一种空调机房管段预制化安装方法与流程

本发明涉及建筑工程机电安装技术领域，特别涉及一种空调机房管段预制化安装方法。

背景技术：

随着我国城市化进程的不断加快和建筑施工技术的不断提高，城市地标性超高层建筑的开发建造发展迅速。对于目前各地区的地标性超高层建筑，其标准层空调系统主流设计方案为全空气系统，即每层单独设置空调机房，集中处理空气送至楼层内各空调房间。由于标准层层高、面积、布局、空调负荷基本相同，因此各层的空调机房位置、面积、机组大小、机房布置等也基本相同，因此完全具备机房预制化设计施工的条件。本文结合中国尊低区空调工程，对比传统施工方案，提出一种超高层空调机房预制化设计安装技术，分析该预制化设计安装技术的特点，归纳该技术的设计施工工艺流程，明确设计施工方法，分析设计施工过程中的重难点。

超高层建筑空调机房施工普遍存在机房多、空间小、安装质量要求高、安装体量大、施工周期短、超高楼层运输困难等问题，而空调水管段及阀门施工是机房内施工作业量和施工难度最大的部位。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种空调机房管段预制化安装方法，具有可避免现场动火作业，改善工人作业环境；提高大楼空调机房整体施工效率，节约施工成本；大部分管线施工内容可在地面进行，相比在机房狭小空间内在高空进行安装及焊接作业等传统施工方法，可提高管道施工质量，减少施工安全风险的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种空调机房管段预制化安装方法，包括：

.基于建筑结构设计图纸建立建筑结构的bim模型，bim模型按照建筑结构设计图纸所示的轴线、定位、布局尺寸以及标高建立；

.基于空调机房内各机电专业图纸进行深化设计，同时结合空调机房建筑结构的bim模型建立空调机房的bim综合模型；

.对空调机房内部的建筑结构尺寸进行实地扫描，记录扫描得到的点云数据且将扫描得到的点云数据进行逆向建模处理，得到可导入建模软件的建筑结构的实地bim模型；

.采用建筑结构的实地bim模型替换原建筑结构的bim模型；对比建筑结构的实地bim模型调整机电深化设计模型以保证预制管段能够和空调机房内的空调水管进出水口准确接驳；

.根据调整后的建筑结构的bim模型以及机电深化设计模型，对机房内空调水管段进行预制分节分析，出具预制分节图，分节图中标注各预制管段以及预制管段支架的几何尺寸及定位尺寸；

.结合预制分节图及调整后的bim模型进行预制管段的模块化预制并组装；

.进行定位放样且定位放样后进行预制管段的现场安装。

通过采用上述技术方案，使用机房预制，可尽可能节省现场安装的时间和操作难度，提高安装施工效率；机房内空间狭小，空气不流通，传统施工时需进行动焊作业，空气污染大，工人作业环境恶劣；使用预制加工可避免现场动火作业，改善工人作业环境；使用机房管段预制化施工技术，可大批量进行机房预制，提高大楼空调机房整体施工效率，节约施工成本；按照管段预制化施工技术进行施工作业，大部分管线施工内容可在地面进行，相比在机房狭小空间内在高空进行安装及焊接作业等传统施工方法，可提高管道施工质量，减少施工安全风险。

较佳的，所述步骤包括：

.明确机房内综合布线内容，内容包括但不限于所用管道及材料的材质规格，机房内设备及接管尺寸；

.结合机电专业图纸以及空调机房的bim模型建立空调机房机电专业的初步bim综合模型；

.对初步bim综合模型进行深化排布，确定空调机房内拟预制的空调水管段基本排布方式。

通过采用上述技术方案，通过确认机房内的综合布线内容并结合上述内容结合机电专业图纸进行bim综合模型的建立，使得初步的bim综合模型能够更加精确到位，提高该发明的实用性价值。

