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江苏省妇幼保健院工程实践:装配式机电BIM应用

时间:2023-08-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:随着信息技术的推广,信息化被广泛运用到设计阶段中,其中BIM技术的信息共享、协同工作能力更有利于预制构件族库的建立。BIM技术推动装配式建筑向标准化、工业化和集约化方向发展,利用BIM建筑信息模型,通过信息技术手段,可使项目参建人员在项目全过程实现资源共享,保证了装配式建筑建设的高效率、高质量、精细化。应用案例28:冷冻机房装配式BIM应用2016年起,我国开始全面推广装配式建筑。

江苏省妇幼保健院工程实践:装配式机电BIM应用

医院建设规模越来越大,其现代化的建筑往往具有高、大、重、奇的特征,建筑结构往往是“钢结构+钢筋混凝土结构”组合为主,如钢结构工程。按照传统的施工方式,钢结构在加工厂焊接好后,应当进行预拼装,检查各个构件间的配合误差。比如,在上海中心建造阶段,施工方通过三维激光测量技术,建立了制作好的每一个钢桁架的三维尺寸数据模型,在电脑上建立钢桁架模型,模拟了构件的预拼装,取消了桁架的工厂预拼装过程,节约了大量的人力和费用。

由预制部品部件在工地装配而成的建筑称为装配式建筑。按预制构件的形式和施工方法分为砌块建筑、板材建筑、盒式建筑、骨架板材建筑以及升板升层建筑五种类型。

装配式建筑具有建筑设计标准化、构建生产工厂化、现场施工装配化、结构装修一体化、过程管理信息化等特征。

1. 建筑设计标准化

标准化是装配式建筑长远发展的前提,标准化设计的核心内容是建立标准化模块,满足构建生产工厂化的要求。同时,为了满足人们对建筑式样多样化的要求,标准化设计还需要结合特色化生产,即在标准化的基础上使部品部件的生产集约化、大众化。随着信息技术的推广,信息化被广泛运用到设计阶段中,其中BIM技术的信息共享、协同工作能力更有利于预制构件族库的建立。

2. 构件生产工厂化

在主体结构施工过程中,传统施工方式精度低、质量难以保证,预制构件的工厂化生产正好解决了此类问题。在装配式建筑施工前,预制构件的工厂化生产是关键,即根据设计单位提供的预制构件图纸或三维模型,在工厂车间内通过模具进行批量生产。

3. 现场施工装配化

预制构件在工厂生产完成并养护后,运输到施工现场,进行吊装和拼接。这种装配化的施工方法使得施工现场的施工流程便捷很多,搭设脚手架、钢筋绑扎等步骤大幅减少,施工过程更为绿色环保

4. 结构装修一体化

在预制构件生产阶段,以标准化设计为前提,设计信息中预制构件的主材、构造以及装饰工程信息,均已随构件主体生产完成。

5. 过程管理信息化

传统施工模式存在不同专业间的协调效果差、信息传递不及时、设计与施工矛盾等问题,导致施工项目进展过程中协调度差。BIM技术推动装配式建筑向标准化、工业化和集约化方向发展,利用BIM建筑信息模型,通过信息技术手段,可使项目参建人员在项目全过程实现资源共享,保证了装配式建筑建设的高效率、高质量、精细化。

应用案例28:冷冻机房装配式BIM应用

2016年起,我国开始全面推广装配式建筑。根据2015年11月14日住建部出台的《建筑产业现代化发展纲要》,计划到2020年装配式建筑占新建建筑的比例达到20%以上,到2025年达到50%以上。

预制装配式建筑是目前建筑工业化发展的主要形式,工厂预制现场装配具有预算准确、节省材料、保证产品质量、缩短工期、减少人力、保障施工安全、减少污染、便于后期维护和循环利用等优点。标准化设计、工厂化生产、装配式施工、信息化管理,最终达到工厂化大规模定制生产,成为建筑安装行业可持续健康发展的必然选择和趋势。

作为装配式建筑重要组成部分的机电安装工程,涉及很多内容,是一项复杂的工程,并且对精度有较高的要求。尤其是在机房施工中,装配式安装尤为重要。下面以某冷冻机房为例进行说明。

1. 设计依据

民用建筑供暖通风及空气调节设计规范》(GB 50736—2012);

《建筑设计防火规范》[GB 50016—2014 (2014版)];

《车库建筑设计规范》(JGJ 100—2015);

《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》(GB 500671—2014);

《公共建筑节能设计标准》(GB 50189—2015);

《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378—2014);

《饮食业环境保护技术规范》(HJ 554—2010);

《民用建筑隔声设计规范》(GB 50118—2010);

《建筑工程设计文件编制深度规定》(2016年版);

《建筑机电工程抗震设计规范》(GB 50981—2014);

《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010);

《城镇给水排水技术规范》(GB 50788—2012);

消防给水及消火栓系统技术规范》(GB 50974—2014);

《自动喷水灭火系统设计规范》[GB 50084—2001(2005年版)];

《建筑灭火器配置设计规范》(GB 50140—2005);

建筑专业、结构专业提供的设计图纸;

建设单位提出的符合有关法规、标准的要求。

2. 建筑结构概况

建筑结构概况

3. 机电管线系统概况

空调系统冷热源:

