BIM装配式机房实施指南

中铁建工集团有限公司西北分公司BIM装配式机房实施指南中铁建工集团有限公司西北分公司2019年01月1、 研究背景近年来数字化建造技术在建筑领域的应用日趋广泛，BIM装配式机房技术作为其中之一深受建筑企业衷爱，也逐渐发挥重要作用，其优势也日趋明显。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。BIM装配式机房技相对传统须的机电安装技术具有以下优势：1）缩短工期，提升工程效益。现场施工时只需按照装配图上编号的顺序找到对应编号的管线分段,即可进行装配、组合安装，缩短安装周期,预制加工可与土建施工平行进行，大大提高施工工效。装配式机房预计可节约工期30%；2）标准化建造，管道安装整齐精细，质量更有保障。预制加过程统一管理,过程中进行控制加工产品质量,出厂前进行验收,严格把控加工质量，现场拼装严格控制安装精度，避免人工导致的返工，减少物料浪费；3）绿色施工，机房干净整洁。大大减少、烟尘、施工垃圾等产生的不利影响。为了加强分公司BIM技术在机电安装方面的应用，提高公司在机电安装领域的核心竞争力，特编制此指南。2、 应用条件BIM装配式机房应用应具备以下条件：1） 项目包含较为复杂的风、水、电综合机房，机房空间有限，管线繁多复杂；2） 项目所在市区或周边城市有BIM装配式机房预制加工厂房，该厂房具有较强的模型深化和生产加工能力，厂房至项目所在地的运输道路通畅，施工现场具有条件较好的大型设备运输吊装通道；3） 项目具有BIM应用能力较强的技术人才，精通机电安装工程的施工管理工作，能够全面主持该项目BIM装配式机房的筹划、推进和最终落地；4） 项目拥有BIM系列软件和能够运行这些软件的电脑和显示屏，具体如下：（1） 软件：Navisworks、Revit、3dsMaxDesign、Lumion等；（2）推荐硬件配置CPU：i5处理器以上；内存：8-16G；显卡：推荐AMD 7770起步（绘图时选用AMD显卡，绘图性能会更优，预算充裕的情况下可以考虑配置专业绘图显卡）；硬盘：C盘空间推荐至少50G；显示器:常规图显分辨率为1920*1080，专业图显则为2560*1600。3、 实施步骤装配式机房实施流程如下：图3-1 装配式机房实施流程图3.1深化设计3.1.1二维审图收到甲方下发的施工蓝图后，组织技术人员整理各专业图纸，核对系统原理，检查差错漏碰，进行传统的二维层面的图纸会审，完成初步深化。 图3.1.1-1 二维图纸会审3.1.2模型搭建模型建立之前，应确定建模深度和建模规则，并对建模人员进行详细交底。建模人员严格按照建模要求、根据施工蓝图及初步深化的结果建立各专业三维模型。1）建模依据(1) 通过建设单位或设计单位提供的通过审核的有效图纸、设计交底及技术要求为数据来源进行建模；(2) 以国家规范和标准图集为基础进行建模；(3) 根据设计变更为数据来进行模型更新。2）建模原则和标准(1) BIM建模基本原则要求：建立的BIM模型真实、完整的反映设计意图 ，满足精细度要求（建筑结构精度在LOD100以上，机电精度在LOD300以上）。模型可直接交付到施工阶段，所有构件的类型必须和实际构件尺寸保持一致，支持基于BIM和4D技术的施工管理。(2) 如果硬件配置不太理想，就需要对模型进行进一步的拆分，以确保运行性能。拆分的原则可按专业、按系统、按施工区段、按楼层，另外确保最后各拆分版块方便拼接。(3) 建模的内容包括：结构专业（不含配筋）、建筑专业（含精装修模型）、机电专业。（4）建模参数的设置 项目长度的单位为毫米，标高的单位为米； 结构、建筑、机电必须采用同一个轴网，保证模型整合时能够整对齐、对正； 结构、建筑、机电使用自己对应的相对标高，为所有BIM数据定义通用坐标系； 模型建立前，应确定加工生产所需的设备及材料的规格、型号、技术参数，并应编制专项设备及材料样本要求细则，由生产厂家提供详实产品的样本。然后严格按照设备及材料厂家提供的样本数据搭建机电设备模型。图3.1.2-1 机电设备参数化模型建立（5）模型文件、族命名 专业名称缩写结构：STRU,建筑：ARCH，机电暖通： MECH，给排水： PLUM，电气: ELEC,室内：INTE。 模型文件命名原则建筑文件名称：项目名称-建筑，结构文件名称：项目名称-结构，机电文件名称：项目名称-机电-暖通/给排水/电气。 