BIM技術(shù)在GMP車間建筑施工中的應(yīng)用

（福建省恒和昌建設(shè)工程有限公司，福建 福州 350001）

2020年，因疫情影響，大量的GMP 車間呈現(xiàn)出井噴式增長，包括且不僅限于口罩無塵生產(chǎn)車間、核酸檢測試劑生產(chǎn)車間、樣本保存液生產(chǎn)車間以及第三方實(shí)驗(yàn)室等。其中GMP 車間建設(shè)中安裝管線綜合布置向來是項(xiàng)目的困難點(diǎn)，管線包含強(qiáng)弱電、橋架、消防排煙管道、消防噴淋、消火栓管道、空調(diào)送回風(fēng)管道、污水管道、給水管道、純化水管道、空氣動(dòng)力管道等，這些管道錯(cuò)綜復(fù)雜，由于現(xiàn)階段設(shè)計(jì)院仍分專業(yè)設(shè)計(jì)，這就造成專業(yè)間難免存在協(xié)調(diào)失誤，使得圖紙各管道間經(jīng)常存在碰撞現(xiàn)象，并且延伸至項(xiàng)目現(xiàn)場，碰撞的管道尤其是大管徑的風(fēng)管、消防排煙管以及噴淋主管，需得翻彎躲避，導(dǎo)致返工、設(shè)計(jì)圖變更等，延誤工期的同時(shí)增加施工管理成本，并且造成凈高被壓縮，使得GMP車間內(nèi)的生產(chǎn)作業(yè)面不夠，不利于業(yè)主使用。施工前，采用BIM 技術(shù)提前進(jìn)行建模、管綜碰撞檢查、凈高分析，可以提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖存在的錯(cuò)誤，并且予以修正，同時(shí)優(yōu)化凈高，利于業(yè)主使用也縮短施工工期。

1 工程概況

熱景（廊坊）生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)廠房GMP 車間項(xiàng)目，位于廊坊經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)官東路70 號熱景生產(chǎn)廠房，總建筑高度25.05m，1-2 層層高5.4m，3-5 層層高4.2m，其中1-3 層共6000 m2改造為十萬級（局部萬級）GMP 車間。

該項(xiàng)目由生產(chǎn)廠房主體完成后，以業(yè)主為主導(dǎo)不設(shè)工程總承包，分四個(gè)安裝班組進(jìn)行交叉施工，包括一般水電班組的給水排水管道以及強(qiáng)弱電橋架，潔凈區(qū)潔凈施工班組的潔凈空調(diào)送回風(fēng)管道，一般區(qū)空調(diào)班組的螺桿機(jī)風(fēng)機(jī)盤管及空調(diào)通風(fēng)管道，消防班組的消防橋架、消防排煙管道、消防噴淋及消火栓管道。項(xiàng)目周期120日歷天。

2 施工難點(diǎn)

1）本項(xiàng)目涵蓋專業(yè)系統(tǒng)多，工程復(fù)雜，且分包班組多，項(xiàng)目工期緊張，各班組間獨(dú)立施工各自僅熟悉自己專業(yè)的圖紙，班組間無法進(jìn)行協(xié)同管理，這就要求圖紙容錯(cuò)率低，實(shí)際情況無法滿足。

2）3層由于本身層高低僅4.2m，再扣除0.8m 的梁高，在保證2.45m 凈高的生產(chǎn)作業(yè)面前提下，僅有0.9m 高度給綜合管道進(jìn)行排布，原設(shè)計(jì)圖紙無法滿足。

3）GMP 車間潔凈墻板（手工板）為工廠提前定制，施工過程中隨著管道碰撞，現(xiàn)場優(yōu)化后造成凈高減小，板材需得重新定制，浪費(fèi)物料增加成本且增加施工周期。

3 BIM 深化過程

3.1 建立各專業(yè)模型

業(yè)主聘請專業(yè)BIM 團(tuán)隊(duì)對原設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行建模優(yōu)化，管綜優(yōu)化不單只建立管道部分的模型，實(shí)際先建立對應(yīng)的土建模型，后在土建模型基礎(chǔ)上構(gòu)建相應(yīng)的管綜模型（見圖一），并且在模型基礎(chǔ)上分層數(shù)、分專業(yè)進(jìn)行整合，局部復(fù)雜剖面予以標(biāo)注。

圖一 土建和安裝模型

3.2 碰撞檢查

利用Revit 軟件，共找出GMP 車間管綜5067 個(gè)碰撞點(diǎn)（見圖二）。

圖二 管綜碰撞點(diǎn)

