CN115577520B - 一种基于bim的可移动冰面做法深化及施工方法 - Google Patents

一种基于bim的可移动冰面做法深化及施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于BIM的可移动冰面做法深化及施工方法，针对深化方法来说，包括步骤：S1：冰面功能层热传递形式模拟；S2：对初始冰面功能层进行调整；其中S1.1：模拟软件的选型；仿真模拟软件选择为COMSOL Multiphysics；S1.2：模拟实施，对初始设计方案进行冰面温度传递模拟。针对施工方法来说，包括A1：基层清理；A2：铺设加热管；A3：夯填砂层；A4：铺设防潮层；A5：浇筑混凝土找平层；A6：防水层施工；A7：铺设保温层；A8：铺设滑动层；A9：浇筑钢筋混凝土层；A10：临时防水层；A11：挡水槛安装；A12：冰排管及支架安装；A13：冰面制作。本发明有利于基层恒温。

Description

一种基于BIM的可移动冰面做法深化及施工方法
技术领域
本发明涉及BIM技术领域，尤其涉及一种基于BIM的可移动冰面做法深化方法。
本发明还涉及上述基于BIM的可移动冰面的施工方法。
背景技术
现有技术中，冰面面层与混凝土结构中无空气隔离保护层极易出现冷桥现象，会破坏混凝土的安全结构，使得混凝土在不同程度上发生冻裂、起鼓现象，最终导致开裂，影响冰面品质。然而传统施工方法无法直观得知冰面温度在功能层之间的传递情况，致使无法得知冰面温度对筏板混凝土层的影响情况，导致初始设计方案不能实现基层筏板混凝土的恒温效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于BIM的可移动冰面做法深化方法，有利于初始设计方案的优化，使基层筏板混凝土达到恒温的效果，避免冻裂、起鼓等相关问题。
本发明的另一个目的是按照上述基于BIM的可移动冰面做法深化方法所调整的设计方案的施工方法，有利于提升施工效率。
针对基于BIM的可移动冰面做法深化方法来说，具体包括如下步骤：
S1：基于BIM技术对冰面功能层热传递形式进行模拟；
S2：基于S1的模拟结果，对初始冰面功能层进行调整；
其中S1包括：
S1.1：模拟软件的选型，冰面功能层实体模型模拟软件选择为Autodesk Revit，以构建冰面功能层实体模型；
仿真模拟软件选择为COMSOL Multiphysics，以应用COMSOL Multiphysics中热传递模块进行冰面功能层的温度传递模拟工作；
S1.2：模拟实施，在Autodesk Revit中搭建冰面功能层的信息模型，并通过LiveLinkTMfor
Figure BDA0003873744750000011
同步到仿真模拟软件COMSOL Multiphysics，并输入每一种功能层的导热系数、密度、恒压热熔系数参数，以应用COMSOL Multiphysics热传模块，对初始设计方案进行冰面温度传递模拟。
作为深化方法进一步的改进，S1.2中：
S1.2中：冰面温度传递模拟包括热传导、热对流、热辐射以及三者任意组合的热传递形式并与相关物理场耦合，在构建的冰面功能层基础上，选用热传递模块进行数据梳理分析，以得到功能层下的基层的冷桥、起鼓及相关现象；
其中，建立冰面中心点模型进行模拟，并设置以下参数：
设置模拟温度取值标准，包括环境温度、冰面温度；
设置场地运营时间；
设置空气速度；
设置传热系数；
根据模拟结果，得到作为基层的筏板混凝土在设置的场地运营时间下，其达到的温度界限，低于此温度界限时，能引起冷桥、起鼓及相关现象；
确定主要深化方向为：调整作为基层的混凝土筏板与冰层之间的功能层来实现导热系数的稳定性，以使作为基层的混凝土筏板恒温于所述温度界限。
作为深化方法进一步的改进，S1.2中：初始设计方案的冰面功能层由上至下，依次设置为：
30mm冰面层；
50mm可移动冰排管，应用时作为冰面；
150mmC35F200抗冻钢筋混凝土钢筋层；
0.4mmHPDE滑动层；
100mm挤塑聚苯板保温层；
SBS改性沥青防水卷材层；
90mm夯填砂层，其内置加热管；
100mmC15细石混凝土找平层。
作为深化方法进一步的改进，S2中：
调整后的功能层确定如下，由底层至冰面层，从下至上依次设置为：
基础筏板混凝土层→PE加热管层→100mm砂层→PE膜防潮层→细石混凝土找平层→SBS防水层→挤塑聚苯板保温层→PE膜滑动层→防冻抗渗混凝土层→PE膜临时防水层→可移动制冰排管及支架层→冰面层。
针对施工方法这一技术主题来说，具体包括如下步骤：
A1：混凝土筏板基层清理；
A2：在A1的基层上铺设加热管；
A3：夯填砂层将加热管埋实；
A4：在A3的基础上铺设防潮层；
A5：在A4的基础上浇筑混凝土找平层；
A6：在A5的基础上进行防水层的施工；
A7：在A6的基础上铺设保温层；
A8：在A7的基础上铺设滑动层；
A9：在A8的基础上浇筑防冻钢筋混凝土层；
A10：在A9的基础上设置临时防水层；
A11：定型铝合金挡水槛的安装；
A12：在A10的基础上设置可移动冰排管及支架的安装；
A13：冰面制作。
作为施工方法进一步的改进，A2中：
A2.1：加热管采用PE管，支管间距不大于500mm，现场弹线控制间距，加热管应采用塑料管卡进行固定，间距为1.5-2m；
