楊濤

摘要：劇院建筑是公共建筑中最綜合、最復(fù)合的建筑工程之一，該類建設(shè)工程多為特殊造型，體量大。功能空間版塊多，其中包含排演廳、舞臺、曲面觀眾廳和公共服務(wù)空間等。地下室空間和層高緊張，水、電、暖、舞臺系統(tǒng)管線密集，交叉施工密度高;聲學(xué)要求高，機電系統(tǒng)施工深化設(shè)計要求高，機電設(shè)備安裝要體現(xiàn)先進性、智能化，對技術(shù)管理要求高。采用BIM技術(shù)工具進行深化設(shè)計、綜合管控、預(yù)制加工，提升精細(xì)化管理水平。本文對BIM技術(shù)在劇院建筑機電安裝工程中的應(yīng)用進行探討。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);劇院建筑;機電安裝;方案優(yōu)化

1項目概況

1.1項目介紹

某大劇院項目是一座多功能綜合劇場，包括大劇院（1205座）、多功能廳（500座）及相關(guān)配套用房，建筑總面積4.06萬m2，是集文創(chuàng)、休閑、商業(yè)、觀演于一體的城市文化綜合體。

1.2項目重難點

（1）結(jié)構(gòu)復(fù)雜：主體結(jié)構(gòu)形式為鋼框架+支撐結(jié)構(gòu)體系，屋面為羽狀多曲造型屋面，劇院功能齊全，空間布置復(fù)雜。受建筑物造型影響，對機電安裝和凈高要求嚴(yán)，且場地局限性大，管道排布復(fù)雜，美觀要求高。采用BIM技術(shù)進行圖紙二次深化設(shè)計，指導(dǎo)現(xiàn)場施工。（2）場地狹小道路受限：場地周圍緊鄰市區(qū)主干道，施工部署難度大。（3）多專業(yè)穿插難度大：劇院建筑專業(yè)多，交叉作業(yè)多，深化設(shè)計協(xié)調(diào)、管理難度大，信息集成量大;弧形管道占比多，施工難度大;專業(yè)與機電管線復(fù)雜，碰撞多，嚴(yán)重影響空間使用和施工進度。（4）質(zhì)量管理：公共建筑質(zhì)量要求高，魯班獎目標(biāo)，節(jié)點部位均需深化設(shè)計保障現(xiàn)場質(zhì)量。

2BIM技術(shù)應(yīng)用分析

（1）可視化。將BIM模型上傳至平臺，輕量化查看模型，形象展示復(fù)雜節(jié)點做法（見圖1）。通過BIM模型的可視化交底，使技術(shù)交底更直觀、更完善，用于指導(dǎo)施工，提高施工質(zhì)量和施工工效。（2）凈高分析。通過BIM模擬預(yù)建造，形象、直觀、準(zhǔn)確地表現(xiàn)出每個區(qū)域的凈高。根據(jù)各區(qū)域凈高要求及管線排布方案進行凈高分析，提前發(fā)現(xiàn)不滿足凈高要求、功能和美觀需求的部位，并和設(shè)計方進行溝通做出相應(yīng)調(diào)整，避免后期設(shè)計變更，從而縮短了工期、節(jié)約了成本。如地下室車庫經(jīng)過凈高分析檢查后發(fā)現(xiàn)凈高只有3240mm，后期經(jīng)過調(diào)整噴淋主管，梁下翻彎，噴淋系統(tǒng)和風(fēng)管整體上移，最終車庫凈高達(dá)到3500mm（見圖2）。（3）綜合支吊架。支吊架系統(tǒng)通過BIM軟件進行支吊架可視化校核計算，確保綜合支吊架設(shè)置與結(jié)構(gòu)校核計算符合規(guī)范要求。通過支吊架的數(shù)字加工和現(xiàn)場提前預(yù)制，實現(xiàn)綠色施工和節(jié)能減排。（4）預(yù)留孔洞。建筑結(jié)構(gòu)預(yù)留洞。機電管線綜合排布完成后對穿墻體、樓板等預(yù)留洞應(yīng)用BIM技術(shù)進行提前排布，精準(zhǔn)對位后確定預(yù)埋孔洞的位置及尺寸，確認(rèn)無誤后，形成預(yù)留洞圖紙。現(xiàn)場結(jié)構(gòu)施工進行精確定位預(yù)留，避免后期二次開洞，節(jié)約工期造價。（5）碰撞檢查。通過對各專業(yè)BIM模型進行整合、碰撞檢測，快速查找出各專業(yè)在空間上的碰撞沖突，并記錄形成碰撞檢查報告。本項目共發(fā)現(xiàn)碰撞點120余處，經(jīng)過與設(shè)計院溝通，對設(shè)計圖進行修改，優(yōu)化解決機電系統(tǒng)間碰撞100余處，機電、土建碰撞50余處，有效縮短了人為篩查碰撞點的時間，減少了返工。（6）關(guān)鍵部位管綜優(yōu)化。本項目地下一層?xùn)|休息廳與東候場之間的走廊，包含了空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)、空調(diào)水系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、消防炮系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)和強弱電系統(tǒng)。對各個系統(tǒng)進行綜合排布，調(diào)整管線位置、標(biāo)高及間距，有效解決了管線碰撞問題，優(yōu)化后現(xiàn)場凈高達(dá)到2.25m。（7）機房方案優(yōu)化。冷水機組冷卻水管優(yōu)化前，設(shè)備進出口前的冷卻水橫管長度為2m，優(yōu)化后的冷水橫管長度為0.5m，增大了走廊凈寬，方便施工和維護。（8）設(shè)備吊裝工藝模擬。由于本工程工期緊，在安裝施工隊進場前，土建部分已經(jīng)完成到三層，預(yù)留下來的設(shè)備吊裝口尺寸只有6000mm×3600mm。而兩臺冷水機組的尺寸為4000mm×2000mm×2400mm，且重量達(dá)到10t。利用BIM技術(shù)，模擬吊裝工藝，進行多方案施工比選，選取了合理的吊裝方案及吊裝設(shè)備。提前確定機組吊運途徑區(qū)域，做好運輸?shù)缆奉A(yù)留清理工作，相關(guān)施工相應(yīng)延緩，如墻面暫不進行抹灰、批白、管線安裝等工作，加快施工進度，縮短工期。吊裝受場地限制影響大，只能采用塔吊（型號：QTZ500，塔吊臂長：70m，塔吊起重力矩：5000kN·m）進行吊裝，通過人工牽引繩的方式將冷水機組在二層底部鋼梁上方進行第一次旋轉(zhuǎn)，下至一層區(qū)域進行第二次旋轉(zhuǎn)。通過BIM-FILM對機組吊裝方案進行模擬，提前發(fā)現(xiàn)危險區(qū)域，做好臨邊防護等。相較于傳統(tǒng)純文字、語言交底，利用BIM-FILM更易表達(dá)和展示整個施工流程，使施工組織數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化、程序化。

