風管制作與安裝過程損耗率控制探討

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[摘要]在大型機電安裝工程暖通系統安裝是機電工程的重要部分，為切實提高機電安裝工程的效率、保證工程進度、降低施工成本。通過應用BIM技術對機電管線進行二次深化設計合理優化管線布局，對風管位置進行準確定位，為風管工廠化預制加工打下基礎，同時保證后期風管安裝過程中風管損耗率的有效控制，具有較好的經濟效益。本文結合具體工程實例，闡述具體的實施方法。

[關鍵詞]BIM技術；風管預制加工；損耗率

本文以通州安貞醫院建設項目為例進行分析。通州安貞醫院建設項目工程總體規模為34萬平方米，包含門診、醫技、住院、科研、教學等功能，總床位數為1500張。項目建成后，將為患者提供預防、治療、康復為一體的覆蓋疾病全過程的醫療服務。本工程機電安裝工程量大，風管工程量將近24萬平方米、項目工期緊且多專業工程交錯、綜合施工。

1施工工藝原理

將BIM技術應用于風管預制安裝施工中，通過全專業模型搭建，提前發現并解決機電管線之間、機電管線與結構之間以及其他相關專業的碰撞問題，合理排布機電管線位置及路由，完善各專業的協同優化，使風管在加工制作與安裝過程中降低其損耗率，達到降本增效的目的。(1)項目具體實施模型搭建前還應綜合考慮風機、空調機組、風閥、風口、土建結構梁、柱、洞口和基礎等結構尺寸、檢修空間等相關考慮要素進行綜合排布。通風與空調設備、風閥等需提前確定相應廠家提供準確尺寸以保證BIM模型搭建的準確性。(2)根據BIM深化完成后的模型，導出圖紙，對風管進行分段分節，在有風口的位置上適當將風管加長并進行加固處理，針對風閥位置根據已確定的風閥廠家預留出相應長度避免日后由于風管過長或過短導致風閥無法安裝造成風管作廢產生損耗。(3)將預制完成后的風管按系統類型、規格尺寸、安裝位置進行統一的二維碼編號，現場安裝工人用手機做載體，快速查閱BIM模型及圖紙等信息，風管安裝全過程無紙化。(4)施工現場根據BIM模型排布后的管線位置在施工現場進行結構尺寸復核，管道位置、支吊架位置進行放線及支吊架的制作及安裝工作。(5)風管運抵現場后根據風管編號進行組裝，組裝完成后平面風管采用升降平臺對風管進行整體提升，提升至施工高度進行風管安裝、固定；豎向風管采用手動或電動葫蘆由上至下輸送至安裝位置并拼接完成，每層樓板處設置固定支架。

2施工工藝流程

2.1基于BIM信息化模型的施工工藝流程

基于BIM信息化模型的施工工藝流程，如圖1所示。

2.2基于BIM信息化模型的機電安裝管線優化

（1）通過采用BIM技術，進行建筑、結構、機電等全專業模型搭建，制定機電管線優化原則，通過三維漫游、施工模擬、凈高分析、碰撞檢查等手段解決各專業之間碰撞問題，深化過程中由總承包單位牽頭，協調建設單位、設計單位、監理單位、專業施工單位、后期醫院運營單位和各材料設備供應商等共同參與到其中，對機電管線綜合排布方案進行討論，最終確認機電管線綜合排布方案，如圖2所示。（2）對BIM模型進行精細化建模，將機電系統中的風機、風閥、風管彎頭弧度（內弧半徑R）、風管三通樣式、支吊架、保溫、法蘭高度等提前確定產品品牌，進行產品樣冊封樣，按產品實際尺寸構建項目產品族庫并注明構建信息、系統名稱、設備參數等，以保證BIM模型的精度。（3）深化模型過程中對設計系統進行查漏復核，對原設計機電管線調整的，進行系統參數復核，保證深化后的機電管線設計參數滿足原設計要求。（4）根據BIM技術完成的機電管線綜合排布后的模型導出各專業施工圖紙，為下一步管道預制、現場結構復核、機電管線安裝施工創造條件，如圖3所示。

