浅谈装配式施工技术在机电安装工程中的运用

周陈辉 中铁建大湾区建设有限公司

1 前言

随着建筑市场竞争越加的激烈，越来越多的建筑企业及装配工厂通过进行技术创新来实现进一步发展的目标。装配式建筑施工技术就是技术创新的最直接的表现，已经得到了普遍的重视，这种新型技术在机电安装工程中发挥了重要的作用。该技术主要是通过深化设计、预制砌筑墙体、管线工厂化预制加工、机电设备空间预留现场拼接等来实现。如何通过预制装配式施工技术更好的实施机电安装工程的任务，将是今后重点研究的方向。

2 机电安装工程中装配式施工的现状

2.1 国内企业研究及应用情况

在国内机电安装工程中装配式施工还是一个比较新生的事物，许多技术标准和工艺规程都不健全，但是国内一些大型企业已经在这方面有所研究，并已经在试点项目上进行了应用。如广州红酒库项目施工中，空调管道、空调器阀组、水泵机组等都采用了装配式施工技术。通过查询相关资料所知，目前此技术的应用范围还是比较局限。在装配式建筑施工技术刚起步的初级阶段，机电安装专业的装配式施工是没有能力与土建专业同时全面大力推进的，欲速则不达，要把有限的研究侧重于设备机房、管道井等设备、管线密集的地方，然后再逐一向其他技术领域扩展。

2.2 施工中实际应用情况

根据当前建筑工程的结构，分为非装配式和装配式。非装配式建筑工程中，机电工程同样可以用到装配式施工技术，尤其是在设备机房（机房、泵房、阀站等）、管道井等比较独立的空间中，装配式技术可以发挥它的大部分优势，加快施工进度、减少施工成本等，现在很多非装配式项目中都得到了应用。然而在装配式建筑中，其装配化无统一的标准，所以需根据不同的装配式施工技术而采取不同的方案。机电安装工程采用预制装配式施工的，现阶段比较容易实现的是由车间预制生产加工，运至安装现场后再组装成成品，种类主要有管道井综合支架、走廊综合支架、机房综合支架、线槽、桥架及成套型设备、基础等。

3 机电安装工程中装配式技术实施基本流程

3.1 预制装配式基本流程

①BIM模型设计或深化设计→②现场尺寸复核→③导出预制加工图→④预制加工尺寸复核→⑤工厂化预制加工→⑥成品工厂预组装→⑦运输至现场→⑧现场装配施工。

3.2 实施流程描述

（1）深化设计可采用BIM搭建的模型来实现，也可以使用传统的CAD画图软件优化、深化设计，现在比较先进、效率更高、效果更好的属于采用BIM技术。经过管线碰撞测试，综合管线的布置经过优化调整后，最终得出的深化设计图、BIM模型或施工方案都能反应现场的机电系统实际情况，根据模型、方案来指导施工。BIM模型如图1、图2所示。

图1 BIM模型（一）

图2 BIM模型（二）

（2）得到深化设计图或BIM模型建立后，由项目专业工程师进行审图后由专业测量人员对现场既有的坐标、标高进行复核，对规格尺寸进行校核，防止深化设计图或BIM模型与现场不符。

（3）从经过最终确认的深化设计图或BIM模型中导出预制加工图（部分管段图、局部管线综合图、机房设备安装图等），其精度堪比机械制图，可直接用于指导预制加工。

（4）后方工厂或预制加工区拿到预制加工图和项目部加工任务书后，再与机电单位进行最终尺寸复核，核查加工的可行性。装配式预制加工厂如图3所示，加工件如图4所示。

图3 装配式预制加工厂

图4 加工件

（5）工厂根据项目部提供的加工任务书和预制加工图纸，按照机械制造的工艺质量要求，进行管道、部件材料的分段制作加工。

（6）根据加工好的管道、部件进行预组装，核查加工部件的尺寸精度和确保部件的质量。

（7）对现场的安装条件进行确定无误后，督促加工厂及时把预制构件运送至安装现场，保证按时开展装配式机电安装工作。加工进场的是预制加工好的局部构件或者安装件，这些构件大部分质量大、占用空间大，加上构件需要按照特定顺序安装或临时存放，所以需提前规划好堆放方案和二次搬运方案。

（8）现场安装人员、设备、安装方案、吊装方案等均满足施工的情况下进行预制构件的组装。

4 机电安装工程中装配式技术施工特点

4.1 机电安装与土建施工的关系紧密相连

机电设备的安装一般都不是单独进行的，与土建施工具有较强的协同性。一般都是在土建施工的基础上而进行的，土建施工必须满足机电设备安装的条件并移交符合要求的机电安装作业面，所以土建施工作业的好坏决定着机电设备安装的基础。因此，在工程初期阶段最重要的便是要做好各项基础工作（如尺寸复核、预埋等），二者的有效配合是推动工程建设往优质项目前进的关键。