A2.2：采用专用温控热熔机对主管与支管处三通进行热熔连接；
A2.3：管路安装完成后，进行水压试验，初始压力设为0.6Mpa，24小时后进行检测；使压力降在规范许可范围内，则降压至0.4Mpa直至整个制冰构造层施工完毕。
作为施工方法进一步的改进，A3中：
A3.1：进场的砂石应先进行过滤，去除大粒径的石子，后再进行回填；
A3.2：铺设砂层前应对冰场区域地面进行清理，确保回填时场地干净，无任何垃圾；
A3.3：铺设砂层前进行PE管道压力测试，试压值达到0.6Mpa，保压值达到0.4Mpa，直至砂层铺设结束，PE管的压力无明显压降；
A3.4：铺设砂层应按照设计要求进行施工，采用夯实机反复打夯保证夯实，平整度宜控制在±5mm之内，采用激光测平仪进行标高控制，铺设砂层采用机械+人工相互配合进行回填，回填顺序为由外向内进行回填。
作为施工方法进一步的改进，A4中：
A4.1：防潮层采用0.4mm厚PE膜，用以防止冰面水汽向下传导，渗入砂层；
A4.2：PE膜采用专用温控热熔机热熔连接，使单幅PE膜，连续热熔形成整体；
作为施工方法进一步的改进，A5-A13中：
A5.1：铺设φ4@200×200冷拔钢丝网，浇筑60厚C20细石混凝土找平层，混凝土浇筑按照要分块浇筑；
A5.2：混凝土找平层按照设计要求的坡度向排水沟方向找坡，混凝土找平层要进行压光处理，确保平整度符合要求；
A5.3：在混凝浇筑和养护过程中，加热管系统的压力保持不少于0.4Mpa的压力，混凝土浇筑完后，养护时间不少于48小时；
A6.1：防水层采用4mm+3mm厚双层SBS改性沥青防水卷材，种类为聚酯胎II型，低温柔性为-25度，无裂纹；
A6.2：防水卷材铺设前，应清理冰场区域基层，确保基层坚硬无空鼓、起砂、裂缝、松动、掉灰、凹凸不平的缺陷，并且干燥、干净；
A6.3：基层清理完毕后，应涂刷基层处理剂，保证基层处理剂均匀、一致；
A6.4：基层处理剂干燥后，应按设计要求对阴阳角部位做附加层处理，加设500mm长的附加防水层；
A6.5：卷材搭接宽度每边为100mm，铺设第二层卷材时，搭接缝与第一层的搭接缝错开卷材幅度的1/3，相邻两幅卷材错开1/2幅，上下两层卷材不得相互垂直铺贴，第一层和第二层错缝满粘铺贴；
A6.6：卷材铺设完毕后，必须对搭接部位、端部及卷材收头部位进行密封处理，然后抹平，形成明显的沥青封边条；
A7.1：保温层采用双层50mm厚，共计100mm厚挤塑聚苯板保温层，铺设前应进行保温板排版深化设计，施工过程中严格按照排版图进行施工；
A7.2：当分层铺设时，上下两块板材要应满足“同层错缝、异层压缝”的原则，拼缝应严密，横平竖直，严禁使用表面有缺陷的板材，严禁使用碎块进行铺设施工；
A8.1:设置滑动层用以抵消形变、与位移；滑动层采用双层0.4mm厚PE膜，在铺设时，聚乙烯薄膜不能有破损；
A8.2：铺设第一层聚乙烯薄膜，薄膜不得起皱，聚乙烯薄膜接头采用热熔焊接，接头的搭接至少为10cm，铺设第二层聚乙烯薄膜要与第一层薄膜错缝铺设，搭接缝与第一层的搭接缝错开幅度的1/3，相邻两幅卷材错开1/2幅，上下两层的薄膜不得相互垂直铺贴；
A9.1：防冻钢筋混凝土层采用120mm厚C35防冻等级：F250，抗渗等级：P6的混凝土，其内铺设上下双层C10@100×100的双向钢筋；
A9.2：防冻钢筋混凝土层作为冰面承载体，具体施工过程如下：
A9.21：防冻钢筋混凝土层施工前应进行混凝土试配工作，确定混凝土配合比，混凝土宜采用纤维增强混凝土，其中采用罗赛纤维作为混凝土的次增强材料；
A9.22：施工前，应按照深化设计图纸的位置，将防护界墙的固定件预埋至固定位置；
A9.23：防冻钢筋混凝土要求一次性连续浇筑完成，整体平整度不超过±5mm；
A9.24：防冻钢筋混凝土施工前应对滑动层做好保护，泵管铺设的位置铺设旧轮胎进行保护；
A9.25：测量放线后，铺设双向钢筋，控制钢筋的间距、保护层符合要求；
A9.26：在浇筑混凝土前，要对预浇筑的场地内打点，设置灰饼，灰饼间距为2m间距，梅花形布置；在混凝土浇筑时，在场地的四周，架设固定的激光经纬仪，随时对混凝土标高进行控制，并采用激光型混凝土摊铺机，将混凝土反复振捣到位，激光摊铺机整平后，需采用手动整平尺进行第2次刮平，去掉混凝土表面的杂质，同时将表面裂缝封闭，浇筑完成后应及时铺设塑料薄膜进行养护，养护时间不少于14天；
A9.27：在冰场内外侧设置伸缩缝，宜采用由氯丁橡胶组成的结构性密封伸缩缝系统，首先使用混凝土表面处理剂将表面尘土、浮渣擦干净，在处理好的结构缝上面涂抹黏结剂，涂抹程度要饱和，不得有漏涂现象，随后将橡胶管按照尺寸要求切割成型，端头打磨平整，不得有凹凸不平现象，以确保黏结牢固，不漏气；切V形槽口，确保打气时气流畅通；堵头打磨，所有黏结面须打磨到位，不得漏打，接着用钢丝刷刷橡胶管涂胶面，去掉表面氧化层，使用表面处理剂将橡胶管表面擦抹干净，将加工好的橡胶管上涂抹黏结剂最后将橡胶条放进缝隙中，平齐放置，两侧用环氧黏结胶封边，再进行充气膨胀；
A9.28：混凝土强度达到设计强度的100％后，才能进行冰面的制冰工序；
A11.1：作为多用途冰场，制冰排管及支架均为可移动式，冰面需在支架与外露排管上制作完成，并设置定型铝合金挡水槛，以防止制冰用水泄露；
A11.2：挡水槛需在可移动冰排管与支架安装前，安装完成，挡水槛只设置在制冰管沟的边缘用来保证制冰支管从管沟中顺利延伸至冰场中；
