廈門新型國(guó)際會(huì)議中心BIM多專業(yè)協(xié)同應(yīng)用

賴木火， 胡澤銘， 邱碩勛， 楊向展

（1. 中國(guó)建筑第四工程局有限公司；2. 中建四局建設(shè)發(fā)展有限公司）

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目概況

廈門新會(huì)展中心-會(huì)議中心位于福建省廈門市東部體育會(huì)展新城片區(qū)，總建筑面積23.11 萬(wàn)㎡，最大建筑高度70m，最大跨度為81m，屬于一類高層公共建筑，采用雙脊雙曲波浪形雙層金屬屋面，極具閩南風(fēng)格。二層設(shè)有1.1 萬(wàn)㎡超大型萬(wàn)人會(huì)議室（長(zhǎng)135m、跨度81m、層高22m），是目前全國(guó)最大的無(wú)柱多功能會(huì)議室。

1.2 各專業(yè)概況

本項(xiàng)目需承辦各類大型重要會(huì)議，設(shè)計(jì)內(nèi)部復(fù)雜，各類專業(yè)較多，包括但不限于機(jī)電、鋼結(jié)構(gòu)、幕墻、金屬屋面、精裝等專業(yè)，專業(yè)性強(qiáng)，各專業(yè)接口繁雜，對(duì)外、對(duì)內(nèi)協(xié)調(diào)量大。

機(jī)電工程：深化總面積達(dá)23.11 萬(wàn)㎡，工期約9個(gè)月。地下室重點(diǎn)區(qū)域?yàn)閺N房區(qū)域，該區(qū)域結(jié)構(gòu)形式存在降板，施工凈高有限，需合理規(guī)劃管線走向，確保凈高最大化；地上部分重難點(diǎn)區(qū)域?yàn)槲菝骅旒埽柚攸c(diǎn)協(xié)調(diào)暖通專業(yè)與鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)交叉問(wèn)題。

鋼結(jié)構(gòu)工程：深化總量約5.2 萬(wàn)t，工期約5 個(gè)月。主要為鋼框架+空間管桁架屋蓋。鋼屋蓋雙曲屋脊，桁架桿件規(guī)格弧彎，主要為多肢相貫節(jié)點(diǎn)及焊接球支撐節(jié)點(diǎn)等。構(gòu)件制作難度大，施工工藝復(fù)雜，多專業(yè)同步施工，吊裝受限。

幕墻工程：包括玻璃、石材、鋁板幕墻，總面積約4.83萬(wàn)㎡，工期約8個(gè)月。外立面主要為大版塊玻璃幕墻，局部玻璃板塊為4mx1.5m規(guī)格，重達(dá)500kg，局部龍骨重達(dá)近3t/支，垂直運(yùn)輸難度大。

金屬屋面工程：總面積約5.39萬(wàn)㎡，工期約7個(gè)月。借鑒閩南建筑風(fēng)格，為單軸對(duì)稱的雙脊雙曲波浪形雙層金屬屋面，系統(tǒng)構(gòu)造多達(dá)9層，表面曲率最大超1/22，設(shè)計(jì)復(fù)雜。

精裝工程：包括46 間會(huì)議室，其中1.1 萬(wàn)㎡A 類超大型多功能廳1個(gè)，工期約7個(gè)月。設(shè)計(jì)融入閩南地域特色文化，在外形上取古厝燕尾脊之形，空間細(xì)部刻畫(huà)運(yùn)用手工藝、海洋文化、市花之意，形意結(jié)合，造型復(fù)雜，曲面異形多，高度落差大。

本項(xiàng)目工期短，任務(wù)重。多專業(yè)深化工作需提前開(kāi)展，各專業(yè)深化工作緊密聯(lián)系，鋼構(gòu)深化量大，機(jī)電設(shè)備管網(wǎng)錯(cuò)綜復(fù)雜，金屬屋面造型難度高，會(huì)議室精裝要求標(biāo)準(zhǔn)高，使得前期BIM 多專業(yè)協(xié)同成為本項(xiàng)目重難點(diǎn)。

