裝配式智能建筑BIM技術在住宅建筑電氣設計的應用分析

周勇

摘要：以浙江省某多層裝配式住宅建筑為例，分析了在建筑部品中電氣拆分設計方法，并針對當前發展趨勢，闡述了基于BIM等相關技術的裝配式智能建筑發展，為類似工程提供借鑒。

關鍵詞：裝配式建筑;電氣拆分設計;管線預制;BIM技術

隨著社會經濟發展需要，傳統粗放式生產的較低品質建筑必將被精細化、工業化生產方式提供的高品質建筑所替代。但我國對此研究時間較短，裝配式建筑的各項技術還處于起步階段，而電氣設計作為建筑中的重要組成部分，在裝配式住宅建筑中，電氣配套技術、提高裝配式建筑的電氣施工效率及品質等問題亟待解決。

裝配式建筑模體系預制部件工廠化生產對建筑結構的安全性、保溫性、標準化有重要意義，同時能使現場吊裝模塊化，提高施工效率，降低施工噪聲、有效減少環境和固體廢棄物污染，整體符合低碳、綠色環保、可持續發展的理念。

1.工程概況

浙江省某移民搬遷安置小區建設項目，規劃占地3800m2，新建6層裝配式結構住宅樓5棟18個單元，總建筑面積12893.16m2，均為采用新型復合墻裝配式建筑技術的預制裝配式混凝土結構，建筑整體裝配率約86%，同時配套實施水、電、路、氣、暖等基礎設施工程。

2.電氣拆分設計

2.1設計要求

裝配式住宅建筑電氣設計是一大特點，同時也是難點。在設計與施工之間增加建筑預制構件的工廠化生產。這一步需要設計、生產與施工三者之間密切配合。在進行裝配式建筑電氣拆分設計時，在具備專業電氣設計基本素質的前提下，應充分了解裝配式建筑的基本特性架構，明確各工作階段中裝配式建造體系及構件的分布情況，在相關標準規范要求下，根據具體項目中各建筑所采用的預制構件情況及原始電氣設計圖紙，進而科學合理地制訂標準化的電氣設備管線預制方案。

2.2預制電氣管線拆分設計方法

在該項目中，預制電氣管線拆分設計主要包含建筑裝配式預制構件中強電插座、設備箱、照明控制回路、弱電線路的管線預制標準化設計預留，疊合板內照明燈具、消防探頭及排氣扇等接線盒設計預留。該項工作相較于傳統設計過程，將電氣設計與建筑結構設計等緊密聯系在一起。預制電氣管線拆分設計首先應對裝配式建筑建設體系有整體性認識，同時了解其他關聯專業設計及預制構件生產和現場安裝的專業知識。這樣在電氣管線拆分中才能科學合理地進行專業化、標準化設計。裝配式復合墻板電氣管線預制如圖1所示，桁架鋼筋混凝土疊合樓板構造如圖2所示。

在復合墻板中，對于強電中開關、插座接線盒、弱電接線盒及垂直預制管線設計須精確定位，因電氣管線拆分設計依照原始電氣平面設計圖紙與建筑結構預制部品構件拆分圖紙的基礎上，在設計強弱電接線盒及配電箱和弱電箱設備位置時，盡量置于復合墻板中粉煤灰加氣硅酸鹽砌塊區域位置，避免在預制復合墻板的肋梁和肋柱位置，必要時可對原有電氣設計平面圖進行適當調整。戶內配電箱較大，管線交叉的情況較多時，可設法通過減少建筑面層對該處的管線進行分流;若還不能滿足，可要求結構專業調整局部方案，將相應區域的墻板位置設為全現澆樓板，以確保結構的安全性。