A11.3：挡水槛为基座+卡片结构，中间有24mm宽凹槽，制冰排管就在凹槽中穿过，挡水槛基座安装在制冰管沟边缘，制冰排管从凹槽处穿过后，将上部卡片下插至基座处，至上下两片结构合拢，形成闭环，以防止制冰用水泄露；
A12.1：可移动冰排管采用HDPE-100冷媒管，支架为蜂窝状支架；
A12.2：蜂窝状支架为卡扣式，在防冻钢筋混凝土强度达到100％时增大面积铺设；
A12.3：支架安装完毕后，铺设冷媒管，铺设方向为从制冰管沟开始向另一侧连续铺设，首尾相连，并且采用“隔一步一”原则铺设；
A13.1：制冰前准备工作→三级预冷→冰漆喷涂→封漆→LOGO制作→封冰→保洁；
A13.2：制冰前对整体制冰设备进行系统调试，电压、电流、相序、设备运转声音、冷却水洁净状态、制冷管道的保压状态均符合要求，保证所有设备均可正常运转、控制系统稳定可靠，且保证制冰的净化水系统正常，制冰全时使用净化水，对混凝土场地进行全面彻底冲刷、清洁，停止场地其他一切带有扬尘的工作，保证供水充足，组装调试喷漆设备，LOGO标线及冰漆核对数量全部到位，冰场地胶全部铺设完毕，供水管道压力不得低于0.25Mpa；
A13.3：制冰开始，对整体场馆的湿度要求在50％以下，基础冰必须平整，温度均匀，可进行冰漆喷涂作业，整体制冰对水质的要求：纯净水电导率小于60μS/cm；
A13.4：冰漆喷涂完毕后进行冰漆封冻作业，作业水管不得在漆面上拖拽，以免污损冰面，整体封漆作业水均为雾状水，不得出现水滴现象，作业人员作业时对鞋底及接触面进行处理，为防止冰裂现象，不得随意更改温度参数，封漆厚度不得少于5mm；
A13.5：封漆作业结束后施画各类标志标线及广告LOGO铺设，铺设LOGO时要求横平竖直，尺寸精确，冰车划线按照国际标准执行，而后进行整体封冰作业，采用专用喷冰工具进行施工；
A13.6：整体封冰作业时，水量必须根据冻结状态进行调整，保证每层冰面都冻结完全才可以进行下次浇水作业，温度控制由现场操作人员根据冰面状况随时制定，非操作人员不得擅自更改系统温度参数；
A13.7：冻结厚度达到设计要求后，整体制冰工作结束，可上冰车进行操作，对围挡进行保洁。
作为施工方法进一步的改进，采用BIM智能放线机器人进行各功能层施工质量控制，其中：
从BIM模型中设置现场控制点，按横纵轴X轴方向每10m，Y轴每30米定位6个放样控制点并形成9个控制板块，在模型及现场进行同步定位识别，将整个场地的质量控制精细化至九分之一，每个板块为一个单独控制单元，每个单元测设7个点位；
将放样控制点导入Trimble Field Link软件中，将放线机器人带入现场，对现场放样控制点进行数据采集，即将模型通过点的定位精准识别同步定位到现场实体，实现模型与现场的空间位置统一，现场管理人员均在电脑上进行测设，在电脑中点击模型部位，红外激光自动照准现场该位置，并获取该点位的坐标并与模型进行复合，实现精准的质量控制实现各层平面质量控制标准为±2mm之内。
本发明有利于初始设计方案的优化，使基层筏板混凝土达到恒温的效果，避免冻裂、起鼓等相关问题。
本发明施工方法，不仅有利于实现经上述深化方法优化后的施工方案，而且其中混凝土+冷排管+防冻热管是分隔开的，便于拆卸，灵活性好。
附图说明
图1为冰面多用途构造层做法节点图。
图2为冰面构造层施工工艺流程图。
图3为冰面构造层详图。
图4为加热管铺设示意图。
图5为加热管整体平面布置示意图。
图6为加热管局部平面布置示意图。
图7为砂层夯填示意图。
图8为防潮层铺设示意图。
图9为混凝土找平层施工示意图。
图10为防水层铺贴示意图。
图11为防水层制冰管沟处铺贴示意图。
图12为保温层铺贴示意图。
图13为滑动层施工示意图。
图14为防冻抗渗钢筋混凝土层施工示意图。
图15为防冻抗渗钢筋混凝土层施工示意图。
图16为上部挡水槛卡片详图。
图17为下部挡水槛基座详图。
图18为可移动冰排管及支架安装示意图。
图19为可移动冰排管平面布置图。
图20为冰面制作示意图。
图21为初始设计提供的功能做法模拟图。
图22为最适宜的冰面功能做法层热传递分析图。
图23为最适宜的冰面功能做法层等温点分布图。
图24为放样控制点示意图。
附图标记：1、冰面层；2、可移动制冰排管及支架层；3、临时防水层；4、防冻钢筋混凝土层；5、滑动层；6、保温层；7、防水卷材层；8、细石混凝土找平层；9、防潮层；10、夯填砂层；11、混凝土筏板基层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
为搭建出高品质“冰面”，本实施例通过应用BIM技术+仿真模拟技术，制定了地下冰场的冰面功能做法层，具体深化方法如下：
1、基于BIM技术的冰面功能做法层热传递模拟
1)模拟软件的选型
本实施例建筑实体模型选用目前较主流能够承载建筑从设计、施工、运维全过程信息的Autodesk Revit，该模型不仅可以集成建筑信息同时还能与各类应用性软件有很好的交互性。
仿真模拟阶段目前应用较广泛的仿真模拟和数值分析软件有Fluent、Ansys、COMSOLMultiphysics等。
其中COMSOL Multiphysics仿真模拟软件可与Revit软件中的以房间为单位的几何单元，通过LiveLinkTMfor
Figure BDA0003873744750000081
