基于BIM技术的消防泵房管综优化及运行监测方法

技术领域

本发明涉及建筑机电领域。更具体地说，本发明涉及基于BIM技术的消防泵房管综优化及运行监测方法。

背景技术

建筑施工行业发展日新月异，消防泵房管综施工不断往信息化与智能化升级。但也存在如下问题：首先，消防泵房管综施工往往依据二维图纸与施工经验进行提前制定方案，现场管综安装施工过程中往往会出现管道与建筑结构的冲突、管道与管道之间的冲突，造成返工与管综材料的浪费，部分管道预制加工未考虑到丝扣的长度，导致安装过程中，尺寸难以衔接，导致预制管道的浪费；其次，通过依据二维图纸难以进行对管道系统进行性能评估和优化，包括流量分析、压降分析等，不能更优的提高系统的效率和可靠性；再者，传统方式往往不能精确下料，下料过多造成施工场地浪费，下料过少，影响施工作业；另外，目前管道施工多为多专业同步交叉施工，存在施工衔接不当、工序不协调与物资供应不及时等缺点，影响其正常施工。同时，现有技术不能实时准确监测泵房管道运行状态并在状态异常后进行自动调整矫正。

发明内容

本发明的目的是提供基于BIM技术的消防泵房管综优化及运行监测方法，利用BIM软件建立建筑结构与管综BIM模型，进行冲突检测，能有效消除管综的冲突与误差；对冲突与误差消除的管综BIM模型进行评估优化，提高了消防泵房管综系统的设计效率，优化管道系统的性能；通过BIM软件出图功能，出具能指导现场安装的施图纸，避免了二次返工及安全隐患等问题；通过BIM软件明细表功能准确出具管综下料清单，减少浪费，提高场地利用率；通过BIM软件出具施工计划与采购计划，有效保证了施工的衔接、工序的协调与物资的供应，同时，通过温度和压力传感器与流量计能实时监测管道的运行状态，保证了管道运行的安全性。

为了实现本发明的这些目的和其它优点，提供了基于BIM技术的消防泵房管综优化及运行监测方法，包括：

步骤一、根据消防泵房设计图纸，建立消防泵房的建筑结构BIM模型；在消防泵房的建筑结构BIM模型基础上，分专业建立消防泵房的管综BIM模型；

步骤二、将管综BIM模型与建筑结构BIM模型整合后，对管综BIM模型与建筑结构BIM模型进行冲突检测，检测管综BIM模型内部各专业的冲突与误差、检测管综BIM模型与建筑结构BIM模型的冲突与误差；

步骤三、出现模型冲突后，分析误差并进行误差消除，之后重新进行模型冲突检测，直到模型冲突消除；

步骤四、对冲突与误差消除的管综BIM模型进行评估优化，之后进行模拟运行分析，输入消防泵房流量和压力设计数据，分析流量、压降功能是否满足要求，如不满足要求，则进行优化，重新进行模拟运行分析，直到流量、压降功能满足设计要求；

步骤五、在管综BIM模型中的管道进出口、弯头布置压力传感器，在管道进出口、中段处布置温度传感器，在管道进出口、分支处布置流量计点位，用于记录反馈运行后工作状态与数据记录；

步骤六、最终确定管综BIM模型并指导施工，出具管综设备下料清单、压力传感器和温度传感器设备购置清单、管综施工图纸、压力传感器和温度传感器监测点位布置图纸、施工计划与采购计划；

步骤七、用三维管综BIM模型进行可视化交底，指导现场施工人员依照管综BIM模型对管综排布定位，对应管综BIM模型在管道相应位置安装压力传感器、温度传感器和流量计，安装完毕后检查压力传感器和温度传感器的工作状态、测量数据的准确性，并对压力传感器和温度传感器进行校准调整；

步骤八、将最终确定的管综BIM模型导入监测平台，关联现场压力传感器、温度传感器和流量计后，即可实现在电脑端实施查看现场监测点工作状态，压力、温度和流量监测数据异常时及时发出预警，并对管道流量、温度与压力及时调整修正。

优选的是，所述的基于BIM技术的消防泵房管综优化及运行监测方法中，其特征在于，所述步骤二中，通过MagiCAD软件对管综BIM模型与建筑结构BIM模型进行冲突检测；所述步骤四中，通过MagiCAD软件进行模拟运行分析；所述步骤五中，通过MagiCAD软件在管综BIM模型中的管道进出口、弯头布置压力传感器，在管道进出口、中段处布置温度传感器，在管道进出口、分支处布置流量计点位。

