BIM技术在机电装配化预制过程中的管理分析_雍琦.pdf

ANZHUANG2023年第6期82技 术 交 流 Technology Exchange雍琦 薛慧君 张旭（山西省安装集团股份有限公司 太原 030032）摘 要：为提升机电工程的施工效率和工程质量，机电装配式施工已经成为了行业的研究重点。本文详细分析了机电装配式在工厂化预制阶段的管理，对过程中采用的数字信息技术做了具体的介绍，实现了预制构件从生产、运输到安装的全过程管理，为行业的相关发展提供了经验与借鉴。关键词：装配式 编码 BIM技术 模型拆分中图分类号：TU712 文献标识码：B 文章编号：1002-3607（2023）06-0082-04BIM技术在机电装配化预制过程中的管理分析随着数字化技术的不断发展，建筑行业数字化转型也迫在眉睫，传统机电安装施工存在安装效率低、质量缺陷多、材料浪费严重、不利于现场文明施工管理等弊端。对比传统建造模式，装配式建筑具有污染少、工期短、成本低等优势，符合我国可持续发展的发展趋势。但目前在装配式建筑建造过程中，由于上下游衔接不畅、信息不对称等原因，导致预制构件生产和配备不合理、返工率较高等问题，阻碍了市场发展1。结合BIM技术应用现状及优势，实现建筑预制构件在全产业链中的信息传递和共享是装配式建筑的必然发展趋势。1 模型建立及拆分编码1.1 管线模型优化通过三维激光扫描仪及倾斜摄影等先进设备，将现场实体进行扫描形成点云模型，点云模型与BIM模型进行对比，对于超出允许偏差范围的部位，若对后续施工造成影响，则整改现场；若对后续施工不会造成影响，则修改模型，确保接收的设计模型与现场实体保持一致，为后期装配式深化设计奠定基础。空间尺寸校核流程见图1。LOD3.5。（1）土建模型中墙梁板柱、二次结构、设备基础、预留孔洞、预埋件、吊顶、墙面、地面、主副龙骨、连接件、吸音墙、喷涂等构件应齐全。（2）机电模型中设备、模块支撑钢架、管线、管件、设备、仪表、阀门、支架、保温、防火板、法兰等构件应齐全。（3）收集相关管道附件、管件、仪表等构件的产品规格参数及模型文件，用于施工深化设计模型的替换及细化。1.3 管线模型优化及拆分管线模型优化流程为：规划建筑空间布局，模块深化设计，设备基础设计，排水沟设计，管线排布，支吊架设计，预留孔洞设计，优化完成模型。基于BIM的装配式构件标准化及管线模型优化流程拆分编码（见图2），是以BIM三维模型为核心，以BIM协同平台为载体，在不扰动原有管线综合方案与支吊架支设方案的基础上，按照材料的标准尺寸及拆分原则对管线优化模型进行合理拆分。图1 空间尺寸校核流程图图2 模型拆分编码流程图现场结构空间扫描点云数据处理BIM模型与点云模型对比BIM土建模型修正1.2 精细度校核为实现BIM+装配式机电的现场顺利实施，根据GB/T 51301-2018建筑信息模型设计交付标准制定施工深化设计模型精细度等级，其中土建和机电模型均应达到土建结构进行现场与模型复核机电全专业管线综合优化管线综合方案评审方案修改完善，锁定模型根据此模型进行工程量及消耗量统计大小组合构件替换，管线拆分添加构件编码信息生成全构件订单1.3.1 拆分原则（1）风管拆分需考虑钢板长度与法兰形式、非标83INSTALLATION2023.6Technology Exchange 技 术 交 流件规格、支吊架间距、综合支设方案、末端位置、乙字弯角度。（2）桥架需考虑厂家标准节长度、连接件长度、非标件规格、支吊架间距、综合支设方案、末端位置、乙字弯角度。（3）管道需考虑厂家标准节长度、管件规格尺寸、不同连接方式（法兰、焊接、卡箍）。1.3.2 拆分模型对于需要进行装配式预加工的系统，BIM模型中的单节管线需要进行区分与定义。以通风系统为例，风管、管件应该按照实际信息去区分每一节管线的材质与类型。统一BIM模型中三通、弯头、变径等构件的样式、转弯半径、R角等信息，从源头上减少构件的种类与数量。例如电气专业中，若存在大量的乙字弯，在深化和建模的过程，需将每一个乙字弯的上下翻高，平面偏移的角度与方向尽量控制在30、45、60、90四种常见角度下，从源头开始就需要减少异形件种类。1.3.3 厂家对接（1）在材设招投标阶段，要求生产厂家提供对应的生产加工图册和用以替换模型中的设备族文件。（2）管线定尺长度。一般情况下，管道均为6m，铁皮风管均为1.24m，桥架标准长度为2m。拆分长度根据厂家提供的标准节长度进行拆分打断。其中风管法兰与法兰采用螺栓连接，法兰与法兰之前采用密封垫圈实现密封功能。综合考虑风管法兰与法兰之前间距为2mm。（3）标签粘贴。要求管道、风管、桥架厂家按照提供的标签或卡片样式进行打印粘贴。（4）拆分完毕后，出现以下情况时还需对风管系统拆分进行二次调整：风口与风管法兰碰撞时，优先调整风管非标准段长度，或者在不影响精装修效果的前提下调整风口平面位置，优化到风管标准段的中心位置；风管阀门、消声器与风管法兰碰撞时，优先考虑风阀、消声器、风口的安装位置。在不影响使用功能和成本的前提下，对阀门、消声器等构件位置不适合调整的区域优化到风管标准段中心位置。在此基础上尽可能减少非标段的种类和数量。1.4 构件编码采用从大到小的层级进行五级编码设置：楼层-区域-专业（暖通、给排水、电气等）-系统-编号。