張雪靜

(國(guó)家林業(yè)局林產(chǎn)工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院,北京 100010)

大型民用單體鍋爐機(jī)房設(shè)計(jì)施工一體化

張雪靜

(國(guó)家林業(yè)局林產(chǎn)工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院,北京 100010)

針對(duì)大型民用單體鍋爐機(jī)房設(shè)計(jì)施工一體化,結(jié)合案例,在闡述設(shè)計(jì)流程的基礎(chǔ)上,對(duì)其特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)與作用進(jìn)行了論述.

民用建筑;單體鍋爐機(jī)房;設(shè)計(jì)施工;一體化

鍋爐機(jī)房設(shè)計(jì)施工事關(guān)民用建筑的性能發(fā)揮,對(duì)于設(shè)計(jì)單位而言,從提高建筑能源利用率和提升建筑結(jié)構(gòu)功能多樣性的角度,科學(xué)合理設(shè)計(jì)施工鍋爐機(jī)房,始終是一項(xiàng)重要議題.然而,從設(shè)計(jì)角度,當(dāng)前有關(guān)大型民用單體鍋爐機(jī)房設(shè)計(jì)施工一體化的研究比較少見(jiàn).由此,根據(jù)日常設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),結(jié)合民用建筑工程實(shí)際,對(duì)于單體鍋爐房設(shè)計(jì)一體化的流程、特點(diǎn)等展開(kāi)了分析.

1 工程概述

某民用建筑項(xiàng)目由一棟主樓和一棟6層裙帶樓組成,其中主樓地下2層,地上36層,總建筑面積為4.2萬(wàn)平方米.為確保鍋爐機(jī)房運(yùn)行的穩(wěn)定性,將其設(shè)置在地下2層,其主要作用為整棟民用建筑提供采暖和加濕,總負(fù)荷為1.5萬(wàn)千瓦,由3臺(tái)2噸的蒸汽鍋爐和3臺(tái)1.4MW的熱水鍋爐共同組成.由于此類(lèi)鍋爐機(jī)房的規(guī)模相對(duì)比較大,同時(shí)設(shè)計(jì)施工空間有限,因此,傳統(tǒng)CAD圖紙?jiān)O(shè)計(jì)很難滿足設(shè)計(jì)施工的具體需求,因此采用靜態(tài)三維機(jī)房模型(BIM-3D)的方式,來(lái)直接引導(dǎo)大體鍋爐機(jī)房施工.通過(guò)設(shè)計(jì)施工一體化施工方法,能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)施工存在的問(wèn)題,從而提高單體鍋爐機(jī)房設(shè)計(jì)施工的穩(wěn)定性和質(zhì)量.

2 大型民用單體鍋爐機(jī)房一體化設(shè)計(jì)施工的流程設(shè)計(jì)

2.1 前期準(zhǔn)備

在進(jìn)行大型民用單體鍋爐機(jī)房一體化設(shè)計(jì)前,要根據(jù)該民用建筑的實(shí)際情況,以及設(shè)備參數(shù)信息,對(duì)單體鍋爐機(jī)房相關(guān)設(shè)備的施工位置等進(jìn)行詳細(xì)復(fù)核,在確保設(shè)備尺寸無(wú)誤的情況下,逐步深化設(shè)計(jì)內(nèi)容.并明確設(shè)備、管線的具體位置走向,確保后期施工能順利進(jìn)行.

2.2 模型組建

組建靜態(tài)三維機(jī)房模型(簡(jiǎn)稱(chēng)BIM-3D)的關(guān)鍵在于能否充分利用revit相關(guān)軟件,此軟件應(yīng)用了全球較先進(jìn)的三維數(shù)字技術(shù),確保單體鍋爐機(jī)房設(shè)計(jì)施工全過(guò)程的可視化.在單體鍋爐房設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM-3D模型,可以充分實(shí)現(xiàn)圖紙和整體構(gòu)件的可視化,同時(shí)具有非常強(qiáng)大的族庫(kù)支持,為BIM-3D模型構(gòu)建奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).同時(shí)族在BIM技術(shù)中占據(jù)非常重要的位置,直接決定三維模型精準(zhǔn)的程度.鍋爐機(jī)房的設(shè)計(jì)施工具有極強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)性,如果涉及到蒸汽鍋爐的機(jī)房,其專(zhuān)業(yè)則更加突出,就此民用建筑而言,在BIM-3D模型在構(gòu)建過(guò)程中為達(dá)到調(diào)試和使用功能的需求,通過(guò)專(zhuān)業(yè)技術(shù)來(lái)確保單體鍋爐機(jī)房設(shè)計(jì)的合理性無(wú)疑是重中之重.

