BIM 虛擬建造技術(shù)在制冷機房的應(yīng)用實踐

汪周建

（杭州太平洋空調(diào)工程有限公司,浙江 杭州311200）

1 概述

虛擬建造技術(shù), 在機電安裝中對于各專業(yè)協(xié)調(diào)、管線碰撞檢查、管線綜合排布、預(yù)留預(yù)埋、凈高分析都有很重要的應(yīng)用。由于在制冷機房中含有大直徑管道、大型冷水機組和泵組, 管道錯綜復(fù)雜, 還有傳統(tǒng)型鋼支吊架和抗震支吊架, 使冷凍機房的空間極其擁擠, 維修通道的凈高很難得到滿足。采用BIM 三維可視化,可以直接在三維空間檢查管線的間距是否滿足施工規(guī)范、維修、安全等要求, 還可以對現(xiàn)場安裝施工隊進行視頻交底, 減少現(xiàn)場溝通協(xié)調(diào)成本, 極大地提高施工企業(yè)的生產(chǎn)力。由于傳統(tǒng)二維CAD 的各專業(yè)圖紙無法進行直接的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián),在進行多專業(yè)(建筑結(jié)構(gòu)梁柱、給排水管道、電氣橋架、暖通風(fēng)管水管)協(xié)同時,費時費力且容易出現(xiàn)錯漏, 也無法實現(xiàn)將各個專業(yè)管道放在同一三維空間進行深化設(shè)計,很難及時將各專業(yè)圖紙進行數(shù)據(jù)交流,而BIM 的虛擬化建造技術(shù)完全解決了此類問題。

2 工程概況

2.1 項目概況

建筑規(guī)模:總建筑面積約為81684 平方,其中地上建筑面積為50541 平方,地下建筑面積為31143 平方。是由地下車庫、餐廳、會議、辦公、多功能廳等組成的綜合性商業(yè)辦公建筑。空調(diào)冷熱源設(shè)計:本工程空調(diào)冷源采用水冷式機組,冷凍機房設(shè)置于地下三層,冷卻塔設(shè)置于塔樓屋面。制冷機房主要設(shè)備參數(shù)如表1。

2.2 制冷機房CAD 二維圖紙（如圖1）。

由于建筑總高度超過50m,屬于高層建筑。冷水機組的冷凍循環(huán)水泵采用吸入式, 減少了系統(tǒng)靜水壓力對冷水機組蒸發(fā)器的承壓要求。同理,由于冷卻塔也是放置在大廈10F 的屋面,冷卻循環(huán)水泵也采用吸入式, 減少了系統(tǒng)靜水壓力對冷水機組冷凝器的承壓要求, 降低了設(shè)備采購成本。出于建筑節(jié)能考慮,采用了一次泵變流量系統(tǒng)。

表1

圖1 制冷機房平面圖

2.3 軟件與硬件概況

本項目采用3D 建模軟件, 通過搭建建筑信息模型的方法來處理冷凍機房的管道深化設(shè)計和管線綜合排布。主要硬件配置如下:

處理器: Intel i7 Q720 四核處理器

內(nèi)存: Kingston DDR3 1333HZ 8GB

顯卡: nVIDIA Quadro FX880

硬盤: SAMSUNG 128GB 固態(tài)+ Seagate 1TB 機械

顯示器: 1600×900 真彩色液晶

3 BIM 建模

將二維CAD 制冷機房平面圖通過鏈接的方法導(dǎo)入到三維BIM 軟件中,鎖定原CAD 圖紙,防止在建模過程中,CAD 平面圖紙發(fā)生移位,導(dǎo)致模型位置偏差和精度不夠。在完成了制冷機房的建筑和結(jié)構(gòu)的建模后, 開始對制冷機房的冷凍水和冷卻水系統(tǒng)進行建模。首先定位好主要設(shè)備,如離心式冷水機組、循環(huán)泵組、全程水處理器、分集水器等,保證設(shè)備位置的準確性。然后進行三維管道的繪制和連接,最后在三維管道上增加閥門和儀表。如圖2 和圖3 所示。

圖2 制冷機房管線綜合圖

圖3 制冷機房3D 鳥瞰圖

為了便于水系統(tǒng)的水力平衡, 在集水器的回水管上安裝了靜態(tài)平衡閥,便于流量的合理分配。同時,由于采用的是一次泵變流量系統(tǒng),在分集水器之間設(shè)置了壓差旁通閥,以保證通過冷水機的流量保持穩(wěn)定。如圖4 所示。

圖4 集水器三維大樣圖

考慮到冷水機組的缺水保護,在冷水機組的冷凍水出口和冷卻水出口管上安裝了水流開關(guān)。由于冷水機組大部分位于負荷下運行, 對于多臺并聯(lián)的冷水機組在機組回水管上安裝了電動蝶閥,以防止在部分負荷下,大量冷凍水流經(jīng)不啟動的機組,導(dǎo)致了工作中的冷水機組水量不足。如圖5 所示:

圖5 冷水機組接管三維大樣圖

最后,為了以后運行和維護的方便,對維修通道進行了凈高分析,如圖6 所示。

圖6 制冷機房凈高分析圖

可見,機房通道的凈高在4090mm,滿足了設(shè)計要求。避免了機房的管道布置標(biāo)高過低, 影響設(shè)備進出機房和造成維修人員的心理壓抑。

4 應(yīng)用結(jié)論

通過在計算機上對高層綜合性商業(yè)辦公建筑的制冷機房進行了虛擬建造,完美解決了管道的標(biāo)高碰撞、凈高分析和多專業(yè)協(xié)同,有效地減少了現(xiàn)場返工的損失,節(jié)省了建造成本,具有良好的經(jīng)濟和社會效益。隨著國家最新的BIM 設(shè)計規(guī)范和BIM 施工應(yīng)用規(guī)范的宣貫和實施,BIM 虛擬建造技術(shù)對傳統(tǒng)建筑業(yè)帶來了積極的改變。