插件导出保留模型的几何信息、自动过滤掉模拟不需要的细长面、短边、倒角、小面等微小构件，使后续模拟不需要再在该软件中重新建立模型并能实现模型修改的同步性。因此，最终决定应用COMSOL Multiphysics中热传模块进行冰面功能层的温度传递模拟工作。热传递模块可以解决包括热传导、热对流、热辐射以及三者任意组合的问题，
同时可将这些传热方式与其他物理场相耦合。利用传热模块，可以模拟自流对流、受迫对流、工艺流程设计、相转变、辐射传导、以及这些传热方式的任意组合。对于生物组织的热分布情况的模拟，模块中也设定了专门的应用模式，根据冰面功能做法层的简单构造，选用热传导功能进行数据梳理分析即可。
2)模拟实施
首先，本实施例在施工前期阶段，搭建好新建工程的三维建筑信息模型，并通过LiveLinkTMfor
Figure BDA0003873744750000092
同步到模拟软件，项目BIM团队对每一种功能层的导热系数、密度、恒压热熔系数进行了查询，得出了如下的做法层传热能力比对表。
Figure BDA0003873744750000091
Figure BDA0003873744750000101
应用COMSOL Multiphysics热传模块，对原设计变更方案进行了冰面温度传递模拟。
模拟温度取值标准：参照国家游泳中心的营业时间设定冰场运转时间为9：00-21：00(12个小时)、场馆环境温度为27℃、冰面温度为-7℃(奥运赛事冰面温度为-7至-9℃)、空气速度为0(假设静止环境)，传热系数为100，选取冰面中心点模型进行了温度模拟。
得到结论，通过模拟可知在27℃室温的情况下连续12个小时无压力的运营条件下，会发生筏板混凝土顶部温度小于24℃的现象，并且容易发生筏板混凝土出现冷桥、起鼓等现象，主要深化方向为：研究通过改变筏板与冰层之间的功能层来实现其导热系数的稳定性，实现筏板基础的恒温。
本实施例通过对各功能层传递热对比表进行了研究，经过对11层功能层前后工序的组合排布后最终制定了冰面功能做法层。其组成成分及顺序为(由底层至冰面层，下至上)：基础筏板混凝土层→PE加热管层→100mm砂层→PE膜防潮层→细石混凝土找平层箭头→SBS防水层→挤塑聚苯板保温层→PE膜滑动层→防冻抗渗混凝土层→PE膜临时防水层→可移动制冰排管及支架层→冰面。
其数值模拟分析结果如下图所示。可知，此版做法层可以实现12个运营小时内，在场馆室内温度达到27℃、冰面温度为-7℃、静止无压力环境下，筏板混凝土温度控制在24℃，且处于恒温状态。此外本方案中的防冻混凝土削弱了厚度，节省了施工成本。
以此进行截止冰排管功能做法层的现场施工；
现场施工质量控制：
项目组引进BIM智能放线机器人进行各功能层施工质量控制，优化传统实测方式会产生的人工操作误差、操作时间长、人员功效低等问题。
BIM模型中设置现场控制点，按横纵轴X轴方向每10m，Y轴每30米定位6个放样控制点并形成9个控制板块，在模型及现场进行同步定位识别，将整个场地的质量控制精细化至九分之一，每个板块为一个单独控制单元，每个单元测设7个点位。
将放样控制点导入Trimble Field Link软件中，项目组将放线机器人带入现场，对现场放样控制点进行数据采集，即将模型通过点的定位精准识别同步定位到现场实体，实现模型与现场的空间位置统一，不需要特定的质量控制人员，现场管理人员均可以在手部电脑上进行测设，只需要在手部中点击模型部位，红外激光便会自动照准现场该位置，并获取该点位的坐标并与模型进行复合，实现精准的质量控制实现各层平面质量控制标准为±2mm之内。
实施例2
本实施例中多用途冰面构造总厚度470mm，其做法由上往下依次为：
a)30mm厚冰面层1(根据功能不同，厚度可调)；
b)50mm厚可移动制冰排管及支架层2；
c)临时防水层3(0.4mm厚PE膜)；
d)120mm厚C35防冻(F250)抗渗(P6)抗裂钢筋混凝土层(内铺设上下双层φ10@100X100双向钢筋)；
e)双层0.4mm厚PE膜滑动层5；
f)100mm厚挤塑聚苯板保温层6(50mm厚X2，双层错缝铺设，抗压强度不低于300kPa)；
g)4mm+3mm厚双层SBS改性沥青防水卷材层7(聚酯胎II型，-25℃)；
h)60mm厚C20细石混凝土找平层8(内配φ4@200X200冷拔钢丝网)；
i)防潮层9(0.4mm厚PE膜防水卷材)；
j)100mm厚夯填砂层10(内置PE热水管加热层)；
k)原有500～1500mm厚钢筋混凝土底板11；
在原有钢筋混凝土基础底板之上设置序号为d)～j)的功能层为永久设置做法，b)、c)功能层为可移动做法。对冰面的技术要求如厚度、冰温、硬度、平滑度等，可根据具体冰上运动项目的要求进行参数设置。
施工操作要点如下：
A1：基层清理
清理基层，确保基层平整、干燥、无杂物，不疏松。测量复核地面平整度、地面标高、场地尺寸符合设计要求。冰场净宽、净长不得出现负误差。
A2：铺设加热管
A2.1：加热管采用PE管，应严格按照制冰系统设计方案进行施工——支管间距不大于500mm。现场弹线控制间距，并注意施工过程中的成品保护。加热管应采用塑料管卡进行固定，间距为1.5-2m。
A2.2：采用专用温控热熔机对主管与支管处三通进行热熔连接，连接时注意接头部位的清理、热熔控制时间及热熔后冷却固定时间。