优选的是，所述的基于BIM技术的消防泵房管综优化及运行监测方法中，所述步骤三中，出现模型冲突后，分析误差并通过调整管综位置、尺寸、设备位置、计入管道丝扣尺寸方式进行误差消除。

优选的是，所述的基于BIM技术的消防泵房管综优化及运行监测方法中，所述步骤三中，在MagiCAD软件采用翻弯、移动、旋转、修改尺寸功能命令进行调整，调整完毕后，重新进行模型冲突检测，直到模型冲突消除。

优选的是，所述的基于BIM技术的消防泵房管综优化及运行监测方法中，所述步骤八中，压力、温度和流量监测数据异常时及时发出预警的具体方法为：

压力监测数据异常时发出预警的具体方式为：

管道运行实时压力为P，

温度监测数据异常时发出预警的具体方式为：

管道实时温度为T，

流量监测数据异常时发出预警的具体方式为：

管道实时流量为Q，t为持续时间，

优选的是，所述的基于BIM技术的消防泵房管综优化及运行监测方法中，

优选的是，所述的基于BIM技术的消防泵房管综优化及运行监测方法中，当压力监测数据异常时，减少预警管道进水量或关闭进水口，增加出水量。

优选的是，所述的基于BIM技术的消防泵房管综优化及运行监测方法中，当温度监测数据异常时，若

优选的是，所述的基于BIM技术的消防泵房管综优化及运行监测方法中，当流量监测数据异常时，若Q＜

优选的是，所述的基于BIM技术的消防泵房管综优化及运行监测方法中，所述步骤四中，通过更换管道材质、调整管道尺寸或安装智能调节阀进行优化，其中，智能调节阀设置在管道进水口、出水口与管道分支处。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明利用BIM软件建立建筑结构与管综BIM模型，进行冲突检测，能有效消除管综的冲突与误差；对冲突与误差消除的管综BIM模型进行评估优化，提高了消防泵房管综系统的设计效率，优化管道系统的性能；通过BIM软件出图功能，出具能指导现场安装的施图纸，避免了二次返工及安全隐患等问题；通过BIM软件明细表功能准确出具管综下料清单，减少浪费，提高场地利用率；通过BIM软件出具施工计划与采购计划，有效保证了施工的衔接、工序的协调与物资的供应，同时，通过温度和压力传感器与流量计能实时监测管道的运行状态，保证了管道运行的安全性。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的基于BIM技术的消防泵房管综优化及运行监测方法的流程框图；

图2是根据本发明压力

图3是根据本发明压力

图4是根据本发明温度

图5是根据本发明温度

图6是根据本发明温度

图7是根据本发明实时流量

图8是根据本发明累计流量

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明提供基于BIM技术的消防泵房管综优化及运行监测方法，包括：

步骤一、根据消防泵房设计图纸，建立消防泵房的建筑结构BIM模型；在消防泵房的建筑结构BIM模型基础上，分专业建立消防泵房的管综BIM模型；

步骤二、将管综BIM模型与建筑结构BIM模型整合后，对管综BIM模型与建筑结构BIM模型进行冲突检测，检测管综BIM模型内部各专业的冲突与误差、检测管综BIM模型与建筑结构BIM模型的冲突与误差；

步骤三、出现模型冲突后，分析误差并进行误差消除，之后重新进行模型冲突检测，直到模型冲突消除；利用BIM软件建立建筑结构与管综BIM模型，进行冲突检测，能有效消除管综的冲突与误差；

步骤四、对冲突与误差消除的管综BIM模型进行评估优化，之后进行模拟运行分析，输入消防泵房流量和压力设计数据，分析流量、压降功能是否满足要求，如不满足要求，则进行优化，重新进行模拟运行分析，直到流量、压降功能满足设计要求；对冲突与误差消除的管综BIM模型进行评估优化，提高了消防泵房管综系统的设计效率，优化了管道系统的性能；

步骤五、在管综BIM模型中的管道进出口、弯头布置压力传感器，在管道进出口、中段处布置温度传感器，在管道进出口、分支处布置流量计点位，用于记录反馈运行后工作状态与数据记录；

步骤六、最终确定管综BIM模型并指导施工，出具管综设备下料清单、压力传感器和温度传感器设备购置清单、管综施工图纸、压力传感器和温度传感器监测点位布置图纸、施工计划与采购计划；通过BIM软件出图功能，出具能指导现场安装的施图纸，避免了二次返工及安全隐患等问题；通过BIM软件明细表功能准确出具管综下料清单，减少浪费，提高场地利用率；通过BIM软件出具施工计划与采购计划，有效保证了施工的衔接、工序的协调与物资的供应；

