CN105888317A - 中央制冷机房模块化预制及装配化施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了中央制冷机房模块化预制及装配化施工方法，包括制冷机房标准族库创建、数字化模块设计、三维精度控制、工厂化全自动预制、装配化施工。所述标准族库是基于实物尺寸创建的中央制冷机房全套设备、阀门、部件族库。所述数字化模块是由高精度BIM模型进行科学分段编码后生成。所述三维精度控制是对中央制冷机房建筑结构复核测量，构建绝对坐标系，使模型设计精度、加工精度、现场装配精度的控制统一可靠。所述工厂化全自动预制是依据数字化模块加工图进行的工厂化生产。所述装配化施工是分段法兰连接、整体提升安装。该发明可提高中央制冷机房安装效率，提升安装品质和精度，其中标准化模块设计的复制性、移植性强，具备产业化生产条件。

Description

中央制冷机房模块化预制及装配化施工方法

技术领域

本发明属于建筑工程机电安装技术领域，涉及中央制冷机房模块化预制及装配化施工方法。

背景技术

中央制冷机房作为安装工程核心机房之一，其施工工艺是体现机电整体施工水平的核心竞争力。随着建筑市场的发展，已逐渐步入建筑工业化生产，施工周期短是建筑行业的一种趋势，也是一大挑战。制冷机房模块化预制及装配化施工技术的提出，有利的解决了这一大挑战。

传统的中央制冷机房施工技术中存在一些关键问题难以解决。

由于现代建筑结构空间、中央制冷机房管线排布的复杂性，采用传统的深化技术，很难达到管路路由最优化；但采用先进的BIM技术，对中央制冷机房进行深化设计并建模，呈现机房三维度虚幻模拟，消除现场碰撞，达到管路路由最优化。

传统的施工测量方法粗糙，操作麻烦，工作效率低，空间局限性较大，尤其是施工精度不够，导致施工质量不能够满足设计要求；建立中央制冷机房整体施工精度控制体系，能够有效、精准完成点位放样，完善验收过程，提高施工质量。

传统的人力技术质量难以保障，以及恶劣的施工环境制约，无法满足中央制冷机房的施工质量提升及工期要求，利用基于BIM放样及采用工厂全自动设备，不但能保障施工质量，大大提高了生产效率。

传统的管道装配技术，已不能满足现在中央制冷机房施工工期要求，运用管道分段装配技术及整体提升技术，有效利用劳动力资源、机械设备资源，提高装配效率，较传统的施工技术，从中央制冷机房施工工期30天到3天的飞越。

发明内容

为了克服上述传统技术的不足，本发明提供了一种中央制冷机房模块化预制及装配化施工方法，本发明的中央制冷机房标准化模块设计，指导工厂化全自动预制，以实现中央制冷机房快速装配化施工。

本发明采用以下技术方案：

中央制冷机房模块化预制及装配化施工方法，其特征在于按以下步骤进行：

(1)建立中央制冷机房管线BIM模型：利用REVIT软件，在建筑信息建模BIM基础上，根据中央制冷机房设计图纸，结合装配化施工的需求，创建标准BIM族库，建立基于实物尺寸的中央制冷机房管线BIM模型；

(2)对中央制冷机房建筑结构复核测量，将测量的实际尺寸以三维数据的形式反馈到中央制冷机房管线BIM模型中，进行比对，考量实际测量值与设计值之间差值对现场施工的影响。并根据实测值对中央制冷机房管线BIM模型进行调整或对已有结构构件进行修正；

(3)根据调整或修正后的中央制冷机房管线BIM模型，对中央制冷机房管线BIM模型进行科学的数字化模块分段并进行编码，综合考虑运输空间、装配空间，形成加工图、装配图及总装配图；

