BIM虚拟建造技术在高效制冷机房的应用实践

周宪宾

摘要：对于大型的建筑工程项目而言，空调系统的应用必不可少。制冷机房作为整个大楼空调系统的制冷核心，在施工作业开始之前，必须确保制冷机房管线布设条理清晰、平面布置合理、地坪排水有序。综合性的建筑工程，由于其汇集了不同的功能场所，因此，对管线策划的要求相对较高，需要确保各专业间施工的合理性，以免混乱交错而引发质量问题。而BIM技术的应用能够为各专业管线布设工作的有序开展提供可靠的保障。鉴于此，本文通过对制冷机房中BIM虚拟建造技术的应用展开如下探讨，希望能够为相关工作起到参考作用。

关键词：建筑信息模型;管线排布;综合支架

1.概述

由于制冷机房中含有大型冷水机组和泵组，而且有大直径管道，各个管线交错复杂，这就造成了冷冻机房空间拥堵的现象，维修通道净高也难以满足实际要求。而BIM三维可视化功能的应用，能够在三维空间直接开展管线间距的检查工作，还能够以视频方式进行施工交底，尽可能减少现场沟通成本，提高施工效率。此外，BIM虚拟建造技术的应用，能够将各专业的图纸数据有效关联起来，实现各专业间相关信息的协同，不仅节省了因核对数据信息花费的大量时间，同时还降低了人工作业出现错误的几率，能够在同一三维空间实现对各专业管道的深化设计[1]。

2.工程概况

某建筑工程项目包含了行政楼、会议中心以及招待所等多个部门，整栋大楼集合了众多的设备管网系统。制冷机房作为管道汇聚处，为了能够保障大楼的节能效果以及冷源传递效率，就需要做好管道排布，合理优化各个管路系统。

3.施工難点

由于整栋大楼对冷量的需求量非常大，所有管路中的循环水都要求经过机房制冷后，通过水泵加压将其送到各个楼层的末端空调设备中。

3.1机房内部设备数量繁多

机房中有离心式冷水机组5台，30KW冷冻水一级循环泵5台，30KW7jC循环泵5台、冷冻水二级循环泵10台、1台冷冻水定压补水装置、2台板式换热器以及6台水处理器等等。各设备的放置，应该将其摆放到合理的位置，并且要保障机房内的美观度。

3.2水管、风管、桥架规格大，系统多

机房楼层上方有空调冷冻循环水、卫生间重力排水、压力排水、空调冷却循环水、弱电监控、送排风系统以及高压输电等。

3.3机房空间较小

机房的房间长18m、宽50m，房间净高为6m，在如此小的空间里显然放不下太多的设备，如果不预先对设备进行排布，就很有可能因空间受限而出现设备不足的现象。

3.4设备支吊架体系受力复杂

（1）从支架的自身受力情况进行分析，如果使用传统的门式吊架，在该工程项目中至少需要22号工字钢制作，而且要配备M16级以上的化学锚栓和结构连接起来。（2）基于整个大楼的结构受力，机房主要在地下1层的位置，单台冷冻机的运行重量高达15t，底下是地基。一层为整个大楼的电力枢纽站，大楼的所有用电主电缆都汇集在此处，如果使用综合门式吊架方案，不利于上部楼板结构的受力。

4.主要施工技术措施

4.1图纸会审

在施工作业开始之前，通过进行图纸会审能够从大体上熟悉设计图纸，对于图纸中出现问题的地方，也能够及时进行纠正。图纸会审阶段，需要弄清楚图纸中的管路系统，特别是需要明确冷却供回水系统和冷冻供回水系统。掌握管道和水泵、机组以及热交换器的连接情况，明确管道从哪里来要到哪里去的路径，这同样也是后期实施管路优化工作的关键。