4.2 场外工厂化预制能够提高制作质量水平

在是实施机电安装工程预制装配式技术时，在对管段、支架等进行预制加工的过程中，全部都是由在专业的生产车间中完成，加工全过程都严格遵照相关质量标准进行控制，而且加工工人的操作技能水平比现场施工工人更加熟练，使预制加工质量得到有效提升，有效提升了机电安装工程的整体质量。

4.3 现场安全隐患和环境污染得到有效控制

在过去的传统施工现场，包含了切割、打磨、焊接、油漆等工作，导致在施工时容易出现安全事故，对工作人员的生命安全产生了严重威胁。此外，还会对生态环境造成污染，不利于我国实施可持续发展战略。通过装配式技术，可以减少火灾安全隐患、噪声污染和粉尘污染等，大大改善作业环境，不但提升了施工效率，还确保了施工质量与安全。

4.4 提高施工的集成化，提高美观度

通过BIM建模对管道布置进行优化，可以采用特定区域内的暖通、给排水、电气等各个专业管道一体化预制加工，可以达到各专业管线、支架同步施工，可有效避免交叉作业以及互相干扰的情况。由于都采用统一加工方式和施工工艺，现场整齐美观，真正实现了安装工程精装化施工，大大提高美观度。

4.5 BIM技术应用更加广泛

通过以BIM模型为基础转换成的预制加工设计图纸，能精确指导工厂预制加工，能够对安装技术人员进行全面性、可视化的指导。提高预制加工质量的同时还减少六成以上的现场作业量。促使质量、进度、管理水平都得到显著的提高，很好地提高了施工效率。

5 机电安装工程中装配式技术存在的问题

（1）装配式机电工程安装是指规划设备的类型和大小。但就目前来说，市场秩序比较混乱、界限模糊，还没有一个明确的规范性文件。各地及各企业在探索装配式施工的应用中，仍处于初步的尝试阶段，成熟的、能推广的技术规范较少，导致一些人员企图蒙混过关，造成安装时存在安全隐患，影响施工进度。

（2）缺少与其他专业装配式施工的协同发展，容易导致机电专业与建筑结构、装修专业等相关专业施工进度的脱节及现场安装的交叉冲突，无法发挥该施工技术效率高、环保、节材及维保简便等方面的优势。

（3）技术人才缺乏，预制机电设备安装中，专业技术人员的水平对施工优劣起着决定性的作用。如果安装人员对预制安装流程及规程了解不够充足，会导致后续施工无法严格按照施工图纸进行施工。如果安装人员对构件的功能了解不足，则会导致安装位置偏差甚至错误、参数设置不合理等安装错误的问题产生，威胁整个建筑的安全。人才是预制装配式施工技术发展的重要因素，需要企业通过各层次全方面培养具有高素质的技术人员和项目管理人员。

6 机电安装工程中装配式技术发展趋势

通过试点项目以及国家、政府出台的相关政策，不难看出今后机电工程甚至整个建筑工程运用装配式技术是主流是大势所趋。预制装配式安装技术今后的发展趋势主要有以下几个方面。

（1）通过各级政策投资项目和试点项目来实现预制装配式施工技术的推广，使得该技术逐渐成为建筑施工中的常用技术。当政府投资经济适用房和公共建筑时，既实现了预制装配施工技术的宣传推广，又能使更多的建筑企业和加工厂充分认识到该技术的应用价值，促使预制装配施工技术逐步得到大众认可与运用。

（2）随着预制装配施工技术的推广和应用，预制装配施工技术将进一步向集成化方向发展。结构专业、建筑装饰和机电安装专业相互协同作用必定是未来机电安装工程预制装配施工的一个重要发展趋势。

（3）在机电安装工程预制施工过程中，由于加工区的强固定化特点，预制工人工作环境得到改善，行业管理标准将进一步得到完善并顺利实施。预制工人已不再是传统的建筑工人，而是更专业的工业工人，所以加工工人必定会向产业工人方向的发展，所以要积极加强加工工人的技能培训将是未来一大发展趋势。

（4）预制装配式安装技术会用到大量的BIM技术，将BIM技术应用到建设项目中与BIM技术的相互促进发展，实现工程项目的信息化，进一步促进建设的“产业化”。

7 结束语

随着对建筑行业要求的不断提高，所以安装工艺的要求也在同步提高。更为系统化、科学化发展是这个时代给予机电工程安装的要求，也是我们对这一工程的要求。随着中国建筑行业的发展，预制装配式施工技术也必然会迎来一个美好的机遇，相信机电安装技术也将有一个质的飞跃，带动整个建筑行业的持续健康发展。