BIM 技术在新能源厂房机电管道设计中的应用

2020-04-29石高俊陈晓春李培培陈建军标龙建设集团有限公司江苏如皋226500

建筑科技 2020年5期

石高俊，陈晓春，李培培，陈建军（标龙建设集团有限公司，江苏如皋 226500）

1 工程概况

1.1 项目简介

江苏省南通市如皋市某氢能源综合检测中心厂房总建筑面积为 11 550 m2，建筑共 2 F，建筑高度（室外地面至女儿墙顶面高度）为 14.35 m，局部屋面坡度 3%，试验室层高为 9.80 m；耐火等级为 Ⅱ 级，有 4 个防火分区。机电管道包括给排水系统、动力系统、空调系统、电气系统。本项目争创市优质工程，从项目动工初始就使用建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术指导现场施工，节约成本，提高效率。

1.2 工程重难点

(1) 本项目为甲类防爆厂房，管道专业系统多，质量要求高，坚持“方案先行”原则，须及时进行方案比拟，从而选择最优方案。

(2) 成排管道共用组合支架。根据规范布设组合支架，净空间较大，大管径工业管道安装难度大，管道支架布设时须考虑各管道安装部位，合理确定共用支架位置，同时要考虑安装阶段的吊装、登高的安全风险。

(3) 动力机房、锅炉房、空调组合式机组等设备的空间管道错综复杂，须与厂家对接设备大样，确定接口尺寸标高，根据设备选型，构建族模型，进行方案比拟，指导现场施工。进行设备基础形式、尺寸、位置等设计，及时与设计沟通，确定最终方案，以作为现场施工依据。

(4) 屋面采用彩钢岩棉夹芯板，机电管线布设支架难度大。

(5) 因项目性质，设计变更较多，根据变更图纸及时调整模型和方案。及时发现存在问题，并解决问题。

2 本项目 BIM 技术应用概述

2.1 本项目 BIM 技术在各阶段的应用

2.1.1 图纸会审阶段

施工单位梳理各专业图纸，进行全专业建模。通过建模可以发现各专业图纸设计的问题，再组织建设单位、设计单位及监理单位进行图纸会审，并梳理和解决图纸在设计阶段的问题，便于指导后续施工。

2.1.2 综合深化设计阶段

(1) 在满足吊顶净标高前提下，进行全专业深化设计，梳理深化方案排布的优势及存在问题。

(2) 对深化设计方案，组织建设单位、设计单位及监理单位进行展示，并听取相关单位的意见，达成一致意见，再由相关单位认可深化方案。

(3) 根据深化设计模型出图，经相关单位签字认可后确定施工方案。

2.1.3 项目应用阶段

(1) 根据现场施工情况及图纸变更，及时调整模型，指导和监督现场按照深化设计进行施工。

(2) 根据设计的设备尺寸、绘制基础大样图，并确定设计方案，再次组织相关单位进行确认，调整现场施工方案。

(3) 各设备房根据设备大样重新调整优化方案，并经相关单位进行确认后，进行可视化技术交底。

(4) 注重施工过程中现场资料的收集整理。

2.1.4 竣工交付阶段

(1) 完善最终 BIM 模型，配合竣工交付。

(2) 梳理所有图纸以及施工过程中的资料，总结本项目BIM 应用效果。

2.2 本项目 BIM 技术应用优势

(1) 通过对各专业基本建模，根据各层图纸模型的叠加，梳理发现各系统楼板预留洞口位置不一致、设计图纸遗漏绘制管道套管等问题。协助预留洞口位置定位、数量确定。

(2) 根据各方确认后的深化设计方案出图，各专业按照本方案施工，交叉作业时施工井然有序，管道排布间距合理，整齐美观，同时在本施工方案的指导下，让安装难度大、起吊重量大、安装高度高的作业先行，避免交叉作业带来安全风险。

(3) 成排管道共用组合支架，生成支架布设平面图以及各编号支架大样图，统一预制加工。现场支架布设完成后，优先安装大管道以及上部管道，提高施工效率。

(4)“方案先行”。方案比拟确定后，对各专业负责人采用可视化技术交底，层层落实到施工人员，使交底真正落地。

(5) 根据优化的方案模型一键开洞，生成墙体洞口预留平面图，标注洞口尺寸及标高，作为现场洞口预留的依据，提高图纸绘制效率。

(6) 针对各类设备房、设备大样参数、构件族模型，模拟实际现场施工情况。

3 机电 BIM 综合深化设计

3.1 BIM 初步深化设计

(1) 在保证净标高要求前提下，优先排布大管径管道。管道成排布设，考虑保温合理布设管道间距，支管上翻进入室内。

(2) 梳理各系统管道，优化调整管道路由，特别是复杂节点必须重新梳理。各系统管道标高位置确定，碰撞处理。

3.2 BIM 深化设计模型调整

3.2.1 支吊架布设

(1) 根据初步深化设计方案，选取支架形式，由此布设支架。

(2) 根据已选取的支架形式，调整管道标高、间距。

(3) 结合规范布设支架，标注编号，生成剖面大样图，绘制各编号支架详图。公用支架大样图如图 1 所示。

图1 公用支架大样图

3.2.2 高跨区域方案调整

因高跨区域屋面为彩钢岩棉夹芯板，原设计喷淋支管平行于桁架布设，支架难固定，考虑将喷淋支管垂直于桁架的布设方式使支架固定于桁架上。经设计院同意后调整方案，根据变更后的方案，重新调整模型，考虑喷淋支管垂直高度不宜过高，将喷淋管道调整至贴梁敷设，风管布设于喷淋管道下方。支管避开风口位置，避免施工时碰撞。

3.2.3 设备房和空调机组方案确定

根据设备厂家提供的设备大样图，确定管道接口位置以及标高，重新优化方案，比拟确定最终方案。

(1) 空调冷冻机房。空调冷冻机房层高最大处为 7.5 m。根据水冷螺杆式制冷机组大样尺寸，调整循环供回水、冷冻供回水接口位置，确定机组 4 个接口管道排布方案，调整供回水主管路由，成排布设，布设公用支架，调整排风风管路由。

(2) 循环水泵房。循环水泵房层高最大处为 7.5 m，共有工艺循环冷却水泵 2 台，空调用循环冷却水泵 3 台，工艺用循环冷却水泵 3 台，自动补水排气定压机组 1 台。管线分层布设，喷淋贴梁底布设，桥架布设在喷淋下方，空调主管与室外管网标高要一致。所有水泵机组、管道位置、标高一致，阀门布设成排成线，统一美观。

(3) 组合式空调机组。本项目共有 22 台组合式空调机组，有 4 管制和 6 管制 2 种。因各机组接口位置、规格不一致，根据组合式空调机组大样图构件空调机组族，共绘制了 3 种优化方案。在综合判定 3 种方案并针对立管与机组间距考虑检修门开启的开启方便及符合规范要求，选用本方案。其优势在于：① 立管一排布设，阀门高度一致，施工方便，美观整齐。② 管道采用 90° 弯头比较美观，方便支架布设。③ 立管一排布设，水平净空间较大。