裝配式制冷機(jī)房的探索與研究

文/ 舒明峰、李現(xiàn)朝、董小飛、鞏文姬、石付民 中建八局第二建設(shè)有限公司 山東濟(jì)南 250014

制冷機(jī)房是整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的心臟，為整棟樓空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行提供能量，制冷機(jī)房的施工既是空調(diào)系統(tǒng)施工的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。傳統(tǒng)制冷機(jī)房施工采用在機(jī)房內(nèi)管道現(xiàn)場切割、現(xiàn)場組對焊接施工工藝，近年來工廠化、模塊化飛速發(fā)展，不僅加快了施工進(jìn)度，同時(shí)滿足了綠色施工的要求。

中國人壽山東分公司營業(yè)用房建設(shè)項(xiàng)目南主樓工程，在制冷機(jī)房管道施工中，以BIM軟件為基礎(chǔ)，總結(jié)以往施工工藝經(jīng)驗(yàn)，形成了一套新穎完整的集設(shè)計(jì)、施工一體化的工廠化預(yù)制裝配式施工工法，在處理工期與綠色施工方面效果明顯，收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，值得在機(jī)電安裝施工中全面推廣。

1、工程概況

中國人壽保險(xiǎn)股份有限公司山東省分公司營業(yè)用房項(xiàng)目是由中國人壽保險(xiǎn)股份有限公司山東省分公司投資建設(shè)的辦公類建筑。項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)用地面積約34333平方米，建筑高度192米，總建筑面積31.89萬m2。

南主樓制冷機(jī)房位于地下二層，面積670平方米，設(shè)置了制冷機(jī)組4臺、各類水泵14臺，各規(guī)格管道760米、閥門儀表等管件569個(gè)，為南塔樓空調(diào)系統(tǒng)提供冷熱資源。機(jī)房內(nèi)另有通風(fēng)管道、排水管道、消防管道等。

2、施工原理

裝配式施工是時(shí)下主體結(jié)構(gòu)比較流行的施工方法，對于制冷機(jī)房尚處于探索和研究階段，主要分為管段工廠化預(yù)制加工、施工現(xiàn)場組裝吊裝。在土建進(jìn)行機(jī)房施工時(shí)，通過BIM技術(shù)，將機(jī)房內(nèi)設(shè)備及各專業(yè)管線進(jìn)行綜合排布，確定設(shè)備管線安裝位置及標(biāo)高，詳細(xì)劃分管道預(yù)制加工段、設(shè)置支吊架形式及安裝位置，由專業(yè)工廠按照BIM加工圖預(yù)制加工管段及支吊架并進(jìn)行編號，并由物流公司運(yùn)送至機(jī)房現(xiàn)場，由現(xiàn)場施工人員按照BIM加工圖及管段、支架編號，按照施工方案確定的吊裝順序進(jìn)行組裝吊裝即可高效準(zhǔn)確地完成施工。

3、工廠化預(yù)制裝配式施工的優(yōu)點(diǎn)

1）工廠化預(yù)制機(jī)房現(xiàn)場裝配式施工，可以將以往先后制約的工序，調(diào)整為平行或提前施工的工序，提前進(jìn)行管道加工預(yù)制工作，不受土建等其它專業(yè)的制約影響；

2）機(jī)房現(xiàn)場施工人員大大減少，節(jié)省勞動力，加快施工進(jìn)度；

3）高空作業(yè)減少，改善了施工安全條件；

4）機(jī)房現(xiàn)場施工時(shí)，作業(yè)環(huán)境好，避免了焊接作業(yè)，減少了煙氣污染，不會對施工人員身體造成傷害，且不受外界環(huán)境因素干擾；

5）預(yù)制加工全為機(jī)器人操作，質(zhì)量管控便于實(shí)現(xiàn)，有利于保證施工質(zhì)量；

4、制冷機(jī)房施工流程

4.1　數(shù)據(jù)測量及整理

結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際條件，確立平面基準(zhǔn)點(diǎn)及標(biāo)高基準(zhǔn)線，利用激光投線儀、激光測距儀、線墜、鋼卷尺、三角鋼尺、BIM放樣機(jī)器人等測量工具對水泵進(jìn)出水口、制冷機(jī)組進(jìn)出水口、集分水器進(jìn)出水口、以及法蘭厚度、彎頭閥門長度等進(jìn)行測量，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。

