建筑机电安装工程中BIM技术在空调制冷机房的运用分析

发表时间:2021/8/24   来源:《工程管理前沿》2021年4月第10期   作者:郭仕玉
[导读] Bim技术是建筑信息模型,通常称为建筑信息模型。通过建立数字模型,对工程设计、施工、运营全生命周期进行优化管理是一种技术手段。
        郭仕玉
        中国寰球大庆石化工程有限公司  大庆市龙凤区  163714
        摘要:Bim技术是建筑信息模型,通常称为建筑信息模型。通过建立数字模型,对工程设计、施工、运营全生命周期进行优化管理是一种技术手段。随着BIM技术的快速发展,近年来,BIM凭借其技术优势,在我国大型建筑工程机电设备安装中得到了广泛应用,如空调制冷机房的设计、安装、施工等,如协调、可视化与优化、模拟与制图等,通过虚拟施工与演示、管线综合平衡、三维可视化与施工指导,解决管线交叉矛盾,优化空间结构总体布局,智能计算和决策支持,可对机电安装工程进行精细化管理。
        关键词:建筑机电安装工程;BIM技术;空调制冷机房;应用;分析
        1基于BIM技术的施工难点及相应措施
        1.1管道复杂、直径大、空间小、布置困难。
        机房内主干道直径都比较大最大管径DN1000。在空间狭小、设备众多的情况下,布管难度加大,还必须考虑施工程序和施工完成后的整体效果。为了更有效、更合理地利用空间,利用BIM技术深化管线综合,及时组织协调各专业之间的沟通,优化设计方案,改变原有主管线设计方向,模拟管线布置;准确的穿墙孔及管架位置,减少不必要的返工;在优化过程中,提前与设计、专业技术人员协调沟通,确定最终方案,这样不仅可以及时消除工程施工环节中的碰撞和冲突,而且可以提高设计效率和设计质量,可以提高施工现场的生产效率,减少因施工协调而引起的成本增加和工期延误。
        1.2设施布局的快速模拟。
        工程制冷机房空间狭小,机房水泵数量多,且多为进出侧。根据实际产品的尺寸、现有空间、原设计布局,由于泵与泵之间的距离较窄,无法正确安装泵。采用BIM技术,现场测量验证结构尺寸,查询所购泵的技术规格,严格按照泵的实际进出口,按照原设计方案进行三维模拟,还是无法满足现场实际安装需求;随后,所有水泵均布置在正、负两个位置,仍无法避免水泵与水泵之间水管的碰撞,阀门安装困难,与主管(DN1000)连接处交叉碰撞较多且无法避免,难以进行支吊架布置;最后,通过BIM技术模拟,将水泵在同一方向作30度倾斜布置,在水泵与水泵之间错开进出水管的位置,保证每根管道单独占用约1.5米的距离,在有限的空间内完成水泵及其进出口管道的安装,对机房管线空间的整体布置进行定位和布置,提前解决设计问题,减少施工返工,满足实际施工要求,并使机房布置效果美观整洁。
2BIM技术在建筑机电安装工程空调制冷机房中的运用
        2.1空调制冷机房进行优化设计。
        2.1.1组合式空调设备的具体功能。
        首先,机电安装工程进行合理的功能分区,优化冷却水泵和冷水机组的位置:冷水机组远离柜式空调微机自控钠离子交换机组,主要安装在冷却水泵附近,在此基础上合理布局管道,对空调设备进行功能分区。在此基础上,对工程冷水机房的建筑剖面进行三维扫描,从而获得管道及相关制冷设备的精确三维尺寸。
        2.2.2布局优化。
        根据建筑工程空调制冷机房空间结构的实际情况,对制冷机房设备及管道的原有布局进行优化,重新优化布置机房内管道及设备的布置顺序和位置。一方面,保证空调制冷设备的合理布局,减少空间使用;另一方面,使制冷空调的管路流动更加流畅,从而降低了水系统的能耗,简化了设备维护的过程,为项目的后期运行和管理提供了方便。
        2.2.3溴化锂机组和泵组位置优化。
        减少机组安装、维修空间:在施工过程中,由于设备调度周期长,厂家不能及时供货,同时生产的这种设备比一般尺寸的设备尺寸更大(7200mm 2800mm 3400mm),重量为17t。因此,为了保证建筑工程在中央制冷时能够投入使用,有必要推进建筑空调房间冷冻水系统的技术优化。

