厦门新型国际会议中心BIM多专业协同应用.pdf

数字化与信息化 厦门新型国际会议中心BIM多专业协同应用赖木火1,2，胡泽铭1,2，邱硕勋1,2，杨向展1,2（1.中国建筑第四工程局有限公司；2.中建四局建设发展有限公司）【摘要】为了促进建筑工程项目多专业协同设计，文章通过介绍厦门新会展中心-会议中心项目，探讨大型公共建筑项目机电深化设计与建筑、钢结构、金属屋面、精装等分项工程之间的深化设计协同工作，着重介绍协同深化过程中需重点关注的事项，旨在通过加强各专业间的协同设计，保障大型公共建筑的整体建设质量。【关键词】大型会议中心；机电深化设计；多专业协同【基金项目】厦门市建设局建设科技项目资助，项目编号：XJK2022-1-30中图分类号：TU17；TU973 DOI：10.13655/ki.ibci.2024.03.022Xiamen New International Conference Center BIM Multi-professional Collaborative ApplicationLAI Mu-huo1,2,HU Ze-ming1,2,QIU Shuo-xun1,2,YANG Xiang-zhan1,2（1.China Construction Fourth Engineering Division Corp.,Ltd.；2.Construction&Development Co.,Ltd.of China Construction Fourth Bureau Investment Branch）【Abstract】In order to promote multi-specialty collaborative design of architectural engineering projects,this paper introduces the project of Xiamen New Convention and Exhibition Center-Conference Center,discusses the deepening design collaborative work between the mechanical and electrical deepening design of large-scale public building projects and sub-projects such as buildings,steel structures,metal roofing and hardcover,and focuses on the issues that need to be paid attention to in the collaborative deepening process.It aims to ensure the overall construction quality of large-scale public buildings by strengthening the collaborative design among various professions.【Keywords】large-scale conference center;mechatronics deepening design;multi-professional collaboration1 工程概况1.1 项目概况厦门新会展中心-会议中心位于福建省厦门市东部体育会展新城片区，总建筑面积23.11万，最大建筑高度70m，最大跨度为81m，属于一类高层公共建筑，采用双脊双曲波浪形双层金属屋面，极具闽南风格。二层设有1.1万超大型万人会议室（长135m、跨度81m、层高22m），是目前全国最大的无柱多功能会议室。1.2 各专业概况本项目需承办各类大型重要会议，设计内部复杂，各类专业较多，包括但不限于机电、钢结构、幕墙、金属屋面、精装等专业，专业性强，各专业接口繁杂，对外、对内协调量大。机电工程：深化总面积达23.11万，工期约9个月。地下室重点区域为厨房区域，该区域结构形式存在降板，施工净高有限，需合理规划管线走向，确保净高最大化；地上部分重难点区域为屋面桁架，需重点协调暖通专业与钢结构专业交叉问题。钢结构工程：深化总量约 5.2 万 t，工期约 5 个月。主要为钢框架+空间管桁架屋盖。钢屋盖双曲屋脊，桁架杆件规格弧弯，主要为多肢相贯节点及焊接球支撑节点等。构件制作难度大，施工工艺复杂，多专业同步施工，吊装受限。幕墙工程：包括玻璃、石材、铝板幕墙，总面积约4.83万，工期约8个月。外立面主要为大版块玻璃幕墙，局部玻璃板块为4mx1.5m规格，重达500kg，局部龙骨重达近3t/支，垂直运输难度大。金属屋面工程：总面积约5.39万，工期约7个月。借鉴闽南建筑风格，为单轴对称的双脊双曲波浪形双层金属屋面，系统构造多达9层，表面曲率最大超1/22，设计复杂。精装工程：包括46间会议室，其中1.1万A类超大型多功能厅1个，工期约7个月。设计融入闽南地域特色文化，在外形上取古厝燕尾脊之形，空间细部刻画运用手工艺、海洋文化、市花之意，形意结合，76 数字化与信息化 造型复杂，曲面异形多，高度落差大。本项目工期短，任务重。多专业深化工作需提前开展，各专业深化工作紧密联系，钢构深化量大，机电设备管网错综复杂，金属屋面造型难度高，会议室精装要求标准高，使得前期BIM多专业协同成为本项目重难点。2 机电与建筑结构设计协同2.1 孔洞预留预埋协同会议中心项目管线排布复杂，为提高机电设备与土建结构孔洞的配合精度，优先考虑机电管线布局规划与定位，再进行孔洞的定位预留预埋。