3BIM技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用

（1）基于BIM技術(shù)的風(fēng)管預(yù)制加工。通過BIM軟件對深化設(shè)計后的風(fēng)管BIM模型，按照標(biāo)準(zhǔn)管段長度進行分段、編號、管線統(tǒng)計，出具風(fēng)管預(yù)制加工圖，報審后進行預(yù)制加工。預(yù)制加工廠五線一體機自動下料，加工完成貼上二維碼，配合BIM綜合出圖，方便后期安裝，有效節(jié)約工期。（2）基于BIM技術(shù)的機房裝配式施工。大劇院地下室-6.6m制冷換熱站，建筑面積約為330m2，站內(nèi)設(shè)備包含水冷螺桿冷水機組2臺，換熱機組2臺，冷凍循環(huán)泵（臥式）3臺，定壓補水裝置2臺，全自動軟水器1套，軟水箱1臺，多相全程處理器2臺，循環(huán)水泵3臺，分、集水器4組。冷凍站各種管道規(guī)格從DN300—DN32共計589m。對制冷換熱站模型進行施工深化設(shè)計，形成大樣圖及剖面圖，合理分段拆分、提取各構(gòu)件、管段預(yù)制信息，分解圖編碼，出具預(yù)制加工圖及相關(guān)料單，預(yù)制加工。利用工廠化加工部分約為440m，約占總體的75%。（3）BIM集成平臺應(yīng)用。以BIM協(xié)同平臺，進行文檔線上備份，將BIM、CAD圖紙集中管理，通過移動端采集提供項目大數(shù)據(jù)在線瀏覽，動態(tài)查看BIM、Revit模型、項目的質(zhì)量安全進度、現(xiàn)場動態(tài)等，實施精細(xì)化管理。

4結(jié)束語

本項目通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，解決了方案策劃、管線綜合排布、支吊架深化設(shè)計與預(yù)制加工等難題，使得體量大、工期緊的施工任務(wù)變得有條不紊?；贐IM技術(shù)的平臺管理，提高了項目精細(xì)化管理水平，保障了施工進度與施工質(zhì)量。通過各類BIM技術(shù)的實施，形成了一系列新技術(shù)，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，得到了各方肯定，同時培養(yǎng)了相應(yīng)的技術(shù)人才，建立了劇院工程的人才體系，為同類重大工程提供了技術(shù)積累。

參考文獻：

[1]BIM技術(shù)在機電安裝工程中的應(yīng)用[J].李曉蘭.機電信息.2020（26）.