装配式制冷机房的探索与研究

舒明峰

【摘要】本文以中国人寿山东分公司营业用房建设项目南主楼项目为实例，阐述了制冷机房工厂化预制装配式施工的理念。通过BIM建模、管段拆分及制作加工图、物流运输、模块拼装、装配式安装，讯速地完成机房施工作业，是机房工业化发展的必然趋势。

【关键词】BIM技术；制冷机房；工厂化预制；模块化拼装；装配式安装

制冷机房是整个空调系统的心脏，为整栋楼空调系统运行提供能量，制冷机房的施工既是空调系统施工的重点也是难点。传统制冷机房施工采用在机房内管道现场切割、现场组对焊接施工工艺，近年来工厂化、模块化飞速发展，不仅加快了施工进度，同时满足了绿色施工的要求。

中国人寿山东分公司营业用房建设项目南主楼工程，在制冷机房管道施工中，以BIM软件为基础，总结以往施工工艺经验，形成了一套新颖完整的集设计、施工一体化的工厂化预制装配式施工工法，在处理工期与绿色施工方面效果明显，收到了良好的经济效益和社会效益，值得在机电安装施工中全面推广。

1、工程概况

中国人寿保险股份有限公司山东省分公司营业用房项目是由中国人寿保险股份有限公司山东省分公司投资建设的办公类建筑。项目规划建设用地面积约34333平方米，建筑高度192米，总建筑面积31.89万m2。

南主楼制冷机房位于地下二层，面积670平方米，设置了制冷机组4台、各类水泵14台，各规格管道760米、阀门仪表等管件569个，为南塔楼空调系统提供冷热资源。机房内另有通风管道、排水管道、消防管道等。

2、施工原理

装配式施工是时下主体结构比较流行的施工方法，对于制冷机房尚处于探索和研究阶段，主要分为管段工厂化预制加工、施工现场组装吊装。在土建进行机房施工时，通过BIM技术，将机房内设备及各专业管线进行综合排布，确定设备管线安装位置及标高，详细划分管道预制加工段、设置支吊架形式及安装位置，由专业工厂按照BIM加工图预制加工管段及支吊架并进行编号，并由物流公司运送至机房现场，由现场施工人员按照BIM加工图及管段、支架编号，按照施工方案确定的吊装顺序进行组装吊装即可高效准确地完成施工。

3、工厂化预制装配式施工的优点

1）工厂化预制机房现场装配式施工，可以将以往先后制约的工序，调整为平行或提前施工的工序，提前进行管道加工预制工作，不受土建等其它专业的制约影响；

2）机房现场施工人员大大减少，节省劳动力，加快施工进度；

3）高空作业减少，改善了施工安全条件；

4）机房现场施工时，作业环境好，避免了焊接作业，减少了烟气污染，不会对施工人员身体造成伤害，且不受外界环境因素干扰；

5）预制加工全为机器人操作，质量管控便于实现，有利于保证施工质量；

4、制冷机房施工流程

4.1 数据测量及整理

结合现场实际条件，确立平面基准点及标高基准线，利用激光投线仪、激光测距仪、线坠、钢卷尺、三角钢尺、BIM放样机器人等测量工具对水泵进出水口、制冷机组进出水口、集分水器进出水口、以及法兰厚度、弯头阀门长度等进行测量，并对数据进行整理。

4.2 BIM综合设计排布

根据测量的数据对机房各专业管道进行综合排布，利用BIM技术，自建精细程度达到毫米级的设备、阀门、仪表等BIM族50于种，对机房内的设备、管道、支撑体系进行了高精度的建模，根据现场施工空间、运输空间、管道部件组合、运输设备和吊装设备的能力等，对预制管道进行拆分，并绘制机房施工平面图、管道加工大样图（大样图从不同角度进行绘制）。

4.3 管段、配件模块化确定

管道模块化是设计环节的难点，直接影响到装配式施工的成功与否。在公司科技部、技术中心以及设计院的大力支持下，分公司根据管道的拆分情况结合机房现场实际，经过详细计算与虚拟施工模拟，确定同时起吊的管段组合，组成成品吊装模块，并确定管道模块的吊装先后顺序。

4.4 管道成品支架设计

1）BIM模型调整完成后，根据各管段管道图纸，初步设计管道支架的形式；根据支架间距，计算支架之间每段管段的满水时总重量，完成每个支架的受力分析，对照机械设计手册，完成支架型材选用工作；建立详细的支架族模型，实时调整支架布局，达到布局合理、满足施工的目的，并出具每个支架位置的剖面详图，包括管道的系统名称、标高、管径；支架的外形尺寸、形式型材、安装部位、结构尺寸等信息。

2）根据支架详图，完善每个支架的配件组成形式、尺寸、螺栓孔位等信息。配件的形式主要有：侧梁式底座、挂板式底座、单拼槽钢中间横担平板连接件、单拼槽钢底部横担连接件、双拼槽钢（中）底部横担连接件、双拼槽钢中间拉杆连接件等。

4.5 工厂预制加工

图纸设计完毕后，经BIM设计人员及项目部人员对加工厂进行技术交底，为了提高施工质量、减少加工时间，厂家采用了全自动相贯线切割机、全自动焊接机器人等先进的加工设备，保证了加工的效率与质量，同时项目部安排专人每天检查，分公司每三天组织场内加工验收复核，保证一次性出厂合格。

4.6 预制管段的运输

由加工厂到项目的运输由厂家与物流公司完成，由室外到机房的运输项目部运用叉車配合自行设计的平板车来完成。

4.7 管道模块的组装吊装

吊装开始前，需要先对吊装方案、模块定位、结构尺寸再进行一次详细的检查复核，确保每一个吊装点、支吊架都位置准确，保证一次性吊装完成。

复核完成后，按照设计好的吊装顺序进行模块的吊装前组对工作，项目部严格安装吊装方案确定的吊装顺序进行，每一个环节不产生相互影响，保证模块的一次性到位。

5、效益分析

中国人寿山东分公司营业用房项目采用制冷机房工厂化预制装配式施工的施工方法，由传统施工工艺使用时间42天，缩短至10天，大大节省了施工时间。机房安装现场实现了零焊接作业，做到了真正的绿色施工，避免了电焊作业了对施工人员身体的伤害。

结语：

制冷机房工厂化预制现场装配式施工方法，在目前建筑行业刚开始流行，中建八局第二建设有限公司中国人寿山东分公司营业用房项目机房的实施，为整个建筑行业机电安装的装配式施工打下了良好基础，为机电安装装配式的快速发展做出了榜样。