2 機(jī)電與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)協(xié)同

2.1 孔洞預(yù)留預(yù)埋協(xié)同

會(huì)議中心項(xiàng)目管線排布復(fù)雜，為提高機(jī)電設(shè)備與土建結(jié)構(gòu)孔洞的配合精度，優(yōu)先考慮機(jī)電管線布局規(guī)劃與定位，再進(jìn)行孔洞的定位預(yù)留預(yù)埋。

首先依據(jù)設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，制定管綜深化整體原則，再根據(jù)地下室及上部多專業(yè)模型情況進(jìn)行完善：管線排布充分利用梁內(nèi)及桁架空間，盡量共架敷設(shè)；地下室以梁底鋪設(shè)電氣橋架為主要原則；地上由上到下各專業(yè)管線布置順序?yàn)?，不需要開(kāi)設(shè)風(fēng)口的通風(fēng)管道、需要開(kāi)設(shè)風(fēng)口的通風(fēng)管道、橋架、水管。

以機(jī)電深化模型及結(jié)構(gòu)深化模型作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，根據(jù)相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、圖集進(jìn)行審核，提出合理性預(yù)留方案9份，結(jié)構(gòu)預(yù)留深化圖紙36張。

2.2 機(jī)電設(shè)備運(yùn)行條件協(xié)同

由于會(huì)議中心風(fēng)管路徑復(fù)雜、尺寸較大，為保證設(shè)備運(yùn)行不受空間的干擾，設(shè)備基礎(chǔ)預(yù)留需考慮管線布局、機(jī)組空間布局等因素，防止在施工過(guò)程中因返工出現(xiàn)工程量增加、影響工期、增加成本等問(wèn)題[1]。

通過(guò)設(shè)備基礎(chǔ)模型與空調(diào)、新風(fēng)機(jī)組模型進(jìn)行BIM專項(xiàng)復(fù)核，發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)方案存在以下三種情況。

①設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)尺寸與實(shí)際機(jī)組尺寸不匹配，為滿足機(jī)組安裝，需調(diào)整設(shè)備基礎(chǔ)尺寸。

②設(shè)備機(jī)組與靜壓箱之間，設(shè)備機(jī)組與墻體、構(gòu)造柱之間，機(jī)組連接風(fēng)管之間存在碰撞問(wèn)題，通過(guò)移動(dòng)設(shè)備基礎(chǔ)和機(jī)組、調(diào)整機(jī)組風(fēng)口位置可解決相應(yīng)問(wèn)題。

③風(fēng)管及閥件安裝空間不足，導(dǎo)致風(fēng)管無(wú)法與機(jī)組連接，可調(diào)整風(fēng)口側(cè)接、上接方式，或者移動(dòng)設(shè)備基礎(chǔ)及機(jī)組。

此外，通過(guò)適當(dāng)調(diào)整設(shè)備基礎(chǔ)及設(shè)備布局，可優(yōu)化管線路徑，減少翻彎，降低施工難度（基礎(chǔ)及機(jī)組調(diào)整前后如圖1、圖2所示）。

圖1 基礎(chǔ)及機(jī)組調(diào)整前

圖2 基礎(chǔ)及機(jī)組調(diào)整后

3 機(jī)電與鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)協(xié)同

本項(xiàng)目主體為鋼結(jié)構(gòu)桁架，機(jī)電與鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)的協(xié)同深化是項(xiàng)目重點(diǎn)，而暖通與屋面鋼構(gòu)深化協(xié)同是重中之重。主要包含常規(guī)樓層鋼構(gòu)與機(jī)電碰撞、屋面鋼構(gòu)桁架與機(jī)電碰撞、馬道與機(jī)電碰撞等。

