摘要：近年来，随着我国经济较快发展，建筑行业新技术、新材料的大量应用，BIM技术作为新型工程技术逐步应用到建筑机电安装工程中，制冷机房中设备型号众多，布线走向复杂多变，施工时间短，施工技术难度比较高且视觉观感要求高，BIM技术利用三维软件的可视化、协调性、可出图性、模拟性对制冷机房安装实施模拟建造过程，对管线交叉布置、空间布局反复模拟调试，实现建筑机电安装工程精细化管理。本文对BIM技术应用路线进行初步阐述，建筑机电安装工程空调制冷机房BIM技术的实际应用过程展开详细探究，提升建筑机电设备安装施工科技创新应用水平。
关键词：建筑机电工程；安装施工；BIM 技术；空调制冷机房；运用
一、引言
我国近年来工程行业发展速度较快，工程技术随着行业的发展得到快速提升，BIM技术作为新型辅助施工技术在国内得到大力推广应用，很多房地产开发企业、设计、施工企业都把BIM技术应用作为公司获得大中型新项目的重要手段，机电安装工程施工中应用BIM技术对空调制冷机房进行设计、安装、施工，全新应用BIM技术的可视化、全程模拟化、协调化的优点，可以实现空调制冷机房安装模拟过程，管线走向和布置方式最优化，安装整体空间布局最佳方式。
二、BIM技术应用实现方式
BIM技术自信息时代应用在建筑行业中以来，欧洲、美国等传统建筑业发达的强国有巨大的推动作用，我国近年来开始对BIM技术在建筑行业应用实施示范推广，尤其是大型房地产企业综合开发项目、大型建筑央企、地方建筑龙头企业等在一带一路走向国外进行参与国际行业竞争过程中，BIM技术成为建筑业信息化转型助推器。BIM技术是建立在工程项目有关信息数据基础上，通过计算机收集的项目数据建立三维虚拟建筑模型，这种数字化虚拟模型对整个工程项目设计、建造、运营实施全寿命周期进行管理，有效地减少工程成本支出，对绿色施工提供了信息化技术支持。
BIM技术应用实现方式主要有三点：
1、设计效果实现可视化。建筑机电安装工程使用的设计图纸通常以二维平面显示，实际安装现场情况复杂，管线走向变化多，设计变更过多对工期、成本都有一定的影响，应用BIM技术可视化能很好地对管线进行优化。
2、模型实施效果检验。通过精确计算建立的机电安装工程模型，设计人员利用高仿真度的三维模型把设计意图和要求达到的效果传递给施工人员，方便检验效果。
3、对施工过程工艺质量全面监测结果。由于BIM技术展示的是与实际施工完成后一致的工程成果，能对施工中工艺流程作业安排作出优化调整，施工人员在获取准确的工艺数据减少了作业的复杂度，工程安装质量得到提升，降低返工率，大大节约工程成本支出。
三、BIM技术在机电安装工程空调制冷机房中的实际应用
下面以某机电安装工程为例，对BIM技术在空调制冷机房实际应用进行初步探究。
1、机电工程概况
本工程为某大型建筑工程，项目占地面积约为 118969.7m2，空调面积约为 8836m2，冷水机房安装位置在工程的一层地下室，使用异程式系统进行输配管网布设，设计负荷 1786kW，设置冷冻水泵 4 台，冷却水泵 4 台，设置 3 台 767.5kW/ 台制冷量的制冷机组，水泵两用一备；同时设置 4 台新风空气处理机组和 4 台组合式空调机组，为电气设备管理用房和建筑公共空间提供冷气。由于建筑工程机电安装设备质量要求高，施工工期短，大型设备多，管线布置复杂，加上甲方订购大型制冷设备供货日期晚，严重拖延工程进度，故为了保证工程按工期完成任务，施工单位利用 BIM 技术对机电安装中的空调制冷机房施工过程中的设计、施工环节进行多次优化。在实施三维模拟仿真施工安装可以较好地完成建筑空调机房所有施工安装工作，取得了较好的工程效益。
2、空调制冷机房安装进行BIM设计和管路优化
（1）、根据工程安装布置要求，设置冷冻水泵 4 台，冷却水泵 4 台，3台制冷机组，4 台新风空气处理机组和 4 台组合式空调机组，对冷却水泵、冷水机组安装位置进行合理设计并优化布局，调整冷水机组与冷却水泵的距离，确定制冷布管走向，技术人员对空调制冷机房工程尺寸3D精准扫描，收集空调制冷机房、制冷设备精确尺寸。
（2）、根据收集扫描的机房、设备尺寸结合制冷机房工作环境，对整个空调制冷机房内部管线走向、内部冷却设备定位运用BIM模拟形式，反复模拟调试布局形式和冷却管路水流的流向，通过模拟对比能耗大小，选择最节能水流模式，便于后期检修维护工作。
（3）、对施工过程中要安装的大型制冷设备溴化锂机组及泵组设计进行优化调整，由于该制冷设备生产时间长、外形尺寸大、重量大，为了不影响后续工期，收集扫描该大型设备的精确尺寸，运用BIM设计优化技术提前预留大型制冷设备安装空间，提前考虑吊装运输路线、移位、安装位置，在保证方便后期检修基础上，利用BIM高仿真模拟安装实景的优点，经过反复调度把预留安装机组和吊装角度设定为90°，为最后设备到货后有充足的运输吊装通道，在通道空间足够条件下，要安装的制冷设备向控制室上方移动2.6m，冷却设备与冷却水泵加大1.4 m间距，提前留出6.4m拔管位置。BIM模拟优化后能为最后到货的制冷机组提供合理的施工、预制配件及后期检修场地。
3、空调制冷机组BIM模型的实施构建