(4)将管道加工图发至加工厂，完成管道场外的模块化预制；

(5)编制误差修正、测量控制以及误差偏离标准，对中央制冷机房关键预制件复核测量，将测量的点云数据生成模型，与中央制冷机房管线BIM模型进行匹配，确保误差可控；

(6)编制装配方案，形成装配总控计划、装配分解计划，采用竖向管道提升装置以及气动扳手、小型汽车吊装机械设备，运用管道整体提升技术，完成中央制冷机房装配化施工。

步骤(1)的建立是基于实物的数据库，并编制中央制冷机房的装配方案。

步骤(2)的对中央制冷机房建筑结构复核测量，主要测量点位为中央制冷机房建筑标高、结构倾斜度及设备基础位置及标高，编制修正方案，确保误差在偏离标准范围内；

步骤(3)的具体步骤为：对中央制冷机房管线BIM模型进行科学的数字化模块分段、编码，并对应形成加工图、装配图及总装配图；收集平板运输车的尺寸数据，结合项目运输通道及吊装孔尺寸数据以及查阅扳手操作空间，确保运输无障碍、装配无障碍；利用管道法兰连接，确保中央制冷机房场内无焊接。

步骤(5)对预装配成果进行实测实量，将验收实测的点云数据生成模型的三维数据与优化后的中央制冷机房管线BIM模型的三维数据对比；判定验收是否合格；若实测值与设计值的差值不满足施工验收规范要求时为不合格，现场进行施工整改，若差值满足施工验收规范要求为合格。

步骤(6)的具体步骤：

①管道支架定位安装：中央制冷机房施工过程中管线布设、支吊架预埋点位坐标、制冷机组及水泵设备安装轴线和净高的数据均来自于调整或修正后的中央制冷机房管线BIM模型的三维数据；首先，以中央制冷机房管线BIM模型为基础，利用REVIT软件绘制中央制冷机房管线支架分布图，为放样三维数据提供依据；然后，根据支架分布图结合现场施工操作要求进行放样点位选取，放样点主要包括管线支架安装点位以及辅助管线吊装点位；接着，将选取的放样点位以三维坐标形式导出储存，在选取放样点前应确保施工坐标系与图纸坐标一致，能通过轴线网实现二者间的相互转化，根据点位特征分类整理放样三维数据；最后，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。

②竖向管道整体拼装：根据调整或修正后的中央制冷机房管线BIM模型，按照装配图、总装配图将设备进出口竖向管段、阀门依次整体拼装，采用自主研发的竖向管道提升装置以及气动扳手，快速将管道与设备接驳，完成竖向管道的整体拼装。

③水平管道整体拼装：根据调整或修正后的中央制冷机房管线BIM模型，按照装配图、总装配图将水平管段、阀门依次整体拼装，采用小型汽车吊等提升装置以及气动扳手，快速将管道与管道接驳，完成水平管道的整体拼装以及水平管道与竖向管道的接驳。

④压力表、温度计测量装置的安装：中央制冷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，完成中央制冷机房整体拼装。

⑤根据编制的测量控制方案以及误差偏离标准，对其中央制冷机房进行验收。

本发明利用REVIT软件，在建筑信息建模BIM基础上，根据中央制冷机房设计图纸，结合装配化施工的需求，创建制冷机房标准族库，建立基于实物尺寸的中央制冷机房管线BIM模型；数字化模块设计：根据中央制冷机房管线BIM模型，综合物流运输及现场转运条件，对模型进行科学的数字化模块分段、编码，形成数字化模块加工图、装配图及总装配图。三维精度控制：构建绝对坐标系，采集施工现场数据，使模型设计精度、加工精度、现场装配精度的控制统一可靠。编制误差修正、测量控制以及误差偏离标准，对中央制冷机房关键预制件复核测量，将测量的点云数据生成模型，与中央制冷机房管线BIM模型进行匹配，确保误差可控。装配化施工：装配化接口方式为法兰连接，使用小型机械将成品模块进行吊运，在地面预制胎架上进行拼装，待调整测量精确后进行锁定，利用整体吊装法实现管道就位一次成型。