(1) 冷源:选用3台制冷量为2 100 kW(600 RT)的变频离心式冷水机组。与其配套选用4台冷水泵(其中1台备用)和4台冷却水泵(其中1台备用)。制冷机房设置在负一层设备区。冷水供回收温度为7 ℃/12 ℃,冷水工作压力为0.65 MPa。制冷机组冷媒采用环保冷媒。

(2) 冷却塔配置:冷却塔设置在屋顶降板区域,造成冷却塔通风条件较差,选用12台流量为130m3/h的鼓风逆流式方形冷却塔。冷却水进出水温度为30℃/35 ℃,冷却水系统工作压力为0.5 MPa。

(3) 热源:冬季利用当地的市政热网作为热源,室外热水管采用直埋方式敷设,管材采用预制高密度聚乙烯保温外壳直埋管,保温层外保护层为UPVC材料,用法兰连接或焊接。采用3台制热量为1 600 kW的不锈钢高效水板式换热器。与其配套选用4台热水泵(其中1台备用)。市政热网提供一次侧热水供回水温度100 ℃/60 ℃(一次侧的补水定压由市政热网自行解决),经过板换后的二次侧热水供回水温度为60 ℃/45 ℃,热水系统的工作压力为0.5 MPa。冬夏季节通过各回路上的电动阀进行切换供冷供热模式。

空调水系统:

(1) 空调水系统采用一次泵变流量系统、两管制水系统。冷热水系统采用水平及竖向同层或异层相结合的方式敷设。冷却水采用定流量系统。

(2) 空调水系统定压及水处理:空调水系统采用定压罐进行补水定压(具有排气功能),设置在负一层制冷机房内。空调冷热水系统和冷却水系统均采用综合水处理装置(含化学投药)进行杀菌灭藻。处理后的水质满足《采暖空调系统水质》(GB/T 29044—2012)要求。

消防系统:

冷冻机房内均设置预作用泡沫-水喷淋系统。

电气系统:

4. BIM工作内容(www.xing528.com)

(1) BIM管线综合深化设计流程

BIM管线综合深化设计流程

(2) 搭建模型

根据项目相关图纸完成模型搭建,确定管道位置走向。

原设计图

模型完成图

(3) 绘制各系统剖面图

利用BIM模型根据建筑环境对各系统管线模型调整,确定各系统管线标高及支管开口位置。

交换机接管模型图

冷机接管剖面模型图

冷却水泵接管剖面模型图

(4) 支吊架布置

现场主管线的支架布置采用龙门架落地。根据管道尺寸,经过计算,确定使用20#工字钢,组成钢架支撑网。

其他桥架、喷淋管线采用普通支吊架反吊。

工字钢龙门架支撑

(5) 装配式施工应用

① 提交项目资料

装配化施工开始前,应先向项目部提交项目资料,包括:设备几何信息、技术信息、管配件资料参数、完整的机房相关图纸等,在提交资料齐全后,开始着手设备机房BIM工作。

② 装配式施工建模

基于各机电专业设计文件,理解设备机房设计意图,严格依据机电设计图纸和技术资料,结合结构、建筑等专业的BIM模型,建立装配式施工BIM模型。过程中若遇到问题应及时提出。

装配式施工流程

装配式建模

③ 管线优化、制定装配式方案

根据项目的商务测算,与项目总工协调优化方案,依据机电设计图纸和技术资料,考虑建筑结构条件、机电设备及配件的安装、操作和维修空间等因素,确定设备与主管线的初步布置方案。

④ 模块划分/切割

根据机房设备的选型、数量、系统分类等,施工区域内的综合布置情况,装配单元的运输、吊装就位、安装条件等限制因素,进行管道切割,模块划分。

精细策划所有切割模块的装配顺序及装配方法,确保方案的可实施性。

⑤ 绘制和下发预制加工图

将划分好的模块导出相应的管线正等轴侧单线图,图纸内模块信息完整,真实可靠。

将模块详图交付给项目部审核,与生产厂家讨论审核,并确认。

⑥ 预制加工

建立预制加工场地,对预制技术负责人、预制工人进行生产交底。

生产过程中对预制模块进行全检,并形成验收记录单。

不同系统预制管道按要求标识,装配过程中便于区分机电系统。

管道焊口焊接完成之后,粘贴焊口二维码标签,并及时录入焊接信息,包括焊接人员信息、焊接时间、验收人员等。

模块预制完成后,粘贴模块二维码标签,包括模块编号、重量、尺寸、安装位置,预制时间,配送时间,配送顺序等信息。

⑦ 模块运输

根据二维码配送信息,完成装车运输。

进行预制装配单元和预制管组的装车运输模拟,合理摆放预制成品构件,充分利用运输车的空间,最大限度提升运输效率。

⑧ 现场验收、安装

模块运输至现场后,扫描二维码信息,对每一个模块的焊缝情况、管道长度、管道配件的安装情况等进行校验。校验合格后,根据各预制管段的装配顺序进行合理的预制构件堆放平面规划。

结合BIM模型,对现场施工工人进行施工交底,明确安装顺序,装配方式。

根据现场情况,确定安装模块定位,控制安装精度。

⑨ 装配化施工误差控制

模块切割/划分时,复核现场土建环境尺寸,做好对配件单元的实际测量,考虑每个配件之间的误差间隙,确保划分数据准确可靠。

模块预制加工时,安排专人现场监制,复核校对每一个模块的加工数据,及时测量,当出现问题时,及时在下一个模块做出调整。

现场采用高精度放线方法进行放线,确保模块的现场定位准确。

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