建筑機(jī)電安裝工程中BIM技術(shù)在空調(diào)制冷機(jī)房的運(yùn)用分析

張鋒

（廣東省工業(yè)設(shè)備安裝有限公司，廣東 廣州 510000）

BIM技術(shù)即建筑信息模型，通常稱(chēng)為building information mod-eling。它是一種通過(guò)創(chuàng)建數(shù)字化模型，對(duì)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)等全生命周期進(jìn)行優(yōu)化與管理的一種技術(shù)方法。隨著B(niǎo)IM技術(shù)快速發(fā)展，近年來(lái)，其在我國(guó)大型建筑工程機(jī)電設(shè)備安裝中得到廣泛應(yīng)用，如在空調(diào)制冷機(jī)房設(shè)計(jì)、安裝與施工過(guò)程中，可基于BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)性、可視性與優(yōu)化性、模擬性與可出圖性等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，解決管線(xiàn)交叉矛盾，對(duì)空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體布局優(yōu)化；同時(shí)，通過(guò)虛擬建造及演示、管線(xiàn)綜合平衡、三維可視化交底及指導(dǎo)施工、智能算量及決策支持，可對(duì)機(jī)電安裝工程進(jìn)行精細(xì)化管理。

1 工程概述

本工程為海南某大型建筑工程，總建筑占地面積約為107907.5m2，空調(diào)面積約為7045m2，冷水機(jī)房設(shè)置在本建筑工程的地下室，采用異程式系統(tǒng)進(jìn)行輸配管網(wǎng)布設(shè)，設(shè)計(jì)負(fù)荷1475kW，共設(shè)冷凍水泵3臺(tái)，冷卻水泵3臺(tái)，另外還設(shè)置了2臺(tái)785.6kW/臺(tái)制冷量的制冷機(jī)組機(jī)組，水泵兩用一備；與此同時(shí)，設(shè)置4臺(tái)新風(fēng)空氣處理機(jī)組和3臺(tái)組合式空調(diào)機(jī)組，分別為設(shè)備管理用房和公共空間供冷。由于該建筑工程質(zhì)量要求高，因此，前期機(jī)電安裝工程施工進(jìn)度緩慢，遲遲不能確定具體交工時(shí)間。在2016年12月明確該建筑工程將于2017年6月投入使用，并要求異程式系統(tǒng)于2017年7月前實(shí)現(xiàn)對(duì)本建筑區(qū)內(nèi)設(shè)備管理用房和公共空間全面供冷。因制冷空調(diào)冷水機(jī)組為甲供設(shè)備，供貨日期一延再延，直至2017年5月底才到貨，因該建筑機(jī)電安裝工程施工進(jìn)度突然加快，故為了使工程按照預(yù)定計(jì)劃完成施工，在這種情況下，施工單位采用BIM技術(shù)對(duì)機(jī)電安裝中的空調(diào)制冷機(jī)房設(shè)計(jì)與施工過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。在模擬仿真施工基礎(chǔ)上，于2017年6月初順利完成建筑空調(diào)機(jī)房全部施工任務(wù)，取得了良好的施工效益，現(xiàn)將有關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下。

2 BIM技術(shù)在建筑機(jī)電安裝工程空調(diào)制冷機(jī)房中的運(yùn)用

2.1 對(duì)機(jī)房進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)

（1）結(jié)合空調(diào)設(shè)備具體功能，首先對(duì)機(jī)電安裝工程進(jìn)行合理功能分區(qū)，對(duì)冷卻水泵、冷水機(jī)組裝置具體位置進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整：主要將原來(lái)遠(yuǎn)離柜式空調(diào)微電腦自控鈉離子交換機(jī)組的冷水機(jī)組更改安裝至冷卻水泵附近，據(jù)此合理布管及對(duì)空調(diào)設(shè)備進(jìn)行功能分區(qū)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)工程冷水機(jī)房建筑輪廓進(jìn)行3D掃描，從而準(zhǔn)確獲取重新優(yōu)化排布機(jī)房管路及相關(guān)制冷設(shè)備的精確三維尺寸。

