0前言
IG-541氣體滅火系統是滿足現代消防系統要求實現保護環境、保護生命、保護財產三項目標的一種全新氣體滅火系統。該系統廣泛應用于地鐵、圖書館、博物館等大型公共建筑。地鐵是現代化城市的干線交通, 必須選用安全性和可靠性高的滅火系統。
IG-541氣體滅火系統主要應用在地鐵車站內重要電氣設備用房。地鐵車站空間狹小, 各類設備管線較多且布局復雜, 在地鐵車站內設備管線安裝過程中經常遇到管線碰撞問題。傳統的依靠CAD二維圖紙的管線綜合設計難以實現管線“零碰撞”。在設計招標時, 氣體滅火系統一般由不同于給排水、通風空調、低壓配電等其他系統的設計單位設計, 因此, 在綜合管線深化設計中氣體滅火系統的管線深化設計尤為重要。IG-541氣體滅火管網系統屬于中壓系統, 系統安裝質量要求高。傳統的滅火劑輸送管道在現場加工, 不可控因素多, 不利于安裝質量控制。針對以上問題, BIM技術將為IG-541氣體滅火管網系統的管線綜合技術、預制加工及現場組裝提供解決方案。本文以某地鐵站IG-541氣體滅火系統為工程實例, 探索IG-541氣體滅火管網系統安裝中BIM技術的應用。
1. 綜合管線深化設計
IG-541氣體滅火管網系統安裝要求滅火劑輸送管道的布置不能隨意更改, 且在氣體滅火保護區內管網均勻布置, 氣瓶間內設備及管道布置合理, 充分高效利用有限空間。在以往的施工過程中, 設計單位與施工單位需要花大量時間用于各專業的溝通協調綜合管線布置, 使得滅火劑輸送管道在設備區走廊及氣體滅火保護區內管網布置合理且均勻分布。
使用Autodesk Navisworks軟件對綜合管線進行深化設計, BIM模型將所有專業匯集在同一個模型中, 避免了傳統工程中由于各專業設計師溝通不到位而出現的碰撞問題。通過BIM模型進行碰撞檢測, 生成碰撞檢測報告及協調數據, 在施工前將傳統設計中存在卻未被發現的問題暴露出來, 及時將所有的碰撞問題反饋給各專業設計人員進行調整, 實現“零碰撞”。在BIM平臺上對管線標高進行精確定位, 利用軟件可直觀地反映出各部位的凈高分布狀態, 容易發現影響凈高的瓶頸位置, 從而可精確控制凈高。施工單位可根據管線深化設計的圖紙做得真正意義上的按圖施工, 確定每一個氣體滅火保護區的滅火劑輸送管網的確切位置和管道標高, 并預留合理的安裝及操作空間。
2. 氣瓶間深化設計
在氣瓶間深化設計過程中, 氣體滅火系統應與火災自動報警系統、通風空調系統、低壓配電系統等與之有接口的系統進行協同工作, 共同參與深化設計。氣體滅火系統氣瓶間的面積有限, 必須經過深化設計, 因地制宜布置氣瓶間內IG-541滅火劑儲瓶組件、氮氣啟動瓶組件等設備, 根據設備位置合理布置氮氣啟動管路、集流管、各分區的滅火劑輸送管等管路, 同時考慮氣瓶間內風管等其他系統管線布置, 做到既不影響其他系統功能, 也能滿足氣體滅火系統的要求。
3. 管道支吊架設計與加工
(1) 在BIM模型中布置支吊架
在傳統的建筑項目施工中, 由于現場實際施工條件、安裝線路與設計圖紙有一定偏差, 導致多次圖紙變更甚至返工。根據設計圖紙要求, 滅火劑輸送管道的支吊架主要采用防晃支架和固定支架。采用Autodesk Revit軟件, 在管線綜合深化后的BIM模型上直接布置符合設計要求的支吊架類型, 充分考慮支架的生根點和建筑的結構, 從而將滅火劑輸送管精確定位。在Autodesk Revit中, 使用“明細表”功能可精確計算其工程量, 是材料的采購與加工的依據。
(2) 生成支吊架加工圖
將支吊架模型導入Autodesk Inventor軟件, 支吊架明細表從Autodesk Revit導出后鏈接至Inventor, 支吊架模型隨支吊架明細表內數據的變化而實時更新。在Inventor中, 使用工程圖環境下的可創建工程圖, 圖樣與模型相關聯。Inventor可創建基本視圖、剖視圖、局部放大圖等, 根據支吊架的特點選擇不同的視圖組合, 得出表達清晰的工程圖。
(3) 支吊架預制加工
傳統的支吊架制作加工建立在現場實測數據之上, 否則支吊架的預制準確性難以保證, 這就決定了支吊架制作加工必須待施工現場具備實測條件才可以進行加工作業。采用BIM技術的支吊架預制加工, 不受施工現場條件約束, 即使現場不具備開工條件, 也可實現異地預制加工, 最大限度地縮短了工期。支吊架異地預制加工, 施工現場只做簡單地裝配安裝, 有利于施工現場的安全文明施工管理。