A2.3：管路安装完成后，进行水压试验，初始压力0.6Mpa，24小时后进行检测，如压力降在规范许可范围内，则降压至0.4Mpa直至整个制冰构造层施工完毕。
A3：夯填砂层
A3.1：进场的砂石应先进行过滤，去除大粒径的石子，后再进行回填。
A3.2：铺设砂层前应对冰场区域地面进行清理，确保回填时场地干净，无任何垃圾。
A3.3：铺设砂层前进行PE管道压力测试，试压值达到0.6Mpa，保压值达到0.4Mpa，直至砂层铺设结束，PE管的压力无明显压降。
A3.4：铺设砂层应按照设计要求进行施工，采用夯实机反复打夯保证夯实，平整度宜控制在±5mm之内，采用激光测平仪进行标高控制。铺设砂层采用机械+人工相互配合进行回填，回填顺序为由外向内进行回填。
A4：铺设防潮层
A4.1：防潮层采用0.4mm厚PE膜，用以防止冰面水汽向下传导，渗入砂层，导致夯实砂层冻胀，从而破坏基础底板，造成混凝土底板不可逆的损伤。
A4.2：PE膜采用专用温控热熔机热熔连接，使单幅PE膜，连续热熔形成整体，提高防潮能力。
A5：混凝土找平层
A5.1：铺设φ4@200×200冷拔钢丝网，浇筑60厚C20细石混凝土找平层，混凝土浇筑按照要分块浇筑。
A5.2：混凝土找平层按照设计要求的坡度向排水沟方向找坡，混凝土找平层要进行压光处理，确保平整度符合要求。
A5.3：在混凝浇筑和养护过程中，加热管系统的压力保持不少于0.4Mpa的压力。混凝土浇筑完后，养护时间不少于48小时。
A6：防水层施工
A6.1：防水层采用4mm+3mm厚双层SBS改性沥青防水卷材(聚酯胎II型，
-25℃)。
A6.2：防水卷材铺设前，应清理冰场区域基层，确保基层坚硬无空鼓、起砂、裂缝、松动、掉灰、凹凸不平等缺陷，并且干燥、干净。
A6.3：基层清理完毕后，应涂刷基层处理剂，保证基层处理剂均匀、一致。
A6.4：基层处理剂干燥后，应按设计要求对阴阳角部位做附加层处理，加设500mm长的附加防水层。
A6.5：卷材搭接宽度每边为100mm。铺设第二层卷材时，搭接缝与第一层的搭接缝错开卷材幅度的1/3。相邻两幅卷材错开1/2幅。上下两层卷材不得相互垂直铺贴。第一层和第二层错缝满粘铺贴。
A6.6：卷材铺设完毕后，必须对搭接部位、端部及卷材收头部位进行密封处理，然后抹平，形成明显的沥青封边条。
A7：铺设保温层
A7.1：保温层采用双层50mm厚(共计100mm厚)挤塑聚苯板保温层。铺设前应进行保温板排版深化设计，施工过程中严格按照排版图进行施工。
A7.2：当分层铺设时，上下两块板材要应满足“同层错缝、异层压缝”的原则。拼缝应严密，横平竖直。严禁使用表面有缺陷的板材，严禁使用碎块进行铺设施工。
A8：铺设滑动层
A8.1：为减少冰场使用过程中因轻微形变、位移对各构造层的破坏，需设置滑动层用以抵消形变、与位移。滑动层采用双层0.4mm厚PE膜，在铺设时，聚乙烯薄膜不能有破损，如有破损坏，需整张更换。
A8.2：铺设第一层聚乙烯薄膜，薄膜不得起皱，聚乙烯薄膜接头采用热熔焊接，接头的搭接至少为10cm。铺设第二层聚乙烯薄膜要与第一层薄膜错缝铺设，搭接缝与第一层的搭接缝错开幅度的1/3，相邻两幅卷材错开1/2幅。上下两层的薄膜不得相互垂直铺贴。
A9：防冻抗渗钢筋混凝土层浇筑(安装特制2m厚铝合金挡水台槛)
A9.1：防冻混凝土层采用120mm厚C35防冻(F250)抗渗(P6)混凝土，内铺设上下双层C10@100×100的双向钢筋。
A9.2：防冻抗渗混凝土层作为冰面承载体，它的施工质量好坏直接关系到冰面质量，施工过程中应注意以下事项：
A9.21：防冻抗渗混凝土施工前应进行混凝土试配工作，确定混凝土配合比。混凝土宜采用纤维增强混凝土，其中采用高性能罗赛纤维作为混凝土的次增强材料，大量试验研究证明：在同等掺量下，罗赛纤维混凝土的抗裂、抗渗、抗冻融等耐久性能以及劈拉、收缩、极限延伸、韧性等力学及变形性能优异。
A9.22：施工前，应按照深化设计图纸的位置，将防护界墙的固定件预埋至固定位置。
A9.23：防冻抗渗钢筋混凝土要求一次性连续浇筑完成，整体平整度不超过±5mm。
A9.24：防冻抗渗钢筋混凝土施工前应对滑动层做好保护，泵管铺设的位置铺设旧轮胎进行保护。
A9.25：测量放线后，铺设双向钢筋。控制钢筋的间距、保护层符合要求。
A9.26：在浇筑混凝土前，要对预浇筑的场地内打点，设置灰饼，灰饼间距为2m间距，梅花形布置。在混凝土浇筑时，在场地的四周，架设固定的激光经纬仪，随时对混凝土标高进行控制。并采用激光型混凝土摊铺机，将混凝土反复振捣到位。激光摊铺机整平后，需采用手动整平尺进行第2次刮平，去掉混凝土表面的杂质，同时将表面裂缝封闭。浇筑完成后应及时铺设塑料薄膜进行养护，养护时间不少于14天。
A9.27：为防止防冻抗渗混凝土开裂，应在冰场内外侧设置伸缩缝，宜采用由氯丁橡胶组成的结构性密封伸缩缝系统，首先使用混凝土表面处理剂将表面尘土、浮渣擦干净。在处理好的结构缝上面涂抹黏结剂，涂抹程度要饱和，不得有漏涂现象。随后将橡胶管按照尺寸要求切割成型，端头打磨平整，不得有凹凸不平现象，以确保黏结牢固，不漏气；切V形槽口，确保打气时气流畅通；堵头打磨，所有黏结面须打磨到位，不得漏打。接着用钢丝刷刷橡胶管涂胶面，去掉表面氧化层，使用表面处理剂将橡胶管表面擦抹干净，将加工好的橡胶管上涂抹黏结剂最后将橡胶条放进缝隙中，平齐放置，两侧用环氧黏结胶封边，再进行充气膨胀。
