BIM技术在装配式制冷机房智能化施工全过程中的应用

BIMBIM 技术在装配式制冷机房智能化施工技术在装配式制冷机房智能化施工全过程中的应用全过程中的应用摘要：摘要：近年来，装配式施工在国家和地方政策的持续推动下得到了快速发展，为建筑业改革与创新注入了强大活力。而 BIM 模拟技术在装配式施工中起着关键作用，实际施工之前，运用 BIM 模拟技术对图纸进行深化设计，将原二维平面图纸转换为三维立体模拟图像。该技术的可视化特性有利于业主、作业人员等对项目整体有更为直观、深刻的了解。施工过程中，针对设计、生产与施工等环节存在的问题进行探索与研究，发现应用 BIM 模拟技术能在复杂、有限的空间里，对各类管线设备模块进行标准化设计、标准化拆分、工业化生产，极大地提高了安装效率并降低了施工成本。关键词：关键词：BIM 技术；装配式制冷机房；智能化施工引言引言设计和建造高效的中央制冷机组，除了选择高效的中央制冷机组和水泵等主要设备外，空调设备和管道的布线和空间设计也是影响高效制冷的因素之一。当前常规机房建设的现状是，设备和管道安装在建筑主体建设完成后，因为二维设计不能全面考虑三维空间中机房布局关系，安装时存在管道布局混乱等问题建筑能耗主要包括空调、照明、电梯和热水。就中国南方的公共建筑而言，最大的能源消耗是中央空调系统，该系统消耗 40%至 50%的建筑能源。常规空调冷藏室的能效约为 3.0，高效冷藏室的能效可达 5.0 6.0 甚至更高，采用精细设计。空调的能耗可以比传统的冷藏室减少 50%，这对于减少建筑能耗具有很大的碳减排潜力。因此本文研究了基于 BIM 技术的装配式制冷主机的设计与施工，以提高机房建设的质量和效率。1 1 装配式空调冷水机房施工的特点装配式空调冷水机房施工的特点空调冷水机组从项目一开始就将设计、施工、工厂甚至物流融为一体，利用BIM 技术共同设计并整合了整个项目的设计思想和集成管理(图 1)。(1)不受现场条件的约束，预先处理传统的加工工艺，同时进行场外管道的预制加工。(2)运行条件良好，不受自然环境和气候条件的影响。(3)减少高空作业有利于建筑安全。(4)质量控制容易实现，每次操作都能控制设备安装等精度，有利于质量保证。(5)施工现场噪音低，散装材料减少，废物和废水排放减少，有利于环境保护。(6)施工现场焊接作业减少有利于现场消防安全。2 2 装配式制冷机房施工技术装配式制冷机房施工技术根据发动机安装程序和传统的设计方法，该场地是最重要和最难安装的场所，特别是管道焊缝的巨大负荷、空间和工作环境，对工作条件的影响最小。空调和冷却室采用 bim 装配技术。使用 BIM 技术对机械空间中的管道模型进行建模、执行碰撞检查、调整和优化空间中的管道。冷却室中管道的 BIM 模型被分解为部件，对部件进行编码，预装配工厂，并将物流发送到施工现场进行装配。它充分体现了 BIM+技术在装配中的优势，消除了发动机安装和传统设计方法中的缺陷和不足。采用 BIM 技术对车站空调和冷藏室中的管网进行建模。准确测量机房的建筑空间，了解设备、管道阀门等的使用情况是很重要的。3 散热器、6 个水泵、每个传感器、阀门及其他设备和管件的外部尺寸必须与型号相同且精确。设备和风管附件的安装位置和安装要求(例如 b.冷却器、泵、传感器、阀门等。)这一点必须清楚。模型与站点相对应。要求(记录、管理)必须满足并反映在建模中。3 3 高效制冷机房施工高效制冷机房施工3.1 高效制冷机房设计(1)冷藏室制冷装置的选择决定了过滤建筑负荷特性、计算夏季每小时冷负荷、计算全年动态建筑负荷以及全年天气参数对性能的影响分析不同负荷范围，制定机组在不同室外温湿度条件下的运行策略，提高机组全年运行的能源效率。(2)结合全年建筑动态年负荷计算，计算不同负荷率时的总冷量。(3)结合上述负荷计算分析情况和精细设计方法，选择制冷主机、冷却水泵、冷却塔和相应的辅助设备。3.2 数据准备科学的装配式机电安装前提是建立高精度 BIM 模型，相关的资料收集和现场复核必不可少。其中，主要收集机电设备及管线装配式施工所需的设计图、设备样本及相关规范、规程、标准图集等。结合产品样本，对所有的机械设备、阀部件等构件建立产品族库。