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数字规划在实地得到回报

Harris的“预制一切”方法提高了生产率和整体运营。

2022年4月1日

我们猜你可以把这个位于北7街和北19大道拐角处的建筑称为“车库”,就在明尼阿波利斯市中心以西。

这座两层66.8万平方英尺的设施正在为明尼阿波利斯-圣保罗地区的主要公共交通运营商Metro Transit建设,它将包括216辆公共汽车的存储空间、24个维修站、加油和洗涤空间以及行政办公室。预计将于今年晚些时候完工,耗资1.13亿美元的车库也将考虑到环境问题,并将配备太阳能热墙,屋顶太阳能阵列和雨水回收系统(稍后将详细介绍)。

自该项目两年多前破土动工以来,由克努森建筑公司(Knutson Construction)和阿多夫森与彼得森建筑公司(Adolfson & Peterson Construction)组建的合资企业海伍德巴士车库建造公司(Heywood Bus Garage Constructors)一直依靠位于圣保罗的哈里斯公司(Harris)来完成PHCP工程。哈里斯公司是美国最大的机械承包商之一。

Harris首席执行官M万博手机版登录本官网ichel Michno表示:“我们所有的项目都是以‘预制一切’的方式开始的。“我们的流程不仅关注预制,还关注早期决策和规划。早期决策是我们最大化预制的方式:它将合适的人聚集在一起,在合适的时间决定什么对项目最有利。”

在《工程新闻记录》(Engineering News-Record)公布的2021年600强专业承包商名单中,哈里斯在前50名机械公司中排名第八。该公司总体排名第53位。自75年前开业以来,哈里斯已发展到15个地区办事处,拥有2,000多名员工。

车库的工作

在整个漫长的Heywood项目中,Harris的项目经理Ryan Cousineau一直密切关注着机械承包商在价值工程和预制件方面的进展,所有这些早在现场工作开始之前就已经开始了。

“预制已经发展了几十年,”Cousineau补充道,“特别是在过去的5-10年里,业主想要更复杂的建筑,他们希望在保持可控预算的同时更快地完成。”

总承包商还敦促业主在建筑项目可能仍处于概念和设计阶段时,尽早引入关键的环境保护交易。

“我们在项目开始时的目标是与业主、建筑师、工程师和总承包商密切合作,设计出满足每个人需求的建筑,我们试图以尽可能节省施工时间和金钱的方式做到这一点,”Cousineau解释说。“否则,这是一个错失的机会,也是一个尽早与整个项目团队进行沟通的理由。”

明尼阿波利斯巴士车库

正如Cousineau所指出的,CAD、VDC、BIM和预制件都改变了承包商对设计阶段以及建筑建造过程的看法。他说,哈里斯对海伍德项目的愿景随着他们坐下来开始寻找让项目变得更好的方法而增长。习惯了设计-建造,一开始是一个计划规范的工作,直接从打印出来的机械结构变成了更多。

Cousineau说:“我们看到预制件可以在项目中节省时间和金钱,并在施工前阶段向GC和业主展示了我们的想法及其好处。”“有时,这是关于教育业主,并探索什么是可能的,当你把一个有经验的机械承包商作为合作伙伴。我们在Harris拥有大量的意见和专业知识,有助于提供创新的解决方案。”

机会回报

Cousineau补充说,虽然Harris对Heywood项目的所有建议并没有被接受,但该财团确实同意了三分之二的PHCP重新设计想法,这些想法加起来比原始设计减少了1英里多的管道,并且由于有机会预制工作和早期参与项目规划,节省了100万美元的价值工程成本。

以下是该项目值得考虑的更多细节:

•雨水回收系统和溢流风暴系统经过重新设计,总长度减少了超过3600线性英尺,减少了33%。

•该建筑的供暖/制冷设备由水对水热泵设备改为带水侧省煤器的同步供暖和制冷设备。

这些增值选项增加了50吨的冷却能力。主冷冻水系统从每分钟300加仑减少到每分钟216加仑,将冷冻水管道从6英寸减少到4英寸,这反过来又将冷冻水系统的总容积减少了41%。

•对于热水系统,主水管从10英寸管道降至8英寸管道,热水管道系统减少了1,700线性英尺。这减少了20%的系统体积。

因此,重新选择了泵、空气处理装置、膨胀罐和空气分离器、屋顶通风柜和同时加热/冷却热泵。这些变化预计将通过同时加热/冷却、减少泵送、减少风扇马力和优化地热田的使用,每年节省超过30,000美元的能源成本。最后,减少了以前的压缩机、电机、阻尼器和控制器的数量,预计也会降低维护成本。

•重新设计的管道系统将材料重量从45.9万磅降至31.7万磅,减少了31%。

•重写操作顺序,减少194分。

•同时加热/冷却热泵制成一个单一的包装单元,更容易控制。

•对管道进行了配件到配件的计算,以消除所有4英寸压力等级的管道材料成本、现场安装涂层和与管道密封等级相关的成本。

•Harris向记录工程师提供Revit图纸,用于修订项目变更订单图纸,以减少返工。此外,Harris还使用Bluebeam工作室的现场会议,将施工文件的红线pdf文件作为其VDC的基础。


合资公司的碰撞检测团队能够与Harris携手合作,为建筑的大部分机械/管道系统预建模,这使得Harris能够预制大部分组件。因此,大多数组件都是在现场组装的,当它们到达工作现场时就可以安装,从而简化了施工过程。