族命名专业-中文名-尺寸（6）管线颜色标识图3.1.2-1 管道颜色标识图3.1.2-2 三维模型建立3.1.3初步优化建立完各专业的模型后，按照以下的原则进行模型深化，以满足现场施工要求，模型深化应包含支吊架的优化布置。1） 深化设计时应综合考虑设备及管线装配施工区域内的建筑、结构、装饰等相关专业的情况。主要设备及预制模块必须预留出检修通道；距墙、柱、梁、顶及设备之间应有合理的检修距离；图3.1.3-1 检修通道的设置2 ）深化设计时，应依据相关设计规范要求，结合施工区域内的管线综合布置情况和运输吊装条件，进行合理的设备及管线预制模块划分。设备及管线预制模块，主要包含预制循环泵组模块、预制管组模块、预制管段模块、预制支吊架模块等；图3.1.3-2 检修通道的设置3 ）设备及管线预制模块分组划分后，进行各预制模块全过程实施的可行性分析及验算，应满足运输、吊装、装配的相关要求。模型深化原则序号原则具体要求1满足深化设计施工规范机电管线综合不能违背各专业系统设计原意，需保证各系统使用功能。同时应该满足深化设计施足业主对建筑空间的要求，满足建筑本身的使用功能要求。2合理利用空间机电管线的布置应该在满足使用功能、路径合理、方便施工的原则下尽可能集中布置，系统主管线集中布置在公共区域（如走廊等）。3满足施工和维护空间需求充分考虑系统调试、检测和维修的要求，合理确定各种设备、管线、阀门等的位置和距离，避免软碰撞。4保证结构安全机电管线需要穿梁、穿一次结构墙体时，需充分与结构设计师沟通，绝对保障结构安全。5管线避让合理a、大管优先，小管让大管；b、有压管让无压管；c、低压管避让高压管；d、常温管让高温、低温管；e、可弯管线让不可弯管线、分支管线让主干管线；f、附件少的管线避让附件多的管线，尽量减少管线弯头；g、电气管线避热避水，在热水管线、蒸气管线上方及水管的垂直下方不宜布置电气线路；h、当各专业管道存在大面积重叠时，由上到下各专业管线布置顺序为：不需要开设风口的通风管道、需要开设风口的通风管道、桥架、水管，桥架在水管的上层或水平布置时要留有足够空间放缆；i、管线外壁之间的最小距离不宜小于 100mm，管线阀门不宜并列安装，应错开位置，若需并列安装，净距不宜小于 200mm。图3.1.3-3 三维模型初步深化3.1.4提量报价1）根据深化完成的模型，计算装配式机房所用管材、管件、阀门、支架型钢、设备的数量，编制详细工程数量清单，此步骤可借用Revit软件中的明细表功能来实现。图3.1.4-1 利用Revit软件进行机房工程量的精确提取2） 进行市场调查，寻找具备BIM装配式机房生产加工能力的优质厂商进行报价，并进行预制加工前的初步深化设计。综合厂家资质、报价情况、技术水平、深化加工能力、物流运输水平等情况，选定预制加工厂家。3.1.5吊装运输通道的设置选定好预制加工厂家后，要求其提报预制加工模块化构件现场运输条件，在安装专业施工场地布置和建筑专业二次砌筑阶段应充分结合该运输条件进行吊装运输通道的预留，并采取可靠的加固措施。图3.1.5-1 设备运输通道的预留3.1.6现场测量建筑结构专业将机房施工完成后，应及时清扫现场，并向安装专业移交场地。安装专业应安排专人对现场的建筑结构尺寸和设备基础的位置尺寸进行精确测量，测量误差应控制在5mm范围内。根据测量的结果建立机房的三维模型，为后面预制加工深化提供基础资料。图3.1.6-1 对现场进行精确测量3.1.7预制加工深度深化将初步深化的结果和通过实测实量建立的机房模型交给预制加工厂家，会同厂家按照一定的原则进行深化并分段出图，以达到预制加工的要求。所出的图纸应组织业主代表、设计院、项目主管工程师、劳务班组长、监理工程师进行会审，根据会审的结果完善深化图纸，形成终版。机房的深化分段应满足一下原则:1) 满足机电安装工程相关规范图集的要求；2) 满足现场既有吊装运输条件的要求；3) 满足工厂预制加工的条件；4) 满足物流运输的条件；5) 满足现场拼装的条件；6) 满足机电管线的生产工艺要求。图3.1.7-1 管道深化分段总图图3.1.7-2 管道深化分段图1图3.1.7-3 管道深化分段图2图3.1.7-4 管道深化分段图43.1.8支吊架深化计算根据最终的管线深化图纸，进行管线支吊架的综合布置，并针对典型部位和受力最不利点进行严格的受力验算，根据验算的结果完善支吊架布置图，必要时可以委托第三方进行受力计算。若有抗震要求，需按照相应规范设置抗震支吊架。根据现场实际情况，支吊架设计可借助梁、板、柱等参照物进行受力搭载，尽可能的使支吊架排布科学、合理、美观，检修通道更加宽阔。