建筑設備裝配式施工技術

喬曉波

摘要：隨著我國經(jīng)濟社會的高質量發(fā)展與人口紅利 的逐漸消逝，年輕勞動力大幅度從建筑業(yè)、制造業(yè) 向服務業(yè)轉移，我國建筑勞務人員的年齡將呈現(xiàn)出 老齡化趨勢，建筑業(yè)從業(yè)人員面臨“用工荒”的緊迫 形式，同時伴隨著我國建筑領域智能機械化的深入發(fā)展，國家提出“新基建”發(fā)展戰(zhàn)略，今后的建筑作業(yè)將大幅引進機械化作業(yè)、信息化管理，逐步改變傳統(tǒng)勞務作業(yè)方式。本文以某基地項目制冷機房為例，介紹了建筑設備裝配式施工技術。

關鍵詞：建筑設備;裝配式施工;技術;研究

引言

建筑設備裝配式施工是裝配式建造技術的重要組成部分，通過BIM技術與數(shù)字化建造相結合，在建筑設備安裝中實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。建筑設備裝配式施工是將建筑設備的模擬數(shù)據(jù)導入工廠信息管理系統(tǒng)，在數(shù)控設備上進行自動化生產加工，將預制加工品運輸至施工現(xiàn)場快速裝配的一種新技術。

一、主要技術要點

1.1數(shù)字化建模優(yōu)化

通過BIM技術對機房設備進行深化設計并數(shù)字化建模，呈現(xiàn)機房三維度模型，達到管路路由最優(yōu)化。使用三維模型進行施工交底比二維圖紙更清晰更直接，減少了溝通上的誤解，讓現(xiàn)場作業(yè)人員更加清晰明了。

（1）復核測量

BIM團隊以施工圖紙為基礎，復核機房現(xiàn)場實際尺寸，以確保建模真實有效，減少誤差。利用RTS型機器人全站儀對建筑及結構進行全方位精準掃描與復核，從機房軸位、結構、間隔、層高、管路系統(tǒng)安裝點位入手，對關鍵部位和尺寸進行定位和標注。主要測量點位為機房建筑標高、結構傾斜度及設備就位后接管法蘭位置及標高，將測量的實際尺寸以三維數(shù)據(jù)的形式反饋到機房管線BIM模型中，并根據(jù)實測值對機房管線BIM模型進行調整。

（2）優(yōu)化設計

從施工安裝便利、減少管路水阻及經(jīng)濟性等方面進行考慮，將原圖管路、水泵等設備進行局部優(yōu)化，以達到指導現(xiàn)場施工為目標，BIM設計深度達到高精度的LOD350以上，滿足安裝和維保的要求。本項目以減少網(wǎng)管阻力為目的，主要優(yōu)化措施為：主機出口與水泵直接連接，減少彎頭數(shù)量;將直角彎頭、直角三通替換為鈍角彎頭和鈍角三通，可大幅降低水阻損失;直角管段替換為順水流斜管段，減少管路總長及系統(tǒng)管阻;選用阻力更低的過濾器和止回閥;主機與水泵一對一連接，取消部分蝶閥和過濾器;采用合適焊接工藝，保證焊縫均勻，減少氣孔和焊接缺陷;其他系統(tǒng)的優(yōu)化，例如監(jiān)控與運行軟件的科學設置。

（3）信息管理

根據(jù)BIM深化圖和預制廠家反饋意見，按系統(tǒng)對管道、設備進行分解和編號。通過二維碼技術，實現(xiàn)模型模塊信息化管理，確保信息化管理的準確性以及全面性，為后期運行維護以及實現(xiàn)樓宇自控，能源信息化管理提供有利條件。以本項目對設備機房管道、閥門進行二維碼編制，錄入物業(yè)運維信息資料，并建立數(shù)據(jù)庫。

1.2模型數(shù)據(jù)在工廠信息化管理中應用

（1）精加工

將BIM模型生成的數(shù)據(jù)導入工廠信息化管理系統(tǒng)中進行模塊化分類管理和數(shù)據(jù)驅動自動化設備深加工。本項目制冷機房采用的冷卻水和冷凍管道主要是螺旋鋼管和無縫鋼管，將管道送到預制廠，預制廠進行管道的除銹、切割和管道坡口等前期加工后，預制加工過程結合準確的BIM模型，根據(jù)管道模塊化預制加工圖，將參數(shù)導入工廠管道自動切割設備及焊接設備內，利用激光數(shù)控切割及全自動焊接對管道管段預制加工，得到精確度高的管道組裝件。再按要求對管道探傷完成后，進行管道防腐刷漆工作，最后是對每段管及兩頭法蘭進行編號標記。