2.3 設(shè)備選擇

蒸汽管道彎頭選擇的合理與否,直接決定了整個(gè)民用建筑采暖和加濕效果.由于本工程單體鍋爐機(jī)房的規(guī)模相對(duì)比較大,因此在蒸汽管道彎頭選擇中,盡量選擇大倍率彎頭,選擇彎頭曲率半徑為管道外徑3倍以上的彎頭,作為鍋爐蒸汽管道轉(zhuǎn)彎處的連接部分,此類(lèi)設(shè)計(jì)可以有效的緩沖高壓高速的蒸汽流,最大限度上減小氣流在流動(dòng)過(guò)程中遇到的阻力.

2.4 附件考慮

就此民用建筑單體鍋爐機(jī)房而言,在內(nèi)部設(shè)置了很多附件,因此,在設(shè)計(jì)過(guò)程中要明確附件的主次,對(duì)有特殊要求的附件要優(yōu)先考慮.比如蒸汽計(jì)量表的設(shè)計(jì)和使用,在此民用建筑鍋爐房中使用了斯派莎克蒸汽流量表,此種蒸汽計(jì)量表要求直管段是上游直徑的6倍,是下游直徑的3倍,如圖1所示.

圖1 計(jì)安裝示意

2.5 減壓閥組篩選

蒸汽系統(tǒng)當(dāng)中有一個(gè)非常明顯的特點(diǎn),也就是高壓輸送低壓使用,因此,凡是接入用戶蒸汽管道當(dāng)中,都必須設(shè)置科學(xué)合理的減壓閥組.就民用建筑工程而言,從鍋爐流出蒸汽的壓力約為10kg的壓力,同時(shí)在鍋爐機(jī)房當(dāng)中有大量的汽水交換板以及除氧水箱等,都屬于用氣的設(shè)備,其承受蒸汽的壓力也就只有2~3kg,明顯的高于此類(lèi)設(shè)備承受范圍,因此,必須在蒸汽入口處設(shè)計(jì)一組減壓閥組,才能確保相關(guān)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性.

3 大型民用單體鍋爐機(jī)房一體化設(shè)計(jì)施工的優(yōu)勢(shì)

3.1 促使單體鍋爐機(jī)房設(shè)計(jì)更加直觀準(zhǔn)確

和傳統(tǒng)CAD鍋爐機(jī)房設(shè)計(jì)相比,一體化設(shè)計(jì)應(yīng)用revit軟件構(gòu)建了三維模型,把原來(lái)相對(duì)枯燥的工程設(shè)計(jì)演變?yōu)橹庇^可視設(shè)計(jì)過(guò)程,同時(shí)通過(guò)revit軟件可以自動(dòng)生成單體鍋爐機(jī)房的正視圖、側(cè)視圖、俯視圖等,為施工人員提供更加真實(shí)的參考,不但可以提高施工效率,而且也可以減少人員失誤的案例發(fā)生.也可以實(shí)現(xiàn)事物和模型1:1的精準(zhǔn)程度,目前為止該民用建筑單體鍋爐房體一體化模型的精度已經(jīng)達(dá)到了LOD400.

3.2 一體化設(shè)計(jì)更加省時(shí)

通過(guò)搭建BIM-3D模型可以有效指導(dǎo)施工,比如在管線施工前,必須和土建專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行1~3次溝通和交流,確定預(yù)留預(yù)埋相關(guān)工作.在大型民用單體鍋爐機(jī)房設(shè)計(jì)施工應(yīng)用BIM-3D 技術(shù),可以確保鍋爐房的預(yù)留孔洞更加精確,從而避免后期墻體施工返工問(wèn)題的發(fā)生,并為機(jī)電安裝工作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),在一定程度上縮短了民用單體鍋爐機(jī)房安裝施工的周期,以保護(hù)業(yè)主的基本利益.