BIM模型的构建是空调制冷机房施工安装应用前提，要保证BIM软件精确运行和优化效果，提前做好相关数据扫描收集工作。
（1）、编制空调制冷机房BIM节点计划，设计单位提供安装施工图纸电子版，收集扫描设计图纸中要进行安装的制冷设备、管线的品牌、型号、规格、品种、尺寸，对机房土建部分相关的浇筑基础尺寸、厚度、高度复核校对。
（2）、整理收集设备相关数据，应用BIM软件建模过程中，优先对设备尺寸、管线接入方向、冷却管走向，配套重要零件的高度、厚度、长度进行校核，为后续的顺利安装提供良好的实施基础条件。
（3）、不同专业BIM技术人员利用设计图纸，结合机房土建尺寸、空调制冷设备、配套件尺寸、位置等参数构建不同专业BIM模型，其中土建模型包括梁、柱、基础、墙尺寸位置，空调制冷设备模型包括机组设备、制冷系统、附属配件，管线系统包括电力管线、冷却管道等，完成不同专业BIM模型链接组装。
在本工程构建3D可视化模型中，对制冷水管道走向转弯的弯头，三通连接进行优化调整，通过标记不同颜色减少制冷机房内部管路碰撞的可能性，BIM软件模拟直观显示运行管路走向，分析对比管道冷却水流向，较好地消除制冷机房管道现场安装不合理产生碰撞可能性。
4、运用BIM对施工工艺流程实施优化
在传统建筑机电安装工程中实施空调制冷设备安装施工工艺流程中，按照工艺顺序先后要求，大型空调制冷设备进场后，配套零件、管道施工才能进行，若大型设备未能及时就位对后续的工期有较大影响，本机电安装设备工程实施中也遇到这一难题，甲方订购的空调制冷设备生产时间长，未能按照施工时间节点运输到位安装。引入BIM软件辅助施工后，对原有施工节点实施优化，安装完毕溴化锂机组及相关的冷冻泵、冷却泵后，对制冷机房内部需要安装的制冷机组应用BIM实施3D建模，确定冷却水管路走向后进行安装，最后等到空调制冷机组进场连接好接头实施运行调试，大大节约了等待时间，保证了工期内完成施工任务
5、应用BIM对施工全过程仿真模拟
在进入空调制冷机组安装过程中，在revit构建的BIM模型的基础上，对机组安装过程仿真模拟。通常在空调制冷机组安装设计图纸中只显示管段安装走向，无提供现场制作管段预制图，在制冷管道安装施工前还要对预制加工的管段、管件、支吊架绘制图纸。引入BIM辅助施工后，使用Inventor软件制作预制构件，并生成预制件施工图纸，施工现场直接根据生成图纸制作焊接，减少了重新设计图纸时间，缩短预制施工工期，有效提升工作效率。本工程在应用BIM对空调制冷机组安装进行3D建模过程中，建立制冷设备相关的冷冻水泵、冷却水泵、制冷机组、新风空气处理机组、组合式空调机组、传感器、压力表、阀门、冷却管道、温度表等模型数据库，按照空调机组制冷模型，把制冷设备的管道、阀门、传感器连接起来实施制冷工作4D全仿真动态模拟，通过仿真模拟可以发现安装中问题，减少安装完成后调试出现问题返工的成本损失，还能及时进行施工工序合理优化调整，确保施工工艺的合理性、科学性，节省了施工时间和安装工程成本。
6、BIM 施工图纸技术交底及质量检查应用
图1 3D效果图
制定空调制冷机房安装施工方案后，经施工单位、监理单位相关技术人员审核、审批后实施。根据BIM数据库收集的本工程数据模型生成BIM施工图纸，图纸中包含平面图、剖面图、施工安装设备、构件尺寸以及施工安装详细说明，剖面图配有直观的3D效果图方便技术交底（图1）。在本工程实施施工技术交底时，利用BIM生成的3D Revit模型展示图，4D漫游效果动画视频向现场操作人员对机电安装工程空调制冷机房施工过程各个节点详细展示说明，现场安装人员手上同时有二维图纸和三维图纸，三维效果图纸贴在现场给安装人员参考对比，通过这种双图纸对比方式技术交底，降低了安装人员由二维平面转换成三维立体的能力要求，即使读图困难的安装人员也能准确明白操作步骤和工序流程，焊工也能直接利用3D效果图进行焊接施工。
质量管理技术人员基于BIM技术生成的3D模型，对空调制冷机房设备安装的质量实施检查，方便直观，大大简化了质量检验流程，对质量效果实时动态监测，为最后质量验收打下坚实的基础。
四、结语
基于BIM技术实施工程现场质量控制已成为当前建筑行业发展新趋势，通过BIM技术能提升多方协调参与作业的质量水平，以实例说明，BIM技术在建筑机电安装工程空调制冷机房安装应用能有效地优化设计，调整和完善施工工艺流程，高仿真度全过程模拟施工作业各环节，指导工程技术交底，简化质量控制流程，保证了工程进度，降低了工程造价，保证施工质量的基础上为施工企业创造了良好的经济效益和社会效益，推动了建筑工程行业科技化发展。
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[3]刘利莎；谭克林；胡春林.BIM技术在制冷机房中的应用[J]. 安装，2017（05）.
论文作者:洪宏鉴
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/3
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