（2）控質量

綜合考慮成品支吊架組合靈活、管線綜合性強的優(yōu)點，向工廠下單采購成品支吊架，配套生產成品支吊架，送往施工現(xiàn)場裝配管線根據(jù)管道、橋架、母線等專業(yè)管線分布情況，按照采用聯(lián)合支架的原則，對管線進行綜合排布，達到管線整體吊裝的目的。

（3）預裝配

在出廠前還需對每段管道進行分段驗收，進行模塊預裝配。編制好誤差修正、測量控制以及誤差偏離標準，對機房關鍵預制件復核測量，將測量的點云數(shù)據(jù)生成模型，與機房管線BIM模型進行匹配，確保誤差可控（誤差范圍需控制在5mm以內）;校驗實測值與設計值的差值，當不滿足施工驗收要求時為不合格，現(xiàn)場進行施工整改，若差值滿足施工驗收規(guī)范要求為合格。

1.3管道現(xiàn)場裝配

（1）半成品保護與運輸

預制化加工好的構件需做好半成品保護，管道按模塊分類及二維碼管理進行配送，編制裝配方案，形成物流運輸方案，確認運輸車次及管道裝車方案。利用大型運輸車配送，通過吊裝孔吊至機房;對于豎向小管道，利用運輸車通過坡道，直接配送至地下層制冷機房。

（2）現(xiàn)場精準定位

機房施工過程中管線布設、支吊架預埋點位坐標、設備安裝軸線和凈高的數(shù)據(jù)均來自于調整或修正后的機房管線BIM模型的三維數(shù)據(jù)。將選取的放樣點位以三維坐標形式導出儲存，將點位坐標三維數(shù)據(jù)及施工設計圖以放樣文件的形式載入全站儀的放樣管理器，進行現(xiàn)場施工放樣。

（3）安裝前期準備

確保足夠吊裝機具，合理設計重型支架和吊裝點。本項目利用槽鋼、工字鋼設計了適合大型管道、密集管道使用的重型支架;預設了用電動卷揚機、電動葫蘆完成管道模塊的吊裝工作定位點和工作空間。

（4）現(xiàn)場總裝配

編制裝配總控計劃，采用豎向管道提升裝置、小型吊裝機械設備，利用機座、支架吊點等受力點，運用管道整體提升技術和綜合裝配技術，完成機房裝配化施工。a.管道支架定位安裝。根據(jù)支架分機械設備，按照模擬預設的順序，依次放在1m胎架上，利用全站儀精確定位，調整管道位置，直至與模型位置重合;通過多個吊點，利用手動葫蘆，將水平主管以及支撐體系整體提升，直至設備處于正確位置。布圖結合現(xiàn)場施工操作要求進行放樣點位，按工作流程現(xiàn)場安裝固定各種支架。b.水平管道整體拼裝。根據(jù)現(xiàn)場平面布置，按照主次管道安裝順序，將管道依次排整齊;利用現(xiàn)場吊裝機具、叉車等小型c.豎向管道整體拼裝。設備連接的豎向管道，包括短管、閥門、法蘭、不銹鋼軟接等部件，利用小型工具實現(xiàn)預拼裝，將部件依次連接成管段，采用豎向管道提升裝置將管段整體提升到設定位置，快速完成管段與設備及管道接駁，實現(xiàn)豎向管道的整體拼裝。d.其他附件、設備安裝。機房管道整體拼裝完成后，按照預留測量孔的位置安裝壓力表、溫度計測量裝置，成排管道上拱形管道部分排氣裝置，完成機房整體拼裝。

結束語：

建筑設備裝配式施工技術在建筑設備施工中實際運用，以某基地項目制冷機房項目為例，工期從60天縮短到11天，實踐證明該裝配方法安全可靠，節(jié)能環(huán)保，并且大大提高了設備裝配效率。有提質增效降費的效果，具有很強的戰(zhàn)略意義、良好的社會經(jīng)濟效益和廣泛的應用前景。

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