0前言
IG-541气体灭火系统是满足现代消防系统要求实现保护环境、保护生命、保护财产三项目标的一种全新气体灭火系统。该系统广泛应用于地铁、图书馆、博物馆等大型公共建筑。地铁是现代化城市的干线交通, 必须选用安全性和可靠性高的灭火系统。
IG-541气体灭火系统主要应用在地铁车站内重要电气设备用房。地铁车站空间狭小, 各类设备管线较多且布局复杂, 在地铁车站内设备管线安装过程中经常遇到管线碰撞问题。传统的依靠CAD二维图纸的管线综合设计难以实现管线“零碰撞”。在设计招标时, 气体灭火系统一般由不同于给排水、通风空调、低压配电等其他系统的设计单位设计, 因此, 在综合管线深化设计中气体灭火系统的管线深化设计尤为重要。IG-541气体灭火管网系统属于中压系统, 系统安装质量要求高。传统的灭火剂输送管道在现场加工, 不可控因素多, 不利于安装质量控制。针对以上问题, BIM技术将为IG-541气体灭火管网系统的管线综合技术、预制加工及现场组装提供解决方案。本文以某地铁站IG-541气体灭火系统为工程实例, 探索IG-541气体灭火管网系统安装中BIM技术的应用。
1. 综合管线深化设计
IG-541气体灭火管网系统安装要求灭火剂输送管道的布置不能随意更改, 且在气体灭火保护区内管网均匀布置, 气瓶间内设备及管道布置合理, 充分高效利用有限空间。在以往的施工过程中, 设计单位与施工单位需要花大量时间用于各专业的沟通协调综合管线布置, 使得灭火剂输送管道在设备区走廊及气体灭火保护区内管网布置合理且均匀分布。
使用Autodesk Navisworks软件对综合管线进行深化设计, BIM模型将所有专业汇集在同一个模型中, 避免了传统工程中由于各专业设计师沟通不到位而出现的碰撞问题。通过BIM模型进行碰撞检测, 生成碰撞检测报告及协调数据, 在施工前将传统设计中存在却未被发现的问题暴露出来, 及时将所有的碰撞问题反馈给各专业设计人员进行调整, 实现“零碰撞”。在BIM平台上对管线标高进行精确定位, 利用软件可直观地反映出各部位的净高分布状态, 容易发现影响净高的瓶颈位置, 从而可精确控制净高。施工单位可根据管线深化设计的图纸做得真正意义上的按图施工, 确定每一个气体灭火保护区的灭火剂输送管网的确切位置和管道标高, 并预留合理的安装及操作空间。
2. 气瓶间深化设计
在气瓶间深化设计过程中, 气体灭火系统应与火灾自动报警系统、通风空调系统、低压配电系统等与之有接口的系统进行协同工作, 共同参与深化设计。气体灭火系统气瓶间的面积有限, 必须经过深化设计, 因地制宜布置气瓶间内IG-541灭火剂储瓶组件、氮气启动瓶组件等设备, 根据设备位置合理布置氮气启动管路、集流管、各分区的灭火剂输送管等管路, 同时考虑气瓶间内风管等其他系统管线布置, 做到既不影响其他系统功能, 也能满足气体灭火系统的要求。
3. 管道支吊架设计与加工
(1) 在BIM模型中布置支吊架
在传统的建筑项目施工中, 由于现场实际施工条件、安装线路与设计图纸有一定偏差, 导致多次图纸变更甚至返工。根据设计图纸要求, 灭火剂输送管道的支吊架主要采用防晃支架和固定支架。采用Autodesk Revit软件, 在管线综合深化后的BIM模型上直接布置符合设计要求的支吊架类型, 充分考虑支架的生根点和建筑的结构, 从而将灭火剂输送管精确定位。在Autodesk Revit中, 使用“明细表”功能可精确计算其工程量, 是材料的采购与加工的依据。
(2) 生成支吊架加工图
将支吊架模型导入Autodesk Inventor软件, 支吊架明细表从Autodesk Revit导出后链接至Inventor, 支吊架模型随支吊架明细表内数据的变化而实时更新。在Inventor中, 使用工程图环境下的可创建工程图, 图样与模型相关联。Inventor可创建基本视图、剖视图、局部放大图等, 根据支吊架的特点选择不同的视图组合, 得出表达清晰的工程图。
(3) 支吊架预制加工
传统的支吊架制作加工建立在现场实测数据之上, 否则支吊架的预制准确性难以保证, 这就决定了支吊架制作加工必须待施工现场具备实测条件才可以进行加工作业。采用BIM技术的支吊架预制加工, 不受施工现场条件约束, 即使现场不具备开工条件, 也可实现异地预制加工, 最大限度地缩短了工期。支吊架异地预制加工, 施工现场只做简单地装配安装, 有利于施工现场的安全文明施工管理。
