汪周建
(中建二局安裝工程有限公司上海分公司杭州項目部,浙江 杭州310021)
數(shù)字化建造是未來建筑業(yè)發(fā)展的一個重要方向,極大地減少了機電安裝施工現(xiàn)場的管道碰撞,為節(jié)省建造成本提供了技術途徑。BIM技術的可視化、信息化、精細化為建筑行業(yè)帶來了深遠影響。BIM技術在凈高分析,預留洞口,精細化材料計劃,施工方案模擬,虛擬建造,設備運維信息管理,三維圖紙深化,下料放樣,碰撞檢測等都有重要應用。
在鍋爐房,制冷機房,消防泵房,管道井,強電井,弱電井,生活水泵房的施工中,由于管道密集,空間狹窄,常常出現(xiàn)水管與風管、橋架,結構梁發(fā)生碰撞?,F(xiàn)代建筑功能日益復雜,由于傳統(tǒng)二維平面圖紙無法在同一張圖紙反映出給排水,電氣,暖通空調,消防,自控弱電等多個專業(yè)的綜合空間信息,容易產(chǎn)生標高沖突,安裝位置占用等情況,而人工檢查各專業(yè)CAD 圖紙之間的管道碰撞,工作量大,且容易出現(xiàn)遺漏,給施工帶來成本風險和工期風險。而BIM技術對于安裝工程的精細化,節(jié)約成本和工期有著獨特的技術優(yōu)勢。
表1 鍋爐房設備參數(shù)
丹陽苑鍋爐房位于陜西商洛市商州區(qū)泰宇時代天地丹陽苑小區(qū)地下車庫內,包含鍋爐房、換熱站工藝系統(tǒng)及通風、排煙系統(tǒng)。鍋爐房、換熱站的供熱范圍:16#、17#、18#、19#、20#、21#樓地析采暖系統(tǒng)。建筑層數(shù)及高度:16#、17#樓為地上18 層, 建筑高度:59.8m。18、19#樓為地上11 層。建筑高度:36m。20、21#樓為地上11 層。建筑高度:40.9m。采暖系統(tǒng)分區(qū):16#、17#樓1~9 層為低區(qū),10~18 層為高區(qū)。其余樓層不分區(qū)均為低區(qū)供暖,6 棟樓總建筑面積:76422m2。采暖熱負荷:低區(qū):3770kw;高區(qū):1235kw。采用兩種方案:真空燃氣熱水鍋爐2.8MW(2 臺)和模塊化熱水鍋爐1.1MW(5 臺),為本小區(qū)提供供暖熱源。采用2 個析式熱交換機組,分別為高區(qū),低區(qū)供暖;鍋爐房設備參數(shù)如表1。鍋爐房整體三維鳥瞰圖。如圖1 所示。本項目采用BIM技術,對鍋爐房內的供熱管道、通風管道、排污管道進行了管線綜合,并針對兩種方案進行了數(shù)字化、虛擬化安裝,作了比較,并對兩種方案進行了優(yōu)化,解決了風管與水管以及閥門之間的碰撞,提高了空間利用率和使用功能的需求。
圖1 丹陽苑鍋爐房
圖2 硬件配置
圖3 方案一 鍋爐房事故通風系統(tǒng)和水系統(tǒng)
圖4 方案二 鍋爐房水系統(tǒng)
本項目采用三維BIM軟件,使用建筑信息三維建模,采用高新能ThinkPad 筆記本圖形工作站,滿足本項目的3D 建模和深化設計的要求;電腦硬件配置如圖2。
在收到設計院提供的完整版鍋爐房風平面,鍋爐房水系統(tǒng)CAD 平面圖紙后,開始熟悉圖紙,了解各個系統(tǒng)所采用的設備資料,包括設備具體參數(shù)、設備尺寸,便于建模。與項目團隊其他成員進行溝通,明確具體的安裝方式、操作空間、維修空間、接口參數(shù),為機電安裝圖紙的優(yōu)化提供前提條件。
在建筑圖紙導入到BIM軟件中,先進行鍋爐房建筑的建模,必須保證結構柱,墻體,樓析,門窗,軸線的準確,保證建筑模型的精度,并使鍋爐房建筑的三維可視化,為下一步的機電模型的搭建提供定位依據(jù);因為機電管道、設備的定位尺寸都是以軸線或柱子作為參考的,所以必須保證建筑模型的精確性。
針對方案一,采用2 臺2.8MW 的真空燃氣熱水鍋爐,進行機房的設備三維布置。先布置鍋爐水系統(tǒng)和換熱站的工藝系統(tǒng)。然后布置鍋爐房的風系統(tǒng),包含事故排風系統(tǒng),日常通風系統(tǒng)和地下值班室、走道的排煙系統(tǒng),如圖3 所示。
針對方案二,采用5 臺1.1MW 的燃氣模塊化熱水鍋爐,進行機房的設備三維布置。布置鍋爐水系統(tǒng)和換熱站的工藝系統(tǒng),如圖4 所示。
在管道的三維深化布置中,要同時滿足業(yè)主對空間利用率的要求,保證凈高,滿足業(yè)主對使用功能的要求。同時還要考慮施工規(guī)范,保證安裝維修、系統(tǒng)調試的間距,為以后移交物業(yè)做好基礎;對各個專業(yè)管道進行綜合排布,使各個專業(yè)管道能夠協(xié)調安裝,避免管道碰撞和現(xiàn)場返工,使管道集中區(qū)域能夠布置合理、美觀整齊,保證工藝管道的觀感質量;將表1 中的鍋爐房設備參數(shù)錄入到建筑模型中去,包含設備的品牌、供應商、幾何尺寸、生產(chǎn)日期、設備價格、產(chǎn)品合格證。
保證有壓管道避讓無壓管道,水管不能穿越橋架上方,小管避讓大管,橋架避讓風管,冷水管避讓熱水管。同時還要考慮到管道坡度,橋架放線空間,電纜的彎曲半徑的要求。
本項目進行了管道碰撞檢測,在機房中共發(fā)現(xiàn)碰撞3 處。如圖5,圖6 所示。
經(jīng)分析發(fā)現(xiàn),碰撞主要為是水管與風管發(fā)生碰撞,水管與吊裝設備發(fā)生碰撞。主要是由于標高局部沖突,不同管線路由發(fā)生交叉重疊;在進行碰撞檢測后,開始管線的調整優(yōu)化,修改圖紙,減少返工,并形成最終的機電深化圖。
通過本次BIM深化建模,改變了傳統(tǒng)CAD 的疊圖方式查找管線碰撞,采用3D 數(shù)字化建造技術,提升了建筑施工效率,為機電專業(yè)的精益建造提供了技術支持。隨著數(shù)字化、信息化在建筑行業(yè)的滲透,BIM技術必然給傳統(tǒng)建筑安裝工程帶來顛覆性的改變,對促進我國建筑業(yè)的技術與國際接軌帶來積極影響。
圖5 碰撞檢測:風管與水管局部碰撞
圖6 碰撞檢測:水管與柜式離心風機箱碰撞