建筑设备装配式施工技术

乔晓波

摘要：随着我国经济社会的高质量发展与人口红利 的逐渐消逝，年轻劳动力大幅度从建筑业、制造业 向服务业转移，我国建筑劳务人员的年龄将呈现出 老龄化趋势，建筑业从业人员面临“用工荒”的紧迫 形式，同时伴随着我国建筑领域智能机械化的深入发展，国家提出“新基建”发展战略，今后的建筑作业将大幅引进机械化作业、信息化管理，逐步改变传统劳务作业方式。本文以某基地项目制冷机房为例，介绍了建筑设备装配式施工技术。

关键词：建筑设备;装配式施工;技术;研究

引言

建筑设备装配式施工是装配式建造技术的重要组成部分，通过BIM技术与数字化建造相结合，在建筑设备安装中实现数据的共享。建筑设备装配式施工是将建筑设备的模拟数据导入工厂信息管理系统，在数控设备上进行自动化生产加工，将预制加工品运输至施工现场快速装配的一种新技术。

一、主要技术要点

1.1数字化建模优化

通过BIM技术对机房设备进行深化设计并数字化建模，呈现机房三维度模型，达到管路路由最优化。使用三维模型进行施工交底比二维图纸更清晰更直接，减少了沟通上的误解，让现场作业人员更加清晰明了。

（1）复核测量

BIM团队以施工图纸为基础，复核机房现场实际尺寸，以确保建模真实有效，减少误差。利用RTS型机器人全站仪对建筑及结构进行全方位精准扫描与复核，从机房轴位、结构、间隔、层高、管路系统安装点位入手，对关键部位和尺寸进行定位和标注。主要测量点位为机房建筑标高、结构倾斜度及设备就位后接管法兰位置及标高，将测量的实际尺寸以三维数据的形式反馈到机房管线BIM模型中，并根据实测值对机房管线BIM模型进行调整。

（2）优化设计

从施工安装便利、减少管路水阻及经济性等方面进行考虑，将原图管路、水泵等设备进行局部优化，以达到指导现场施工为目标，BIM设计深度达到高精度的LOD350以上，满足安装和维保的要求。本项目以减少网管阻力为目的，主要优化措施为：主机出口与水泵直接连接，减少弯头数量;将直角弯头、直角三通替换为钝角弯头和钝角三通，可大幅降低水阻损失;直角管段替换为顺水流斜管段，减少管路总长及系统管阻;选用阻力更低的过滤器和止回阀;主机与水泵一对一连接，取消部分蝶阀和过滤器;采用合适焊接工艺，保证焊缝均匀，减少气孔和焊接缺陷;其他系统的优化，例如监控与运行软件的科学设置。

（3）信息管理

根据BIM深化图和预制厂家反馈意见，按系统对管道、设备进行分解和编号。通过二维码技术，实现模型模块信息化管理，确保信息化管理的准确性以及全面性，为后期运行维护以及实现楼宇自控，能源信息化管理提供有利条件。以本项目对设备机房管道、阀门进行二维码编制，录入物业运维信息资料，并建立数据库。

1.2模型数据在工厂信息化管理中应用

（1）精加工

将BIM模型生成的数据导入工厂信息化管理系统中进行模块化分类管理和数据驱动自动化设备深加工。本项目制冷机房采用的冷却水和冷冻管道主要是螺旋钢管和无缝钢管，将管道送到预制厂，预制厂进行管道的除锈、切割和管道坡口等前期加工后，预制加工过程结合准确的BIM模型，根据管道模块化预制加工图，将参数导入工厂管道自动切割设备及焊接设备内，利用激光数控切割及全自动焊接对管道管段预制加工，得到精确度高的管道组装件。再按要求对管道探伤完成后，进行管道防腐刷漆工作，最后是对每段管及两头法兰进行编号标记。

（2）控质量

综合考虑成品支吊架组合灵活、管线综合性强的优点，向工厂下单采购成品支吊架，配套生产成品支吊架，送往施工现场装配管线根据管道、桥架、母线等专业管线分布情况，按照采用联合支架的原则，对管线进行综合排布，达到管线整体吊装的目的。

（3）预装配

在出厂前还需对每段管道进行分段验收，进行模块预装配。编制好误差修正、测量控制以及误差偏离标准，对机房关键预制件复核测量，将测量的点云数据生成模型，与机房管线BIM模型进行匹配，确保误差可控（误差范围需控制在5mm以内）;校验实测值与设计值的差值，当不满足施工验收要求时为不合格，现场进行施工整改，若差值满足施工验收规范要求为合格。

1.3管道现场装配

（1）半成品保护与运输

预制化加工好的构件需做好半成品保护，管道按模块分类及二维码管理进行配送，编制装配方案，形成物流运输方案，确认运输车次及管道装车方案。利用大型运输车配送，通过吊装孔吊至机房;对于竖向小管道，利用运输车通过坡道，直接配送至地下层制冷机房。

（2）现场精准定位

机房施工过程中管线布设、支吊架预埋点位坐标、设备安装轴线和净高的数据均来自于调整或修正后的机房管线BIM模型的三维数据。将选取的放样点位以三维坐标形式导出储存，将点位坐标三维数据及施工设计图以放样文件的形式载入全站仪的放样管理器，进行现场施工放样。

（3）安装前期准备

确保足够吊装机具，合理设计重型支架和吊装点。本项目利用槽钢、工字钢设计了适合大型管道、密集管道使用的重型支架;预设了用电动卷扬机、电动葫芦完成管道模块的吊装工作定位点和工作空间。

（4）现场总装配

编制装配总控计划，采用竖向管道提升装置、小型吊装机械设备，利用机座、支架吊点等受力点，运用管道整体提升技术和综合装配技术，完成机房装配化施工。a.管道支架定位安装。根据支架分机械设备，按照模拟预设的顺序，依次放在1m胎架上，利用全站仪精确定位，调整管道位置，直至與模型位置重合;通过多个吊点，利用手动葫芦，将水平主管以及支撑体系整体提升，直至设备处于正确位置。布图结合现场施工操作要求进行放样点位，按工作流程现场安装固定各种支架。b.水平管道整体拼装。根据现场平面布置，按照主次管道安装顺序，将管道依次排整齐;利用现场吊装机具、叉车等小型c.竖向管道整体拼装。设备连接的竖向管道，包括短管、阀门、法兰、不锈钢软接等部件，利用小型工具实现预拼装，将部件依次连接成管段，采用竖向管道提升装置将管段整体提升到设定位置，快速完成管段与设备及管道接驳，实现竖向管道的整体拼装。d.其他附件、设备安装。机房管道整体拼装完成后，按照预留测量孔的位置安装压力表、温度计测量装置，成排管道上拱形管道部分排气装置，完成机房整体拼装。

结束语：

建筑设备装配式施工技术在建筑设备施工中实际运用，以某基地项目制冷机房项目为例，工期从60天缩短到11天，实践证明该装配方法安全可靠，节能环保，并且大大提高了设备装配效率。有提质增效降费的效果，具有很强的战略意义、良好的社会经济效益和广泛的应用前景。

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