4. 墙体预留洞精确定位
传统的墙体预留洞设计是通过在设计图上沿着管道走向找出管道穿越墙体的位置, 查看管道管径及标高后再确定预留洞的尺寸及位置。传统的墙体预留洞设计工作效率低且易出现错漏。采用BIM技术, 使用Navisworks的碰撞检测功能实现对墙体预留洞精确定位。通过创建灭火剂输送管道搜索集和设备房墙体搜索集并添加碰撞检测项目, 实现对预留洞进行快速精确定位。施工人员可随时查看任何一处墙体预留洞的三维视点, 生成墙体预留洞的报告文件, 以便施工交底和存档记录。
5. 模拟组装、工厂化预制及现场组装
(1) 模拟组装
在Autodesk Navisworks软件上导入BIM模型及施工进度计划, 对气瓶间内组件进行模拟组装, 实现“所见即所得”。在模拟组装过程中结合加工厂制作条件、运输条件、考虑现场组装、安装方案等情况, 将存在问题解决都在管段支架预制安装前, 保证预制加工的准确性和现场组装顺利进行。
(2) 灭火剂输送管道及支吊架预制
在机电安装工程中管线预制与安装的分离已是大势所趋。通过现场测绘放样技术, 修改调整BIM模型, 使BIM模型与现场吻合, 提高气体灭火系统各部件加工图精度, 这是实现工厂化预制的基础。
根据综合管线深化设计、施工工作面情况以及气体灭火系统与火灾自动报警系统、通风空调系统等各系统管线的安装顺序, 对气体灭火系统管网部分进行分解, 绘制符合施工现场安装要求及工厂预制要求的管段加工图并列出材料清单。根据预制管段组装顺序对管段进行编号, 使用二维码生成软件生成管段相应的二维码, 在将二维码贴在管段上。
(3) 现场组装
气体灭火系统安装分为两个阶段进行。第一阶段是位于气体灭火保护区内及设备走廊的灭火剂输送管道安装及试压。首先, 根据BIM模型中支吊架的位置安装。第二, 灭火剂输送管道安装。施工人员用二维码扫描器扫描读取管段上二维码的信息, 包括安装楼层、部位、连接点、安装示意图等信息, 并将管段搬至安装部位进行安装。第三, 管道试压及吹扫。使用压缩空气或氮气进行管道试压及吹扫, 由于设备区空间狭窄, 试压时使用的设备及试压用的氮气瓶只能放在气瓶间内, 因此, 气瓶间内的组件安装必须在灭火剂输送管道试压及吹扫完成后进行。第二阶段是气瓶间内气体灭火系统组件安装。施工单位根据在BIM平台上气瓶间内管道及设备的模拟组装结果进行气瓶间内气体灭火系统组件安装。
6. 结语
在IG-541气体灭火管网系统安装中, 我们主要使用Autodesk Revit、Autodesk Navisworks及Autodesk Inventor三个软件分别进行管线综合、方案预演、预制加工及组装。在IG-541气体灭火管网系统安装中应用BIM技术, 有效减少返工率、降低能耗、提高安装一次合格率, 在精确计划、精确施工、提升效益方面起到一定作用。在机电安装工程中管线预制与安装的分离已是大势所趋, 这意味着更合理工作界面划分、更高效的生产模式和更高质量的预制件产品。BIM技术贵在深度应用, BIM技术在工程建设中的应用仍处于摸索阶段, 我们仍需在BIM应用实践中继续研究和探讨。
摘要：IG-541气体灭火系统适合应用于地铁重要电气设备用房。但是, 因为地铁车站空间狭小、管线多且布局复杂, IG-541气体灭火管网系统安装质量要求高, 因此, 长久以来施工单位在气体灭火系统安装过程中需要花费大量时间与精力在与各系统、各参建单位的沟通协调上, 工作效率低;气体灭火保护区及气瓶间内管线设备布置难以做到布局合理、美观;管道及支架在施工现场加工, 加工质量难以保证。本文以某地铁站IG-541气体灭火系统为例, 从气体灭火管网系统的深化设计、模拟组装、工厂化预制及现场组装方面探索BIM技术的应用方法。
关键词：IG-541,气体灭火,BIM,预制加工
参考文献
[1] 柏万林, 刘玮, 陶君.BIM技术在某项目机电安装工业化中的应用[J].施工技术, 2015, 44 (22) .
[2] 赵民琪, 邢磊.BIM技术在管道预制加工中的应用[J].安装, 2012 (1) .