本发明运用管道分段装配技术及整体提升技术，有效利用劳动力资源、机械设备资源，提高装配效率，较传统的施工技术，从中央制冷机房施工周期30天到3天的飞越。

附图说明

图1为本发明的总流程图。

图2为本发明的数字化模块加工图。

图3为本发明的装配化施工流程图。

具体实施方式

图2中的编号：1、主管道；2、短管；3、蝶阀；4、Y型过滤器；5、弯管段；6、不锈钢软接头；7、偏心大小头；8、支架

下面结合附图对本发明进行进一步的描述，如图1、图2、图3所示

1、建立中央制冷机房管线BIM模型：利用REVIT软件，在建筑信息建模BIM基础上，根据中央制冷机房设计图纸，结合装配化施工的需求，创建标准BIM族库，建立基于实物尺寸的中央制冷机房管线BIM模型；

2、对中央制冷机房建筑结构复核测量，将测量的实际尺寸以三维数据的形式反馈到中央制冷机房管线BIM模型中，进行比对，考量实际测量值与设计值之间差值对现场施工的影响并根据实测值对中央制冷机房管线BIM模型进行调整或对已有结构构件(如主管道1、短管2、弯管段5)进行尺寸修正；

3、根据调整或修正后的中央制冷机房管线BIM模型，对中央制冷机房管线BIM模型进行科学的数字化模块分段并进行编码，综合考虑运输空间、装配空间，形成数字化模块加工图、装配图及总装配图；

4、加工厂根据图2(数字化模块加工图)中的三维数据，完成管道模块化预制；

5、编制误差修正、测量控制以及误差偏离标准，对中央制冷机房关键预制件复核测量，将测量的点云数据生成模型，与中央制冷机房管线BIM模型进行匹配，确保误差可控；

6、结合装配图、总装配图，采用自主研发的竖向管道提升装置以及气动扳手、小型汽车吊装机械设备，运用管道整体提升技术，完成中央制冷机房装配化施工。以图2中的某模块为例：利用小型汽车吊将1吊运到地面预制的胎架上，与主管道1类似的其余五根同样操作，全部上架后将六根主管道进行调平，测量无误后锁定为整体，利用顶板上四个吊点进行整体提升落位到支架8上。运用全站仪进行精度复核，在偏差允许范围内，进行立管段安装，立管段有短管2、蝶阀3、Y型过滤器4、弯管段5组成的成品段，使用竖向管道提升装置，进行该段立管与主管道1的接驳。调整垂直度复测无误后，进行立管段与水泵的接驳，该段由不锈钢软接头6、偏心大小头7组成，使用小型操作平台辅助完成该段拼装。完成中央制冷机房管道整体拼装，进行三维扫描，与设计模型进行比对，测量误差在允许范围内为合格。

7、压力表、温度计等测量装置的安装：中央制冷机房管道整体拼装复测合格后，按照预留测量孔的位置(底座、短管已经场外提前焊接完成，确保现场无焊接)，安装压力表、温度计等测量装置，完成中央制冷机房整体拼装。

该发明可实现中央制冷机房标准化模块设计及装配化施工，具有安装精度高、可复制性强、可机械化装配、施工高效、环保的优点。

该发明已以较佳实施例论证，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.中央制冷机房模块化预制及装配化施工方法，其特征在于按以下步骤进行：

(1)建立中央制冷机房管线BIM模型：利用REVIT软件，在建筑信息建模BIM基础上，根据中央制冷机房设计图纸，结合装配化施工的需求，创建标准BIM族库，建立基于实物尺寸的中央制冷机房管线BIM模型；

(2)对中央制冷机房建筑结构复核测量，将测量的实际尺寸以三维数据的形式反馈到中央制冷机房管线BIM模型中，进行比对，考量实际测量值与设计值之间差值对现场施工的影响。并根据实测值对中央制冷机房管线BIM模型进行调整或对已有结构构件进行修正；

