昌平区未来科学城第二中学建设工程

2024-08-28 14:54

装配式钢结构超低能耗学校建筑—昌平区未来科学城第二中学

昌平区未来科学城第二中学建设工程为超低能耗建筑采用钢框架装配式结构，在学校类群体建筑大面积应用，具有明显的绿色低碳科技创新性，一直备受各方高度关注。

项目是由北京市昌平区教育委员会开发建设、住房和城乡建设部科技与产业化发展中心负责全过程咨询，北京建工集团承建，北京华策建筑科技有限公司负责项目BIM的应用策划实施。

工程将BIM+智慧工地技术应用到项目信息化管理实践中，积累了很多实践经验和成套的施工技术成果，在被动式建筑的数字化施工方面具有代表意义。

2018年项目正式启动，9月通过北京市超低能耗示范项目的专家立项评审。

2019年荣获第九届“龙图杯”全国BIM大赛奖及北京市工程建设BIM成果综合应用奖；

2021年通过北京市建筑信息模型（BIM）应用示范工程验收。

一、工程概况

项目坐落于北京市“三城一区”重点规划项目之一的昌平区未来科学城内，满足昌平区未来科学城绿色生态、低碳环保、智能高效科技生态新城的总体定位，该学校采用“装配式+超低能耗建筑”绿色建筑设计形式，装配率为57.32%，

建筑面积为23088.82平方米，示范区域为教学行政楼、宿舍楼地上部分，超低能耗建筑示范面积为11194.96平方米。

二、项目重难点及BIM解决方案

BIM实施内容及创效结果

作为北京市第一个将钢框架装配式结构和被动式超低能耗建筑结合的工程，实施难度大，缺少足够可拷案例的解决方案

项目除了基于BIM进行传统项目的BIM协同设计、施工图审核、场地动态管理、施工方案模拟、管线综合深化等基础工作外，也利用BIM数字化技术助力超低能耗专项施工，解决工程难点。精准模拟各超低能耗节点施工工艺，可视化交底，加强施工人员的理解，提高施工质量。同时记录在被动式项目实施过程中BIM技术的应用及解决的难题，总结形成“十六项超低能耗节点总结文件”和“ BIM技术在超低能耗建筑中总结教材”学习资料，为BIM技术在被动式建筑的应用提供可参照的资料。

BIM技术的使用为项目的建造节省了部分的人、材、机，结合BIM投入，合计创效99.82万元；在项目建筑过程中接待诸多来自建工集团内部及外部的参观约600人次，并被9家主流媒体报道；产生多项技术效益，并为企业培养了7位超低能耗工程师及5位BIM工程师，为企业的发展储备了人才力量。

超低能耗方向的BIM的落地实施

1、BIM在围护结构的应用

项目采用ALC条板作为建筑外墙围护墙体结构，板缝之间、穿外墙管道等气密性处理与普通外围护结构均有所不同，加上项目是超低能耗建筑，ALC条板安装方式是项目需要解决的重难点。且工程为钢框架结构，由于钢梁的限制，外墙ALC条板在室内安装无足够空间，在室外安装无辅助作业面，无合适的设备及机械用于安装，需研发适合本项目条件下的安装工具。

利用BIM技术模拟外围护结构条板的整块安装工艺及窗上下口安装的节点构造，模拟条板安装过程及板缝处理方式；辅助现场研发安装工具，进行方案验证，并进行可视化交底，解决ALC条板安装无足够空间、作业面问题。

ALC条板安装模拟：

2、BIM在外墙保温系统及被动窗的应用

项目外墙保温采用岩棉条铺设，板缝处理及窗洞口处的保温处理是管控要点。且外窗均为外挂式，ALC加气条板强度无法满足超大被动式外挂窗的荷载。利用BIM技术模拟外墙保温、窗口处保温及被动窗安装工艺流程，辅助现场可视化交底，提高施工质量。

被动窗安装模拟：

3、BIM在被动式屋面及女儿墙的应用

本工程屋面为被动式种植屋面，保温和防水较一般项目要求高，女儿墙为突出屋面的构造，温层均匀连接、保温与屋面保温层及屋面保温与外墙保温的连续性是施工把控的重点。利用BIM模拟被动式种植屋面及女儿墙施工流程，利用BIM技术助力屋面精细化施工

4、BIM在被动式出屋面管道的应用

为防止管道部位传热造成热损失，出屋面管道部位室内与室外保温、断桥隔热及气密性问题是把控的重点。同时，管道的连接密度，保温的连续性及裸露室外的管端的隔气处理也是实施的重点。

利用BIM技术对出屋面管线保温做法，管线出屋面处洞口封堵做法，对出屋面各层构造做法、管道末端自垂百叶做法及管线屋面安装做法等细节进行模拟，辅助现场可视化交底。

5、BIM在超低能耗建筑中应用资料总结

以昌平二中项目为例，记录在被动式项目实施过程中BIM技术的应用及解决的难题，对项目施工应用难点也进行总结形成教材，给后续同类项目以实践经验的借鉴。同时总结出16项超低能耗专项节点，从节点简介、实施难点及解决方案、节点详图、施工工具、节点材料组成、工艺流程、施工方法、质量验收标准几个方向详细的阐述，形成总结文件，为后续类似项目提供可参考性文件。