较佳的，所述步骤中的还包括：

a.根据实际尺寸建立各阀部件及管段尺寸的族库。

通过采用上述技术方案，通过建立各阀部件的族库的方式进行材料数据的统筹，便于进行各阀部件的采购。

较佳的，所述步骤中的还包括：

a.检查模型内容是否完整以避免遗漏管线内容。

通过采用上述技术方案，通过增加的检查模型内容是否完整的方式检测是否避免遗漏管线内容，增加此步骤可以防止施工过程中产生遗漏进而对整体的预制化设计造成影响。

较佳的，所述步骤包括：

.管段分两节进行预制，在管段中间或阀门处分节；

.设置预制管段法兰，通过法兰连接分节的两管段。

通过采用上述技术方案，由于空调机房内空调水管段长度较小，整段预制运输困难，管段可分为两节进行预制，在管段中间或阀门处分节，采用这种方式便于管段的运输，提高施工的便捷性。

较佳的，所述步骤中的采用的法兰为活套法兰。

通过采用上述技术方案，组合安装阶段，预制管段在和空调水立管对接时，法兰对口不容易保持一致，因此考虑在预制管段上设置活套法兰，确保对接精度。

较佳的，所述步骤包括：

.采用bim放样机器人进行管段和支架的定位放样。

通过采用上述技术方案，通过采用bim放样机器人的方式进行定位放样，保证空调机房预制管段现场安装时支架安装位置准确。

较佳的，所述步骤中的包括：

a.在bim模型中设置现场控制点坐标和建筑物结构点坐标；

b.在bim模型中创建放样控制点并设置机电管线支吊架点位布置；

c.通过放样机器人对现场放样控制点进行数据采集以定位机器人的现场坐标；

d.选取bim模型中所需放样点，指挥放样机器人通过发射红外激光的方式照准现实点位。

通过采用上述技术方案，能够使得通过放样机器人进行准确的定位放样，提高放样精度。

综上所述，本发明具有以下优势：

1.使用机房预制，可尽可能节省现场安装的时间和操作难度，提高安装施工效率；大部分管线施工内容可在地面进行，相比在机房狭小空间内在高空进行安装及焊接作业等传统施工方法，可提高管道施工质量，减少施工安全风险；

2.使用预制加工可避免现场动火作业，改善工人作业环境；使用机房管段预制化施工技术，可大批量进行机房预制，提高大楼空调机房整体施工效率，节约施工成本；

3.由于空调机房内空调水管段长度较小，整段预制运输困难，管段可分为两节进行预制，在管段中间或阀门处分节，采用这种方式便于管段的运输，提高施工的便捷性。

附图说明

图1为实施例方法步骤的流程示意图。

具体实施方式

一种空调机房管段预制化安装方法，如图1所示，包括以下步骤：

1.空调机房建筑bim模型建立。

空调机房预制化设计施工第一步是按照设计院出具的建筑结构设计图纸进行拟预制空调机房的建筑结构模型建模，利用revit软件完成空调机房建筑结构bim模型建立。建筑模型需严格按照图纸所示的轴线、定位、布局尺寸及标高建立，模型内容应完整，包含机房内墙、梁、柱、楼板、基础等，模型精度等级为lod400。

2.空调机房机电深化设计建模。

空调机房建筑bim模型建立完成后，即可进行空调机房机电深化建模，机电专业深化建模分三步进行。第一步，整理空调机房内各机电专业图纸，包括暖通、电气、给排水、消防等，明确机房内综合排布内容，研究各机电专业设计说明，明确各专业所用管道及材料的材质、规格，明确机房内设备及接管尺寸。第二步，综合机房内各专业图纸，结合机房建筑bim模型，建立机房机电专业初步bim综合模型，并检查模型内容是否完整，避免遗漏管线内容。第三步，按照各专业设计说明、设计规范及验收规范要求，对机电初步bim综合模型进行深化排布，确定机房内拟预制的空调水管段基本排布方式。机电模型建模时各阀部件及管段尺寸严格按照实际产品尺寸建族。机电模型需反应预制管段支架的形式及位置。