(3)根据调整或修正后的中央制冷机房管线BIM模型，对中央制冷机房管线BIM模型进行科学的数字化模块分段并进行编码，综合考虑运输空间、装配空间，形成加工图、装配图及总装配图；

(4)将管道加工图发至加工厂，完成管道场外的模块化预制；

(5)编制误差修正、测量控制以及误差偏离标准，对中央制冷机房关键预制件复核测量，将测量的点云数据生成模型，与中央制冷机房管线BIM模型进行匹配，确保误差可控；

(6)编制装配方案，形成装配总控计划、装配分解计划，采用竖向管道提升装置以及气动扳手、小型汽车吊装机械设备，运用管道整体提升技术，完成中央制冷机房装配化施工。

2.根据权利要求1所述的中央制冷机房模块化预制及装配化施工方法，其特征在于：步骤(1)的建立是基于实物的数据库，并编制中央制冷机房的装配方案。

3.根据权利要求1所述的中央制冷机房模块化预制及装配化施工方法，其特征在于：步骤(2)的对中央制冷机房建筑结构复核测量，主要测量点位为中央制冷机房建筑标高、结构倾斜度及设备基础位置及标高，编制修正方案，确保误差在偏离标准范围内。

4.根据权利要求1所述的中央制冷机房模块化预制及装配化施工方法，其特征在于：步骤(3)的具体步骤为：对中央制冷机房管线BIM模型进行科学的数字化模块分段、编码，并对应形成加工图、装配图及总装配图；收集平板运输车的尺寸数据，结合项目运输通道及吊装孔尺寸数据以及查阅扳手操作空间，确保运输无障碍、装配无障碍；利用管道法兰连接，确保中央制冷机房场内无焊接。

5.根据权利要求1所述的中央制冷机房模块化预制及装配化施工方法，其特征在于：步骤(5)对预装配成果进行实测实量，将验收实测的点云数据生成模型的三维数据与优化后的中央制冷机房管线BIM模型的三维数据对比；判定验收是否合格；若实测值与设计值的差值不满足施工验收规范要求时为不合格，现场进行施工整改，若差值满足施工验收规范要求为合格。

6.根据权利要求1所述的中央制冷机房模块化预制及装配化施工方法，其特征在于：步骤(6)的具体步骤：

①管道支架定位安装：中央制冷机房施工过程中管线布设、支吊架预埋点位坐标、制冷机组及水泵设备安装轴线和净高的数据均来自于调整或修正后的中央制冷机房管线BIM模型的三维数据；首先，以中央制冷机房管线BIM模型为基础，利用REVIT软件绘制中央制冷机房管线支架分布图，为放样三维数据提供依据；然后，根据支架分布图结合现场施工操作要求进行放样点位选取，放样点主要包括管线支架安装点位以及辅助管线吊装点位；接着，将选取的放样点位以三维坐标形式导出储存，在选取放样点前应确保施工坐标系与图纸坐标一致，能通过轴线网实现二者间的相互转化，根据点位特征分类整理放样三维数据；最后，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。

②竖向管道整体拼装：根据调整或修正后的中央制冷机房管线BIM模型，按照装配图、总装配图将设备进出口竖向管段、阀门依次整体拼装，采用自主研发的竖向管道提升装置以及气动扳手，快速将管道与设备接驳，完成竖向管道的整体拼装。

③水平管道整体拼装：根据调整或修正后的中央制冷机房管线BIM模型，按照装配图、总装配图将水平管段、阀门依次整体拼装，采用小型汽车吊等提升装置以及气动扳手，快速将管道与管道接驳，完成水平管道的整体拼装以及水平管道与竖向管道的接驳。

④压力表、温度计测量装置的安装：中央制冷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，完成中央制冷机房整体拼装。

⑤根据编制的测量控制方案以及误差偏离标准，对其中央制冷机房进行验收。