（2）結(jié)合該建筑工程空調(diào)制冷機(jī)房空間結(jié)構(gòu)實(shí)際情況，對(duì)制冷機(jī)房設(shè)備、管路原有布局進(jìn)行優(yōu)化：主要結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際建筑三維結(jié)構(gòu)尺寸，重新合理優(yōu)化與排布機(jī)房?jī)?nèi)管道走向及機(jī)房相關(guān)設(shè)備的擺放順序、位置等，一方面保證空調(diào)制冷設(shè)備合理布局，減少空間使用量；另一方面使制冷空調(diào)機(jī)組管路水流更加流暢，以降低水系統(tǒng)輸送能耗，簡(jiǎn)化設(shè)備檢修流程，從而為工程在后期運(yùn)營(yíng)管理提供便利。

（3）對(duì)溴化鋰機(jī)組及泵組位置進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，減少機(jī)組安裝、檢修時(shí)的空間：在施工過(guò)程中，因該設(shè)備排產(chǎn)周期較長(zhǎng)，廠(chǎng)家無(wú)法及時(shí)供貨，同時(shí)生產(chǎn)的這個(gè)設(shè)備外形尺寸體積比一般的設(shè)備要大(7200mm×2800mm×3400mm)，重量為17t。因此，為了確保建筑工程正式投入使用時(shí)能夠集中制冷，必須提前對(duì)該空調(diào)機(jī)房冷凍水系統(tǒng)進(jìn)行施工技術(shù)性?xún)?yōu)化。首先，是要把預(yù)留空調(diào)機(jī)組和吊裝通道安裝的角度調(diào)整為90°，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是可以為后期到貨的機(jī)組在運(yùn)輸、吊裝和就位提供足夠的空間。然后，在預(yù)留足夠的檢修通道基礎(chǔ)上，將設(shè)備向控制室方向上平移2.4m的距離，并將冷卻與冷凍水泵分別沿著相反方向平移1.3m的距離，預(yù)留7.3m左右的拔管空間，為機(jī)組維修調(diào)試提供足夠空間，也為該建筑空調(diào)制冷機(jī)房機(jī)電設(shè)備安裝施工預(yù)制加工提供足夠場(chǎng)地。

（4）基于BIM軟件Revit建立建筑空調(diào)制冷機(jī)房機(jī)電設(shè)備安裝施工三維仿真模型。

在三維可視化模型構(gòu)建過(guò)程中，基于BIM軟件對(duì)部分直角彎頭、直角三通管道空間位置作了相應(yīng)的優(yōu)化調(diào)整，從而使整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)管路排布設(shè)置更加合理。在此基礎(chǔ)上，采用不同顏色對(duì)冷水管路系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，由此避免了空調(diào)機(jī)房管路發(fā)生碰撞，也使系統(tǒng)管路分布情況可清晰、完整通過(guò)BIM三維模型來(lái)展示。通過(guò)分析三維模型圖，最終未發(fā)現(xiàn)影響本建筑機(jī)電安裝工程空調(diào)制冷機(jī)房實(shí)際施工的碰撞點(diǎn)。

2.2 對(duì)施工工序進(jìn)行調(diào)整和完善

通常情況下，對(duì)建筑機(jī)電安裝工程中的空調(diào)制冷機(jī)房進(jìn)行施工，需先將大型設(shè)備就位后再完成其它配套附屬工程的施工任務(wù)。因此，本建筑機(jī)電工程擬定的施工工序?yàn)椋孩倩A(chǔ)設(shè)備安裝施工；②溴化鋰機(jī)組就位；③分、集水器就位；④機(jī)房?jī)?nèi)水管、彎頭布置；⑤冷凍泵與冷卻泵就位；⑥制冷機(jī)房BIM三維建模；⑦配管作業(yè)；⑧空調(diào)機(jī)組單機(jī)運(yùn)行調(diào)試。在對(duì)本建筑工程原擬定施工工序進(jìn)行優(yōu)化基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了空調(diào)制冷機(jī)房機(jī)電設(shè)備順利安裝。