在对管线综合模型拆分完成后，对构件进行编码，确保每类构件编码的唯一性。上传平台模型中构件的编码、预制构件上粘贴的编码，均一一对应，可在模型中快速查找定位相关构件及属性信息，平台构件物料追踪板块可通过唯一编码实时显示构件的生产信息（见表1）。表1 构件编码规则构件类型级别一级（楼层）二级（区域）三级（设备编号）四级（系统）五级（编号）风管F1、F2、F3.A、B、C、D.空调机组-AHU001.HF（回风）XF（新风）SF（送风）.0001（A）风管管件0001（B）管道生活水箱-ZL002.J（给水）W（污水）F（废水）.0001（A）管件0001（B）桥架低压配电柜-PD005.Q（强电）R（弱电）.0001（A）桥架配件0001（B）一级（楼层）：明确空间定位，按照楼层进行相应编码。楼层标高应用大小字母和阿拉伯数字组成，例：F1。二级（区域）：按照施工区域划分A、B、C、D等各个施工段。三级（专业）：根据专业系统设备编号进行分类，分为暖通专业、给排水专业、电气专业等，例如：暖通专业为空调机组-AHU001、给排水专业为生活水箱-ZL002、电气专业为低压配电柜-PD005。四级（系统）：系统仅约束至二级系统，暖通专业可分为空调回风系统、空调新风系统、空调送风系统等；给排水专业可分为给水系统、回水系统、污水系统、废水系统等；电气专业可分为强电系统、弱电系统、强电消防系统、弱电消防系统等。五级（编号）：编码将利用四位数从0001开始编码，同尺寸同材质为同一编号，用A代表管段及桥架，B代表管件及配件。非标准件拥有独立编号。弯头、三通等相同的构件为同一编号。2 构件加工及下料2.1 构件加工作为构件加工的基础和图纸，其主要内容包括构件布置图和构件加工图。2.1.1 构件布置图根据截面尺寸、构件长度和结构图中不同用途对构ANZHUANG2023年第6期84技 术 交 流 Technology Exchange件进行合并和分类，并通过编码能快速定位构件的安装位置。部件的定位应基于其轴线定位、标高、详图尺寸。文字说明应满足现场安装要求。2.1.2 构件加工图在部件详图中，应提供本图纸的零件材料清单和部件加工说明要求。材料清单应至少包括零件号、规格、数量、材料等。构件详图应包括定位尺寸、标高控制、零件定位、构件重心位置等，以满足构件加工制造要求（见图3）。2.2 下料管理BIM技术针对装配式构件的下料管理，主要包括构件生产计划、构件过程管理及过程监管。构件生产计划需根据工厂的生产能力及项目的施工进度要求，制定科学合理的生产进度计划。同时，根据构件生产计划的安排，实现对构件生产过程中的“人、材、机”的管理。对构件生产过程进行实时监管管理，及时预防并解决生产过程中可能出现的问题2。3 平台物料追踪3.1 生成二维码平台针对每个构件生成二维码，构件二维码包含构件的唯一编码、定位及属性信息。二维码作为平台物料跟踪的载体，能够实现BIM构件的快速定位、查询组件属性和相关数据；二维码相关联的数据可在平台端进行更改及更新，使得移动设备扫描二维码后，能够及时获取二维码的最新数据资料。图3 构件加工图预制管组编号管线预制加工下料图管线预制加工下料图预制管组编号85INSTALLATION2023.6Technology Exchange 技 术 交 流3.2 物料采购计划通过BIM模型批量提取构件的尺寸、长度、规格型号、编号、系统、类型、数量等参数化信息，批量生成构件二维码附加在材料表中，生成物料采购计划。3.3 物料采购订单物料采购订单依附采购计划生成，通过物料管理APP端下发给生产厂家，同时平台中构件状态自动调整为“已下单”。厂家根据BIM专业提供下料单与排版图纸生产所有构件，并粘贴构件二维码。3.4 物料到货单及安装对所有预制构件进行追踪管理，采用移动端APP在“发货、入库、出库、安装”四个环节分别进行扫码，相关构件状态会在追踪平台以红黄蓝绿颜色进行标识，可供管理人员实时查看装配件形象进度（见图4、图5）。图4 物料出入库清单图5 安装阶段二维码4 结语结合目前行业内相关领域研究可知，目前国内对于BIM技术与机电装配式预制构件生产过程相结合的研究较浅，尚未形成较为全面和系统的管理报告。本文针对装配式预制构件模型进行优化与拆分，添加预制构件的属性信息及编码，生成构件加工图并送至装配式工厂进行生产下料，应用装配式管理平台实现了预制构件从生产、运输到安装的全过程管理。BIM技术以高度协同工作的模式为机电装配式预制应用提供了可靠的支撑，大大促进了装配式建筑的变革。参考文献：1丁少华.基于BIM的装配式建筑预制构件分类与编码体系研究J.土木建筑工程信息技术，2021，13（2）：111-116.2徐照，占鑫奎，张星.BIM技术在装配式建筑预制构件生产阶段的应用J.图学学报，2018，39（6）：1148-1155.联系电话：010-68017516（总编室）010-68019752（编辑部）010-68515515（发行部）传真：010-68515516订阅QQ：1835325424（含邮箱）、投稿QQ：3278699602（含邮箱）欢迎订阅 欢迎投稿 欢迎广告欢迎订阅 欢迎投稿 欢迎广告