A9.28：混凝土强度达到设计强度的100％后，才能进行冰面的制冰工序。
A10：临时防水层
作为多用途冰场，在竣工投入使用后，可作为冰上运动、商业演出或其他活动的场地。作为场地的基层，为保护抗冻防渗混凝土的使用寿命，需加设0.4mm厚PE膜作为临时防水层，防止在作为冰场的使用过程中，低温与融化的冰水渗入混凝土中，反复冻胀，造成抗冻层不可逆的破坏。防潮层采用0.4mm厚PE膜，应采用专用温控热熔机热熔连接，使单幅PE膜，连续热熔形成整体。
A11：定型铝合金挡水槛的安装
A11.1：作为多用途冰场，制冰排管及支架均为可移动式，冰面需在支架与外露排管上制作完成。为了防止制冰用水从制冰排管一侧泄露，本工艺特制作了定型铝合金挡水槛，防止制冰用水泄露。
A11.2：挡水槛需在可移动冰排管与支架安装前，安装完成。挡水槛只设置在制冰管沟的边缘用来保证制冰支管从管沟中顺利延伸至冰场中。
A11.3：挡水槛为基座+卡片结构，中间有24mm宽凹槽，制冰排管就在凹槽中穿过。挡水槛基座安装在制冰管沟边缘，制冰排管从凹槽处穿过后，将上部卡片下插至基座处，至上下两片结构合拢，形成闭环，防止制冰用水泄露。
A12：可移动冰排管及支架的安装
A12.1：可移动冰排管采用HDPE-100冷媒管，支架为蜂窝状支架。
A12.2：蜂窝状支架为卡扣式，在防冻抗渗混凝土强度达到100％时方可大面积铺设。
A12.3：支架安装完毕后，铺设冷媒管，铺设方向为从制冰管沟开始向另一侧连续铺设，首尾相连，并且采用“隔一步一”原则铺设。
A13：冰面制作
A13.1：制冰前准备工作→三级预冷→冰漆喷涂→封漆→LOGO制作→封冰→保洁；
A13.2：制冰前对整体制冰设备进行系统调试。电压、电流、相序、设备运转声音、冷却水洁净状态、制冷管道的保压状态均符合要求，保证所有设备均可正常运转、控制系统稳定可靠，且保证制冰的净化水系统正常，制冰全时使用净化水，对混凝土场地进行全面彻底冲刷、清洁，停止场地其他一切带有扬尘的工作，保证供水充足。组装调试喷漆设备，LOGO标线及冰漆核对数量全部到位。冰场地胶全部铺设完毕。供水管道压力不得低于0.25Mpa。
制冰前准备工作如下表要求：
序号 设计参数 设计要求
1 环境温度 ≤24℃
2 相对湿度 ≤40～50％
3 照明 连续作业，需提供24h照明
4 制冰用水 清洁、水压确认
5 用电需求 380V/5KW
6 环境清洁度 无粉尘、灰尘
7 制冷系统 冰面降温按照制冰师要求
8 界墙安装 框架部分必须完成
9 底漆 冰面白色无纺布或白漆
10 冰球线 按照国际冰联要求绘制
11 冰面LOGO 40-60克无纺布，透水，透气
12 浇冰设备 洒水装置、喷漆装置
13 人员需求 制冰师、配合人
A13.3：制冰开始对整体场馆的湿度要求在50％以下。基础冰必须平整，温度均匀，可进行冰漆喷涂作业。整体制冰对水质的要求：纯净水电导率小于60μS/cm(自来水的约为400)。
A13.4：冰漆喷涂完毕后进行冰漆封冻作业，作业水管不得在漆面上拖拽，以免污损冰面，整体封漆作业水均为雾状水，不得出现水滴现象，作业人员作业时对鞋底及接触面进行处理，为防止冰裂现象，非本操作人员不得随意更改温度参数。封漆厚度不得少于5mm。
A13.5：封漆作业结束后施画各类标志标线及广告LOGO铺设，铺设LOGO时要求横平竖直，尺寸精确，冰车划线按照国际标准执行。而后进行整体封冰作业，采用专用喷冰工具进行施工。
A13.6：整体封冰作业时，水量必须根据冻结状态进行调整，保证每层冰面都冻结完全才可以进行下次浇水作业，温度控制由现场操作人员根据冰面状况随时制定。非操作人员不得擅自更改系统温度参数。
A13.7：冻结厚度达到设计要求后，整体制冰工作结束，可上冰车进行操作。对围挡进行保洁。
本实施例结构优化、质量可靠：本实施例结合冰场真冰面反复冻融的实际环境，优化了构造层各细部做法的功能关系，各道工序逻辑严密，可操作性强，且各种材料的选择充分考虑真冰层反复冻融环境对冰面构造各功能层所产生的变形、胀缩、高低温极限使用所带来的破坏效应，质量管控可靠。
本实施例反复拆卸、节能环保：本实施例冰面管材采用新型可移动冰排管及支架安装的新技术冰场，不用浇筑混凝土、可反复拆卸，可实现冰面与混凝土地坪的快速转换。安装方便快捷，后期维修成本低。
本实施例地下广场冰场技术是采用可移动式冰排及支架安装的新技术冰场，对控制冰面平整度、保证冰面温度均匀性提出了新的要求。本实施例地下广场的冰场功能层施工，对控制冰层下混凝土的表面开裂，保证冰层下混凝土的平整度，采取措施进行冷热区的有效隔离、防止冷热交换，都取得了很好的效果。投资成本低，后续经营节约能耗，维修成本低，取得了很好的经济效益。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于BIM的可移动冰面做法深化方法，其特征在于具体包括如下步骤：
S1：基于BIM技术对冰面功能层热传递形式进行模拟；
S2：基于S1的模拟结果，对初始冰面功能层进行调整；
其中S1包括：
S1.1：模拟软件的选型，冰面功能层实体模型模拟软件选择为Autodesk Revit，以构建冰面功能层实体模型；
仿真模拟软件选择为COMSOL Multiphysics，以应用COMSOL Multiphysics中热传递模块进行冰面功能层的温度传递模拟工作；