4.2　BIM綜合設(shè)計(jì)排布

根據(jù)測量的數(shù)據(jù)對機(jī)房各專業(yè)管道進(jìn)行綜合排布，利用BIM技術(shù)，自建精細(xì)程度達(dá)到毫米級的設(shè)備、閥門、儀表等BIM族50于種，對機(jī)房內(nèi)的設(shè)備、管道、支撐體系進(jìn)行了高精度的建模，根據(jù)現(xiàn)場施工空間、運(yùn)輸空間、管道部件組合、運(yùn)輸設(shè)備和吊裝設(shè)備的能力等，對預(yù)制管道進(jìn)行拆分，并繪制機(jī)房施工平面圖、管道加工大樣圖（大樣圖從不同角度進(jìn)行繪制）。

4.3　管段、配件模塊化確定

管道模塊化是設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的難點(diǎn)，直接影響到裝配式施工的成功與否。在公司科技部、技術(shù)中心以及設(shè)計(jì)院的大力支持下，分公司根據(jù)管道的拆分情況結(jié)合機(jī)房現(xiàn)場實(shí)際，經(jīng)過詳細(xì)計(jì)算與虛擬施工模擬，確定同時(shí)起吊的管段組合，組成成品吊裝模塊，并確定管道模塊的吊裝先后順序。

4.4　管道成品支架設(shè)計(jì)

1）BIM模型調(diào)整完成后，根據(jù)各管段管道圖紙，初步設(shè)計(jì)管道支架的形式；根據(jù)支架間距，計(jì)算支架之間每段管段的滿水時(shí)總重量，完成每個(gè)支架的受力分析，對照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，完成支架型材選用工作；建立詳細(xì)的支架族模型，實(shí)時(shí)調(diào)整支架布局，達(dá)到布局合理、滿足施工的目的，并出具每個(gè)支架位置的剖面詳圖，包括管道的系統(tǒng)名稱、標(biāo)高、管徑；支架的外形尺寸、形式型材、安裝部位、結(jié)構(gòu)尺寸等信息。

2）根據(jù)支架詳圖，完善每個(gè)支架的配件組成形式、尺寸、螺栓孔位等信息。配件的形式主要有：側(cè)梁式底座、掛板式底座、單拼槽鋼中間橫擔(dān)平板連接件、單拼槽鋼底部橫擔(dān)連接件、雙拼槽鋼（中）底部橫擔(dān)連接件、雙拼槽鋼中間拉桿連接件等。

4.5　工廠預(yù)制加工

圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完畢后，經(jīng)BIM設(shè)計(jì)人員及項(xiàng)目部人員對加工廠進(jìn)行技術(shù)交底，為了提高施工質(zhì)量、減少加工時(shí)間，廠家采用了全自動相貫線切割機(jī)、全自動焊接機(jī)器人等先進(jìn)的加工設(shè)備，保證了加工的效率與質(zhì)量，同時(shí)項(xiàng)目部安排專人每天檢查，分公司每三天組織場內(nèi)加工驗(yàn)收復(fù)核，保證一次性出廠合格。

4.6　預(yù)制管段的運(yùn)輸

由加工廠到項(xiàng)目的運(yùn)輸由廠家與物流公司完成，由室外到機(jī)房的運(yùn)輸項(xiàng)目部運(yùn)用叉車配合自行設(shè)計(jì)的平板車來完成。

4.7　管道模塊的組裝吊裝

吊裝開始前，需要先對吊裝方案、模塊定位、結(jié)構(gòu)尺寸再進(jìn)行一次詳細(xì)的檢查復(fù)核，確保每一個(gè)吊裝點(diǎn)、支吊架都位置準(zhǔn)確，保證一次性吊裝完成。

復(fù)核完成后，按照設(shè)計(jì)好的吊裝順序進(jìn)行模塊的吊裝前組對工作，項(xiàng)目部嚴(yán)格安裝吊裝方案確定的吊裝順序進(jìn)行，每一個(gè)環(huán)節(jié)不產(chǎn)生相互影響，保證模塊的一次性到位。

5、效益分析

中國人壽山東分公司營業(yè)用房項(xiàng)目采用制冷機(jī)房工廠化預(yù)制裝配式施工的施工方法，由傳統(tǒng)施工工藝使用時(shí)間42天，縮短至10天，大大節(jié)省了施工時(shí)間。機(jī)房安裝現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)了零焊接作業(yè)，做到了真正的綠色施工，避免了電焊作業(yè)了對施工人員身體的傷害。

結(jié)語：

制冷機(jī)房工廠化預(yù)制現(xiàn)場裝配式施工方法，在目前建筑行業(yè)剛開始流行，中建八局第二建設(shè)有限公司中國人壽山東分公司營業(yè)用房項(xiàng)目機(jī)房的實(shí)施，為整個(gè)建筑行業(yè)機(jī)電安裝的裝配式施工打下了良好基礎(chǔ)，為機(jī)電安裝裝配式的快速發(fā)展做出了榜樣。