1.中国建筑第四工程局有限公司 广东省广州市 510665；2.中建四局安装工程有限公司 广东省广州市 510670
摘要：在负荷变化较大的建筑物中传统空调系统已经无法满足实际需求，针对该问题，提出了论前海世茂项目空调系统制冷机房预制化与VAV系统研究。依据前海世茂背景，构建BIM模型，并使用3D激光扫描技术对项目安装现场进行参数复核，由此设计预制化具体方案。根据空调设备安装施工工艺、空调水系统管道施工工艺标准及通风空调系统调试完成VAV系统要点分析，有助于VAV空调系统进一步在全国范围内推广。
关键词：前海世茂项目、制冷机房预制化、BIM模型、VAV空调系统
引言
深圳前海世茂中心是一座近300米超高层45°旋转体建筑，中心集办公楼、商业、车库等为一体，项目在规划建设中按照世界一流标准进行打造，节省了建筑面积，发挥了使用空间效率高、适用性强的特点。为保证建筑物内的良好空气环境，建筑物中需要安装大量的通风空调，这就需要通风空调系统装置的机电系统具有功能全面、运行安全可靠，才能确保通风空调各系统的正常运行。由于传统的空调系统无法满足复杂多变的超负荷运行，以及传统安装工艺太费工费时，因此项目采取空调系统制冷机房预制化与VAV系统的应用措施，对通风空调各机电系统进行常规项目调试，确保建筑物各机电系统的工作处于最佳状态。在系统调试过程中，包括空调风系统、空调水系统等的调试，首先要测定机电设备各项参数是否符合设计要求，并对测定后的设备性能进行及时调整，避免存在施工缺陷。经过调试预处理可以有效解决各设备之间的相互不均衡问题，确保良好的通风环境，满足业主方使用要求。同时，在调试过程中会积累大量设备的数据材料，这些经验总结可以为以后的系统维护维修提供指导性的资料，完善了整体工程设计、施工的完美效果。
1前海世茂项目空调系统BIM建模与制冷机房预制化
前海世茂中心位于我国深圳前海区域，建筑总高度近300米，超高层的建筑加上当地的夏季温度较高，对于空调通风系统的设计就尤为重要。针对需求量大、负荷变化大的空调需求，项目空调系统无论在系统设计和安装上，都需要高精度、高标准的实施。因此，工程项目在空调安装区域远离地面、施工空间狭窄、综合管线复杂的环境下，对空调机房系统项目进行BIM建模与制冷机房预制化安装。
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图1 BIM模型建立
1.1BIM模型建立与参数复核
在制冷机房模型搭建中，按照相关规范要求，根据实际建筑结构的标准进行测量，明确设备、管线的排布位置和标高，制定优化合理的布置方案。管道应采用主管在上、支管往上弯的顺水弯头，并对所有设备、阀门附件等进行参数复核，由于厂家在提供设备参数信息时，往往与实际产品之间存在一定误差，因此必须对设备、阀门附件等实物进行现场实测，尤其冷水机组、水泵、分集水器、板式换热器等设备口高度、设备口伸出长度等进行严格的实物测量，确保数据参数的精准性。
BIM模型建立如图1所示。
当BIM模型建立后，为确保BIM模型与现场实际情况完全一致，采用先进的3D激光扫描技术对项目安装现场进行参数复核。利用3D激光扫描技术生成三维扫描实景图，对现场实际参数进行复核，及时调整BIM模型，保证BIM模型与现场实际情况保持一致性。
1.2预制化具体方案设计
空调系统预制化方案在设计过程中，通过对现场实际情况预制构件的大小尺寸，精准定位安装设备，确保预制构件的质量。具体实施方案有以下几个方面：
（1）绘出预制加工图
根据项目现场实际情况确定预制构件的分段和尺寸，并绘制加工图，确保预制构件的大小尺寸和分段能够符合现场运输、安装的标准要求，增加安装成品的质量和观感享受。
（2）现场复核
按照设计的设备就位方案图进行现场的精准定位安装，安装完成后必须对其轴测位置进行校核测量，一旦发现与最终就位方案图不符，应及时修正，避免预制构件到场安装不了的情况。现场复核能够及时发现相关部件存在的变动，可调整修改模型以及加工图。
（3）工厂预制
机械化工厂预制加工根据BIM模型加工图，管道利用先进的相贯线切割机进行精准下料，保证了下一道焊接工艺的质量。管道焊接采用电弧焊打底与机器人气体保护焊第二道敷面焊接的双面焊接方式，确保空调承压管道的高标准的焊接质量。
（4）工厂预拼装
在正式安装前进行一次工厂预拼装，通过预演可以检查加工构件编码是否有误、构件是否有遗漏等问题，避免返工的发生。同时还能够及时了解整体实体系统的误差情况，并对一些特殊部位的施工操作制定好相应措施，确保项目现场安装的顺利进行。
（5）现场安装
在现场安装过程中，根据实际情况进行施工设备的选取，以保证整体安装的精准到位。预制构件在运输过程中、现场存放阶段、安装过程中应避免设备、构件发生磕碰、擦刮、撞击等伤害，确保设备构件的质量。
2 VAV系统要点分析
2.1空调设备安装施工工艺