S1.2：模拟实施，在Autodesk Revit中搭建冰面功能层的信息模型，并通过LiveLinkTMfor
Figure FDA0004217936390000011
同步到仿真模拟软件COMSOL Multiphysics，并输入每一种功能层的导热系数、密度、恒压热熔系数参数，以应用COMSOL Multiphysics热传模块，对初始设计方案进行冰面温度传递模拟；
在S1.2中，冰面温度传递模拟包括热传导、热对流、热辐射以及三者任意组合的热传递形式并与相关物理场耦合，在构建的冰面功能层基础上，选用热传递模块进行数据梳理分析，以得到功能层下的基层的冷桥、起鼓及相关现象；
其中，建立冰面中心点模型进行模拟，并设置以下参数：
设置模拟温度取值标准，包括环境温度、冰面温度；
设置场地运营时间；
设置空气速度；
设置传热系数；
根据模拟结果，得到作为基层的筏板混凝土在设置的场地运营时间下，其达到的温度界限，低于此温度界限时，能引起冷桥、起鼓；
确定深化方向为：调整作为基层的混凝土筏板与冰层之间的功能层来实现导热系数的稳定性，以使作为基层的混凝土筏板恒温于所述温度界限。
2.根据权利要求1所述基于BIM的可移动冰面做法深化方法，其特征在于S1.2中：初始设计方案的冰面功能层由上至下，依次设置为：
30mm冰面层；
50mm可移动冰排管，应用时作为冰面；
150mm C35 F200抗冻钢筋混凝土钢筋层；
0.4mmHPDE滑动层；
100mm挤塑聚苯板保温层；
SBS改性沥青防水卷材层；
90mm夯填砂层，其内置加热管；
100mm C15细石混凝土找平层。
3.根据权利要求1所述基于BIM的可移动冰面做法深化方法，其特征在于在S2中，调整后的功能层确定如下，由底层至冰面层，从下至上依次设置为：
基础筏板混凝土层→PE加热管层→100mm砂层→PE膜防潮层→细石混凝土找平层→SBS防水层→挤塑聚苯板保温层→PE膜滑动层→防冻抗渗混凝土层→PE膜临时防水层→可移动制冰排管及支架层→冰面层。
4.一种基于权利要求1所述深化方法的施工方法，其特征在于具体包括如下步骤：
A1：混凝土筏板基层清理；
A2：在A1的基层上铺设加热管；
A3：夯填砂层将加热管埋实；
A4：在A3的基础上铺设防潮层；
A5：在A4的基础上浇筑混凝土找平层；
A6：在A5的基础上进行防水层的施工；
A7：在A6的基础上铺设保温层；
A8：在A7的基础上铺设滑动层；
A9：在A8的基础上浇筑防冻钢筋混凝土层；
A10：在A9的基础上设置临时防水层；
A11：定型铝合金挡水槛的安装；
A12：在A10的基础上设置可移动冰排管及支架的安装；
A13：冰面制作。
5.根据权利要求4所述施工方法，其特征在于，A2包括：
A2.1：加热管采用PE管，支管间距不大于500mm，现场弹线控制间距，加热管应采用塑料管卡进行固定，间距为1.5-2m；
A2.2：采用专用温控热熔机对主管与支管处三通进行热熔连接；
A2.3：管路安装完成后，进行水压试验，初始压力设为0.6Mpa，24小时后进行检测；使压力降在规范许可范围内，则降压至0.4Mpa直至整个制冰构造层施工完毕。
6.根据权利要求5所述施工方法，其特征在于，A3包括：
A3.1：进场的砂石应先进行过滤，去除大粒径的石子，后再进行回填；
A3.2：铺设砂层前应对冰场区域地面进行清理，确保回填时场地干净，无任何垃圾；
A3.3：铺设砂层前进行PE管道压力测试，试压值达到0.6Mpa，保压值达到0.4Mpa，直至砂层铺设结束，PE管的压力无明显压降；
A3.4：铺设砂层应按照设计要求进行施工，采用夯实机反复打夯保证夯实，平整度宜控制在±5mm之内，采用激光测平仪进行标高控制，铺设砂层采用机械+人工相互配合进行回填，回填顺序为由外向内进行回填。
7.根据权利要求4所述施工方法，其特征在于，A4包括：
A4.1：防潮层采用0.4mm厚PE膜，用以防止冰面水汽向下传导，渗入砂层；
A4.2：PE膜采用专用温控热熔机热熔连接，使单幅PE膜，连续热熔形成整体。
8.根据权利要求4所述施工方法，其特征在于，A5-A13包括：
A5.1：铺设φ4@200×200冷拔钢丝网，浇筑60mm厚C20细石混凝土找平层，混凝土浇筑按照要分块浇筑；
A5.2：混凝土找平层按照设计要求的坡度向排水沟方向找坡，混凝土找平层要进行压光处理，确保平整度符合要求；
A5.3：在混凝浇筑和养护过程中，加热管系统的压力保持不少于0.4Mpa的压力，混凝土浇筑完后，养护时间不少于48小时；
A6.1：防水层采用4mm+3mm厚双层SBS改性沥青防水卷材，种类为聚酯胎II型，低温柔性为-25度，无裂纹；
A6.2：防水卷材铺设前，应清理冰场区域基层，确保基层坚硬无空鼓、起砂、裂缝、松动、掉灰、凹凸不平的缺陷，并且干燥、干净；
A6.3：基层清理完毕后，应涂刷基层处理剂，保证基层处理剂均匀、一致；
A6.4：基层处理剂干燥后，应按设计要求对阴阳角部位做附加层处理，加设500mm长的附加防水层；
A6.5：卷材搭接宽度每边为100mm，铺设第二层卷材时，搭接缝与第一层的搭接缝错开卷材幅度的1/3，相邻两幅卷材错开1/2幅，上下两层卷材不得相互垂直铺贴，第一层和第二层错缝满粘铺贴；
A6.6：卷材铺设完毕后，必须对搭接部位、端部及卷材收头部位进行密封处理，然后抹平，形成明显的沥青封边条；