3.1 鋼構(gòu)桁架協(xié)同

通過(guò)機(jī)電管綜模型與鋼結(jié)構(gòu)模型碰撞檢查，依據(jù)碰撞問(wèn)題進(jìn)行逐處優(yōu)化處理。由于機(jī)電設(shè)備管線排布靈活可調(diào)性大，優(yōu)先進(jìn)行機(jī)電管線調(diào)整，無(wú)法優(yōu)化再進(jìn)行結(jié)構(gòu)桁架形式變更[2]。

①本項(xiàng)目屋面存在排煙管原設(shè)計(jì)路徑與鋼結(jié)構(gòu)斜腹桿沖突，桁架內(nèi)與桁架下空間均不足以通過(guò)，需利用拆分等截面風(fēng)管分支-匯總方案解決。

②為滿足凈高需求，部分排煙管需從桁架內(nèi)部空間通過(guò)，存在部分桁架空間不足排煙管通過(guò)情況，經(jīng)與設(shè)計(jì)商討，將影響風(fēng)管路徑的桁架豎桿取消。

3.2 屋面馬道協(xié)同

將機(jī)電管綜模型與馬道設(shè)計(jì)路徑進(jìn)行空間檢查，初步復(fù)核發(fā)現(xiàn)：一方面存在部分馬道與消防水箱、虹吸雨水管、桁架內(nèi)風(fēng)管交叉碰撞，凈高不滿足檢修要求等問(wèn)題；另一方面部分馬道未設(shè)置于桁架內(nèi)，無(wú)法安裝。

針對(duì)初步復(fù)核，經(jīng)與設(shè)計(jì)單位各專業(yè)設(shè)計(jì)師商定，在首要保證設(shè)備通過(guò)的前提下，馬道成網(wǎng)格可串通原則下，調(diào)整機(jī)電管線路徑、馬道路徑、取消局部馬道；對(duì)于局部?jī)舾卟蛔悴课?，考慮檢修頻率不高，檢修時(shí)可局部低頭穿越，維持原設(shè)計(jì)。并將原馬道后裝施工工序調(diào)整為馬道與屋蓋管桁架同步提升施工，節(jié)約施工工期，減少安全、質(zhì)量施工風(fēng)險(xiǎn)。

4 機(jī)電與金屬屋面設(shè)計(jì)協(xié)同

本項(xiàng)目屋面有32個(gè)匯水分區(qū)，共有32套虹吸溢流排水系統(tǒng)，東西門廳18m 高處屋面各一套虹吸雨水系統(tǒng)及虹吸溢流排水系統(tǒng)。加之屋面檐口鋁板多為非規(guī)則雙曲面板塊，主體鋼架與檐口的相對(duì)關(guān)系也復(fù)雜多變，無(wú)規(guī)律可言。虹吸雨水管與檐口、天溝、桁架的空間關(guān)系復(fù)雜。

經(jīng)虹吸雨水管模型與金屬屋面模型檢查，普遍存在下述情況：主天溝溝底與金屬屋面下方距離不滿足系統(tǒng)圖上描述虹吸支管尺寸要求，且虹吸雨水管走管桁架下方超出檐口范圍。經(jīng)協(xié)同分析將天溝往屋面內(nèi)側(cè)移動(dòng)并適當(dāng)調(diào)整水斗位置，可滿足虹吸雨水管安裝要求。

5 機(jī)電與精裝設(shè)計(jì)協(xié)同

5.1 吊頂標(biāo)高協(xié)同

本項(xiàng)目地上部分是超高吊頂及異形吊頂，針對(duì)重點(diǎn)區(qū)域精裝吊頂高度進(jìn)行復(fù)核，部分精裝吊頂高度與機(jī)電沖突，無(wú)法滿足凈高要求。通過(guò)施工階段BIM進(jìn)行各專業(yè)二次協(xié)同，優(yōu)化部分管線路徑；綜合機(jī)電管線及吊頂轉(zhuǎn)換層所需操作空間，調(diào)整部分吊頂標(biāo)高。有效解決碰撞問(wèn)題，為后續(xù)機(jī)電及精裝安裝實(shí)施打下基礎(chǔ)。

