征在于：所述土建BIM模型选用Revit进行建模，所述机电BIM模型选用Revit或者MagiCAD进行建模，所述结构BIM模型选用Tekla进行建模，所述幕墙BIM模型选用Revit或者Rhino进行建模。
4.根据权利要求2所述的一种农民新村设计施工一体化建设方法，其特征在于：步骤（1）中，创建所有BIM模型之后、深化设计之前，还需要对所述土建BIM模型、所述机电BIM模型、所述幕墙BIM模型、以及所述结构BIM模型分别进行单模型内碰撞检查，以及进行各个模型间的碰撞检查。
5.根据权利要求1所述的一种农民新村设计施工一体化建设方法，其特征在于：步骤（2）中，在施工过程中，需要通过BIM360软件，将所述BIM模型导入移动终端设备，让现场管理人员利用模型进行现场工作的布置和实体的对比。
6.根据权利要求4所述的一种农民新村设计施工一体化建设方法，其特征在于：所述各个模型间的碰撞检查包括以下步骤：将各个模型导入可视化和仿真三维设计平台上进行分析，再对四个模型进行合并，对模型构件之间的形状、位置、安装控件进行碰撞检查，并对模型构件进行调整修正；修正后再次合并进行碰撞检查，直至碰撞检查输出结果为零。
7.根据权利要求2所述的一种农民新村设计施工一体化建设方法，其特征在于：所述机电BIM模型深化设计的内容包括给水排水、暖通以及电气。
8.根据权利要求2所述的一种农民新村设计施工一体化建设方法，其特征在于：所述结构BIM模型深化设计的内容包括混凝土结构的主要框架柱、框架梁和剪力墙布置，钢结构的主要梁、柱布置，结构设备，结构层数，结构高度。
9.根据权利要求2所述的一种农民新村设计施工一体化建设方法，其特征在于：所述土建BIM深化设计的内容包括主体建筑构件的几何尺寸、定位信息，主要建筑设施的几何尺寸、定位信息，主要建筑细节几何尺寸、定位信息。
10.根据权利要求2所述的一种农民新村设计施工一体化建设方法，其特征在于：步骤（1）中，创建土建BIM模型之后、对土建BIM模型进行深化设计之前，还需将土建BIM模型导入通风分析、光环境分析、热环境分析软件工具中进行性能分析，并通过分析数据及综合因素进行方案比选，确定最优土建BIM模型。
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