2.3 施工仿真模擬

在正式施工過(guò)程中，本工程基于BIM三維Revit模型，對(duì)空調(diào)制冷機(jī)房進(jìn)行3D漫游檢查，確保本建筑工程機(jī)電設(shè)備檢修通道有效。在機(jī)房系統(tǒng)二次深化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，本文通過(guò)BIM三維建模建立空調(diào)制冷機(jī)組主要設(shè)備材料BIM族庫(kù)，其中包括的相關(guān)設(shè)備有冷水機(jī)組、冷卻塔、分集水器、溫度表、壓力表等，涉及的相關(guān)技術(shù)參數(shù)有部分設(shè)備族的外觀(guān)、尺寸、空間位置等。與此同時(shí)，通過(guò)系統(tǒng)設(shè)備管路模型構(gòu)建，基于依照傳感器、控制閥門(mén)閥件定位原則，將各類(lèi)閥門(mén)閥件及相關(guān)傳感器準(zhǔn)確安裝于系統(tǒng)管路中，還結(jié)合優(yōu)化調(diào)整后的工程施工計(jì)劃，對(duì)本建筑工程空調(diào)制冷機(jī)房機(jī)電安裝施工全過(guò)程進(jìn)行4D仿真模擬動(dòng)態(tài)試驗(yàn)展示，確保整個(gè)施工工藝流程合理、有序。圖1為優(yōu)化后機(jī)房?jī)?nèi)水管、彎頭布置圖。

2.4 施工技術(shù)交底及質(zhì)量檢查

在本工程施工技術(shù)交底與質(zhì)量檢查過(guò)程中，通過(guò)播放如下圖所示的 BIM三維Revit模型示意圖和4D漫游動(dòng)畫(huà)，對(duì)整個(gè)建筑工程空調(diào)制冷機(jī)房各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)展示，且以三維或四維形式對(duì)機(jī)房部分節(jié)點(diǎn)進(jìn)行全面展示。整個(gè)施工過(guò)程無(wú)需施工技術(shù)人員進(jìn)行自行想象與構(gòu)思，畫(huà)面可視且清晰，更加便于不同部門(mén)施工人員進(jìn)行協(xié)調(diào)配合與技術(shù)交底。在施工后期質(zhì)量控制與檢查階段，監(jiān)督機(jī)構(gòu)通過(guò)打印出的3D圖紙進(jìn)行細(xì)部核實(shí)，并未發(fā)現(xiàn)有任何返工或現(xiàn)場(chǎng)變更清形。基于BIM模型，管理人員可集中對(duì)照檢查核實(shí)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)督管理，從而提高了施工質(zhì)量，優(yōu)化了施工技術(shù)作業(yè)流程，縮短了施工周期，為建筑工程空調(diào)制冷機(jī)房機(jī)電設(shè)備安裝施工奠定了良好基礎(chǔ)。圖2為制冷機(jī)房三維模型。

圖1 優(yōu)化后機(jī)房?jī)?nèi)水管、彎頭布置圖

圖2 制冷機(jī)房三維模型

綜上所述，本文結(jié)合工程實(shí)例，就某大型建筑空調(diào)制冷機(jī)房機(jī)電設(shè)備安裝施工中BIM技術(shù)相關(guān)應(yīng)用情況進(jìn)行分析。分別通過(guò)對(duì)機(jī)房進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)、對(duì)施工工序進(jìn)行調(diào)整和完善、施工仿真模擬及施工技術(shù)交底及質(zhì)量檢查，應(yīng)用結(jié)果表明，BIM技術(shù)具有協(xié)調(diào)性、可視性與優(yōu)化性、模擬性與可出圖性幾大優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)BIM三維Revit模型，不僅可對(duì)建筑機(jī)電工程中的空調(diào)制冷機(jī)房施工全過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)展示與管理，還可進(jìn)行質(zhì)量控制與技術(shù)流程優(yōu)化；簡(jiǎn)化了施工工藝，縮短了施工周期，提高了施工質(zhì)量，創(chuàng)造了良好的施工效益。

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