当预制材料到达现场时,与该工作相关的75%的劳动已经在现场外完成。然后是最后的组装和安装,这提高了工地的安全性,产品质量,并有助于满足快节奏的时间表。

Harris为该项目完成的最后一个组件包括一个大型泵撬的预制。这个21英尺乘10英尺的滑板,重约15000磅,装有安装在基座上的泵、膨胀罐、空气分离器和用于冷却水、地源水和加热水系统的罐式给水器。

通过预制滑块,Harris能够为受控环境制造车间分配数百小时,并将泵安装和管道活动计划缩短到现场一天。哈里斯BIM/VDC部门的工程师制作了CAD图纸,使预制团队能够以精确的精度建造单元。

Knutson的助理项目经理Jacob Garr表示:“合资企业双方与Harris的工作关系使其能够很容易地向业主提供有价值的工程方案,以帮助降低项目的总成本。”“许多想法实际上也为业主提供了更好的产品。Harris和合资公司共同积累的知识和经验使解决任何出现的问题变得非常容易,这是关键,特别是对于机械范围,这通常是最复杂的问题之一。”


轮辐式方法

Harris长期以来一直支持利用先进的建模工具和早期使用BIM,使其更容易确定最大化预制和模块化的方法。在现实生活中,甚至在铲车撞到泥土之前,就可以在哈里斯办公室看到建筑的物理和功能特征。

海伍德巴士车库项目只是哈里斯手工制作的最新例子。哈里斯最近的另一个主要项目是负责拉斯维加斯忠诚体育场的PHCP系统,该体育场于2020年作为突袭者队的新主场开放。

体育场的工程包括超过70,000小时的管道、管道和管道系统组装,哈里斯的工作人员建造了72英尺的机架部分(每个部分有两个36英尺的部分),将暖通空调和管道设施分配到各个楼层和大厅区域。

由于没有架空的钢或地板来支撑立管,工程师们需要想出另一种方法来支撑机架模块。他们所做的是构建一个部分重力和部分摩擦支撑系统。BIM发挥了至关重要的作用,帮助分析可施工性,配置模块和详细说明结构附件。

在建造的8个立管架中,有6个是在哈里斯的预制设施中建造的,然后运到现场,从卡车上卸下并安装到位。传统的立管建造耗时约2000小时,而预制立管每根耗时约520小时,现场安装时间仅为70小时。机架还消除了在封闭的竖井中工作的需要。

体育场项目还包括预制大型浴室水内置模块、热水器滑块、泵滑块、污水池架、管道分配架和管道固定装置组件。这些单元是预制的,储存在现场之外,及时交付,分配到适当的水平,并以有效的方式设置到位。

组件如何到达工作现场?Harris采用“中心-辐”策略,中心是项目场地,辐条分支到指定的预制车间,以及项目上或附近的联合制造场地。
这个过程创造了及时的交付和安装。散装材料在主要设备中制造,然后平包装并运送到共同制造现场。最终组装完成,预制组件和模块被运送到建筑物,通常被提升到空中并立即安装。

Harris的制造团队使用最先进的刀具、钻头、焊接设备和等离子工作台,为客户提供无与伦比的高速精度。其工作人员在压力容器维修和改装,动力管道,动力锅炉和各种焊接专业方面获得认证。
为了准备增加预制件的应用,两年前,哈里斯在明尼苏达州的圣保罗增加了一个以管道为重点的制造车间。由于工作人员为海伍德巴士车库项目预制了所有的地下管道,因此肯定需要这个空间。

与此同时,Harris还开设了内部设计工作室,提供设计和工程的协作方法。总部设在加利福尼亚州奥克兰,但哈里斯团队成员遍布全国各地,设计工作室通过优先规划,了解客户需求和目标,并在项目早期和整个项目过程中解决问题,弥合了施工和设计之间的差距。

其团队由熟练的设计师、工程师、施工前专家和建筑模拟专家组成,为业主提供全面的方法来创建高效、经济、可持续的建筑系统。



雨水回收系统

Harris在早期VE过程中采用的重新设计之一是在雨水回收系统的风暴管道/预过滤部分添加涡旋过滤器。哈里斯推荐涡旋过滤器提供更好的过滤和减少维护成本,也将节省业主宝贵的占地面积在整个车库。哈里斯还安装了一个4万加仑的玻璃纤维油箱。这个水箱长72英尺,直径10英尺,重11600磅。该水箱位于海平面以下23英尺处,预计每天可节省多达13,000加仑的水。

多个过滤系统捕获并处理建筑物屋顶的径流,这些径流最终将用于清洗公共汽车。密西西比流域管理组织(Mississippi Watershed Management Organization)是一个准政府机构,旨在保护流入密西西比河的城市流域。该组织与地铁运输公司(Metro Transit)合作了三年,设计了一个可以抵消其用水量的系统。

除了巨大的地埋罐和涡旋过滤器外,回收系统的其他组件还包括臭氧过滤器(用于保持储存水质的氧化消毒剂)和从臭氧过滤器到公共汽车洗涤池的管道。

为了最大限度地提高储罐的长期性能,所有用于地下再利用系统的挖掘土壤都被替换为由干净的豌豆砾石骨料组成的合格回填材料。为了满足城市的雨水管理要求,设计中还包括一个干池和集水池。