步骤七、用三维管综BIM模型进行可视化交底，指导现场施工人员依照管综BIM模型对管综排布定位，对应管综BIM模型在管道相应位置安装压力传感器、温度传感器和流量计（管道进出口、弯头布置压力传感器，在管道进出口、中段处布置温度传感器，在管道进出口、分支处布置流量计点位），安装完毕后检查压力传感器和温度传感器的工作状态、测量数据的准确性，并对压力传感器和温度传感器进行校准调整以确保其性能和准确性；通过温度和压力传感器与流量计能实时监测管道的运行状态，保证了管道运行的安全性。

步骤八、将最终确定的管综BIM模型导入监测平台，关联现场压力传感器、温度传感器和流量计后，即可实现在电脑端实施查看现场监测点工作状态，压力、温度和流量监测数据异常时及时发出预警，并对管道流量、温度与压力及时调整修正，从而确保消防泵房管道运行安全。

在另一种方案中，所述的基于BIM技术的消防泵房管综优化及运行监测方法中，所述步骤二中，通过MagiCAD软件对管综BIM模型与建筑结构BIM模型进行冲突检测；所述步骤四中，通过MagiCAD软件进行模拟运行分析；所述步骤五中，通过MagiCAD软件在管综BIM模型中的管道进出口、弯头布置压力传感器，在管道进出口、中段处布置温度传感器，在管道进出口、分支处布置流量计点位。

在另一种方案中，所述的基于BIM技术的消防泵房管综优化及运行监测方法中，所述步骤三中，出现模型冲突后，分析误差并通过调整管综位置、尺寸、设备位置、计入管道丝扣尺寸方式等进行误差消除。

在另一种方案中，所述的基于BIM技术的消防泵房管综优化及运行监测方法中，所述步骤三中，在MagiCAD软件采用翻弯、移动、旋转、修改尺寸等功能命令进行调整，调整完毕后，重新进行模型冲突检测，直到模型冲突消除。

在另一种方案中，所述的基于BIM技术的消防泵房管综优化及运行监测方法中，如图2-图8所示，所述步骤八中，压力、温度和流量监测数据异常时及时发出预警的具体方法为：

压力监测数据异常时发出预警的具体方式为：

管道运行实时压力为P，

举例：如图2所示，实时压力为P，

如图2所示，图中阴影面积即为

举例：如图3所示，某一时刻

压力过高后果：管道漏水，爆炸，设备负压运行。

处理方式：通过智能调节阀远程处理，减少预警管道进水量，增加出水量。

压力过低不监测，压力过低意味着流量过低，只需要监测流量是否过低。

温度监测数据异常时发出预警的具体方式为：

管道实时温度为T，

举例：如图4所示，图中阴影面积即为

举例：如图5所示，某一时刻

举例：如图6所示，某一时刻

温度过低后果：管道结冰，脆化，水结冰，密度变小，体积变大，炸管。

温度过高后果：管道软化，设备高温运行，易出故障。

处理方式：温度过高预警，通过监控设备开启管道制冷设备，进行降温调节。

温度过低预警，通过监控设备开启管道加热设备，进行升温调节。

流量监测数据异常时发出预警的具体方式为：

管道实时流量为Q，t为持续时间，

举例：如图7所示，Q＜

举例：如图8所示，累计时间

流量过低后果：不能保证水流供应，断水。

总流量过高后果，末端设备压力过大，或蓄水能力有限。

处理方式：通过智能调节阀远程处理，流量过低增加进水量，流量过高，关闭进水口。

智能调节阀，在预警后，可根据不同预警，进行自动智能调节，也可人工调节。

智能调节阀，设置在管道进水口、出水口与管道分支处。

实时流量过高不监测，实时流量过高，会导致管道压力增大，只需监测实时管道压力是否超过预警值。

在另一种方案中，所述的基于BIM技术的消防泵房管综优化及运行监测方法中，

在另一种方案中，所述的基于BIM技术的消防泵房管综优化及运行监测方法中，当压力监测数据异常时，通过智能调节阀远程处理，减少预警管道进水量或关闭进水口，增加出水量。

在另一种方案中，所述的基于BIM技术的消防泵房管综优化及运行监测方法中，当温度监测数据异常时，若

在另一种方案中，所述的基于BIM技术的消防泵房管综优化及运行监测方法中，当流量监测数据异常时，若Q＜

在另一种方案中，所述的基于BIM技术的消防泵房管综优化及运行监测方法中，所述步骤四中，通过更换管道材质、调整管道尺寸或安装智能调节阀进行优化，其中，智能调节阀设置在管道进水口、出水口与管道分支处。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。