4.2搜集设备和管道配件的参数

为确保机房中大量设备参数的准确性，就需要和厂家建立良好的沟通关系，以便获取真实可靠的数据信息，从而最大限度保障模型的准确性。相关的设备参数主要有设备的基础大小、外形尺寸以及管道接口等。管道配件参数主要有管道的连接方式、管道外径和各种类型阀门仪表的规格尺寸等[2]。

4.3绘制机房

在做好一系列准备工作的基础上，需要运用三维软件1：1绘制模型。（1）明确管材的配件以及连接方式，以免由于材质不同而使管子外径出现差异，最终影响管道的排布质量。（2）由于阀门的体积比较庞大，因此，建模的时候需要高度重视机房内部的安装空间。（3）通常情况下，需要对空调水管进行绝热和保温处理，在对空调水管进行排布的时候，也应该考虑到管道保温空间相关内容。

4.4碰撞调整和合理优化模型

碰撞检查工作的进行，需要严格按照设计图纸进行，其中包括管线和管线之间的碰撞、管线和建筑结构之间的碰撞。同时，还需要通过筛选分类碰撞点，将主要的碰撞反馈设计策略提取出来，必要的情况下，需要再次实施图纸会审工作。在完成碰撞点的调整工作之后，需要对其进行合理优化，如下为机房的优化思路：

4.4.1尊重原设计理念

机房中各管线的优化必须严格按照原有设计理念进行，只有这样才能够确保管线布设效率。

4.4.2站在业主使用维护的角度考虑问题

在完成施工作业之后，还应该做好后期维护保障工作，以便为用户带来舒适的使用体验。对于阀门安装位置的选择，应该根据一般人的身高范围来确定，只有将净高和净宽控制在合理的范围内，才能够保障内部空间的舒适度。

4.4.3整体排管，整齐划一

在深入分析没和系统管路空间以及管路走向的基础上，控制各管路之间的间距，在此基础之上，定制综合支架。这种方法不仅能够尽可能节省机房空间，同时还能够避免大量支架钢材浪费，使各个管路布局条理清晰，整体美观。

在优化该机房管路的过程中，发现存在着相应的问题，通过进行优化完善，取得了比较满意的效果。

4.4.4根据设备管路系统，优化设备平面布置

在机房冷却循环水系统的5个回路中，为避免水中的杂质在管道设备中结垢而影响管道设备的质量。因此，在每个回路中都设置了1台旁通水处理装置，主要用来处理水中的镁离子和钙离子。主要是通过在水处理设备的2个接口处分别接上冷却回水管路和冷却供水管路就能够实现上述效果，基于这一理念，就可以根据实用性要求、美观性要求以及便捷性原则移动水处理器到恰当的位置。

4.5综合支架体系的设计

通过进行受力分析，机房中传统吊门式支架的应用会严重影响结构受力。由于机房底下是底基层，因此，可以使用落地门式支架支撑体系。以2根DN200无缝钢管为支架竖向结构柱，并且将管道两边和机房顶底分别连接起来，就能够从整体上确保框架体系的稳定性。再在管道上增加2道20号工字钢将其作为横档，并且将三角片放在管道立柱和横档的连接位置实施加强处理，就能够有效避免节点位置出现应力集中的现象。该体系的应用，能够通过管道立柱将综合支架以及综合支架上方的所有荷载均匀地传送到地基层，以免机械外力影响机房顶部结构框架，而且还不会造成各顶部框架结构的负担。

结语

总而言之，尽管国内机电行业加大了对制冷机房的研究力度，但是，仍然没有确定统一的机房管道制造标准。机房管道的安装布设应该紧紧围绕工程项目的实际情况，严格遵循求同存异的原则，运用方便快捷的管道模型插件，以此来提高制冷机房的建造效率，确保制冷机房内部整体空间和外观效果的美观度。

参考文献：

[1]SAINJARGAL NASANBAT. 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，2020.

[2]张矰羽. 基于BIM制冷机房参数化建模及工程应用[D].辽宁工业大学，2020.