3.3 提高施工效率

通過(guò)應(yīng)用BIM-3D技術(shù),可以軟件繪制出和實(shí)物相同的機(jī)房,為后期鍋爐機(jī)房安裝施工提供強(qiáng)有力的基礎(chǔ)保障,比如鍋爐機(jī)房各種構(gòu)配件按照實(shí)際參數(shù),在專(zhuān)業(yè)加工廠預(yù)先制造好,然后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配,從而減少了傳統(tǒng)鍋爐機(jī)房施工現(xiàn)場(chǎng)加工配件的步驟,不但提高了施工效率,而且避免了勞動(dòng)力浪費(fèi).就此民用建筑而言,鍋爐機(jī)房的負(fù)荷比較大,大大增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性,需要敷設(shè)的管線程序繁雜,數(shù)量龐大,導(dǎo)致鍋爐機(jī)房施工任務(wù)成倍增加,因此,在管道敷設(shè)安裝過(guò)程中,經(jīng)常出現(xiàn)搶工期的現(xiàn)象,在一定程度上影響了鍋爐管道安裝的質(zhì)量和全過(guò)程使用壽命.

在該民用建筑單體鍋爐機(jī)房一體化設(shè)計(jì)中,充分應(yīng)用了工廠預(yù)制化附件加工模式,不但保證了管道施工的質(zhì)量,而且增加了施工速度,減少了管道焊接數(shù)量,從根本上提高了鍋爐機(jī)房施工的質(zhì)量.同時(shí)BIM-3D技術(shù),為工廠預(yù)制化加工奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),很大程度上確保了模型和實(shí)物的一致性,避免了盲目加工導(dǎo)致預(yù)制管道無(wú)法現(xiàn)場(chǎng)安裝現(xiàn)象的發(fā)展.

4 大型民用單體鍋爐機(jī)房設(shè)計(jì)施工一體化的作用

4.1 降低成本,避免浪費(fèi)

通過(guò)BIM-3D技術(shù)有效實(shí)現(xiàn)了該民用建筑單體鍋爐機(jī)房設(shè)計(jì)施工的一體化,同時(shí)BIM-3D模型可以進(jìn)一步優(yōu)化管線的敷設(shè)道路,很大程度上提高管線敷設(shè)科學(xué)性和合理性.不但提高管材的利用率,而且蒸汽流動(dòng)的阻力降低了30%以上,有效的降低了單體鍋爐機(jī)房相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行成本,在提高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),也體現(xiàn)了"綠色、環(huán)保、和諧"的發(fā)展理念.

大型民用單體鍋爐機(jī)房的管線敷設(shè)數(shù)量龐大而繁瑣,在具體敷設(shè)中難免會(huì)遇到管線交叉碰撞的現(xiàn)象.通過(guò)一體化的設(shè)計(jì)理念,可以在BIM-3D模型中先對(duì)需要敷設(shè)管線進(jìn)行優(yōu)化,通過(guò)該模型可視化的作用和功能科學(xué)合理的解決建筑管道敷設(shè)交叉和碰撞問(wèn)題,以減少返工的現(xiàn)象發(fā)生,最大限度上降低返工成本的浪費(fèi).

4.2 提升社會(huì)口碑

在"一帶一路"的大背景下,我國(guó)建筑行業(yè)快速發(fā)展,傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)施工已經(jīng)難以滿足具體發(fā)生需求,而技術(shù)施工則具有施工精確、效果高、成本低的特性.而諸如BIM-3D等新興技術(shù)在一定程度上代表了施工企業(yè)綜合實(shí)力.從該民用建筑單體鍋爐機(jī)房設(shè)計(jì)施工中應(yīng)用一體化,有效實(shí)現(xiàn)了業(yè)主和施工方的相互對(duì)接,可以非常形象直觀、透視化、精細(xì)化的全方位展示.同時(shí)也充分展示了我國(guó)對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用的實(shí)力,也為提高施工現(xiàn)場(chǎng)管理水平奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).

5 結(jié)語(yǔ)

大型民用單體鍋爐機(jī)房設(shè)計(jì)施工中應(yīng)用以BIM-3D模型為基礎(chǔ)的一體化模式,是發(fā)展趨勢(shì),提高了鍋爐機(jī)房設(shè)計(jì)施工的效率.

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