基于BIM技术的内衬塑钢管装配式机房安装实施

发表时间:2020/7/30   来源:《建筑实践》2020年39卷7期   作者:后春风 曾双林
[导读] 冷水机房是地铁车站空调冷源的心脏,是直接产生冷媒的地方
一、前言
        冷水机房是地铁车站空调冷源的心脏,是直接产生冷媒的地方。一个机房的合理布局,不仅仅满足功能性要求,更是降低运行能耗、便于管理的需要,更突出人性化的理念。随着BIM技术的应用,冷水机房施工逐步进入装配式施工,干净、有序的设备,整齐排列的管道,提高了工程的整体形象。冷水机房装配式施工,现场无需切割、压槽焊接等,不仅节约了时间,而且有效的减少了材料的浪费,更重要的是实现了全过程无烟无尘的环境下施工,契合绿色施工的新理念。
二、应用实施
2.1工艺原理
        依托BIM技术平台,在设计院施工图设计基础上,开展二次深化设计、三维BIM建模、三维仿真,对设备进行参数化优化,对系统模块拆解,通过工厂预制、现场拼装而实现设计、安装、调试、运营的统一性及一致性。
2.2工艺流程
        通过探索实施及总结,内衬塑钢管装配式机房的施工主要分为准备阶段、建模阶段、数据导出阶段、施工阶段、验收阶段等五大阶段。准备阶段主要进行实施方案制定、机房现场基础制作、现场一次测量、整理实测数据收集建模图纸收集构件族库等;建模阶段主要进行revit建模、方案比选/确定模型/碰撞检查/模型一次调整、基础调整/设备就位/现场复测、模型二次调整、审核通过后进入数据导出阶段;数据导出阶段在模型确定后进行BIM三维仿真模拟方便交底,导出明细表、生成构件二维码、再由revit软件生成三维图纸、现场施工图、构件加工图,审核通过后;施工阶段主要进行构件加工生产、工法交底、现场管线安装、管道试压实验,设备试运行,审核通过后进行验收最后投产。具体流程见下图:

2.3工艺控制
2.3.1准备阶段
        编制《机房开展BIM装配式应用实施方案》,《机房装配式施工方案》,在现场设备基础制作完成后,建设单位、设计院、施工单位联合到施工现场进行结构定位数据测量,由施工单位绘制设备基础实测图,保证后期建模结构空间的准确性,同时收集机房的设计图纸及设备、管道、阀门、仪表、连接件等各类构件的族库,方便第二阶段建模工作的开展。
2.3.2建模阶段
        BIM模型是装配式应用的基础,高精度的BIM模型和准确齐全的工程信息是应用效果好坏的保障,所以设备、配件及现场基础浇筑尺寸尤为重要。通过收集设备厂家提供的设备族或资料,定制相应设备、配件族。定制设备族,重点要考虑设备的尺寸,接管位置,配件族则偏重于考虑其长度尺寸和高度尺寸,以确保构建的BIM模型对预制加工和现场组装有足够的指导意义。利用BIM技术对冷水机房创建三维模型,集合建设方、施工方、设计方、运维方从设计、施工、运维角度对机房BIM模型的验证,确认最终的冷水机房三维BIM模型。
        冷水机房模型的确定首先根据各方对冷水机组接管的不同意见建立机房模型,经过计算比选后确定接管方式及布管原则,对模型进行了第一次深化,此过程中会发现设计基础出现多处错误,由施工单位进行基础整改施工,然后设备就位,由四方进行第二次现场复测,根据复测结果,对模型进行了第二次优化,最终由各方审核通过最终的模型。
2.3.3数据导出阶段
        通过最终审核通过的冷水机房BIM模型,将管段打断,运用fuzor软件根据施工单位进度计划,进行施工三维仿真模拟,得出最佳的施工方案,出具三维虚拟VR场景,方便施工。在模拟完成后,根据BIM模型导出构件明细表,生成包含构件类型、编码等信息的二维码及所需的各类图纸。
2.3.4施工阶段
        根据模型生成的构件明细表,构件加工图纸及相应的二维码,在加工厂对管段进行加工,管道加工完成后将相应编号的二维码粘贴在管道上,方便现场管道的查找安装。由于该管道为内衬塑钢管,不允许焊接及冲压式冲孔,以免损坏管道的镀锌层及衬塑层,该管道的加工流程如下图:安装准备→机械截管→管段修理→放置不锈钢套管→涨管器胀环→滚压槽→不锈钢套安装完毕→管道连接。待管道加工完成后,运输至安装现场,喷涂编码的管段用保护膜包裹装运,运输过程中注意半成品保护,尤其是二维码信息。现场安装根据工法交底及三维仿真方案,对管道及阀件进行安装。(设备就位必须拉线、抄平,不允许位移和高低不平;现场管道无焊接,无大量加工程序;管道连接牢固,螺栓紧固牢靠)按照装配图完成后,对各法兰、阀门、接口位置进行检查,拧固螺栓,在电气工程师及给排水工程师的主导下,进行设备的单体调试及管网的通水检测,合格后进行机房全面卫生清理。准备验收工作。
2.3.5验收阶段
        机房设备、管路安装完成后,系统进行单体调试,最后进行验收工作,由建设单位组织各单位进行单位工程验收时,各单位统一进行现场观摩,通过后,投产使用。
2.4分析总结及拓展
        装配式机房的施工对现场土建尺寸(层高、设备基础尺寸、设备房整体尺寸、结构是否存在加腋等)的复核是装配式工程的首要工作,要确保模型与施工环境的统一性;需要设备厂家提供有关的设备及配件(设备、管件、阀门、仪表等)族,或提供其详细尺寸予BIM单位进行制作,保证族与实物的一致性;管线的深化调整阶段,需明确项目所使用管道的加工工艺,根据实际生产情况对管道进行分段、组成装配式模块等;验证管线优化方案后,应对不同系统的不同构件类型分别进行编码,确保ID的可靠性、唯一性;施工模拟阶段,要掌握项目的施工工序,严格根据工序制作施工模拟视频;成果的输出阶段,输出的成果应包含但不限于以下内容:源模型、材料表、构件二维码、二维平剖图、三维模型成果图、三维虚拟VR场景以及施工模拟视频等,使现场施工人员全方面了解项目、减少识图耗时及返工现象,达到以最实际的方式体现降本增效,践行低碳施工理念的目的。
        为了更加升入的推广装配式机房的应用,提高装配精度,克服劳务老龄化的社会问题。空间复测技术(无人机技术),施工阶段地下空间通信技术(5G波形技术),激光定位技术必须更加积极探索,为建筑业的精细化施工奠定基础。
三、应用总结
        装配式机房技术是数字化建造技术的重要组成部分,通过采用“基于BIM的机电工程数字化建造技术”,将BIM技术与数字化建造技术相结合,创建共享数字化建造数据库,生成预制加工数据,导入基地数字化加工设备,进行自动化生产,预制加工成品运输至施工现场进行快速装配。
        本次装配式机房的施工为今后装配式施工积累了基础,为提升建模进度及精度度,克服技术问题,现阶段必须要丰富族库,同时还要探索各类新型技术,结合装配式施工,是现场更加机械化。同时探索智慧工地,将智能管理运用到装配式施工中来,收集各类数据,打造装配式机房数据库,将建筑新型技术的探索提升到一个新的高度。
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