钛管件项目建筑信息模型BIM与建筑智能化分析.docx
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1、钛管件项目建筑信息模型BIM与建筑智能化分析目录第一章 BIM技术特征及应用价值3一、 BIM技术特征3第二章 项目基本情况5一、 项目概况5二、 结论分析5第三章 项目背景分析8第四章 BIM技术在建设工程全寿命期的应用11一、 BIM技术在规划设计阶段的应用11第五章22一、 项目风险分析22二、 项目风险对策24第六章27一、 人力资源配置27二、 员工技能培训27第七章29一、 优势分析(S)29二、 劣势分析(W)31三、 机会分析(O)31四、 威胁分析(T)32第一章 BIM技术特征及应用价值一、 BIM技术特征(一)信息存储结构具有多元化特征相比2DCAD设计软件,BIM最大的
2、特点是摆脱了几何模型的束缚,开始在模型中承载更多的非几何信息,如材料耐火等级、材料传热系数、构件造价和采购信息、质量、受力状况等系列扩展信息。也正是BIM构件信息的多元化特征,使其除具有一般3D模型的功能外,还可以模拟建筑设施的一些非几何属性,如能耗分析、照明分析、冲突检查等(二)以参数化建模作为创建模型的主要技术BIM的主要技术是参数化建模技术,操作对象不再是点、线、面这些简单的几何对象,而是墙体、门、窗、梁、柱等建筑构件。BIM将设计模型(几何形状与数据)与行为模型(变更管理)有效结合起来,在屏幕上建立和修改的不再是一堆没有建立起关联的点和线,而是由一个个建筑构件组成的建筑物整体。(三)以
3、联合数据库的分类模型作为模型系统的实现方法由于BIM内含的信息覆盖范围包括了整个项目建设周期,因此,模型必须包含相当多的建筑元素才能满足项目各参与方对信息的需求。采用联合数据库的分类模型可让不同专业的组织参与方通过一个模型进行交流,从设计准备到初步设计再到施工图设计的各个阶段,项目不同参与方通过基本模型获取所需的信息来完成自己的专业模型,然后将各自成果通过IFC格式交换反馈到信息模型中,传递到下一个阶段以供使用和参考。这种系统可行性强,而且模型在建设工程全寿命期可以充分利用。事实上,目前使用的BM系统大都采用联合数据库的分类模型,而最终的信息集成则依靠专门的集成软件来实现。BIM分布式数据库模
4、型。(四)以通用数据交换标准作为系统间信息交换的基础BIM的核心是信息的交换与共享,而解决信息交换与共享的核心在于标准的建立,有了统一的数据表达和交换标准,不同系统之间才能有共同语言,信息的交换与共享才能实现。第二章 项目基本情况一、 项目概况(一)项目投资人xx(集团)有限公司(二)建设地点本期项目选址位于xx(待定)。二、 结论分析(一)项目选址本期项目选址位于xx(待定),占地面积约29.00亩。(二)项目实施进度本期项目建设期限规划24个月。(三)投资估算本期项目总投资包括建设投资、建设期利息和流动资金。根据谨慎财务估算,项目总投资12713.10万元,其中:建设投资10196.39万
5、元,占项目总投资的80.20%;建设期利息285.57万元,占项目总投资的2.25%;流动资金2231.14万元,占项目总投资的17.55%。(四)资金筹措项目总投资12713.10万元,根据资金筹措方案,xx(集团)有限公司计划自筹资金(资本金)6885.18万元。根据谨慎财务测算,本期工程项目申请银行借款总额5827.92万元。(五)经济评价1、项目达产年预期营业收入(SP):23500.00万元。2、年综合总成本费用(TC):18696.66万元。3、项目达产年净利润(NP):3512.97万元。4、财务内部收益率(FIRR):21.67%。5、全部投资回收期(Pt):5.83年(含建设
6、期24个月)。6、达产年盈亏平衡点(BEP):8429.48万元(产值)。(六)主要经济技术指标主要经济指标一览表序号项目单位指标备注1占地面积19333.00约29.00亩1.1总建筑面积40350.32容积率2.091.2基底面积11986.46建筑系数62.00%1.3投资强度万元/亩345.202总投资万元12713.102.1建设投资万元10196.392.1.1工程费用万元8907.722.1.2工程建设其他费用万元1023.482.1.3预备费万元265.192.2建设期利息万元285.572.3流动资金万元2231.143资金筹措万元12713.103.1自筹资金万元6885.
