BIM技术在复杂机电系统装...福建省农科院科研综合楼为例_林忠东.pdf

2023 年第 06 期总第 300 期福 建 建 筑Fujian Architecture&ConstructionNo 062023Vol300BIM 技术在复杂机电系统装配式建筑中的应用 以福建省农科院科研综合楼为例林忠东(福建一建集团有限公司 福建三明 365000)摘 要:某装配式科研综合实验中心大楼,机电设备、管道错综复杂,特别是试验室区域,设置有复杂的工艺通风送回风系统、排风系统、新风系统、空调冷媒系统、消防系统,且强弱电点位较多。因此,利用 BIM 技术的可视化、参数化、模拟性、协调性等优点,来协助解决传统施工中的各工种不易交叉协同的难题。通过工程实例应用分析,助力装配式建筑复杂机电系统施工过程精细化管理,对类似工程具有一定借鉴意义。关键词:BIM 技术;装配式建筑;复杂机电系统中图分类号:TU17 文献标识码:A 文章编号:1004-6135(2023)06-0123-04Application of BIM technology in complex electromechanical system prefabricated building Taking the research complex building of fujian academy of agricultural sciences as an exampleLIN Zhongdong(Fujian Yijian Group Co.,Ltd.,Sanming 365000)Abstract:A prefabricated scientific research comprehensive experimental center building has complex mechanical and electrical equipmentand pipelines,especially in the laboratory area.It is equipped with complex process ventilation supply and return air systems,exhaust sys-tems,fresh air systems,air conditioning refrigerant systems,fire protection systems,and many strong and weak electrical points.By utilizingthe advantages of BIM technology such as visualization,parameterization,simulation,and coordination,it helps to solve the problem of diffi-cult cross collaboration among various types of work in traditional construction.Through the application of engineering examples,it helps therefined management of the construction process of the complex electromechanical system of prefabricated building,which has certain refer-ence significance for similar projects.Keywords:BIM technology;Prefabricated building;Complex electromechanical system基金项目:福建省住建厅科技计划项目:建筑垃圾再生骨料自保温砌块应用技术研发(编号:2020-k-124)。作者简介:林忠东(1968.10-),男,高级工程师。E-mail:465548180 收稿日期:2022-09-010 引言2016 年,随着习近平总书记发表为建设世界科技强国而奋斗历史性重要讲话,越来越多的科研实验中心大楼拔地而起。在科研实验中心建设中,对建筑空间的利用及复杂机电系统要求相对较高。鉴于此,使用 BIM 技术对建筑复杂机电系统碰撞排布,显得尤为重要1-4。1 工程概况本项目为福建省农业科学院科研综合实验中心大楼,采用装配式建造(预制装配率 21.12%),按绿色建筑二星标准设计建造。本工程主体为框架剪力墙结构,主体结构二层梁板至十五层梁板为现浇梁、预制叠合板、预制楼梯结构。外墙面采用金属铝单板幕墙、玻璃幕墙、石材幕墙。装饰装修造型多样,如室内隔墙的分户墙体采用预制轻质复合墙板;内墙面装饰基本为白色乳胶漆饰面;卫生间、电梯间墙面为玻化砖饰面;一二层电梯厅、门厅墙面为干挂石材饰面;二层休息区及一层大堂墙面为蜂窝铝板饰面;二层学术报告厅墙面为木质吸音板装饰;发电机房及水泵房墙面为穿孔铝合金吸音板墙面。主要机电安装系统包括电气系统、消防自动报警系统、给水系统、雨水系统、排水系统、消防系统、通风空调系统、防排烟系统、工艺通风送回风系统、空调冷媒系统、电梯五方通话系统、建筑能耗管理系统及智能化各系统,机电设备点位较多。2 本工程安装部分的重点难点及特点2.1 项目特点每个项目都有各自的特点。本项目作为科研实验中心大楼,在项目开始之初,就成立了以项目经理为首的质量分工管理体系,并确定了争创闽江杯的创优目标,对项目工程的质量、美观、实用性等均有较高要求。在项目设计过程中,专业图纸均为独立进行深124 福 建 建 筑2023 年化,设计的各专业管线繁多且复杂(如新风管、回风管、工艺通风进风管,工艺通风回风管,消防管、给水管、排烟风管、空调冷媒管、空调冷凝水管、自动喷淋管、强电桥架,弱电桥架),另外各专业吊顶上设备种类也比较杂(如烟感,喷淋头,灯具,空调送风口,空调回风口,工艺通风送风口,工艺通风回风口,摄像头,WIFI 放大器,红外探头,防排烟百叶等)。