图3.1.8-1 支吊架深化图3.2预制加工3.2.1下发加工图纸将最终版的深化分段图纸下发给工厂加工车间，针对车间负责人提出的图纸疑问进行答疑，并对图纸中的重点、难点加以详细说明。图3.2.1-1 深化分段图纸答疑3.2.2各工序依次加工工厂预制加工过程中应视情况安排专业工程师驻场监造，对像管道焊接除锈防腐、管道试压、出厂检测等关键工艺、工序进行过程监管，并掌握生产加工进度。图3.2.2-1 下料切割图3.2.2-2 管道坡口图3.2.2-3 开孔定位图3.2.2-4 工装组队图3.2.2-5 自动焊接图3.2.2-6 打压试验图3.2.2-7 喷漆图3.2.2-8 出厂检测3.2.3包装运输成品管段出厂质检合格后，按照深化图纸编号，创建与模型关联的二维码，扫描二维码就可读取该成品管段的基本信息（安装位置、组成成分、材质、尺寸、重量等），然后打包运输，并将物流信息上传物流管理平台（如EBIM），用于物料追踪，可以显示管段从出图到安装中的各个阶段所处的状态。图3.2.3-1 成品管段包装运输1图3.2.3-2 成品管段包装运输2图3.2.3-3 成品管段二维码标识图3.2.3-3 手机扫描二维码可以看到构件的具体信息，进行管段定位图3.2.3-4 EBIM平台综合管理图3.2.3-5 手机扫描二维码可进行物流追踪3.3现场装配3.3.1现场安全技术交底安装工人进场后，由专业工程师组织进行安全技术交底，重点就成品管段吊装运输方案、倒运作业过程中应注意的安全事项、施工顺序、支吊架的尺寸及做法、所要注意的关键细节等关乎施工安全和质量的事项做详细交底。由专业工程师组织落实现场施工的各项准备工作。图3.3.1-1 现场进行安全技术交底3.3.2成品管段现场倒运成品管段运输到现场以后，按照吊装运输方案进行现场倒运，倒运过程中应注意人员安全和成品保护。对于机房内的大型设备及管线预制模块的水平运输，宜在设备基础之间搭建型钢轨道，通过专用搬运工具承载、卷扬机牵引的方式进行水平运输，牵引过程中运输速度应平稳缓慢。 图3.3.2-1 栈桥式移动轨道水平运输前应根据设备及管线预制模块的最终位置及方向合理规划运输起始点的朝向和运输路线；运输路线不宜多次转向，运输过程中设备及管线预制模块不宜调整朝向。图3.3.1-2 成品管段现场吊装运输图3.3.1-3 成品管段现场倒运3.3.2支吊架制作加工在管段运输的同时，应严格按照深化图纸进行支吊架的预制加工，加工完成之后按照图纸进行编号。3.3.3现场拼装装配前应对设备基础进行预检，合格后方可进行安装。基础混凝土强度、坐标、标高、尺寸和螺栓孔位置必须符合设计或厂家技术要求，表面平整外观质量较好不得有蜂窝、麻面、裂纹、孔洞、露筋等缺陷。 对未进行整体设备及管线预制的大型机电设备，应提前按照设备布置图进行就位安装，并采取措施进行成品保护。将成品管道和支吊架运输到位后，严格按照编号摆放好所有部件，按照“先支架后管道，先主管后支管、先大管后小管、由内向外、由高向低”的原则，依次进行装配。图3.3.3-1 成品管段编码图3.3.3-2 按照深化图纸摆放好所有部件图3.3.3-3 支吊架安装图3.3.3-4 成品管段安装图3.3.3-5 成品管段连接 图3.3.3-6 深化模型和安装完成后的实体对比图3.3.3-7 安装完成效果图1图3.3.3-8 安装完成效果图2图3.3.3-9 安装完成效果图33.4管道试压完成装配后，根据规范及设计要求，对管道进行打压试验，严格控制打压质量，为下一步系统调试做好准备。 图3.3.4-1 管道试压3.5系统调试管道试压完成后，结合电气专业施工进度进行机房系统调试，验证各种工况下系统设备的功能，确保各类设备、各个系统正常运行，达到设计要求及标准，以实现机房的的综合功能。3.6整体验收交付完成所有施工内容后，进行机房的拓荒保洁，申请竣工验收。将施工现场、三维模型、深化图纸、竣工资料共同交付给业主。4、 BIM装配式机房实施注意要点BIM装配式机房实施应注意以下事项：1）设备及管线预制模块在生产、运输和装配过程中，应制定专项生产、运输和装配方案；2） 预制模块加工所需机电设备、管道、阀门、配件等材料必须具有质量合格证明文件，规格、型号、技术参数等应符合设计要求；3） 在生产、运输、保管和装配过程中，应采取防止预制模块损坏或腐蚀的措施；4）预制模块在吊装、运输、装配前应进行重量计算，吊运装置应安全可靠，吊运捆扎应稳固，主要承