7、183.2银行贷款万元5827.924营业收入万元23500.00正常运营年份5总成本费用万元18696.666利润总额万元4683.967净利润万元3512.978所得税万元1170.999增值税万元994.7910税金及附加万元119.3811纳税总额万元2285.1612工业增加值万元7932.9013盈亏平衡点万元8429.48产值14回收期年5.83含建设期24个月15财务内部收益率21.67%所得税后16财务净现值万元4258.87所得税后第三章 项目背景分析钛是一种密度低、比强度高、化学性质稳定的金属,以钛为原料生产的钛材具有重量轻、强度高、耐高低温性能好、耐腐蚀性强、无磁性、表
8、面光滑等优点。钛管件是钛材的一种,是管道系统的连接配件,由于其综合性能优良,因此可以应用在条件苛刻场景中,属于高端金属管件。钛管件早期主要应用在军工领域。由于钛管件可以用于高压、高腐蚀性、高温、低温场景中,特别是在输送腐蚀性介质领域是理想管材,并且,钛管件焊接性优、使用寿命长,因此受到民用市场关注,在民用领域的需求快速增长。20世纪70年代以来,随着我国经济不断发展,我国工业领域对耐腐蚀管件的需求不断上升,钛管件应用领域逐步扩大到炼油、化工、医药、汽车等行业中。在炼油行业,石油在精炼、裂解、冷却等加工环节中,对设备腐蚀严重;在化工行业,以纯碱、烧碱为代表的众多子行业会严重腐蚀装备。在这两大领域
9、,钛管件主要用于装备制造方面。在医药行业,钛管件除了可以制造耐腐蚀的制药设备外,由于其生物相容性好,还可以用于生产医疗器械以及人工骨骼、人工关节等植入性器械。在汽车行业,钛管件重量轻、强度高,符合汽车轻量化要求,可以替代其他金属管件使用。除此之外,钛管件还可以用于制造船舶以及海洋工程设备等。常见的钛管件主要有弯头、三通、异径管三种,由于通常是用于输送腐蚀性介质,介质在传输时带有压力,为保证钛管件在腐蚀与压力的双重作用下能够保持稳定性能与使用寿命,其加工工艺要求较高。常用的钛管件加工工艺主要有焊缝、焊接、压片焊接、铸造、冲压、推挤等,前几种工艺生产出的钛管件均存在缺陷,使用寿命有限,推挤工艺生产
10、的钛管件性能优良、使用寿命长,是现阶段主流加工工艺。初步核算,xx年本市生产总值xx万亿元、增长xx%,提前完成“十三五”规划目标任务;辖区公共财政收入xx亿元,其中地方一般公共预算收入xx亿元、增长xx%;居民人均可支配收入增长xx%,规模以上工业企业利润总额增长xx%左右。全年新登记商事主体xx多万家、总量超过xx万家,新引进人才xx万人,发展更具韧性和活力。今年是高质量全面建成小康社会和“十三五”规划的收官之年。xx年来,一代又一代特区建设者发扬敢闯敢试、敢为人先、埋头苦干的精神,艰苦创业,破冰开局,勇立潮头,推动城市发展成为一座充满魅力、动力、活力、创新力的国际化创新型城市,创造了举世
11、瞩目的发展成就,向世界展示了中国特色社会主义的勃勃生机和光明前景,彰显了我国国家制度和治理体系的强大生命力和巨大优越性。今年经济社会发展的主要预期目标是:地区生产总值增长xx%左右,地方一般公共预算收入增长xx%左右;完成xx项民生实事,新增就业xx万人,城镇登记失业率控制在xx%以内;完成节能减排目标任务。第四章 BIM技术在建设工程全寿命期的应用一、 BIM技术在规划设计阶段的应用(一)BIM在设计前期阶段的应用建筑成本、建筑使用情况、建筑结构复杂程度、建筑施工周期及其他关键性问题均由设计前期阶段的初步设计所决定,故其意义重大。不同于几乎全部依赖设计师及其团队知识积累的传统前期设计,采用B
12、IM技术的前期设计特点为直观模拟分析和方向性指导两方面。在此阶段,建造场地的相关客观条件是影响设计决策的重要因素,因此,创建场地三维模型是采用BIM技术进行设计需要完成的重要工作。(1)场地建模。场地建模包括现状地形建模和现状地物建模两个方面。(2)场地设计。其目的是通过设计,使场地中各要素尤其是建筑物与其他要素之间能形成一个有机整体,使场地的利用能够达到最佳状态,以充分发挥最大效益,节约土地,减少浪费。场地设计主要包括场地分析、场地平整、边坡处理、道路布设。(3)匹配规划设计条件。在设计的前期阶段,匹配以经济技术指标为特征的规划设计条件尤为重要。但在传统设计前期阶段,很难做到对指标的实时监控