A7.1：保温层采用双层50mm厚，共计100mm厚挤塑聚苯板保温层，铺设前应进行保温板排版深化设计，施工过程中严格按照排版图进行施工；
A7.2：当分层铺设时，上下两块板材要应满足“同层错缝、异层压缝”的原则，拼缝应严密，横平竖直，严禁使用表面有缺陷的板材，严禁使用碎块进行铺设施工；
A8.1:设置滑动层用以抵消形变、与位移；滑动层采用双层0.4mm厚PE膜，在铺设时，聚乙烯薄膜不能有破损；
A8.2:铺设第一层聚乙烯薄膜，薄膜不得起皱，聚乙烯薄膜接头采用热熔焊接，接头的搭接至少为10cm，铺设第二层聚乙烯薄膜要与第一层薄膜错缝铺设，搭接缝与第一层的搭接缝错开幅度的1/3，相邻两幅卷材错开1/2幅，上下两层的薄膜不得相互垂直铺贴；
A9.1：防冻钢筋混凝土层采用120mm厚C35防冻等级：F250，抗渗等级：P6的混凝土，其内铺设上下双层C10@100×100的双向钢筋；
A9.2：防冻钢筋混凝土层作为冰面承载体，具体施工过程如下：
A9.21：防冻钢筋混凝土层施工前应进行混凝土试配工作，确定混凝土配合比，混凝土宜采用纤维增强混凝土，其中采用罗赛纤维作为混凝土的次增强材料；
A9.22：施工前，应按照深化设计图纸的位置，将防护界墙的固定件预埋至固定位置；
A9.23：防冻钢筋混凝土要求一次性连续浇筑完成，整体平整度不超过±5mm；
A9.24：防冻钢筋混凝土施工前应对滑动层做好保护，泵管铺设的位置铺设旧轮胎进行保护；
A9.25：测量放线后，铺设双向钢筋，控制钢筋的间距、保护层符合要求；
A9.26：在浇筑混凝土前，要对预浇筑的场地内打点，设置灰饼，灰饼间距为2m间距，梅花形布置；在混凝土浇筑时，在场地的四周，架设固定的激光经纬仪，随时对混凝土标高进行控制，并采用激光型混凝土摊铺机，将混凝土反复振捣到位，激光摊铺机整平后，需采用手动整平尺进行第2次刮平，去掉混凝土表面的杂质，同时将表面裂缝封闭，浇筑完成后应及时铺设塑料薄膜进行养护，养护时间不少于14天；
A9.27：在冰场内外侧设置伸缩缝，宜采用由氯丁橡胶组成的结构性密封伸缩缝系统，首先使用混凝土表面处理剂将表面尘土、浮渣擦干净，在处理好的结构缝上面涂抹黏结剂，涂抹程度要饱和，不得有漏涂现象，随后将橡胶管按照尺寸要求切割成型，端头打磨平整，不得有凹凸不平现象，以确保黏结牢固，不漏气；切V形槽口，确保打气时气流畅通；堵头打磨，所有黏结面须打磨到位，不得漏打，接着用钢丝刷刷橡胶管涂胶面，去掉表面氧化层，使用表面处理剂将橡胶管表面擦抹干净，将加工好的橡胶管上涂抹黏结剂最后将橡胶条放进缝隙中，平齐放置，两侧用环氧黏结胶封边，再进行充气膨胀；
A9.28：混凝土强度达到设计强度的100％后，才能进行冰面的制冰工序；
A11.1：作为多用途冰场，制冰排管及支架均为可移动式，冰面需在支架与外露排管上制作完成，并设置定型铝合金挡水槛，以防止制冰用水泄露；
A11.2：挡水槛需在可移动冰排管与支架安装前，安装完成，挡水槛只设置在制冰管沟的边缘用来保证制冰支管从管沟中顺利延伸至冰场中；
A11.3：挡水槛为基座+卡片结构，中间有24mm宽凹槽，制冰排管就在凹槽中穿过，挡水槛基座安装在制冰管沟边缘，制冰排管从凹槽处穿过后，将上部卡片下插至基座处，至上下两片结构合拢，形成闭环，以防止制冰用水泄露；
A12.1：可移动冰排管采用HDPE-100冷媒管，支架为蜂窝状支架；
A12.2：蜂窝状支架为卡扣式，在防冻钢筋混凝土强度达到100％时增大面积铺设；
A12.3：支架安装完毕后，铺设冷媒管，铺设方向为从制冰管沟开始向另一侧连续铺设，首尾相连，并且采用“隔一步一”原则铺设；
A13.1：制冰前准备工作→三级预冷→冰漆喷涂→封漆→LOGO制作→封冰→保洁；
A13.2：制冰前对整体制冰设备进行系统调试，电压、电流、相序、设备运转声音、冷却水洁净状态、制冷管道的保压状态均符合要求，保证所有设备均能够正常运转、控制系统稳定可靠，且保证制冰的净化水系统正常，制冰全时使用净化水，对混凝土场地进行全面彻底冲刷、清洁，停止场地其他一切带有扬尘的工作，保证供水充足，组装调试喷漆设备，LOGO标线及冰漆核对数量全部到位，冰场地胶全部铺设完毕，供水管道压力不得低于0.25Mpa；
A13.3：制冰开始，对整体场馆的湿度要求在50％以下，基础冰必须平整，温度均匀，进行冰漆喷涂作业，整体制冰对水质的要求：纯净水电导率小于60μS/cm；
A13.4：冰漆喷涂完毕后进行冰漆封冻作业，作业水管不得在漆面上拖拽，以免污损冰面，整体封漆作业水均为雾状水，不得出现水滴现象，作业人员作业时对鞋底及接触面进行处理，为防止冰裂现象，不得随意更改温度参数，封漆厚度不得少于5mm；
A13.5：封漆作业结束后施画各类标志标线及广告LOGO铺设，铺设LOGO时要求横平竖直，尺寸精确，冰车划线按照国际标准执行，而后进行整体封冰作业，采用专用喷冰工具进行施工；
A13.6：整体封冰作业时，水量必须根据冻结状态进行调整，保证每层冰面都冻结完全才能够进行下次浇水作业，温度控制由现场操作人员根据冰面状况随时制定，非操作人员不得擅自更改系统温度参数；
A13.7：冻结厚度达到设计要求后，整体制冰工作结束，上冰车进行操作，对围挡进行保洁。
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