4. 墻體預留洞精確定位
傳統的墻體預留洞設計是通過在設計圖上沿著管道走向找出管道穿越墻體的位置, 查看管道管徑及標高后再確定預留洞的尺寸及位置。傳統的墻體預留洞設計工作效率低且易出現錯漏。采用BIM技術, 使用Navisworks的碰撞檢測功能實現對墻體預留洞精確定位。通過創建滅火劑輸送管道搜索集和設備房墻體搜索集并添加碰撞檢測項目, 實現對預留洞進行快速精確定位。施工人員可隨時查看任何一處墻體預留洞的三維視點, 生成墻體預留洞的報告文件, 以便施工交底和存檔記錄。
5. 模擬組裝、工廠化預制及現場組裝
(1) 模擬組裝
在Autodesk Navisworks軟件上導入BIM模型及施工進度計劃, 對氣瓶間內組件進行模擬組裝, 實現“所見即所得”。在模擬組裝過程中結合加工廠制作條件、運輸條件、考慮現場組裝、安裝方案等情況, 將存在問題解決都在管段支架預制安裝前, 保證預制加工的準確性和現場組裝順利進行。
(2) 滅火劑輸送管道及支吊架預制
在機電安裝工程中管線預制與安裝的分離已是大勢所趨。通過現場測繪放樣技術, 修改調整BIM模型, 使BIM模型與現場吻合, 提高氣體滅火系統各部件加工圖精度, 這是實現工廠化預制的基礎。
根據綜合管線深化設計、施工工作面情況以及氣體滅火系統與火災自動報警系統、通風空調系統等各系統管線的安裝順序, 對氣體滅火系統管網部分進行分解, 繪制符合施工現場安裝要求及工廠預制要求的管段加工圖并列出材料清單。根據預制管段組裝順序對管段進行編號, 使用二維碼生成軟件生成管段相應的二維碼, 在將二維碼貼在管段上。
(3) 現場組裝
氣體滅火系統安裝分為兩個階段進行。第一階段是位于氣體滅火保護區內及設備走廊的滅火劑輸送管道安裝及試壓。首先, 根據BIM模型中支吊架的位置安裝。第二, 滅火劑輸送管道安裝。施工人員用二維碼掃描器掃描讀取管段上二維碼的信息, 包括安裝樓層、部位、連接點、安裝示意圖等信息, 并將管段搬至安裝部位進行安裝。第三, 管道試壓及吹掃。使用壓縮空氣或氮氣進行管道試壓及吹掃, 由于設備區空間狹窄, 試壓時使用的設備及試壓用的氮氣瓶只能放在氣瓶間內, 因此, 氣瓶間內的組件安裝必須在滅火劑輸送管道試壓及吹掃完成后進行。第二階段是氣瓶間內氣體滅火系統組件安裝。施工單位根據在BIM平臺上氣瓶間內管道及設備的模擬組裝結果進行氣瓶間內氣體滅火系統組件安裝。
6. 結語
在IG-541氣體滅火管網系統安裝中, 我們主要使用Autodesk Revit、Autodesk Navisworks及Autodesk Inventor三個軟件分別進行管線綜合、方案預演、預制加工及組裝。在IG-541氣體滅火管網系統安裝中應用BIM技術, 有效減少返工率、降低能耗、提高安裝一次合格率, 在精確計劃、精確施工、提升效益方面起到一定作用。在機電安裝工程中管線預制與安裝的分離已是大勢所趨, 這意味著更合理工作界面劃分、更高效的生產模式和更高質量的預制件產品。BIM技術貴在深度應用, BIM技術在工程建設中的應用仍處于摸索階段, 我們仍需在BIM應用實踐中繼續研究和探討。
摘要：IG-541氣體滅火系統適合應用于地鐵重要電氣設備用房。但是, 因為地鐵車站空間狹小、管線多且布局復雜, IG-541氣體滅火管網系統安裝質量要求高, 因此, 長久以來施工單位在氣體滅火系統安裝過程中需要花費大量時間與精力在與各系統、各參建單位的溝通協調上, 工作效率低;氣體滅火保護區及氣瓶間內管線設備布置難以做到布局合理、美觀;管道及支架在施工現場加工, 加工質量難以保證。本文以某地鐵站IG-541氣體滅火系統為例, 從氣體滅火管網系統的深化設計、模擬組裝、工廠化預制及現場組裝方面探索BIM技術的應用方法。
關鍵詞：IG-541,氣體滅火,BIM,預制加工
參考文獻
[1] 柏萬林, 劉瑋, 陶君.BIM技術在某項目機電安裝工業化中的應用[J].施工技術, 2015, 44 (22) .
[2] 趙民琪, 邢磊.BIM技術在管道預制加工中的應用[J].安裝, 2012 (1) .