電氣管線暗敷在疊合板內時，應與建筑結構專業確認疊合板現澆層、找平層的厚度等信息及施工誤差等各方面因素，以確定電氣管線敷設的合理性和準確性，不影響結構安全。根據具體情況合理規劃，盡量保持建筑原有設計，符合用戶需求的基礎上，對原有電氣設計進行改進調整。對預制墻板進行電氣管線預留設計，對疊合樓板現澆層面存在多層管線交叉的情況需進行深層次優化，避免出現3層管線交叉及其他設備結構碰撞。同時與其他專業相互配合，確保設計的科學性與準確性，最終提供預制構件生產圖紙與相應施工圖紙。預制電氣管線拆分的精確標準化設計是必要的，對于電氣專業的預制電氣管線拆分設計中，預埋管線和預留的孔洞必須有精確的定位，部品構件的拆分立體平面圖紙也要區分預留設備、接線盒及預制管線在墻板正反面的位置，考慮疊合樓板的疊合層厚度及復合墻板拼接式預留的拼接縫大小等因素。因為裝配式建筑的預制構件的生產都是在工廠一次性加工完成，只有標準化制圖才能使生產加工出的裝配式預制構件在實際施工中與建筑結構及電氣管線完美銜接。

3.裝配式智能建筑BIM技術的應用

發展裝配式建筑是建造方式的重大變革，是推進供給側結構性改革和新型城鎮化發展的重要舉措，其強調技術體系的集成與相互協調。而隨著裝配式建筑建設體系的不斷成熟及信息智能化技術的飛速發展，裝配式建筑與智能建筑相結合的裝配式智能建筑將是新時期發展裝配式建筑的新趨勢。裝配式智能建筑在本質上是建筑的工業化和智能化，在“工業4.0”和“互聯網+”的時代下，裝配式智能建筑在設計、生產、施工和運行維護的全過程中，基于BIM技術利用其可視化、協調性、模擬性、優化性、可出圖性、信息完備性、一體化和參數化等特點，實現全產業鏈的信息傳遞和信息共享，將對裝配式建筑的智能化應用產生重大影響。

在設計階段，各專業設計師可利用BIM技術實現并行化協同設計，各專業設計信息可實時交互，自動進行不同專業間碰撞檢查，使建筑電氣與智能化設計中的綜合管線設計更加精確、合理，設計模型展示更加直觀并生成設計施工圖，提高設計精度和設計效率。在生產階段，BIM模型包含每個預制構件的詳細信息，可將各個構件的參數信息精確、完整、直觀地表達給構件生產工廠，通過標準化構件生產作業，同時還可應用3D打印技術，直接提取BIM模型中各個構件參數進行預制構件并行化批量化打印生產，增加構件標準化程度，提高工廠生產效率。

在施工階段，BIM模型中應包含工程實體的基本信息，結合物聯網技術加減裝配式建筑信息化平臺，每個構件模型從生產到拆除的全生命周期中，具有代表構件身份且具有唯一性的識別碼，標準化構件科學合理地運輸到現場并有序擺放，可視化的BIM三維模型與實際現場吊裝施工相結合，極大提高裝配精度與施工效率，同時利用BIM技術實現不同施工組織方案仿真模擬，施工方可依據模擬結果選取最優的施工方案。在建筑全生命周期中，運行維護階段占時最長，花費最高。針對實際的運維管理需求，將實際的建筑設備信息通過BIM模型進行參數化表達，將其作為各系統管理程序的底層數據進行交互，同時結合VR技術和AR技術對于建筑物各種設施的運行狀況有更清晰直觀的表達。在建筑改建或拆除階段，利用BIM數據庫中的有用信息，判斷某些建筑構件是否可以回收再利用，滿足可持續發展的要求。

4.結束語

現階段裝配式建筑中電氣配套技術仍需不斷改進和提高，配合其他相關技術，提高建筑電氣的設計和施工建造效率，減輕施工現場環境污染，降低后期維護成本，實現裝配式住宅建筑的標準化設計、工程化生產、裝配化施工、一體化裝修和信息化管理。裝配式建筑的轉型升級離不開技術創新與管理創新，在相關政策的扶持、相關標準規范體系及先進技術不斷發展的推動下，裝配式建筑借力其他領域的先進技術，將先進生產制造技術、信息自動化技術及現代管理技術相結合，可提高生產效率、產品質量和項目管理的水平，更高層次地提升建筑的性能與品質，加速裝配式建筑的蓬勃發展。

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