汪周建
(中建二局安裝工程有限公司上海分公司杭州項(xiàng)目部,浙江 杭州310021)
數(shù)字化建造是未來(lái)建筑業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方向,極大地減少了機(jī)電安裝施工現(xiàn)場(chǎng)的管道碰撞,為節(jié)省建造成本提供了技術(shù)途徑。BIM技術(shù)的可視化、信息化、精細(xì)化為建筑行業(yè)帶來(lái)了深遠(yuǎn)影響。BIM技術(shù)在凈高分析,預(yù)留洞口,精細(xì)化材料計(jì)劃,施工方案模擬,虛擬建造,設(shè)備運(yùn)維信息管理,三維圖紙深化,下料放樣,碰撞檢測(cè)等都有重要應(yīng)用。
在鍋爐房,制冷機(jī)房,消防泵房,管道井,強(qiáng)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(fēng)管、橋架,結(jié)構(gòu)梁發(fā)生碰撞?,F(xiàn)代建筑功能日益復(fù)雜,由于傳統(tǒng)二維平面圖紙無(wú)法在同一張圖紙反映出給排水,電氣,暖通空調(diào),消防,自控弱電等多個(gè)專(zhuān)業(yè)的綜合空間信息,容易產(chǎn)生標(biāo)高沖突,安裝位置占用等情況,而人工檢查各專(zhuān)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(lái)成本風(fēng)險(xiǎn)和工期風(fēng)險(xiǎn)。而B(niǎo)IM技術(shù)對(duì)于安裝工程的精細(xì)化,節(jié)約成本和工期有著獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
表1 鍋爐房設(shè)備參數(shù)
丹陽(yáng)苑鍋爐房位于陜西商洛市商州區(qū)泰宇時(shí)代天地丹陽(yáng)苑小區(qū)地下車(chē)庫(kù)內(nèi),包含鍋爐房、換熱站工藝系統(tǒng)及通風(fēng)、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(fù)荷:低區(qū):3770kw;高區(qū):1235kw。采用兩種方案:真空燃?xì)鉄崴仩t2.8MW(2 臺(tái))和模塊化熱水鍋爐1.1MW(5 臺(tái)),為本小區(qū)提供供暖熱源。采用2 個(gè)析式熱交換機(jī)組,分別為高區(qū),低區(qū)供暖;鍋爐房設(shè)備參數(shù)如表1。鍋爐房整體三維鳥(niǎo)瞰圖。如圖1 所示。本項(xiàng)目采用BIM技術(shù),對(duì)鍋爐房?jī)?nèi)的供熱管道、通風(fēng)管道、排污管道進(jìn)行了管線綜合,并針對(duì)兩種方案進(jìn)行了數(shù)字化、虛擬化安裝,作了比較,并對(duì)兩種方案進(jìn)行了優(yōu)化,解決了風(fēng)管與水管以及閥門(mén)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(yáng)苑鍋爐房
圖2 硬件配置
圖3 方案一 鍋爐房事故通風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)
圖4 方案二 鍋爐房水系統(tǒng)
本項(xiàng)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(xiàng)目的3D 建模和深化設(shè)計(jì)的要求;電腦硬件配置如圖2。
在收到設(shè)計(jì)院提供的完整版鍋爐房風(fēng)平面,鍋爐房水系統(tǒng)CAD 平面圖紙后,開(kāi)始熟悉圖紙,了解各個(gè)系統(tǒng)所采用的設(shè)備資料,包括設(shè)備具體參數(shù)、設(shè)備尺寸,便于建模。與項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)其他成員進(jìn)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(jī)電安裝圖紙的優(yōu)化提供前提條件。
在建筑圖紙導(dǎo)入到BIM軟件中,先進(jìn)行鍋爐房建筑的建模,必須保證結(jié)構(gòu)柱,墻體,樓析,門(mén)窗,軸線的準(zhǔn)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(jī)電模型的搭建提供定位依據(jù);因?yàn)闄C(jī)電管道、設(shè)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(duì)方案一,采用2 臺(tái)2.8MW 的真空燃?xì)鉄崴仩t,進(jìn)行機(jī)房的設(shè)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(fēng)系統(tǒng),包含事故排風(fēng)系統(tǒng),日常通風(fēng)系統(tǒng)和地下值班室、走道的排煙系統(tǒng),如圖3 所示。
針對(duì)方案二,采用5 臺(tái)1.1MW 的燃?xì)饽K化熱水鍋爐,進(jìn)行機(jī)房的設(shè)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(shí)滿足業(yè)主對(duì)空間利用率的要求,保證凈高,滿足業(yè)主對(duì)使用功能的要求。同時(shí)還要考慮施工規(guī)范,保證安裝維修、系統(tǒng)調(diào)試的間距,為以后移交物業(yè)做好基礎(chǔ);對(duì)各個(gè)專(zhuān)業(yè)管道進(jìn)行綜合排布,使各個(gè)專(zhuān)業(yè)管道能夠協(xié)調(diào)安裝,避免管道碰撞和現(xiàn)場(chǎng)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(zhì)量;將表1 中的鍋爐房設(shè)備參數(shù)錄入到建筑模型中去,包含設(shè)備的品牌、供應(yīng)商、幾何尺寸、生產(chǎn)日期、設(shè)備價(jià)格、產(chǎn)品合格證。
保證有壓管道避讓無(wú)壓管道,水管不能穿越橋架上方,小管避讓大管,橋架避讓風(fēng)管,冷水管避讓熱水管。同時(shí)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(xiàng)目進(jìn)行了管道碰撞檢測(cè),在機(jī)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(fēng)管發(fā)生碰撞,水管與吊裝設(shè)備發(fā)生碰撞。主要是由于標(biāo)高局部沖突,不同管線路由發(fā)生交叉重疊;在進(jìn)行碰撞檢測(cè)后,開(kāi)始管線的調(diào)整優(yōu)化,修改圖紙,減少返工,并形成最終的機(jī)電深化圖。
通過(guò)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(shù),提升了建筑施工效率,為機(jī)電專(zhuān)業(yè)的精益建造提供了技術(shù)支持。隨著數(shù)字化、信息化在建筑行業(yè)的滲透,BIM技術(shù)必然給傳統(tǒng)建筑安裝工程帶來(lái)顛覆性的改變,對(duì)促進(jìn)我國(guó)建筑業(yè)的技術(shù)與國(guó)際接軌帶來(lái)積極影響。
圖5 碰撞檢測(cè):風(fēng)管與水管局部碰撞
圖6 碰撞檢測(cè):水管與柜式離心風(fēng)機(jī)箱碰撞