5.2 末端點(diǎn)位協(xié)同

在實(shí)際施工過(guò)程中，精裝方案往往會(huì)反復(fù)調(diào)整，因而精裝與機(jī)電深化需加強(qiáng)溝通，及時(shí)了解方案變化信息，避免現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)位不滿足要求，造成大面積返工。

①給排水點(diǎn)位：主要為衛(wèi)生間及廚房等功能性房間，需由精裝深化確定潔具等設(shè)備型號(hào)，提供用水點(diǎn)位、預(yù)埋點(diǎn)位。

②強(qiáng)弱電點(diǎn)位：強(qiáng)電的開(kāi)關(guān)插座、燈具的點(diǎn)位要根據(jù)精裝的方案確定。

③消防點(diǎn)位：精裝深化天花排版后，確定噴淋頭、煙感、燈具、檢修口在天花上的位置。

5.3 精裝吊桿及轉(zhuǎn)換層分析協(xié)同

本項(xiàng)目精裝造型與機(jī)電復(fù)雜位置，首先通過(guò)管綜優(yōu)化合理地與天花造型錯(cuò)開(kāi)。在極限情況下，局部主龍骨間距由1.2m 調(diào)整為1.5m，吊桿相應(yīng)調(diào)整；局部主龍骨必須斷開(kāi)的情況下，采取加固和支撐措施。

其中超大型多功能會(huì)議室，建筑層高21.9m，裝飾吊頂造型最高點(diǎn)13.5m，最低點(diǎn)高度10.1m，高度落差大，需要制作轉(zhuǎn)換層。轉(zhuǎn)換層上部部分風(fēng)管尺寸超過(guò)固定點(diǎn)間距，因此轉(zhuǎn)換層固定點(diǎn)需根據(jù)上部風(fēng)管位置做系統(tǒng)性調(diào)整。

6 機(jī)電與支吊架協(xié)同

針對(duì)四層屋面區(qū)域和超大會(huì)議室上空，由于屋面造型跨度大、部分結(jié)構(gòu)區(qū)域無(wú)樓板，設(shè)備管線需穿管桁架進(jìn)行鋪設(shè)，導(dǎo)致支吊架支撐吊點(diǎn)位置難以確定等難點(diǎn)，對(duì)四層支吊架樣板方案進(jìn)行專項(xiàng)分析和復(fù)核。

6.1 桁架內(nèi)噴淋管的吊裝

桁架內(nèi)噴淋管數(shù)量大，基本上滿鋪，重量較輕，部分區(qū)域有2層，可采用如下固定方式。

①桁架抱箍固定，桁架間距不滿足小管道支架間距要求時(shí)，設(shè)置轉(zhuǎn)換支架。

②吊頂設(shè)有轉(zhuǎn)換層時(shí)，建議與吊頂轉(zhuǎn)換層固定。③局部外挑的支管，可考慮采用拉索固定。

6.2 桁架內(nèi)風(fēng)管的吊裝

屋面風(fēng)管尺寸大，大部分設(shè)置在桁架內(nèi)；矩形風(fēng)管相對(duì)較重，圓形風(fēng)管重量輕。

①矩形風(fēng)管：做支吊架與主桁架固定，非主桁架位置時(shí)，通過(guò)交叉節(jié)點(diǎn)做轉(zhuǎn)換支架固定。

②圓形風(fēng)管：支架固定在桁架處，通過(guò)滑竿拉伸固定。

7 結(jié)語(yǔ)

會(huì)議中心項(xiàng)目規(guī)模龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)部各專業(yè)之間關(guān)聯(lián)度也十分復(fù)雜，基于機(jī)電專業(yè)的各專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)，確保了該項(xiàng)目施工深化設(shè)計(jì)的合理性及可行性，減少了不必要的碰撞及返工，保障了整體建設(shè)質(zhì)量。