而现场复核则是在深化设计前，采用 3D 激光扫描技术结合 BIM 技术对施工现场进行尺寸复核。3.3BIM 模型的构建BIM 模型的设计方案包括全面安装工程室的专业管道、分阶段预加工、装配单元安装过程等。它是保证组装技术室竣工成功的关键技术和关键工作。建筑模型需要分四个阶段。第一版设计模型的生成过程:设计室的施工图纸，根据factory 资产选择参数数据的收集，设计符合图纸的 BIM 模型，按 1:1 的比例为factory 资产选择参数建模。第二版设计模式的诞生:设计人员调整优化第一版设计，合理安装整个专业管理，进行反复碰撞试验检测，合理调整技术厅内壁，检查疏散通道和入口通道作为进一步研究的一部分，项目可以使用 BIM 技术优化水泵组模块，将水泵组和冷却主机的出水量从直角茶转变为茶壶，从而从根本上削弱了系统的帮助，并防止了锤效应的不利影响设计模型第三版的创建:使用三维扫描工具对冷藏室进行三维扫描，使用逆向建模构建实心三维点云模型，并使用点云模型相对于地面建筑模型调整建筑模型，以及修复了运行时站点上的主机位置状态的设备界面位置，以构建模型的第三版。模型第四版的诞生:结合工程的运输状况和机房的空间范围，确定模块的运输重量，约 8t；管道模块长度应在 12 米处进行检查，根据第四版的模型调整分割泵组模块、管道模块和组合支撑模块，以构建第三版的制造模型，然后根据模型设计详细的制造绘图。3.4BIM 深化设计项目机电安装过程中面临着管线密集、排布复杂、空间管理要求高等问题，这就意味着深化设计师需要全方面统筹管线综合中高程的调整、管线的翻绕、预留预埋的精度和效率等事项，有利于对机房内设备进行精准构建综合模型定位，对管线综合排布达到最合理、最美观、最实用的深化效果，同样也能方便后续的机电设备及管线检修。3.5 可视化模块设计(1)模块化设计，在 BIM 设计的基础上实现装配室的模块化深化设计，实现模块化化学工厂的预制、模块化运输和模块化安装。基于 Revit 平台，通过集成族库，可以简化参数化创建和调整、快速匹配设计、缩短设计周期并提高 BIM 深度效率，从而简化设计深化过程。(2)管道分段，考虑到工厂制造、运输距离、运输设备、转运、安装等因素。，根据 BIM 模型的设计分割线束段，并采用线束段之间的法兰连接，以便于后续生产的处理、运输和安装。为了更好地识别管类型，现场加工会根据流入和流出的水的方向来区分颜色，并且会在分割管后加入数位编码，以便为下一次数化和追踪料件做好准备。深化支撑设计后，需要现场收集检测数据，整合支撑位置布局分析，最后采用门式支撑与支撑支撑支撑的混合模式。同时，以模块主体结构为连接支座，支撑梁由螺栓固定，形成组合支撑框架。抬举横移单元的布置和选择应根据管道规范进行载荷计算，满足要求后，应进行模板的布置和准备。3.6 碰撞检查实际施工与图纸存在误差会导致施工不便，在深化设计阶段，本项目根据各专业及净高要求将综合模型导入 Navisworks 进行碰撞检查，各施工区域碰撞检查。后续各相关单位根据检查结果将管线在 Revit 中进行调整、避让，有效避免管线间发生大规模的碰撞，最后得出施工模型并汇成文档出图。与此同时，利用BIM 技术，对机房进行了全程漫游模拟，以三维视角进行简单测量，复核机房布置空间是否满足多方需求。3.7 数字化工厂预制加工(1)在 BIM 模块设计结果的基础上，得到预制模块的构件处理卡，采用二次开发技术，将构件处理卡设计信息转换为处理设备可识别的数据流。工厂操作员在工厂自动处理设备中输入相应的设计信息，以实现 BIM 软件和处理设备之间的数据互操作性3。(2)使用独立开发的 BIM 材料跟踪管理平台打印平台上装配部件的 QR 代码，并将 QR 代码添加到加工模具部件中。QR 码信息可以随着项目的处理、运输、安装和接收而实时更新。不同的管理层级可以检视、修改和检查平台上元件的状态资讯，以存取组件元件的状态。(3)采用 BIM+材料跟踪技术，实现工厂机房装配零部件的高效快速生产、现场成品组装、材料信息的实时监控。应根据施工现场的进度和资源分配调整处理、运输和安装方案，避免管道和设备储存时间过长，优化施工现场资源利用，提高施工现场管理效率。