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摘要：论文以深圳地铁14号线某站装配式冷水机房前期准备为例，通过对比装配式冷水机房与传统冷水机房施工优缺点，明确指出装配式施工在地铁冷水机房的普遍应用趋势。此论文介绍了基于BIM技术的装配式冷水机房施工从初期BIM建模、方案模拟、管段分段编号、场外预制，然后现场组装，从而达到质量控制、环保节能、节省工期、节约成本目的。
关键词：装配式；冷水机房；场外预制、控制质量
一、引言
随着建设项目对绿色施工的要求，在我国大力推广装配式建筑的同时，掌握基于BIM技术的装配式施工是未来发展的必然趋势，装配式施工具有质量高，工期短，污染小，效率高等特点。
冷水机房是地铁站内提供冷量的主要机房，它维持着设备运转的适宜温湿度，提供了人员正常工作、出行的环境温度。
冷水机房施工是施工重点也是难点。传统冷水机房施工在狭小的空间既切割又焊接，严重的耽误工期且无法做到绿色施工。
二、BIM建模
在施工准备阶段，收集各专业CAD设计平面图创建模型，包括：结构、建筑、机电各专业管线（通风、给排水及消防、动力照明、综合监控、信号、通信、气消）及设备区装修BIM模型。
根据管综图纸明确各专业及各专业间管线上下左右层级关系，合理排布各专业管线BIM模型，并进行管线深化工作，图纸在满足功能要求的前提下，参考规范合理的优化路径，联系设计确认施工图优化方案。
采用Navisworks辅助软件进行管线碰撞，在模型建立完成后进行管线碰撞检测并导出碰撞报告，针对每一个碰撞点做分析报告出具碰撞点的二维与三维截图，并给出可行性方案。
方案经设计同意后消除模型所有碰撞点导出碰撞报告并与第一次导出的碰撞报告进行对比。
参考设备材料厂家提供的设备材料参数，将机房整个系统进行连接，并核对设备接管是否正确，在核对完成后，规划设备运输路径、吊装方案，确定各专业间的施工顺序，明确需预留位置，并在各专业交底会上提出。
三、方案模拟
3.1、模拟设备运输及吊装方案
标准地铁站冷水机房包含冷水机组2台，冷冻水泵2台，冷却水泵2台，分集水器2台，水处理仪2台，管道、阀门管件等，冷水机房一般设置于地一层，场地地形条件制约，无法在结构顶板预留直通冷水机房的吊装洞口。为此，综合考虑主体结构施工与后期吊运实施的可行性和经济性，采取在站厅层活塞风井搭设钢平台，将冷水机组经活塞风井转运至站厅层已搭设的钢平台上，再使用滑轮组将冷水机组转运至冷水机房内。活塞风井搭设的钢平台必须采用斜撑加固。
为了完整清晰的反映冷水机组吊运方案的各个实施环节，提高吊装运输工作安全、可靠顺利进行，采用BIM模拟技术进行该方案的模拟，对吊装、运输各个环节实施模拟演练，添加设备真实参数对方案的真实性、可行性、安全性、经济性及周密性等进行模拟比较。
3.2、模拟施工流程
模拟施工动画，可以对任意构建施加施工动画，通过建造、活动、拆除的组合形式形成对施工流程的全面模拟。
冷水机房管道施工首先完成基于BIM模型的装配式综合支吊架的安装，接着完成冷水机房顶部的风系统管道安装，最后进行冷水机房空调水系统主管道施工。
空调水系统安装顺序：在综合支吊架及风系统管道安装完成后将制冷设备就位进行管道安装及阀门附件的安装，一般先总管、后支立管或水平支管与设备接管口的连接，管道试压冲洗完成后进行管道的防腐保温工作，最后完成管道色环布置及隔墙、楼板的孔洞封堵工作。
四、预制构建拆分
根据深化碰撞消除后的BIM模型，依据吊装及运输路径的尺寸宽度，确定管段分段的最大长度，从冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵及分集水器设备接管口开始着手对管段进行拆分编码。在进行管段编号时应考虑管道设备支架，将预制管段接口放置在易于操作位置。
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管段编号工厂预制
在BIM模型建立初期考虑设备检修，管路水流更加顺畅，降低水系统输送时的沿程阻力，将平面图中的直角弯头、直角三通依据水流方向改为顺水弯头或顺水三通，根据空间大小适当的调整拆分管段长度，尽量减少拆分件数，但与设备接口位置预留一段活接短管，避免管道因尺寸偏差而与设备无法连接。