3.3 管線綜合

案例：一層剖面1-1 排布、二層潔凈空間剖面2-1 排布、三層剖面3-4排布。

1）一層剖面1-1 排布說明（見圖三）：1、此排布方案基于1F 觀光走廊排布，位于走廊南側(cè)，強(qiáng)弱電井區(qū)域。2、根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供吊頂圖紙，該區(qū)域吊頂高度為2.8m，其中潔凈板按照50mm 考慮，下層風(fēng)管支架按照50mm 考慮，故此區(qū)域管線完成為2.9m（含保溫）。3、考慮到此次施工時(shí)有水電、消防、普通空調(diào)和潔凈空調(diào)四方參與，故在施工時(shí)按照分包單位將管線盡量分組集中。

其中，

水電單位：給水、排水和橋架在最上層；

消防單位：防排煙風(fēng)管在最下層，消防水在中間，與普通空調(diào)水一層；

普通空調(diào)：在防排煙風(fēng)管的上方；

潔凈空間：走廊區(qū)域涉及機(jī)房新風(fēng)和排風(fēng)管利用空間翻繞通往室外。

圖三 一層剖面1-1

2）二層潔凈空間剖面2-1 排布說明（見圖四）：1、此排布方案基于2F 潔凈空間內(nèi)走廊排布，位于E-F 軸線區(qū)域；2、根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供吊頂圖紙，該區(qū)域吊頂高度為2.8m，其中潔凈板按照50mm 考慮，下層風(fēng)管支架按照50mm 考慮，故此區(qū)域管線完成為2.9m（含保溫）。3、此剖面中將原設(shè)計(jì)圖紙中，消火栓路由和潔凈空調(diào)回風(fēng)路由由E 軸線左側(cè)移至右側(cè)，減少走廊區(qū)域的碰撞。

圖四 二層潔凈空間剖面2-1

3）三層剖面3-4 排布說明（見圖五）：1、此排布方案基于3F 走廊排布，位于走廊北側(cè)，位于潔凈空間和快速試劑研發(fā)、轉(zhuǎn)化室之間。2、根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供吊頂圖紙，該區(qū)域吊頂高度為3.3m，管線排布完成后吊頂高度為2.35m，其中潔凈板按照50mm 考慮，下層風(fēng)管支架按照50mm 考慮，故此區(qū)域管線完成為2.45m（含保溫）。3、此剖面中三根橋架在梁下安裝，排煙管在橋架下方，之間留出安全距離。四根空調(diào)水在另一側(cè)，與消火栓管道同一標(biāo)高，噴淋管在上方，中間有350mm 的穿線空間。

圖五 三層剖面3-4

3.4 基于碰撞及管綜的施工圖調(diào)整

本項(xiàng)目考慮到各班組素質(zhì)參差不齊，多未使用過Revit 軟件，上手有一定難度，且管綜分析是以截面形式表達(dá)，不便于現(xiàn)場施工使用?；贐IM 三維建?；A(chǔ)，在碰撞修正過的二維安裝設(shè)計(jì)圖紙上分專業(yè)標(biāo)注標(biāo)高，并在標(biāo)高變化處以云線框選進(jìn)行表達(dá)（案例見圖六、圖七）。

圖六 一層潔凈空調(diào)回風(fēng)局部平面圖

圖七 一層給排水及消火栓局部平面圖

4 施工管理

1）分專業(yè)分班主熟悉BIM 優(yōu)化后的圖紙（見圖八），節(jié)省交叉熟悉圖紙時(shí)間，降低業(yè)主協(xié)調(diào)成本。

圖八 BIM 優(yōu)化后的圖紙

2）各安裝班組根據(jù)自己專業(yè)圖紙自上而下、先大管后小管施工（作業(yè)現(xiàn)場見圖九），業(yè)主僅把控施工過程中的質(zhì)量、安全以及進(jìn)度。

圖九 現(xiàn)場交叉作業(yè)

5 應(yīng)用價(jià)值

1）提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)、施工中可能存在的問題，減少施工過程中因圖紙問題同各班組的協(xié)調(diào)溝通，減少溝通成本。

2）避免設(shè)計(jì)圖紙失誤造成的管綜碰撞問題，減少設(shè)計(jì)變更及施工返工，降低施工成本、保證項(xiàng)目施工時(shí)間。

3）優(yōu)化后圖紙凈高后便于項(xiàng)目交付業(yè)主使用，增加業(yè)主滿意度。