13、,而BIM基于其参数化和信息联动的技术特性可以高效地对指标情况进行实时统计。(4)投资估算。预算超支的现象普遍存在于工程建设中,其主要原因是对工程项目投资估算和预算不准确,在环境因素发生变化时对项目成本的控制能力不够。BIM把传统的依靠业主方和建筑师经验的投资估算变为基于模型数据的估算。设计任务书编制。传统的设计任务书一直以书面信息传达为主,指标不明确致使设计任务书表达不清楚的情况时有发生,而基于BIM模型的设计任务书可在很大程度上解决此类问题。(5)BIM实施规划。BIM实施规划为具体项目执行BIM应用设定目的、规范协作流程、确定信息交换机制、明确实施内容并规定交付内容及技术标准。一般来说,
14、其内容包括项目基本情况、实施组织及BIM实施的具体内容和相应技术措施。(二)BIM在方案设计阶段的应用思维的随意性和连贯性在建筑设计的方案构思阶段很重要,因此,方便顺手的传统手绘草图仍然不可替代,但BIM工具在方案建模、建筑生态模拟、建筑可视化分析与表现方面有其独特作用。1、方案建模(1)体量建模。方案构思阶段,设计师往往从概念开始建模,体型确定后再通过具体构建去实现造型。(2)参数化建模。参数化建模是指通过相关数字化设计软件把设计的限制条件与设计的形式输出之间建立参数关系,生成可以灵活调控的计算机模型。(3)体量模型构件化。方案构思阶段要考虑简单的构件构造从而深化方案设计,BIM软件在构件化
15、方面也有不俗表现。2、建筑生态模拟分析建筑生态模拟是指在建筑建成前按照设计方案对建筑性能进行精确的数字化仿真模拟,并在此基础上有针对性地改进和优化设计方案。生态模拟分析是建立在数字化仿真基础上的,因此,不仅对几何模型有较高要求,同时对于环境参数也有着严格要求。传统的二维CAD模型无法实现准确可联动的建筑生态模拟分析。应用BIM进行建筑生态模拟分析的内容如下。(1)能耗模拟。能耗模拟是基于传热学基本理论,针对建筑进行全年逐时仿真模拟,以预测建筑的能源消耗量。(2)自然采光模拟。利用建筑信息模型进行自然采光模拟,以获得更高的使用舒适度,并降低不必要的照明及空调消耗。(3)自然通风模拟。自然通风模拟
16、是利用计算流体力学技术精确分析室内风速、温度及舒适度,从而为进一步优化设计提供坚实依据,同时最大限度地提高建筑的使用舒适度。3、建筑可视化分析与表现BIM技术带来的全新设计方式使其在设计阶段达到设计与3D表现的同步性,设计者可以实时检视设计成果,同时对剖面和各层平面的切割检查可以让设计者更好地把握建筑的空间感受。不仅如此,BIM结合虚拟现实技术应用,还可以提供区别于目前以渲染图为主的沉浸式三维体验感受。(三)BIM在初步设计阶段的应用BIM技术在初步设计阶段应用的主要目的在于优化建筑布局等功能和形体设计细节,确认结构系统、机电系统方案细节,协调专业设备间的空间关系1、设计准备建立BIM模型对于
17、整个工程设计策划至关重要,其目的在于指导设计者更高效地工作其主要内容包括项目信息概况、模型拆分、建模方法、项目进度、图纸编制计划。2、建筑设计消防与疏散优化。消防与疏散优化是基于计算机技术对存在人员聚集、流动、分散等物理过程的场所正常运转或出现应急状况的真实再现,对工程设计起到优化参考作用。3、特殊工艺设备设施系统设计当建筑物用作生产运营场所时,除具有常见的建筑机电设备系统外,通常还会配置特殊的工艺设备设施系统,用于提供工艺生产能力或改善运营服务效率。在初步设计阶段,这些特殊工艺设备设施系统,作为建设工程已形成生产能力的一个组成部分,已成为达成生产服务目标必不可少的支撑系统。4、工程概算近年来