空调在安装过程中要严格执行国家规定的标准，按照施工设计方案或用户要求进行，安装方案和设备位置应按照设计图纸执行，工艺要求应注意以下几点①进行组合式空调机组安装时，首先检查各段体型号和规格是否与设计图纸相符，各段体设备、配件是否完整无损，安装配件应齐全。②设备在运输过程中应防止磕碰，安装时调平位置，并按照设计规定的顺序和要求进行组装，各功能段之间的连接应严密，无漏风、渗水现象。③空调机组与供、回水管的连接要按照产品技术说明进行。④安装完成后将机组清理干净，确保箱体内无杂物、积尘等，并检查各设备的安装质量。
2.2空调水系统管道施工工艺标准
施工准备分为两个步骤进行，分别是材料进场检验-阀门单体试压和支架制作安装-管道安装-检验-防腐绝热。其中支架制作安装包括支架制作-支架除锈防腐-支架安装；管道安装包括冷冻水管加工、安装，冷却水管加工、安装，冷凝水管加工、安装，待安装全部完成后，再安装阀门；检验包括试压冲洗、管道加药冲洗镀膜；防腐绝热包括防腐刷油漆和管道保温。依据上述步骤，完成空调水系统管道施工工艺标准设计。
2.3通风空调系统调试
本项目中，办公楼每层设置了2台AHU空调机组，从空调机房出来后，送风管分成2根总管，分别为两边的VAV Box末端送风。整体上送风总管成“O”字型，空调机在一侧位置。
系统调试先单机、后系统。必须先单机试运行合格以后才能系统试运行。
1、AHU 试运行
1) AHU试运行之前要核对AHU的型号、规格，同时应该润滑良好，具备试运行条件，试运行之前AHU厂家应该已经做过AHU的单机调试，可以满足试运行条件。
2) 风管系统的回风阀；新风阀和消防阀；干支管风量调节阀全部开启；VAV箱应该全部开启。
3) 启动风机，再次确认风机转向应该与设计相符，同时测量单机电流，防止电机过流。
4) 风机运行稳定后测量风机转速，应满足设计要求。
5) AHU的性能可根据实际情况决定。测试的目的是检查在额定电流范围内，2、风机能达到的最大风量，风压。
风机风压的测定，风机风压通常是指全压，应同时测出风机入口和风机出口的全压值，风机的全压等于风机出口处测定的全压与风机入口处测定的全压的绝对值之和。
3、风机风量的测定
在AHU的混和段之后或在原送风主管段进行多点风速的测定，由于混和段的气流相对稳定，测量数据相对稳定，之后算出风速的平均值，再根据公式计算出风量值。
4、VAV 箱的试运行
1) VAV箱安装完毕之后，在系统调试之前，需要进行VAV箱的单机调试。
2) 确认VAV安装位置和安装方法无误。
3) VAV单体通电，通讯功能检测，在网络上可以搜索到该VAV箱并能够读取参数。
4) 检测VAV初始化情况。
5) 通过VAV调试软件检测参数，配置是否正确，逻辑运行是否合理，阀位是否正确，风量显示是否正常，温控器接线是否正确，电机运行是否正常。
6) 调节温控器，控制装置调节变风量空调箱送风量在设定范围内变化。
5、新风系统调试
1）、最小新风系统
新风送风：根据设计，各楼层的最小新风量控制采用机械式定风量 CAV 风阀进行控制。根据风阀入口静压的改变来改变风阀开度，使每个 CAV 的新风量都能满足设计新风量要求，根据设计说明标准层设计新风量为 6000M3/H。
2）、过度季新风系统
新风送风：各楼层 AHU 过度季新风电动开关阀控制全开。
6、编写联动程序进行系统联动调试
空调系统控制程序
本项目室内末端VAV控制方式可采用“总风量＋定静压＋定静压保护方式”控制法:
1) 总风量控制法：通过累加VAV末端总的需求风量, 根据风量对应频率的曲线确定风机此时需要运行的频率, 并控制风机迅速达到，两台AHU的运行频率相同。
2) 变定静压控制法：是在定静压基础上优化得来的，可实现降低风机转速，实现风机节能运行。但该系统控制方法比较复杂，适合于中等规模的变风量空调系统的场合。该方法在送风系统管网的适当位置，通常在离送风机约2/3处，设置静压传感器，并根据末端阀门开度的位置，不断对静压值进行再设，来调节空调箱送风机的频率，以达到送风静压目标值。其系统运行控制状态点会随静压设定值的改变，风机的运行点也会随之变化，改变风机动力。通过变静压法(即阀位控制), 检测VAV最大的风阀开度,并微调风机频率,使系统中最大的VAV末端开度达到85%~90%之间（值可修改）, 此时,表明系统既运行在最节能的状态,又可以满足所有VAV的风量需求。
VAV系统调试工作相对复杂，其重点是对通风空调系统的调试，以此实现完整调试体制。
3结束语
深圳前海世茂中心作为超高层建筑，在项目空调系统实行制冷机房预制化与VAV系统的创新，提高了中央空调系统的使用性能，同时严谨的安装工艺和设计增加了整体建筑的美感与建筑质量。空调系统制冷机房预制化与VAV系统的实施，为前海世茂中心的办公、商用提供了舒适、温度适宜的良好办公环境。随着系统预制化方案和VAV系统调试的不断完善，为空调系统调试找到了精准着力点，使得各方沟通更加协调、有利，也使预制化装配得到大力推广，为所有用户提供一个舒适、优越办公环境。
作者简介：谭步，1984.11.湖北恩施人，本科，研究方向：机电工程。