孙肇凯 亓晓敏 刘福禄
中建八局第二建设有限公司 山东济南250000
摘要：BIM 的英文全称是 Building Information Model /Modeling，建筑信息模型/建模。以工程相关信息、数据、图形为基础，通过计算机仿真，模拟建筑物所具有的真实信息。装配式施工，即构件在工厂内预制加工完成，现场只需进行简单就位、装配、拼接即可。采用 BIM 技术 + 装配式施工进行地铁车站空调制冷机房安装，安装精度高、工程进度有保障，工程质量高，作业环境大为改善，降低工程成本，与传统的机电安装工艺、工法相比，简直是一次颠覆性的革命。
关键词：空调制冷机房 ；BIM 技术 ；装配式施工
装配式建筑工程的系统性特征是，装配式建筑的发展必然要求全产业链协同，实现设计、生产、施工等环节的有效衔接。国务院公布的《关于大力发展装配式建筑》指出“组装式建筑原则上工程本应采用的模式。大规模的设计、施工和零件配件生产企业的组织结构的调整，健全的管理支持系统、工程管理、设计、施工、生产、转换具有购买能力的工程企业”。因此，在装配式建筑市场规模急剧扩张的情况下，以装配式建筑发展为切入点，是发展工程总承包业务规模、提高工程总承包业务能力的重要载体。
轨道交通的空调和制冷机房是管道中最大的部分之一。根据机电安装过程和传统的施工方法，该位置是最负责，安装操作难度最大的区域，特别是水管焊接工作量大，空间小，最差工作环境。在轨道交通的空调和制冷机房中，使用了 BIM 技术 + 装配式安装。以 BIM 技术对机房中的管道模型进行建模，执行碰撞检测，并调整和优化机房中的管道。将冷冻室中管道的 BIM 模型分解为组件，对组件进行编码，对工厂进行预制，并将物流发送到现场进行组装。它充分体现了 BIM + 技术在装配施工中的优势，并消除了机电安装技术和传统施工方法的缺点和不足。该站的空调和冷冻室中的管道使用 BIM 技术建立模型。
一、概述
建筑信息模型 / 建 模是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。BIM 具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等特点。采用以 BIM 技术应用为载体的项目管理，与传统的项目管理方式相比较，可以提升建筑工程项目生产效率、提高建筑工程质量、缩短工期、降低工程成本。对于地铁车站的空调制冷机房来讲，空调管线集中，管径较大且布置密集，采用 BIM 技术，因其具有模拟施工功能，现场施工前，可以先行模拟，问题可以在模拟过程中解决。模拟施工之后，现场再进行实体施工，相当于二次施工，可以避免传统机电安装模式的很多弊端，例如安装过程中可能出现管路交叉打架，安装完成后管路布置不合理或检修空间不足甚至没有检修空间等弊端。装配式施工，与传统的现场手工作业方式相比，首先，工厂化生产的效率、质量、精度远高于现场传统的手工作业 ；其次，装配化施工，可大幅降低工人劳动强度，改善作业环境，减少对人工依赖；再次，基于上述优点，现场的安装效果，能够高标准实现设计者的功能目标。地铁车站的空调制冷机房是管线体量最大的部位之一。按照传统机电安装工艺、工法，该位置是作业最耗时，劳动强度最大，特别是有大量的水管焊接工作，空间小，工作环境最差的部位。在地铁车站的空调制冷机房，采用 BIM 技术 + 装配式施工，通过 BIM 技术进行冷冻机房内管线建模，进行碰撞检测，调整优化冷冻机房内管线。完美的体现了 BIM 技术 + 装配式施工的优点，摒弃了传统机电安装工艺、工法的缺点及不足。
二、BIM技术+装配式施工流程简述
