BIM技術(shù)在劇院建筑機(jī)電安裝工程中的應(yīng)用

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(tái)、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(tái)系統(tǒng)管線密集，交叉施工密度高;聲學(xué)要求高，機(jī)電系統(tǒng)施工深化設(shè)計(jì)要求高，機(jī)電設(shè)備安裝要體現(xiàn)先進(jìn)性、智能化，對(duì)技術(shù)管理要求高。采用BIM技術(shù)工具進(jìn)行深化設(shè)計(jì)、綜合管控、預(yù)制加工，提升精細(xì)化管理水平。本文對(duì)BIM技術(shù)在劇院建筑機(jī)電安裝工程中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

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

1項(xiàng)目概況

1.1項(xiàng)目介紹

某大劇院項(xiàng)目是一座多功能綜合劇場(chǎng)，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(wàn)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(xiàng)目重難點(diǎn)

（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(duì)機(jī)電安裝和凈高要求嚴(yán)，且場(chǎng)地局限性大，管道排布復(fù)雜，美觀要求高。采用BIM技術(shù)進(jìn)行圖紙二次深化設(shè)計(jì)，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。（2）場(chǎng)地狹小道路受限：場(chǎng)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(jì)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(jī)電管線復(fù)雜，碰撞多，嚴(yán)重影響空間使用和施工進(jìn)度。（4）質(zhì)量管理：公共建筑質(zhì)量要求高，魯班獎(jiǎng)目標(biāo)，節(jié)點(diǎn)部位均需深化設(shè)計(jì)保障現(xiàn)場(chǎng)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(tái)，輕量化查看模型，形象展示復(fù)雜節(jié)點(diǎn)做法（見(jiàn)圖1）。通過(guò)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(guò)BIM模擬預(yù)建造，形象、直觀、準(zhǔn)確地表現(xiàn)出每個(gè)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(jìn)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(jì)方進(jìn)行溝通做出相應(yīng)調(diào)整，避免后期設(shè)計(jì)變更，從而縮短了工期、節(jié)約了成本。如地下室車庫(kù)經(jīng)過(guò)凈高分析檢查后發(fā)現(xiàn)凈高只有3240mm，后期經(jīng)過(guò)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(kù)凈高達(dá)到3500mm（見(jiàn)圖2）。（3）綜合支吊架。支吊架系統(tǒng)通過(guò)BIM軟件進(jìn)行支吊架可視化校核計(jì)算，確保綜合支吊架設(shè)置與結(jié)構(gòu)校核計(jì)算符合規(guī)范要求。通過(guò)支吊架的數(shù)字加工和現(xiàn)場(chǎng)提前預(yù)制，實(shí)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(jī)電管線綜合排布完成后對(duì)穿墻體、樓板等預(yù)留洞應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行提前排布，精準(zhǔn)對(duì)位后確定預(yù)埋孔洞的位置及尺寸，確認(rèn)無(wú)誤后，形成預(yù)留洞圖紙?，F(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)施工進(jìn)行精確定位預(yù)留，避免后期二次開(kāi)洞，節(jié)約工期造價(jià)。（5）碰撞檢查。通過(guò)對(duì)各專業(yè)BIM模型進(jìn)行整合、碰撞檢測(cè)，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(bào)告。本項(xiàng)目共發(fā)現(xiàn)碰撞點(diǎn)120余處，經(jīng)過(guò)與設(shè)計(jì)院溝通，對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行修改，優(yōu)化解決機(jī)電系統(tǒng)間碰撞100余處，機(jī)電、土建碰撞50余處，有效縮短了人為篩查碰撞點(diǎn)的時(shí)間，減少了返工。（6）關(guān)鍵部位管綜優(yōu)化。本項(xiàng)目地下一層?xùn)|休息廳與東候場(chǎng)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(qiáng)弱電系統(tǒng)。對(duì)各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)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(wèn)題，優(yōu)化后現(xiàn)場(chǎng)凈高達(dá)到2.25m。（7）機(jī)房方案優(yōu)化。冷水機(jī)組冷卻水管優(yōu)化前，設(shè)備進(jìn)出口前的冷卻水橫管長(zhǎng)度為2m，優(yōu)化后的冷水橫管長(zhǎng)度為0.5m，增大了走廊凈寬，方便施工和維護(hù)。（8）設(shè)備吊裝工藝模擬。由于本工程工期緊，在安裝施工隊(duì)進(jìn)場(chǎng)前，土建部分已經(jīng)完成到三層，預(yù)留下來(lái)的設(shè)備吊裝口尺寸只有6000mm×3600mm。而兩臺(tái)冷水機(jī)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(jìn)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(jī)組吊運(yùn)途徑區(qū)域，做好運(yùn)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(jìn)行抹灰、批白、管線安裝等工作，加快施工進(jìn)度，縮短工期。吊裝受場(chǎng)地限制影響大，只能采用塔吊（型號(hào)：QTZ500，塔吊臂長(zhǎng)：70m，塔吊起重力矩：5000kN·m）進(jìn)行吊裝，通過(guò)人工牽引繩的方式將冷水機(jī)組在二層底部鋼梁上方進(jìn)行第一次旋轉(zhuǎn)，下至一層區(qū)域進(jìn)行第二次旋轉(zhuǎn)。通過(guò)BIM-FILM對(duì)機(jī)組吊裝方案進(jìn)行模擬，提前發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)區(qū)域，做好臨邊防護(hù)等。相較于傳統(tǒng)純文字、語(yǔ)言交底，利用BIM-FILM更易表達(dá)和展示整個(gè)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(guò)BIM軟件對(duì)深化設(shè)計(jì)后的風(fēng)管BIM模型，按照標(biāo)準(zhǔn)管段長(zhǎng)度進(jìn)行分段、編號(hào)、管線統(tǒng)計(jì)，出具風(fēng)管預(yù)制加工圖，報(bào)審后進(jìn)行預(yù)制加工。預(yù)制加工廠五線一體機(jī)自動(dòng)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(jī)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(jī)組2臺(tái)，換熱機(jī)組2臺(tái)，冷凍循環(huán)泵（臥式）3臺(tái)，定壓補(bǔ)水裝置2臺(tái)，全自動(dòng)軟水器1套，軟水箱1臺(tái)，多相全程處理器2臺(tái)，循環(huán)水泵3臺(tái)，分、集水器4組。冷凍站各種管道規(guī)格從DN300—DN32共計(jì)589m。對(duì)制冷換熱站模型進(jìn)行施工深化設(shè)計(jì)，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(tái)應(yīng)用。以BIM協(xié)同平臺(tái)，進(jìn)行文檔線上備份，將BIM、CAD圖紙集中管理，通過(guò)移動(dòng)端采集提供項(xiàng)目大數(shù)據(jù)在線瀏覽，動(dòng)態(tài)查看BIM、Revit模型、項(xiàng)目的質(zhì)量安全進(jìn)度、現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)等，實(shí)施精細(xì)化管理。

4結(jié)束語(yǔ)

本項(xiàng)目通過(guò)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(jì)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。基于BIM技術(shù)的平臺(tái)管理，提高了項(xiàng)目精細(xì)化管理水平，保障了施工進(jìn)度與施工質(zhì)量。通過(guò)各類BIM技術(shù)的實(shí)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(shí)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(xiàn)：

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