首先依据设计及规范要求，制定管综深化整体原则，再根据地下室及上部多专业模型情况进行完善：管线排布充分利用梁内及桁架空间，尽量共架敷设；地下室以梁底铺设电气桥架为主要原则；地上由上到下各专业管线布置顺序为，不需要开设风口的通风管道、需要开设风口的通风管道、桥架、水管。以机电深化模型及结构深化模型作为基础数据源，根据相关规范、标准、图集进行审核，提出合理性预留方案9份，结构预留深化图纸36张。2.2 机电设备运行条件协同由于会议中心风管路径复杂、尺寸较大，为保证设备运行不受空间的干扰，设备基础预留需考虑管线布局、机组空间布局等因素，防止在施工过程中因返工出现工程量增加、影响工期、增加成本等问题1。通过设备基础模型与空调、新风机组模型进行BIM专项复核，发现原设计方案存在以下三种情况。设备基础设计尺寸与实际机组尺寸不匹配，为满足机组安装，需调整设备基础尺寸。设备机组与静压箱之间，设备机组与墙体、构造柱之间，机组连接风管之间存在碰撞问题，通过移动设备基础和机组、调整机组风口位置可解决相应问题。风管及阀件安装空间不足，导致风管无法与机组连接，可调整风口侧接、上接方式，或者移动设备基础及机组。此外，通过适当调整设备基础及设备布局，可优化管线路径，减少翻弯，降低施工难度（基础及机组调整前后如图1、图2所示）。图1 基础及机组调整前图2 基础及机组调整后3 机电与钢结构设计协同本项目主体为钢结构桁架，机电与钢结构专业的协同深化是项目重点，而暖通与屋面钢构深化协同是重中之重。主要包含常规楼层钢构与机电碰撞、屋面钢构桁架与机电碰撞、马道与机电碰撞等。3.1 钢构桁架协同通过机电管综模型与钢结构模型碰撞检查，依据碰撞问题进行逐处优化处理。由于机电设备管线排布灵活可调性大，优先进行机电管线调整，无法优化再进行结构桁架形式变更2。本项目屋面存在排烟管原设计路径与钢结构斜腹杆冲突，桁架内与桁架下空间均不足以通过，需利用拆分等截面风管分支-汇总方案解决。为满足净高需求，部分排烟管需从桁架内部空间通过，存在部分桁架空间不足排烟管通过情况，经与设计商讨，将影响风管路径的桁架竖杆取消。3.2 屋面马道协同将机电管综模型与马道设计路径进行空间检查，初步复核发现：一方面存在部分马道与消防水箱、虹吸雨水管、桁架内风管交叉碰撞，净高不满足检修要求等问题；另一方面部分马道未设置于桁架内，无法安装。针对初步复核，经与设计单位各专业设计师商定，在首要保证设备通过的前提下，马道成网格可串通原则下，调整机电管线路径、马道路径、取消局部马道；对于局部净高不足部位，考虑检修频率不高，检修时可局部低头穿越，维持原设计。并将原马道77 数字化与信息化 后装施工工序调整为马道与屋盖管桁架同步提升施工，节约施工工期，减少安全、质量施工风险。4 机电与金属屋面设计协同本项目屋面有32个汇水分区，共有32套虹吸溢流排水系统，东西门厅18m高处屋面各一套虹吸雨水系统及虹吸溢流排水系统。加之屋面檐口铝板多为非规则双曲面板块，主体钢架与檐口的相对关系也复杂多变，无规律可言。虹吸雨水管与檐口、天沟、桁架的空间关系复杂。经虹吸雨水管模型与金属屋面模型检查，普遍存在下述情况：主天沟沟底与金属屋面下方距离不满足系统图上描述虹吸支管尺寸要求，且虹吸雨水管走管桁架下方超出檐口范围。经协同分析将天沟往屋面内侧移动并适当调整水斗位置，可满足虹吸雨水管安装要求。5 机电与精装设计协同5.1 吊顶标高协同本项目地上部分是超高吊顶及异形吊顶，针对重点区域精装吊顶高度进行复核，部分精装吊顶高度与机电冲突，无法满足净高要求。通过施工阶段BIM进行各专业二次协同，优化部分管线路径；综合机电管线及吊顶转换层所需操作空间，调整部分吊顶标高。有效解决碰撞问题，为后续机电及精装安装实施打下基础。5.2 末端点位协同在实际施工过程中，精装方案往往会反复调整，因而精装与机电深化需加强沟通，及时了解方案变化信息，避免现场点位不满足要求，造成大面积返工。给排水点位：主要为卫生间及厨房等功能性房间，需由精装深化确定洁具等设备型号，提供用水点位、预埋点位。强弱电点位：强电的开关插座、灯具的点位要根据精装的方案确定。消防点位：精装深化天花排版后，确定喷淋头、烟感、灯具、检修口在天花上的位置。5.3 精装吊杆及转换层分析协同本项目精装造型与机电复杂位置，首先通过管综优化合理地与天花造型错开。在极限情况下，局部主龙骨间距由1.2m调整为1.5m，吊杆相应调整；局部主龙骨必须断开的情况下，采取加固和支撑措施。其中超大型多功能会议室，建筑层高21.9m，装饰吊顶造型最高点13.5m，最低点高度10.1m，高度落差大，需要制作转换层。转换层上部部分风管尺寸超过固定点间距，因此转换层固定点需根据上部风管位置做系统性调整。6 机电与支吊架协同针对四层屋面区域和超大会议室上空，由于屋面造型跨度大、部分结构区域无楼板，设备管线需穿管桁架进行铺设，导致支吊架支撑吊点位置难以确定等难点，对四层支吊架样板方案进行专项分析和复核。6.1 桁架内喷淋管的吊装桁架内喷淋管数量大，基本上满铺，重量较轻，部分区域有2层，可采用如下固定方式。桁架抱箍固定，桁架间距不满足小管道支架间距要求时，设置转换支架。吊顶设有转换层时，建议与吊顶转换层固定。局部外挑的支管，可考虑采用拉索固定。6.2 桁架内风管的吊装屋面风管尺寸大，大部分设置在桁架内；矩形风管相对较重，圆形风管重量轻。矩形风管：做支吊架与主桁架固定，非主桁架位置时，通过交叉节点做转换支架固定。圆形风管：支架固定在桁架处，通过滑竿拉伸固定。7 结语会议中心项目规模庞大，结构复杂，内部各专业之间关联度也十分复杂，基于机电专业的各专业协同设计，确保了该项目施工深化设计的合理性及可行性，减少了不必要的碰撞及返工，保障了整体建设质量。参考文献1 王越.基于大型公共建筑的机电深化及多专业协同设计研究J.现代制造技术与装备，2022（9）：16-18.2 张铭.基于BIM的建筑结构机电多专业协同设计研究D.哈尔滨：哈尔滨工业大学，2020.78