以某地铁车站制冷机房为例，简单描述其 BIM 技术+ 装配式施工结合的工程实施过程。该站空调冷冻机房共有冷水机组。
1、BIM 模型搭建基础。该站空调冷冻机房内管线利用 BIM 技术搭建模型，需要对机房内的建筑空间做好精准测量，需要明白设备、管线阀门等可以利用的准确空间。冷水机组传感器、阀门等设备及管件的外形尺寸在建模中应与实体外观尺寸一致且精准。冷水机组、水泵、传感器、阀门等设备及管件的安装位置、安装要求均要明确，建模中与现场一致，通风空调专业的验收规范、要求以及运营部门对冷冻机房内设备间距、维修空间等要求均要在建模中满足和体现。
2、BIM 模型搭建、管路碰撞检查。利用 BIM 技术对该站冷冻机房内管线进行模型搭建，以施工图纸、设备厂家提供的设备基准图形及数据为依据，通过专用软件搭建制冷机房内的管线三维图形。BIM 的三维建模，具有形象的可视化功能。依据施工图进行模型搭建，相当于在计算机中进行虚拟施工，可以发现施工图中管线布置是否有标高冲突、交叉打架、空间位置不足、下翻梁阻挡管线无法通过等不合理问题，即进行管线碰撞检查。在 BIM 建模过程中可以及时作出调整，可以对出现的问题做出及时修正，避免后期现场施工中的返工，人力、材料、工期的浪费。
3、优化管路设计、精准管路空间。在利用 BIM 技术建模过程中，对冷冻机房内墙体、梁、板、柱等结构的检查，对施工图中管线标高、交叉、空间位置的检查，对冷水机组、水泵、阀门及管件的位置检查，对检查存在的问题进行处理，对不合理位置进行修正。这些也是管路设计优化的一个过程。总体的优化原则 ：满足通风空调专业的验收规范、标准 ；满足机房现场的空间位置要求 ；满足管路工厂化生产要求 ；满足运营部门冷冻机房内设备间距、维修空间等接收、管理的要求。
4、模型拆解，生成加工图。冷冻机房内 BIM 建模完成后（包括对冷冻机房结构校尺寸校核、施工图模型搭建、线路碰撞检查、管线优化），利用BIM 技术与装配式工艺相结合，将该站冷冻机房内的管路分解为32个工厂加工的组块，并对每一块组块进行编号，生成工厂加工图纸，32个管件组块全部工厂内加工完成。
5、现场组装，完成安装工程。该站冷冻机房内32个管件组块工厂内加工完成，如期运至施工现场，现场只需要对管件按照编号进行就位组合即可，安排12个工人，利用48小时完成了冷冻机房管路安装。该站冷冻机房如果采用传统的现场切割、就位、焊接工艺、工法，则需要7-8个工人，大约花费45天方可完成。两者相比较，工期、效率大幅提高。
总之，在地铁制冷机房采用 BIM 技术 + 装配式施工方案，对这种采用现场切割、就位、焊接、安装传统的工艺、工法，可以大幅降低工人劳动强度，改善作业环境，减少对人工依赖；可以缩短工期，节约人工成本 ；采用工厂化加工，可以对材料进行有效管控，减少材料浪费 ；提高生产效率，提高产品精度，提高工程质量。在地铁工程中应用低碳施工理念， 能够有效提高施工的效率，同时更好地满足用户对于建筑环境的需求，实现节能减排，促进人类与环境和谐共生的目的。城市轨道交通机电领域的应用领域非常广泛，将在城市轨道交通建设中大量使用。积极开展机电安装领域的 BIM 技术研究，制定相关的技术法规和标准。要应用 BIM 技术，必须首先学习 BIM 以掌握该技术，而不是具有一定的了解和肤浅的理解，并正确把握总体方向来帮助建筑公司推进技术发展以增加建筑项目的价值。
参考文献：
[1] 张中树，张定双.建筑装饰装修工程施工工艺探究[J].中国住宅设施，2013(24).
[2] 傅小龙，彭建波，张波 .BIM 技术 + 装配式施工对地铁空调制冷机房施工的影响 [J]. 居舍 ,2020(05)：79.