五、场外预制
按照分解平面图工厂加工管道；
采用电动坡口机处理焊接管道口，坡口均匀精准。
工厂预制加工管道配件时运用全自动焊接机器人，以全自动焊接体系保证管道焊接施工质量。
运用数控等离子切管机给管道开孔，控制开孔精度。
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六、现场组装
根据模型导出施工平面图中的数据在安装现场定位好冷水机组，再用冷水机组来定位水泵和分集水器，这样才能保证所有设备在一个系统内；校核冷水机组、水泵、分集水器设备进出管口的高程，无误后才能开始安装，只有设备精准定位后方可保证后续安装工作顺利进行。
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完成设备定位后，用定位好的设备来定位预制综合支吊架，这样保证支架的准确性，横担的卡码孔才能精准的定位主管道的安装位置。
装配式综合支吊架安装完成后，接着完成冷水机房顶部的风系统管道安装，再进行空调水系统主管道的安装。
主管道完成后，从冷水机组开始组装连接设备口管道，完成水泵、分集水器主管道的连接。
所有设备与主管道连接完成后，制作设备的泄水管道和室外水管，按照管道提起开好的孔，安装压力表、温度计、水流开关、传感器、自动排气阀等，安装完所有配件后建设阀门管件启闭是否正常，自检没问题后便可以进行灌水打压试验，试验完成设备通电试运行，装配式冷水机房的安装工作既已完成。
现场采用BIM可视化技术交底，在资金充沛时可采用VR体验，让每一位施工人员清晰明了的了解设备、管道、阀门及支架间的位置关系，施工人员按照管道安装编号图清晰的安装施工。
七、优势分析
标准地下车站冷水机房内有2台蒸发冷凝机组，4台水泵，2台水处理器，2台分集水器，管道总长度300余米，最大管径达DN200mm。传统工艺施工冷水机房要进行管道切割下料，管道支架预制等工作，空调水班组在冷水机房最多可容纳由7人组成的2个小组施工，在不返工正常情况下，需要30天完成支架及管道的制作安装。
采用装配式施工从以下几点分析：
7.1 工效
提前现场测量，优化管线排布；工厂下料预制，节省机房材料占用施工空间，减少材料的二次倒运；提前拼接，在工厂检验阀组顺序，提前解决问题，节省工期；投入更多的人员现场组装，节省工期。
冷水机房施工进场基本是在设备到场就位之后正式开始，前期时间白白浪费，采用BIM+装配式施工完全可以利用这段时间对冷水机房进行深化排布以及管道分段，可以提前将材料型号、尺寸下发给工厂预制。
7.2 成本控制
采用全自动工厂化预制，质量可控，可视化交底清晰明了，大大降低安装难度；增加前期的技术人员投入，减少后期材料浪费；工厂预制环节，避免现场制作，节省工期；利用前期准备时间进行图纸深化、现场尺寸校验，合理排布机房管线，加大技术力量的投入，将管段制作在工厂流水线完成。
7.3 质量控制
在工厂车间内整体把控施工质量，交底到位，随机抽样检查，避免现场制作盯控不到位，质量不过关；车间解决全部误差，预留可调管段。装配阶段工序单一，精准交底，盯控更直接；工厂可采用机器开孔、焊接，质量更有保障。
7.4 安全环保
装配式施工相比传统机房施工，增加了运输、吊装风险，减少了机房内人工就位设备时可能带来的设备倾覆、损坏现象；装配式施工轻量化了机房内的文明施工管理，避免了传统工艺机房焊接电缆私拉乱接、空间焊烟密布，从而达到节能环保，职业健康。
八、成品展示
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装配式机房分集水器安装
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装配式机房冷水机组及附属管路安装
九、总结
随着国家对装配式施工的大力推广，基于BIM的装配式施工必将普遍应用于施工当中。合理利用新技术，从施工工艺着手控制成本，减少劳动力投入，达到降低成本、缩短工期以及绿色施工保护环境的目的。
参考文献：
[1]张 瑞.基于BIM的城市轨道交通地下车站装配式高效制冷机房应用[J].《暖通空调》（月刊），2018（01）.