机房管件装配式施工技术

庄小杰，吕善勇，刘洪刚，周刚，夏康，崔延珑

（中国建筑一局（集团）有限公司，北京 100161）

1 引言

随着国际、国内建筑市场迅猛发展，装配式建筑安装正如雨后春笋般开始全面发芽，顺应市场大趋势，机电装配式安装也逐渐开始发展，各企业均开始研究机电装配式安装。装配式机房安装最大的难点在于如何精确定位、预制加工及安装，目前装配式机房已完成案例较少，已完成的部分项目机房装配式安装是在加工厂组装成功后拆解再到项目进行装配式安装，此方法大大提高了装配式机房的成功率但是相应的也增加了工作量，如何在不拆解的同时保证一次性拼装成功是机房装配式安装的核心，而通过BIM软件建模后依据模型进行拆分出图正是解决此问题的最佳办法。作为万达集团第一个BIM总发包项目，巢湖万达广场项目采用BIM技术指导施工，对装配式机房技术进行深入剖析和改进，在不拆解的情况下进行一次性拼装，保证一次性拼装成功。

2 工程概况

巢湖万达广场项目位于安徽省巢湖市，项目为一栋综合体，地下一层地上五层，大商业制冷机房位置为地下一层，机房面积680㎡，管道1300余米。机房设有4台冷水机组，10台水泵，1台板式换热器，2台集分水器，1套定压补水装置，1台全自动软水器，1台加药装置，1台全程水处理仪。针对巢湖万达广场超市制冷机房实际状况，工厂预计加工分段共107段，其中管道76个分段、支吊架31个分段。根据分段安排施工，计划安装工期为10d。

3 关键施工技术

3.1 利用BIM软件进行模型绘制、优化

模型绘制存在两种情况，一种是利用BIM新型机电软件莱辅络软件直接进行绘制，另一种是利用已有的Revit模型导入莱辅络软件进行绘制，模型绘制完成后，对模型进行审核及检查，主要审核土建、机电模型是否满足设计、验收规范及图集要求；检查机电与建筑结构碰撞问题；解决碰撞及不合理或未连接部位，保证模型完整性。审核完成后进行模型的二次优化，解决管道、设备、阀部件连接不合理部位，保证连接与实际相符；解决设备及阀部件检修空间不足及不合理位置；提前在模型中排布焊缝尺寸及垫片厚度等。

图1 模型优化对比

3.2 模型分段拆分

3.2.1 分段拆分原则

结合机房实际尺寸及梁柱的空间位置标高进行拆分，保证安装空间满足拆分管段长度的安装要求。尽量减少焊口的增加及法兰的增加，尽量在原有法兰连接部位进行拆分，弯头及异形件部位严禁拆分，拆分的部件尽量减少安装难度。

3.2.2 运用BIM新型机电软件莱辅络软件的模型拆分

①模型预计管道分段76段，落地支架31段，根据现场机房位置、通道、机房面积、高程、风管桥架等定主管道整体标高为3.1m，最长分段为6m；

②依据设计图纸机房上空管综密集复杂，选择落地支架使吊装便于施工，分段采取相同位置达到整齐美观；

图2 分段采取相同位置整齐美观

③组合式支架分段，落地支架采用螺栓连接方式，便于运输、安装及调整误差，杜绝了现场烧焊，做到了文明施工。

3.3 出具加工图及工厂预制化加工

根据模型拆分结果制定加工管道分段方案最终出具工业级装配图纸，由厂家按照模型及图纸在预制加工厂进行模块化预制生产，工厂预制管件的生产运用全自动相贯线切割机、全自动焊接机器人进行工厂化预制，从而保证施工质量。采购的管道、管件及阀部件必须确定由同一厂家生产且同一批次出厂，生产厂家应具备保证设备及管线预制模块符合质量要求的生产工艺设施、试验检测条件，在设备及管线预制模块在生产前，应由施工单位组织深化设计人员应对生产厂家进行深化设计文件的交底，预制加工所需零部件关键尺寸需百分百复测，以实际数据进行加工生产，最终加工完成后的预制管件出厂时必须出具相关质量证明文件。

3.4 管道安装

空调冷冻水管径＜DN100为镀锌钢管，采用丝扣连接；≥DN100为无缝钢管，采用焊接。

3.4.1 安装控制顺序

基础及墙梁柱的尺寸及空间校核→设备落位及校核→墙体预留洞口尺寸及位置校核→支吊架布置及放线校核→主管道及横干管安装及校核→异形部件安装及校核→垂直管道安装及校核→消差焊口安装闭合→打压试验验收→系统调试、管道冲洗。

3.4.2 管道安装工序安排

安装总原则是先设备后管道，先主管后支管，先横管后竖管，先上层管后下层管，先难管后易管，先法兰安装后焊口。

①支架安装：安装原则为先里后外，安装顺序如下

a.从 CHZJ-1→2→3→4→5→6

b. 从 CHZJ-14→13→12→8→7→9→10→11→18→17→16→15

图3 支架安装

②管道安装：安装原则为先主管后支管、先大管后小管、先高位后低位、先里后外的顺序，先安装A区域再安装B区域，具体安装顺序如下：

a.1、2、3、4、5、6、7、8、10、11、12

b.9、13、14、15、16、17、18

图4 管道安装

③连接设备进出口的安装

a.机组在与管道连接应在管道冲洗合格后进行。

b.与机组连接的管路上按设计要求安装阀门、仪表等，位置应准确，排列规整。

c.机组与管道连接时，应设置软接头，管道应设置独立的支吊架。

图5 完成效果图

4 实施效果综合分析

4.1 平行作业，缩短工期，提高质量

可与土建工程平行作业，可缩短在现场施工的工期，一次性成功完成现场装配任务，可提高机房的安装速度与质量。

4.2 节约材料，减少材料浪费

少焊接、少损耗，因传统工艺现场加工后剩下的管段不能较好地重复利用或再利用，通过装配式制作，预制厂家可以将尾料形成再生资源，真正实现现场施工零损耗。

4.3 安全环保、绿色施工

大多数机房都在地下室，照明不足、环境潮湿、空气不通畅，在此环境下施工作业，特别是焊接作业时，烟尘飘散，对施工人员身体健康造成极大危害。装配式安装可提高现场文明施工，做好绿色施工的同时，减少焊接动火造成的安全隐患。

4.4 推进建造模式向工业化转型

管件加工实现工厂化、批量化、自动化，由现场的手工加工转向机械式加工，加工工艺有了新的突破，预制构件的工艺水平更高，连接质量及精度也相应提高。

5 结语

目前装配式机房处于起步阶段，还存在许多绿色施工的弊端，但装配式机房的萌芽发展是机电安装工程绿色施工、零工期施工开启新时代的标志，该工艺具有很高的综合适应性和施工灵活性，巢湖万达广场项目BIM+工厂预制化装配施工是机电安装专业向工厂预制化和现场装配化发展道路上的重要实践之一，下一步将继续完善技术上的整合，建立健全相应的配套体系和相关规范、标准，为建筑产业化进程保驾护航。装配式机房施工在我国的发展以及应用有着重要的意义，它将推动着建筑行业的技术向着便捷、环保、产生更多经济效益的方向迅速发展。