淺談基于BIM技術的預制裝配式風管安裝施工技術

劉志剛 詹磊

（甘肅第六建設集團股份有限公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

目前，建筑裝配化的地位正日益突出,建筑領域的精益建造已是大勢所趨，粗放式施工將被集約化、流水線化的施工所取代。傳統風管施工計劃與加工環節脫節，加工后的半成品由于編碼不統一而裝車運輸次序混亂，加工件尺寸不準，現場二次頻繁倒運、拼接無序，因此造成風管加工、安裝效率不高，廢料率高居不下等，基于BIM的預制裝配式風管安裝施工技術可從根本上解決問題。

蘭州萬里危舊房改造二期項目地下室機電安裝專業多，管線交叉頻繁，實施過程中采用基于BIM技術的預制裝配式風管安裝施工技術。本文以該項目為例進行分析。

1 工藝原理

基于BIM技術的預制裝配式風管安裝施工技術，通過土建與機電安裝模型的搭建，解決各專業碰撞問題，完善各專業協同優化；利用BIM模塊化插件，完成管線拆分，形成信息編碼及管段標注，導出施工平面圖；通過異形件附加碼信息傳遞，實現整個風管系統預制、運輸、拼裝等環節驗收及交接狀態追蹤；根據管道的長度進行地面管道組裝，由升降平臺抬升至施工高度進行高空拼接、固定，完成機電管線的整體安裝工作，實現風管預制工廠化、現場裝配化施工的要求，達到合理穿插加工、安裝工序，降低成本，提高工效的目的。

2 工藝特點

1）在BIM技術完善管線優化排布的前提下進行風管加工設備數據輸入，利用數控技術精準合理下料，實現工程預制精細化管理。

2）增設異形件附加碼，明確兩端標準段截面尺寸、數量、施工平面等參數。通過異形件附加碼信息傳遞，實現整個風管系統預制、運輸、拼裝等環節驗收及交接狀態追蹤。

3）通過二維碼信息技術介入，按要求將半成品風管運至指定樓層，標準風管L型兩兩對拼，地面拼裝，采用頂升平臺提升到安裝高度，完成風管安裝。

4）采用鍍鋅鋼板組合式扣板及填充巖棉實現風管穿墻（樓板）部位的防火封堵。

3 施工工藝及質量控制要點

3.1 機電安裝管線優化

1）利用BIM軟件技術，通過土建與機電安裝模型的搭建，采用可視化管線路由、凈高分析、碰撞測試解決各專業碰撞問題，經過機電管線排布優化調整后，最終確定施工方案或BIM模型（圖1）。

圖1 BIM建模及管線優化

2）根據機電管線排布優化調整后的模型導出各專業預留洞口施工圖紙,指導現場一次、二次結構洞口的預留工作，精準預留預埋，避免二次剔鑿，為下一步的機電安裝施工創造條件。

3.2 系統拆分及預制加工圖的導出

1）根據設計圖紙、優化調整后的機電安裝模型、風機設備尺寸參數，利用BIM模塊化拆分插件對整個通風系統進行管線拆分。

2）風管系統拆分按照標準直線管段、彎頭、異形管件進行，導出施工平面圖，生成機電安裝管線材料清單及加工圖。

圖2 BIM模塊管線拆分

3）將整個通風管道按照標準直線段和異形區分標識，僅對異形件進行信息編碼。

4）工廠預制加工階段，通過信息化二維碼技術的介入，對風管異形件設置獨立編碼及附加碼，實現整個風管系統預制加工、分批運輸、現場拼裝等各個環節驗收及交接狀態追蹤，做到信息互通、檢索高效，實現通風管線的工廠化預制、現場快速高效安裝的目的。

5）異形件設置獨立編碼，信息編碼集風管管段編碼、施工平面圖紙（尺寸、位置、標高）、加工參數、拼裝簡圖于一體。

6）增設異形件附加碼，明確兩端標準件的數量、施工平面、拼裝簡圖、截面尺寸等參數。通過異形件附加碼的掃描，對異形件等關鍵節點進行控制，實現對整個通風系統各環節驗收及交接狀態的追蹤。

3.3 實體結構現場實際測量復核

1）現場測量人員根據BIM深化設計圖紙對現場實際結構構件軸線尺寸、標高以及各專業預留洞口位置、尺寸與圖紙尺寸規格進行校核。

2）現場實體結構尺寸復核無誤時方可進行現場材料加工及安裝工作；誤差較大時可根據實際情況，結合現場實際結構尺寸，對深化圖紙進行局部優化設計，消除施工誤差對預制管線安裝實施可行性的影響，確保BIM模型與現場的切合。

圖3 現場實體結構復核

3.4 風管構件工廠預制

1）工廠根據項目部提供的包含管段編號編碼、施工平面圖、加工參數二維碼的加工任務書及構件清單,組織風管的預制加工。

圖4 管線加工及材料清單生成

2）預制加工廠將風管構件加工參數導入一體化數控風管加工設備，通過構件尺寸自動排版，結合等離子切割機、咬口機，實現通風管道工廠預制加工。

圖5 風管工廠預制加工

3）標準直線段風管工廠加工為L型半成品。異形件風管工廠內完成組拼，并粘貼二維碼信息編碼。

圖6 標準風管L形加工

3.5 風管系統現場裝配式施工

1）預制加工廠根據異形件信息編碼及附加碼掃描，制定運輸方案，按照樓層區段分層標注后裝車發貨，分批次、分樓層運至施工現場，并吊運至指定樓層。

2）工廠預制加工完成的風管標準直線段L型風管運至現場后，按照編號吊運至指定樓層，兩兩對拼，現場作業人員采用手持合縫機拼裝合縫，組裝成成品風管。

圖7 標準風管L形現場組拼

3）通過異形件附加碼，結合風管平面施工圖，確定異形件平面位置及兩側標準直線段風管的數量、施工平面、截面尺寸等參數。

4）按深化的施工平面布置圖完成風管分段地面拼裝。

5）已完成分段拼裝的風管采用頂升平臺提升到安裝高度，根據BIM支吊架深化圖紙，進行通風管道支吊架精確定位安裝，完成整個風管系統的安裝。

圖8 風管現場裝配施工及成形效果

4 結語

基于BIM技術的預制裝配式風管安裝施工技術，通過BIM技術優化建模與新型數控風管加工設備以及信息化技術的有效介入，形成信息化數控通風管道加工生產線，做到數字傳遞，精確加工，合理使用材料，降低了管道加工成本；解決了風管加工、安裝效率不高，廢料率高居不下等問題；風管工廠預制、地面組拼，分段提升安裝的整個操作流程簡單高效，風險大幅降低。

蘭州萬里危舊房改造二期地下室采用BIM技術進行管道綜合排布，通過數據傳輸預制精準加工，節約成本率約11.38%，取得了較好的社會和經濟效益。