大型中央制冷機房模塊化預制及裝配式安裝施工技術

苗 苗，趙云鵬，袁 淵，黃 凱，王 濤，任運豪，劉 帥

(中建三局集團有限公司成都分公司，四川 成都 610041)

1 工程概況

重慶約克北郡商業項目位于重慶市兩江新區金州大道北側，建筑功能包括辦公及商業，總建筑面積約45萬m2，由4層地下車庫、6層商業裙樓和2棟31層5A甲級寫字樓組成，如圖1所示。其中，商業制冷機房位于地下1層東南角，占地面積約850m2，包含4臺，4 576kW(1 300rt)離心式冷水機組，1臺2 640kW(750rt)離心式冷水機組，2臺分集水器，6臺冷卻水泵，6臺冷凍水泵，4臺空調熱水循環泵，總制冷量5 950rt。

圖1 項目效果

商業制冷機房內機電管線錯綜復雜，最大水管管徑700mm，主要管材為無縫鋼管和螺旋鋼管。機房施工空間有限，各機電專業交叉施工多，其業主要求機房在120h內安裝完成，工期緊，對機電安裝工程質量要求極高。研究決定利用BIM技術及大型管道全自動切割、焊接一體化技術，實現標準化模塊設計，指導工廠化全自動預制，實現現場無焊接快速裝配化施工，以實現縮短工期、提高安裝質量、減少返工的目的。

2 模塊化預制及裝配式安裝施工工藝

模塊化預制及裝配式安裝施工工藝為：機房BIM模型的創建與優化→組管道構件模塊化拆分→組管道構件模塊化預制加工→構件預拼裝及信息化打包運輸→構件場內模塊式拼裝預組合→泵組模塊及管線就位安裝。制冷機房BIM模型如圖2所示。

圖2 制冷機房BIM模型

2.1 機房BIM模型的創建與優化

通過確定BIM建模標準，匯總各專業1∶1 BIM模型，經碰撞檢查、管線優化、漫游工序后，確定機電各專業BIM模型尺寸、位置、標高，保證BIM模型數據庫的信息數據完整、準確，確保后續施工過程信息數據的唯一性。現場主體結構施工完成后，針對BIM模型與現場實際進行再次復核，確保模型與施工現場相符。

2.2 組管道構件模塊化拆分

從安裝效率和便利性考慮，管線焊接率越低、構件裝配率越高，越有利于后期的運輸、拼裝和檢修維護。在優化完成的BIM管道模型中，根據拼裝順序，按加工單元對管線進行合理分段并編碼，如圖3所示。模型分段需滿足加工和運輸要求，且需考慮現場吊裝和運輸要求。分段位置盡量設置在法蘭連接或設備終端，避免出現焊接縫，便于后續組裝。

圖3 組管道構件模塊化拆分

2.3 組管道構件模塊化預制加工

確定管道拆分方案后，利用Revit關鍵圖紙導出功能，導出各專業圖紙和管段預制加工大樣圖，生成加工清單。加工圖宜采用多視角注釋，并附加構件信息表，完成構件從三維信息向二維信息的轉換。預制加工廠通過二維圖紙和三維模型進行構件加工，保證加工構件的準確性。

2.4 構件預拼裝及信息化打包運輸

構件加工完成后，采用二維碼軟件生成構件二維碼，二維碼信息內容包括構件規格型號、所屬的安裝位置及相應拆解圖構件編號。將二維碼打印粘貼在構件上(見圖4)，便于后期物流運輸及裝配式施工中的構件索引。

圖4 構件二維碼信息

2.5 構件場內模塊式拼裝預組合

預制加工構件運輸至現場后，先將拼裝管段及泵組配件轉運至機房外的臨時裝配區。機房裝配前，根據現場實際情況，在機房外裝配區對泵組模塊進行重組。期間將冷卻水泵、熱水泵每2臺組成1個模塊，冷凍水泵每3臺組成1個模塊，共7個泵組模塊，如圖5所示。在機房內搭設枕木，保障設備運輸，先使4臺4 576kW(1 300rt)冷水機組就位，為方便熱水泵組模塊運輸，將2 640kW(750rt)制冷機組暫時挪至機房臨時擺放區。

圖5 機房外泵組模塊預拼裝

2.6 泵組模塊及管線就位安裝

1)利用卷揚機、地坦克沿搭設的枕木運輸路線，將泵組模塊移動至相應區域就位，先后進行冷卻水泵組模塊、熱水泵組模塊的就位與對接。

2)待熱水泵組模塊就位完成后，使機房臨時擺放區的2 640kW(750rt)制冷機組就位。吊裝機房主管道，先安裝主管道支架立柱，然后用電動葫蘆將相應部位的主管道吊裝至相應高度固定，安裝支架橫桿且橫擔調整水平后，將橫擔上方主管下放至橫擔上用管箍固定。

3)完成以上裝配步驟后，使冷凍水泵組模塊就位、對接，安裝分集水器及剩余設備附屬管道，最后安裝預留調整管段。

4)安裝機房內剩余小型設備，通過機房外裝配區水平轉運通道將加藥裝置運至設備基礎上就位，然后連接設備管路至主管。清理場地，完成商業冷凍機房裝配安裝。

3 結語

機電設備選型招標確定后，機電單位進行BIM模型深化設計、施工方案編制。待土建結構施工完成，制冷機房的部分構件已加工完成，最終現場制冷機房僅用42h完成安裝，大大縮短安裝工期，降低管理成本。大型中央制冷機房模塊化預制及裝配式安裝施工技術為大型制冷機房、空調機房、換熱機房、水泵房等設備機房提供了一套成熟的施工工藝，可為未來大型機房安裝施工提供參考。