18、随着BIM在我国的快速发展,BIM在工程概算及工程量计算中的应用得到研究与探索,逐步开始改善我国工程概算与实际严重脱节甚至流于形式的情况。(四)BIM在施工图设计阶段的应用施工图设计是建筑设计的重要阶段,借助BIM技术,施工图设计在信息时代发生了深刻变化。以BIM建筑信息模型作为设计信息的载体,将设计信息归总为数字化、数据库,以数据库方式部分代替传统的图纸模式传递设计信息,从而使工程建设信息可以快捷、准确地查询、更新、删除和保存。1、专业模型深化建筑、结构和设备各专业在施工图设计阶段的设计方法和流程与初步设计阶段并无多大区别,施工图设计BIM模型承接初步设计阶段BM模型,以高效保证BM模型在设
19、计周期内流转、传递与深化,为BIM模型在全寿命期流转做好阶段性准备工作。(五)基于BIM的虚拟建造基于BIM的虚拟建造是实际建造过程在计算机上的虚拟仿真实现,以便发现实际建造中存在或者可能出现的问题。采用参数化设计、虚拟现实、结构仿真、计算机辅助设计等技术,在高性能计算机硬件等设备及相关软件本身发展的基础上协同工作,可对建造中的人、财、物信息流动过程进行全真环境的3D模拟,为工程项目各参与方提供一种可控制、无破坏性、耗费小、低风险并允许多次重复的试验方法,可以有效地提高建造水平,消除建造隐患,防止建造事故,减少施工成本与时间,增强施工过程中的决策、控制与优化能力,增强建筑企业核心竞争力。基于B
20、IM的虚拟建造包括基于BIM的预制构件虚拟拼装和基于BIM的施工方案模拟两方面内容。1、基于BIM的预制构件虚拟拼装在预制构件生产完成后,其相关的实际数据(如预埋件实际位置、窗框实际位置等参数)需要反馈到BIM模型中,对预制构件的BIM模型进行修正。在出厂前,需要对修正的预制构件进行虚拟拼装,旨在检查生产中的细微偏差对安装精度的影响。若虚拟拼装显示细微偏差对安装精度的影响在可控范围内,则可出厂进行现场安装;反之,不合格的预制构件则需要重新加工。构件出厂前的预拼装和深化设计过程的预拼装不同,主要体现在:深化设计阶段的预拼装主要是检查深化设计的精度,其预拼装结果反馈到设计中对深化设计进行优化,可提
21、高预制构件生产设计的水平;而出厂前的预拼装主要融合了生产中的实际偏差信息,其预拼装的结果反馈到实际生产中对生产过程工艺进行优化,同时对不合格的预制构件进行报废,可提高预制构架生产加工的精度和质量。2、基于BIM的施工方案模拟通过BIM技术建立建筑物的几何模型和施工过程模型,可以实现对施工方案进行实时交互和逼真模拟,进而对已有施工方案进行验证、优化和完善,逐步代替传统施工方案的编制方式和操作流程。在对施工过程进行三维模拟操作时,能预知实际施工过程中可能碰到的问题,提前避免和减少返工及资源浪费现象,优化施工方案,合理配置施工资源,节省施工成本,加快施工进度,控制施工质量,达到提高建筑施工效率的目的
22、。虚拟施工流程。从图中可以看出,虚拟施工是一个复杂的系统工程,不仅包括建立建筑结构三维模型、搭建虚拟施工环境、定义建筑构件先后顺序、对施工过程进行虚拟仿真、管线综合碰撞检测及最优方案判定等不同阶段,同时还涉及建筑、结构、水暖电、安装、装饰等不同专业、不同人员之间的信息共享和协同工作。(六)基于BIM的施工现场临时设施规划应用BIM技术协调施工现场临时设施规划,主要是为解决多阶段平面布置协调中依靠二维图纸堆叠查看的复杂和各阶段平面布置信息不连续问题。BIM作为工具可代替传统的CAD直接进行施工现场临时设施规划工作。基于建立的BIM三维模型及搭建的各种临时设施,可对施工场地进行布置,合理安排塔吊、
23、库房、加工场地和生活区等位置,解决现场施工场地平面布置问题,解决场地划分问题;通过与业主的可视化沟通协调,对施工场地进行优化,选择最优施工路线。(1)标准化族库建立。为规范模型表现形式、方便模型统一管理,施工现场临时设施规划模型建立前,要依照企业标准、设计图纸、设备选型建立临时设施族库,族库应包含必要的可调参数。(2)主体模型简化。由于施工现场临时设施规划重点在于展现堆场、机具、临时设施布置情况,因此,可对主体模型进行必要的简化处理以降低模型复杂程度,对周围的主要建筑物、道路、环境等以外轮廓形式予以体现。(3)模型信息建立。模型信息是后期施工现场临时设施规划优化调整的重要依据,因此,充足、标准
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