3.8 模拟施工预制加工后的材料根据深化设计的施工模型进行现场组装，考虑到施工空间有限、材料数量众多，提前科学地规划设备及泵组模块运输路线，有助于提高工作效率、节省工期。通过分析模块的选型、数量、系统分类以及机房内的设备布置情况，将预制加工的零部件“化零为整”组合形成一组装配模块，然后通过一组模块与另一组模块进行机械连接，减少了现场装配的组装量，极大地避免传统的预制装配式施工时现场组织混乱、安装配件易错漏、质量不高、施工效率低等缺陷，实现了机房的快速装配。3.9 云跟踪、精准安装(1)事先选择运输车辆的尺寸，根据车辆尺寸规划合理的分拆件布局，同时确认运输线上是否存在限制和高度控制等。，以避免不必要的资源浪费。到达现场后，它将通过扫描 QR 代码来接收和确认云组件，以实现产品跟踪和本地化目标。不允许使用特殊运输电池或组合装卸货包在现场进行二次焊接。(2)BIM 技术结合导线铺设机器人实现精确测量，误差控制限于 2mm，定位由总管和支管进行，同时留出绝缘和运行空间。(3)现场安装顺序:设备基础、大型设备、水泵、水平段、垂直段、模块化水泵组、现场零处理。按编号装配水泵和管件，在装配过程中严格控制尺寸精度，以确保符合设计图纸。3.10 模块安装流程(1)模拟使用内建 BIM+安装模组的程序。模组之间保留凸缘，螺栓用于现场连接。为了便于安装，安装项目需要使用 BIM 动画技术模拟模块的安装过程，并使用模型和动画演示为安装团队执行技术完成工作，以便每个操作员清楚地了解和掌握模块管道的安装过程。模块安装主要按照从内到外的传输顺序进行，首先安装冷却塔设备，然后安装管道，安装水泵机组模块，再按照传输顺序安装机房模块，提高安装效率(2)三叉戟轨道技术的应用。安装工程室时，施工人员应使用型材和钢板铺设可拆卸的滑道，便利水泵组模块通过绞车运输，加快安装和运输的运输速度，提高运输效率；与此同时，它能够有效地避免模块之间在处理过程中发生碰撞，从而可能造成损坏，并确保安装过程的稳定性和安全性。(3)应用合成悬浮点处置技术。技术人员根据实际需要在机房合理安装吊点，以实现管道模块的快速有序安装。直径为 28mm 的钢筋必须先弯曲成 u 形，然后在钢筋的两端进行切割，以确保两端均匀分布，按照标准规范焊接到钢板上，并使用加长螺栓固定在地板或梁上。该项目需要 65 个安装空间凸柱，这些凸柱必须根据安装管道的位置合理布置，以形成空间中的一个完整的悬挂点网络。(4)在线机器人在线技术的应用。在冷藏室装配项目中，泵组托架和模块锚固位置的准确性直接关系到整个冷藏室装配质量。因此，施工人员应使用三维平滑机器人，在机房配套件定位线设置工作中进行测量和在线工作。操作方法是:先将模型导入导线敷设自动机，然后在施工现场自动生成根定位点，确保模型符合施工现场的基本特征，避免频繁生成手动敷设错误，释放人力资源，保证精度。结束语结束语模块化装配式技术在该项目的应用，从 BIM 模型到加工厂采用数字化预制平台进行数字化对接，保证工厂生产与现场的一致性。利用 BIM 模型对模块平衡点精准计算和 3D 激光测量定位系统，有效地保障运输、吊装、拼接过程中的平稳、安全、精度。充分借助物联网技术，对所有设备、管道、附件从设计、运输到现场进行全过程管控，确保模块化施工的精准运行等。该项技术的应用有利于降低工程成本和能源损耗，提升质量、进度和管理水平，较好地做到安全施工和文明施工。参考文献参考文献1刘镇,刘皓.BIM 技术在装配式制冷机房智能化施工全过程中的应用J.施工技术(中英文),20192韩杰,张海荣,杜佐龙,方速昌,赖鸿立.基于 BIM 技术的制冷机房装配式设计施工一体化C/.20193韩杰,张海荣,杜佐龙,方速昌,赖鸿立.基于 BIM 技术的制冷机房装配式设计施工一体化J/OL.施工技术:4李垚君.BIM 技术在某大型商业建筑制冷机房装配式深化设计中的应用J.工程建设与设计,20195赵寻.基于 BIM 技术的装配式冷水机房施工技术J.中国住宅设施,20196SAINJARGALNASANBAT.Revit 平台下空调制冷机房 BIM 设计及拆分方法研究D.大连理工大学,20197杨超,鲍华冲,王小波.BIM 技术在深业上城商业综合体装配式制冷机房建造中的应用J.安装,2018(11)