建筑机电安装工程中BIM技术在空调制冷机房的运用分析

张锋

（广东省工业设备安装有限公司，广东 广州 510000）

BIM技术即建筑信息模型，通常称为building information mod-eling。它是一种通过创建数字化模型，对工程项目设计、建造和运营等全生命周期进行优化与管理的一种技术方法。随着BIM技术快速发展，近年来，其在我国大型建筑工程机电设备安装中得到广泛应用，如在空调制冷机房设计、安装与施工过程中，可基于BIM技术的协调性、可视性与优化性、模拟性与可出图性等技术优势，解决管线交叉矛盾，对空间结构进行整体布局优化；同时，通过虚拟建造及演示、管线综合平衡、三维可视化交底及指导施工、智能算量及决策支持，可对机电安装工程进行精细化管理。

1 工程概述

本工程为海南某大型建筑工程，总建筑占地面积约为107907.5m2，空调面积约为7045m2，冷水机房设置在本建筑工程的地下室，采用异程式系统进行输配管网布设，设计负荷1475kW，共设冷冻水泵3台，冷却水泵3台，另外还设置了2台785.6kW/台制冷量的制冷机组机组，水泵两用一备；与此同时，设置4台新风空气处理机组和3台组合式空调机组，分别为设备管理用房和公共空间供冷。由于该建筑工程质量要求高，因此，前期机电安装工程施工进度缓慢，迟迟不能确定具体交工时间。在2016年12月明确该建筑工程将于2017年6月投入使用，并要求异程式系统于2017年7月前实现对本建筑区内设备管理用房和公共空间全面供冷。因制冷空调冷水机组为甲供设备，供货日期一延再延，直至2017年5月底才到货，因该建筑机电安装工程施工进度突然加快，故为了使工程按照预定计划完成施工，在这种情况下，施工单位采用BIM技术对机电安装中的空调制冷机房设计与施工过程进行优化调整。在模拟仿真施工基础上，于2017年6月初顺利完成建筑空调机房全部施工任务，取得了良好的施工效益，现将有关实践经验总结如下。

2 BIM技术在建筑机电安装工程空调制冷机房中的运用

2.1 对机房进行优化设计

（1）结合空调设备具体功能，首先对机电安装工程进行合理功能分区，对冷却水泵、冷水机组装置具体位置进行优化调整：主要将原来远离柜式空调微电脑自控钠离子交换机组的冷水机组更改安装至冷却水泵附近，据此合理布管及对空调设备进行功能分区。在此基础上，对工程冷水机房建筑轮廓进行3D扫描，从而准确获取重新优化排布机房管路及相关制冷设备的精确三维尺寸。

（2）结合该建筑工程空调制冷机房空间结构实际情况，对制冷机房设备、管路原有布局进行优化：主要结合工程现场实际建筑三维结构尺寸，重新合理优化与排布机房内管道走向及机房相关设备的摆放顺序、位置等，一方面保证空调制冷设备合理布局，减少空间使用量；另一方面使制冷空调机组管路水流更加流畅，以降低水系统输送能耗，简化设备检修流程，从而为工程在后期运营管理提供便利。

（3）对溴化锂机组及泵组位置进行优化调整，减少机组安装、检修时的空间：在施工过程中，因该设备排产周期较长，厂家无法及时供货，同时生产的这个设备外形尺寸体积比一般的设备要大(7200mm×2800mm×3400mm)，重量为17t。因此，为了确保建筑工程正式投入使用时能够集中制冷，必须提前对该空调机房冷冻水系统进行施工技术性优化。首先，是要把预留空调机组和吊装通道安装的角度调整为90°，这样做的优点是可以为后期到货的机组在运输、吊装和就位提供足够的空间。然后，在预留足够的检修通道基础上，将设备向控制室方向上平移2.4m的距离，并将冷却与冷冻水泵分别沿着相反方向平移1.3m的距离，预留7.3m左右的拔管空间，为机组维修调试提供足够空间，也为该建筑空调制冷机房机电设备安装施工预制加工提供足够场地。

（4）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。

2.2 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。

2.3 施工仿真模拟

在正式施工过程中，本工程基于BIM三维Revit模型，对空调制冷机房进行3D漫游检查，确保本建筑工程机电设备检修通道有效。在机房系统二次深化设计基础上，本文通过BIM三维建模建立空调制冷机组主要设备材料BIM族库，其中包括的相关设备有冷水机组、冷却塔、分集水器、温度表、压力表等，涉及的相关技术参数有部分设备族的外观、尺寸、空间位置等。与此同时，通过系统设备管路模型构建，基于依照传感器、控制阀门阀件定位原则，将各类阀门阀件及相关传感器准确安装于系统管路中，还结合优化调整后的工程施工计划，对本建筑工程空调制冷机房机电安装施工全过程进行4D仿真模拟动态试验展示，确保整个施工工艺流程合理、有序。图1为优化后机房内水管、弯头布置图。

2.4 施工技术交底及质量检查

在本工程施工技术交底与质量检查过程中，通过播放如下图所示的 BIM三维Revit模型示意图和4D漫游动画，对整个建筑工程空调制冷机房各个节点进行实时展示，且以三维或四维形式对机房部分节点进行全面展示。整个施工过程无需施工技术人员进行自行想象与构思，画面可视且清晰，更加便于不同部门施工人员进行协调配合与技术交底。在施工后期质量控制与检查阶段，监督机构通过打印出的3D图纸进行细部核实，并未发现有任何返工或现场变更清形。基于BIM模型，管理人员可集中对照检查核实，实时动态监督管理，从而提高了施工质量，优化了施工技术作业流程，缩短了施工周期，为建筑工程空调制冷机房机电设备安装施工奠定了良好基础。图2为制冷机房三维模型。

图1 优化后机房内水管、弯头布置图

图2 制冷机房三维模型

综上所述，本文结合工程实例，就某大型建筑空调制冷机房机电设备安装施工中BIM技术相关应用情况进行分析。分别通过对机房进行优化设计、对施工工序进行调整和完善、施工仿真模拟及施工技术交底及质量检查，应用结果表明，BIM技术具有协调性、可视性与优化性、模拟性与可出图性几大优点。通过BIM三维Revit模型，不仅可对建筑机电工程中的空调制冷机房施工全过程进行动态展示与管理，还可进行质量控制与技术流程优化；简化了施工工艺，缩短了施工周期，提高了施工质量，创造了良好的施工效益。

参考文献：

[1]梁小波.BIM技术在暖通空调设计中的应用[J].建材与装饰,2016,（442 ）38:105-106.

[2]李国帅.暖通空调设计中BIM技术的应用探讨[J].住宅与房地产,2016,（434 ）21:157.

[3]谢东哲.BIM技术在暖通空调设计中的应用[J].技术与市场,2016,（274 ）10:75.