首先要将预留空调机组和吊装通道的安装角度调整到90度° . 然后在预留足够检修通道的基础上,将设备向上移动2.4m至控制室,冷却水泵和冷冻水泵分别向相反方向移动1.3m,留出约7.3m的绘图空间,为机组的检修调试提供了足够的空间,建筑空调制冷机房机电设备的安装、施工和预制。
        2.2.4安装施工三维仿真模型。
        基于BIM软件Revit建立建筑空调制冷机房机电设备安装施工三维仿真模型。在三维可视化模型构建过程中,基于BIM软件对部分直角弯头、直角三通管道空间位置作了相应的优化调整,从而使整个空调系统管路排布设置更加合理。在此基础上,采用不同颜色对冷水管路系统进行标识,由此避免了空调机房管路发生碰撞,也使系统管路分布情况可清晰、完整通过BIM三维模型来展示。通过分析三维模型图,最终未发现影响本建筑机电安装工程空调制冷机房实际施工的碰撞点。
        2.3对施工工序进行调整和完善。
        通常情况下,对建筑机电安装工程中的空调制冷机房进行施工,需先将大型设备就位后再完成其它配套附属工程的施工任务。因此,本建筑机电工程拟定的施工工序为:①基础设备安装施工;②溴化锂机组就位;③分、集水器就位;④机房内水管、弯头布置;⑤冷冻泵与冷却泵就位;⑥制冷机房BIM三维建模;⑦配管作业;⑧空调机组单机运行调试。在对本建筑工程原拟定施工工序进行优化基础上,实现了空调制冷机房机电设备顺利安装。
        2.4施工模拟。
        在正式施工过程中,本工程基于三维Revit模型的BIM,对空调制冷机房进行三维漫游检查,确保施工机电设备维修通道有效。在对机房系统进行二次深化设计的基础上,采用BIM三维建模的方法,建立了空调制冷机组主要设备BIM族库,相关设备包括冷水机组、冷却塔、集水器、温度计、压力表等。相关技术参数包括一些设备的外观、尺寸和空间位置。同时,根据传感器和控制阀部件的定位原则,结合优化调整后的施工方案,将各种阀门部件及相关传感器准确安装在系统管道中,通过4D模拟动态试验,对该建筑空调制冷机房机电安装的全过程进行了演示,保证了整个施工过程的合理性和有序性。
        2.5施工技术交底和质量检查。
        在工程施工技术交底和质量检查过程中,通过播放BIM三维Revit模型示意图和4D漫游动画,实时显示整个建筑工程空调制冷机房的各个节点,如下图所示,并以三维或四维的形式对机房内的一些节点进行了充分的展示。整个施工过程不需要施工技术人员进行自我想象和构思,画面清晰可见,更便于不同部门施工人员进行协调和技术交底。在施工后期的质量控制和检验阶段,监理机构通过3D打印图纸进行了详细核查,未发现任何返工或现场修改。基于BIM模型,管理者可以集中检查验证,实时动态监督管理,从而提高施工质量,优化施工工艺操作流程,缩短施工周期,为建筑工程空调制冷室机电设备的安装和施工打下了良好的基础。
        3结论
        随着暖通空调行业的发展,对其设计和施工提出了越来越高的要求,需要进一步优化暖通空调设计手段,提高其技术性、有效性和智能性。机电安装工程是实现建筑整体性能的关键。随着智能建筑的日益增多,机电安装工程逐渐受到人们的重视,为了减少不必要的浪费,提高施工质量,合理应用BIM技术可以实现碰撞检测、数量统计和可视化,为施工人员提供很好的参考。为提高BIM技术的应用水平,机电安装工作者应不断提高自身的专业素质和技术能力,学会知识装备,能够充分发挥BIM技术的优势,促进工程机电安装健康发展。
        参考文献:
        [1]张宁波,陈晓文.机电安装工程暖通空调新技术及发展趋势概述[J].安装,2016(04):23-27.
        [2]宋涛.BIM技术在暖通空调设计中的应用[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2018(07):181-182.
        [3]吴小建,李彦强,艾鹏飞,刘洋,杨鑫嵘.基于BIM的装配式制冷机房施工技术[J].施工技术,2018,47(17):9-13.
        [4]谢彬彬.BIM技术在设备机房深化设计中的应用[A].中国城市科学研究会数字城市专业委员会智慧结构学组、中城科数智慧城市规划设计研究中心:,2016:7.
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