大型中央制冷机房模块化预制及装配式安装施工技术

苗 苗，赵云鹏，袁 渊，黄 凯，王 涛，任运豪，刘 帅

(中建三局集团有限公司成都分公司，四川 成都 610041)

1 工程概况

重庆约克北郡商业项目位于重庆市两江新区金州大道北侧，建筑功能包括办公及商业，总建筑面积约45万m2，由4层地下车库、6层商业裙楼和2栋31层5A甲级写字楼组成，如图1所示。其中，商业制冷机房位于地下1层东南角，占地面积约850m2，包含4台，4 576kW(1 300rt)离心式冷水机组，1台2 640kW(750rt)离心式冷水机组，2台分集水器，6台冷却水泵，6台冷冻水泵，4台空调热水循环泵，总制冷量5 950rt。

图1 项目效果

商业制冷机房内机电管线错综复杂，最大水管管径700mm，主要管材为无缝钢管和螺旋钢管。机房施工空间有限，各机电专业交叉施工多，其业主要求机房在120h内安装完成，工期紧，对机电安装工程质量要求极高。研究决定利用BIM技术及大型管道全自动切割、焊接一体化技术，实现标准化模块设计，指导工厂化全自动预制，实现现场无焊接快速装配化施工，以实现缩短工期、提高安装质量、减少返工的目的。

2 模块化预制及装配式安装施工工艺

模块化预制及装配式安装施工工艺为：机房BIM模型的创建与优化→组管道构件模块化拆分→组管道构件模块化预制加工→构件预拼装及信息化打包运输→构件场内模块式拼装预组合→泵组模块及管线就位安装。制冷机房BIM模型如图2所示。

图2 制冷机房BIM模型

2.1 机房BIM模型的创建与优化

通过确定BIM建模标准，汇总各专业1∶1 BIM模型，经碰撞检查、管线优化、漫游工序后，确定机电各专业BIM模型尺寸、位置、标高，保证BIM模型数据库的信息数据完整、准确，确保后续施工过程信息数据的唯一性。现场主体结构施工完成后，针对BIM模型与现场实际进行再次复核，确保模型与施工现场相符。

2.2 组管道构件模块化拆分

从安装效率和便利性考虑，管线焊接率越低、构件装配率越高，越有利于后期的运输、拼装和检修维护。在优化完成的BIM管道模型中，根据拼装顺序，按加工单元对管线进行合理分段并编码，如图3所示。模型分段需满足加工和运输要求，且需考虑现场吊装和运输要求。分段位置尽量设置在法兰连接或设备终端，避免出现焊接缝，便于后续组装。

图3 组管道构件模块化拆分

2.3 组管道构件模块化预制加工

确定管道拆分方案后，利用Revit关键图纸导出功能，导出各专业图纸和管段预制加工大样图，生成加工清单。加工图宜采用多视角注释，并附加构件信息表，完成构件从三维信息向二维信息的转换。预制加工厂通过二维图纸和三维模型进行构件加工，保证加工构件的准确性。

2.4 构件预拼装及信息化打包运输

构件加工完成后，采用二维码软件生成构件二维码，二维码信息内容包括构件规格型号、所属的安装位置及相应拆解图构件编号。将二维码打印粘贴在构件上(见图4)，便于后期物流运输及装配式施工中的构件索引。

图4 构件二维码信息

2.5 构件场内模块式拼装预组合

预制加工构件运输至现场后，先将拼装管段及泵组配件转运至机房外的临时装配区。机房装配前，根据现场实际情况，在机房外装配区对泵组模块进行重组。期间将冷却水泵、热水泵每2台组成1个模块，冷冻水泵每3台组成1个模块，共7个泵组模块，如图5所示。在机房内搭设枕木，保障设备运输，先使4台4 576kW(1 300rt)冷水机组就位，为方便热水泵组模块运输，将2 640kW(750rt)制冷机组暂时挪至机房临时摆放区。

图5 机房外泵组模块预拼装

2.6 泵组模块及管线就位安装

1)利用卷扬机、地坦克沿搭设的枕木运输路线，将泵组模块移动至相应区域就位，先后进行冷却水泵组模块、热水泵组模块的就位与对接。

2)待热水泵组模块就位完成后，使机房临时摆放区的2 640kW(750rt)制冷机组就位。吊装机房主管道，先安装主管道支架立柱，然后用电动葫芦将相应部位的主管道吊装至相应高度固定，安装支架横杆且横担调整水平后，将横担上方主管下放至横担上用管箍固定。

3)完成以上装配步骤后，使冷冻水泵组模块就位、对接，安装分集水器及剩余设备附属管道，最后安装预留调整管段。

4)安装机房内剩余小型设备，通过机房外装配区水平转运通道将加药装置运至设备基础上就位，然后连接设备管路至主管。清理场地，完成商业冷冻机房装配安装。

3 结语

机电设备选型招标确定后，机电单位进行BIM模型深化设计、施工方案编制。待土建结构施工完成，制冷机房的部分构件已加工完成，最终现场制冷机房仅用42h完成安装，大大缩短安装工期，降低管理成本。大型中央制冷机房模块化预制及装配式安装施工技术为大型制冷机房、空调机房、换热机房、水泵房等设备机房提供了一套成熟的施工工艺，可为未来大型机房安装施工提供参考。