3風管預制加工工藝

3.1風管預制加工工藝流程

風管預制加工工藝流程圖，如圖4所示。

3.2風管系統分段

根據由BIM技術完成的機電管線綜合排布后的模型導出的施工圖紙，將風管系統按照標準直線管段、彎頭、異性件等進行拆分，繪制直線管段風管分段圖，彎頭、三通及異形管件加工圖，如圖5所示。3.2.1角鋼法蘭和共板法蘭直管段標準節的預制加工加工廠根據風管的系統類型、風管工作壓力及風管管徑，選擇不同厚度的材料來加工，見表1。風管原材料采用成卷的鍍鋅鐵皮，如圖6所示。風管按照預制加工所需的尺寸裁剪。風管材料的邊長d是決定預制加工標準節長度的限制條件，鍍鋅板材邊長d一般設置為1250mm，角鋼法蘭風管考慮鍍鋅板材的板材厚度及不同厚度板材的翻邊偏差量將角鋼風管標準節長度設置為1240mm，共板法蘭風管采用法蘭高度采用35mm法蘭沖壓件，將標準節長度設置為1160mm，如圖7所示。3.2.2風管彎頭的預制加工應用BIM技術對風管進行水平定位后，確定風管彎頭形式和內外弧直徑。風管彎頭一般采用內外同心弧，彎頭內弧宜為R內=0.5A，彎頭宜為R外=1.5A，如圖8所示。根據施工現場實際情況如機電管線密集，風管彎頭無法按照標準內外弧度制作時需在彎頭內部增加導流葉片，當矩形風管邊長大于或等于500mm，且內弧半徑與彎頭端口邊長比小于或等于0.25時，設置導流葉片，導流葉片采用單片式或月牙式兩種類型安裝。3.2.3風管閥部件處的風管預制加工通風系統上的各類風閥閥門的產品規格尺寸需根據廠家型號來確定，在應用BIM技術進行機電管線深化時將風閥廠家確定根據風閥廠家所提供的規格尺寸進行建模（防火閥為250mm）。在進行風管分段時將防火閥的位置進行調整確定并應滿足驗收規范要求（防火閥必須滿足距墻≤200mm）后再確定風閥兩端風管分段的短節長度。其他附件如各類調節閥、止回閥、消聲器等類同，如圖9所示。3.2.4風管風口處的風管預制加工在地下室車庫送排風系統和豎井內防排煙系統中通常風口風量都很大，所以相應的在風口的尺寸上也會變大。在豎向風管分段時需考慮風口的長度和風口的距地尺寸，將此節風管做成超過標準節長度風管，并進行風管加固。圖10中，在水平風管分段時需根據BIM機電管線排布成果確定風口最終位置、尺寸和方向再進行風管分段，針對超過標準節長度的風口為保證安裝完成后的機電管線的整體美觀性，將風口方向更改滿足在一個標準節長度內安裝，在不改變風口尺寸、風口風量的同時使風管安裝更具美觀性。

4風管系統安裝工藝

風管安裝前對施工人員進行技術交底，使其對工程特點、難點；主要施工工藝及施工方法；技術要求；質量控制；安全措施等有較詳細的了解。在BIM技術可視化和施工模擬等技術特點下，施工交底采用施工動畫、施工工藝模擬視頻等方式明確工序、突出重點，讓施工人員更為直觀地對機電管線深化設計方案以及易錯點進行觀察和了解，減少實際施工過程中出現問題的可能性。由現場施工人員根據BIM深化設計圖紙對現場實體結構尺寸進行復核，待尺寸復核無誤后進行現場風管安裝工作；當測量偏差較大時可結合現場實際結構尺寸，在深化完成BIM模型中進行局部優化調整，并對相關位置進行再次施工模擬，消除由與結構偏差對預制加工完成的風管造成安裝的不可實施性的影響，確保BIM模型與現場的一致[2]。現場施工人員根據BIM模型機電管線綜合排布后導出施工圖紙和支、吊架布置圖，應用紅外線定位儀對風管位置走向及支吊架的根部生根位置進行定位。對運抵現場的風管進行合理的按系統分配、排列碼放，按深化的風管分段圖，通過風管上編號按照分段圖位置進行組對聯接，已完成組對的風管采用升降平臺對風管進行整體提升，完成整個風管系統的安裝、固定等工作。

5經濟效益

通過通州安貞醫院建設項目實施的應用，風管在基于BIM技術預制與安裝過程中合理使用材料，大幅度減少材料損耗，降低了風管加工成本，在安裝過程中提前解決了機電管線的交叉碰撞問題，提高了風管安裝的完成率。解決了風管在制作、安裝過程中效率低及風管廢料率居高不下等問題，同時縮短了施工工期，確保了施工安全和工程質量，取得了較好社會效益和經濟效益。

6結語

近些年BIM技術的發展及應用落地加快了建筑業技術進步，尤其對機電工程管線預制裝配，現場機電管線綜合排布等提供了強有力的幫助。在暖通工程中BIM技術為風管預制加工及現場安裝帶來了極大的經濟效益[3]。

參考文獻

[1]詹生銳.基于信息化的風管預制與安裝應用[J].建筑熱能通風空調.2019（11）：98-100.

[2]張姍姍.基于BIM的風管工廠化預制施工技術[J].施工技術.2017，12（第46卷）1370-1375.

[3]劉志剛等.淺談基于BIM技術的預制裝配式風管安裝施工技術[J].中國建材科技.2021（4）：114-130.

作者：聶昆 單位：北京城建一建設發展有限公司