尤其在试验室区域的吊顶上,几乎涉及了各机电安装系统,且吊顶明露的机电设备很多。所以,要在保证试验室吊顶高度的同时,又要满足各专业管线间、吊顶上各专业间设备间规范距离及吊顶内管道维修空间,还要避开空调风口在试验台上方对今后试验过程的影响。2.2 安装施工配合难度大本工程包括电气、空调、给排水、消防自动报警系统安装工程,需要预留预埋的管线和预埋件多、面广、量大,施工时必须认真核对图纸,密切配合土建结构进行施工,确保准确无误。预留埋是保证后期安装质量的重要关键因素之一。为确保本工程预留洞准确,应加强与各班组的联络,各专业开工前要对图纸会审交叉整合,消除专业间“打架”,保证预留洞一次到位。2.3 各系统之间的协调配合难度大在施工预埋期间,注意各系统图纸是否和土建系统相匹配,各专业之间系统图纸是否有冲突现象以及系统的电源、风源的接口问题,避免出现真空现象。所以在施工前,各专业施工人员均应先了解各系统管道,以免有冲突现象。基于以上原因,项目决定采用 BIM 三维建模技术,对以上问题进行深化设计,并将 BIM 深化设计结果制订 BIM 技术实施标准及深化的协同管理模式,以做到精准把控。3 BIM 技术的应用3.1 BIM 实施的概况说明(1)BIM 的应用从设计、施工、竣工、运营全过程介入。BIM 模型的搭建主要内容为:建筑和结构建模、样板间专业深化设计、施工预埋件、管路系统碰撞检测、设备和管线综合等5-6。(2)通过搭建设计阶段的 BIM 模型,完成如下内容:辅助设计;碰撞检测;管线综合7-9。通过辅助设计,进行碰撞检测及管线综合,减少错、碰、漏等设计差错,通过管线综合,确定指导施工方案。3.2 建模情况(1)机电管道综合排布管线布置应遵循以下原则:不改变原设计原理;不改变工程的使用功能;符合相关的国家规范;符合工程使用后的检修要求;满足工程的房间、公用走廊等的空间要求10。(2)BIM 建模管控要点11-13水专业建模要求:各系统的命名须与图纸保持一致;一些需要增加坡度的水管须按图纸要求建出坡度;系统中的各类阀门须按图纸中的位置加入;有保温层的管线,须建出保温层。暖通专业建模要求:要求各系统的命名须与图纸一致;影响管线综合的一些设备、末端须按图纸要求建出,例如:风机盘管、风口等;暖通水系统建模要求同水专业建模要求一致;有保温层的管线,须建出保温层。电气专业:要求各系统名称须与图纸一致。管线综合管控要点:管线综合,应在施工图阶段和施工专业深化阶段各完成一次。施工图阶段管线综合过程中,施工单位、BIM 咨询单位应密切协作,以共同使用 BIM 模型的工作方式进行。施工单位将最终 BIM 模型所反映的三维情况与设计单位多沟通联系,调整二维图纸。施工专业深化阶段,BIM 管线综合应在设计阶段成果的基础上进行,并加入相关专业深化的管线模型,对有矛盾的部位进行优化和调整。专业深化设计单位应根据最终深化 BIM 模型所反映的三维情况,调整二维图纸。管线综合过程中,如发现某一系统普遍存在影响合理管综,应提交设计单位做全系统设计复查。(3)过程检查的质量控制过程检查的质量控制如表 1 所示。表 1 质量控制表阶 段检查内容检查要点检查频率设计阶段基础模型是否按照进度进行建模,模型与图纸的一致性。是否按照进度进行。每月施工阶段基础模型更新行模型更新,模型是否符合要求每月 (4)BIM 实施达到的目标通过工程 BIM 信息模型的建模实施,提出优化意见,提升设计效率和现场生产效率;通过硬碰撞、软碰撞检测,解决差错漏碰,避免返工窝工,实现各专业之间的碰撞检查,同时对施工有指导作用。3.3 数据整理(1)将建筑、结构、幕墙、机电各专业图纸导入REVIT 软件进行建模,在建筑、结构、幕墙建模完成的基础上,再进行机电各专业管线三维模型,而后进行2023 年 06 期 总第 300 期林忠东BIM 技术在复杂机电系统装配式建筑中的应用125 三维模型碰撞分析,形成问题分析报告,共计图纸设计错误及管道交叉处 64 处;在发现图纸问题后,及时与设计进行沟通,由专业 BIM 工程师按照“电让水、水让风、小管让大管、冷水管让热水管、有压管让无压管、重力排水管优先”的机电管线及机电设备排布原则,进行管道综合调整,对形成的三维模型碰撞处理。进行碰撞点优化处理,机电管道优化处理顺序按从上到下、从大管到小管的顺序进行,以充分保证管线安装空间、维修空间。在过梁处适当预留穿梁套管,以减小后期调整避让难度14。(2)吊顶机电设备及贴砖板块机电设备排布由专业 BIM 工程师将吊顶板块、贴砖板块、试验工作台、办公家具等,按照房间规格尺寸及装饰装修图纸要求进行排布;按照“保证机电设备相互间的安全距离,风口避让试验工作台及办公家具,机电设备、卫生洁具贴砖板块美观合理”的要求,进行机电各设备排布。在满足规范要求的同时,保证后期吊顶及贴砖板块上各电气配管、风机、风管、水管安装位置的正确性,达到吊顶及贴砖墙面美观的同时,也减少后期机电设备的返工调整。3.4 生成模型在项目 BIM 模型调整完成后,由专业 BIM 工程师召集项目参与各方召开模型确认会议,就调整后的模型能否达到设计及建设方要求进行讨论确认,直至满足各方需求。在模型确认完成后,根据模型完成情况导出各专业各平面层 CAD 图纸,并在图纸中把管线标高、翻弯节点位置、平面位置、距墙柱尺寸等标注清楚(特别是走廊过道、机房竖井、屋面、车库上方、试验房间上方、核心筒出入口等复杂节点的剖面图)后,经设计方签认,下发各专业施工班组,以达到在综合管线施工中不返工,按照工序施工,各工序之间互不影响,保证各专业施工队伍能按照图纸现场精准施工,做到符合施工及验收标准。同时,各参建方也可依据三维模型进行各专业施工安装工作监督,一旦有班组施工现场完成情况与模型出现不一致时,施工单位应根据模型要求,对现场及时调整,确保现场施工按管综调整结果进行,有效实现各专业间施工管理协同,控制施工整体质量