3空调机房结构实地3d扫描。

由于现场建筑结构实际尺寸与建筑bim模型存在较大误差，而预制机房要求管段误差精度非常高，预制管段对接精度应控制在3mm以内，因此有必要对空调机房建筑模型进行实地扫描。扫描内容包括机房内墙、梁、柱、楼板、基础，以及机房内各预留预埋的孔洞及构件和机房内已施工完成的各机电管线和接驳口、已安装就位的空调机组设备等。中国尊空调机房预制采用目前较为主流的三维扫描仪对机房内部结构进行实地扫描，扫描精度为2mm。扫描得到的点云数据用于后续逆向建模。机房3d扫描的目的是精确定位空调水管预制管段和机组以及主立管之间接驳的相对位置关系，确保后续预制管段和机房内机组及立管准确对接。

4.扫描数据逆向建模。

空调机房内部结构3d扫描完成后，通过对激光扫描得到的点云数据进行逆向建模处理，得到可导入revit软件的机房建筑bim模型。

5.结合扫描模型调整深化设计模型。

将空调机房扫描数据逆向建模得到的机房建筑bim模型链接至机电综合深化模型中，替换原空调机房建筑bim模型，调整机电深化设计模型里空调水管预制管段接驳位置，保证预制管段制作完成后能够和机房内的空调水立管和机组进出水口准确对接。同时，利用根据逆向建模得到的机房建筑模型，准确绘制预制管段的支架尺寸。

6.按照调整段绘制预制分节图。

空调机房机电深化设计模型调整完成后，对机房内空调水管段进行预制分节分析，预制段的分节主要考虑两点。一是运输通道的允许通行尺寸，包括电梯、走道、机房门洞尺寸等。空调机房内空调水管段长度较小，在条件允许的前提下，可按照整节管段进行预制，若整段预制运输困难，管段可分为两节进行预制，在管段中间或阀门处分节。二是考虑预制段对接的精度，设置预制管段活套法兰。组合安装阶段，预制管段在和空调水立管对接时，法兰对口不容易保持一致，因此考虑在预制管段上设置活套法兰，确保对接精度。按照上述分节思路对空调机房机电深化模型进行分节处理，出具预制分节图。标注各预制管段几何尺寸及定位尺寸。

7.按照分节图进行管段预制。

管段分节图制作完成后，结合bim模型和预制分节图对加工厂预制作业人员进行加工交底。加工厂收到预制加工图之后按照图纸尺寸制管材进行下料，并组装阀门及部件。分段预制需考虑管道套丝长度、法兰片厚度等细部尺寸。阀门组装时按照深化图布置情况调整阀门手柄朝向。各管段及阀门部件组装完成后，按照深化设计图纸设计的支架形式和尺寸制作预制管段的支架，并将支架和预制管段整体组装完成。并整体运输至施工现场准备现场安装。

8.现场机器人放样定位。

为保证空调机房预制管段现场安装时支架安装位置准确，在机房内采用bim放样机器人进行管线和支架定位放样。从bim模型中设置现场控制点坐标和建筑物结构点坐标分量作为bim模型复合对比依据，在bim模型中创建放样控制点并设置机电管线支吊架点位布置，将所有的放样点导入放样软件中。在空调机房内部使用bim放样机器人对现场放样控制点进行数据采集，即刻定位放样机器人的现场坐标。通过平板电脑选取bim模型中所需放样点，指挥机器人发射红外激光自动照准现实点位。

9.预制管段现场安装。

将预制组装完成的管段运输至工地现场，结合现场实际情况，利用塔吊或电梯运输预制管段至各楼层空调机房内部。利用空调机房机电深化bim模型对现场安装工人进行安装作业交底。并按照现场放样定位确定预制管段及支架的安装位置进行安装。安装过程中先初步对接预制管段和机组及预制立管的接驳口法兰，安装固定预制管段支架，调整好预制组合管段的安装水平度及垂直度，保证预制管段安装复核规范要求。

10.结合bim模型验收预制机房。

预制管段安装完成后，结合机房综合深化bim模型检验管段安装情况。验收完成后进行后续管道试压及保温等施工。