導(dǎo)語：制冷機房雙層設(shè)備BIM優(yōu)化設(shè)計研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：本文結(jié)合BIM技術(shù)和裝配式技術(shù)，對某項目冰蓄冷機房采用雙層、立體裝配式技術(shù)進行探索與實踐應(yīng)用。通過BIM技術(shù)進行排布方案模擬，采取水泵雙層排布設(shè)計方案，解決機房內(nèi)空調(diào)水泵組檢修通道過窄問題。采用裝配式管段分解設(shè)計，實現(xiàn)制冷機房設(shè)備與管道的最佳布置。

關(guān)鍵詞：雙層制冷機房;BIM技術(shù);鋼結(jié)構(gòu)受力軟件;裝配式

隨著大型商業(yè)綜合體設(shè)計的日趨成熟，業(yè)態(tài)規(guī)劃日益多樣化，相比傳統(tǒng)建筑而言，中央空調(diào)系統(tǒng)的冷量需求高出較多，制冷系統(tǒng)的設(shè)計復(fù)雜加大。與此同時，受限于開發(fā)投資的經(jīng)濟性考量，機房面積受設(shè)計約束，使得機房內(nèi)設(shè)備管線布置密集，如果沒有完整的優(yōu)化設(shè)計將影響后期的運營維護。本項目制冷機房原設(shè)計設(shè)備布置凌亂，整體觀感差，無法滿足通行檢修要求，借助于bim技術(shù)綜合排布技術(shù)以及鋼結(jié)構(gòu)受力軟件應(yīng)用，對空調(diào)水泵采用雙層設(shè)計優(yōu)化，以期解決空調(diào)泵組安裝后運營檢修空間不足的問題，為裝配式立體機房的實施提供支持。

1工程概況

本項目位于深圳市南山區(qū)西麗片區(qū)，總建筑面積約28.64萬m2，共3棟辦公樓，項目制冷機房位于B塔正下方負(fù)三層，面積784m2，機房區(qū)域負(fù)二負(fù)三層通高，室內(nèi)凈高超過6m，共分布兩臺雙工況冷水機組和兩臺基載冷水機組，此外，還有3臺板式換熱器和15臺水泵。

2冷凍機房設(shè)備優(yōu)化設(shè)計

2.1方案分析

通過不同的BIM排布方案模擬分析，解決東側(cè)水泵檢修空間及人員通行空間的問題，以及提高現(xiàn)場設(shè)備布局的整體觀感效果，經(jīng)過方案對比分析，本項目冰蓄冷機房擬采用空調(diào)水泵組雙層排布設(shè)計，調(diào)整內(nèi)容主要包括：（1）調(diào)整所有空調(diào)水泵安裝角度，全部由斜向排布調(diào)整為正向排布；（2）調(diào)整東側(cè)六臺空調(diào)水泵設(shè)計，分上下兩層布置，增加兩側(cè)通道寬度；（3）模塊段劃分，水泵、鋼平臺以及接駁管道采用裝配式施工；（4）采用受力分析軟件，校核空調(diào)管道聯(lián)合支架以及鋼平臺用料規(guī)格型號。

2.2制冷機房內(nèi)設(shè)備布局調(diào)整

經(jīng)過方案分析，所有設(shè)備調(diào)整為正向排布（見圖1），原設(shè)計2000冷噸制冷主機與300冷噸制冷主機調(diào)整位置；六臺雙吸泵一層布置，修改為兩層排布，每層三臺排布；東側(cè)次檢修通道檢修寬度接近2m，更加方便檢修，同時整體效果也有提升。

2.3空調(diào)水泵雙層優(yōu)化設(shè)計及聯(lián)合支吊架設(shè)計

利用BIM技術(shù)進行制冷機房綜合排布建模，根據(jù)空調(diào)水泵的選型尺寸及重量，建雙層空調(diào)水泵雙層BIM模型（見圖2），東側(cè)6臺水泵分上下兩層布置。3臺1260m3/h板換冷凍水泵安裝在下層，3臺1590m3/h雙工況冷卻水泵安裝在上層鋼平臺。冰蓄冷機房位于負(fù)三層，機房內(nèi)管道管徑大、數(shù)量多，下方為基礎(chǔ)底板，若按照常規(guī)方式固定于梁上，結(jié)構(gòu)梁的承重載荷加大，機電管線振動會傳遞至負(fù)二層樓板，本機房調(diào)整乙二醇、冷凍水、冷卻水主管，設(shè)置管組聯(lián)合支吊架。落地支架立桿采用DN150無縫鋼管，受力可靠且不會對其他區(qū)域造成影響。

2.4上層空調(diào)水泵鋼平臺設(shè)計

水泵進出口水管上安裝有截止閥、過濾器、止回閥等閥部件，操作頻率較高，因此上層水泵及相應(yīng)閥部件需要考慮安裝安全性以及操作的便利性，結(jié)合機房本身條件，考慮在上層水泵基礎(chǔ)布置位置以及外圍一周設(shè)置鋼平臺（見圖3）。上層鋼平臺選用20#工字鋼作為平臺外框主要受力結(jié)構(gòu)以及設(shè)備布置區(qū)框梁結(jié)構(gòu)，上層空調(diào)水泵、水泵底座及浮動基礎(chǔ)安裝于20#工字鋼結(jié)構(gòu)上，選用DN150無縫鋼管作為平臺的立柱支撐。采用300mm×300mm×10mm熱鍍鋅鐵板作為立柱頂面受力板，立柱底座。鋼板與熱鍍鋅板采用四個60×60×10三角肋片進行對稱焊接加強，底座采用四個φ12膨脹螺栓對稱設(shè)計，加固于地面。爬梯及上層平臺檢修通道鋼梁中間采用50mm×50mm熱鍍鋅方管壁厚3mm間距400mm，方管上敷設(shè)厚度為2.5mm花紋鋼板作為日常檢修通道，平臺四周采用無縫鋼管做護欄，高度1.2m，豎向立柱采用DN32無縫鋼管，橫向的DN20無縫鋼管。

2.5計算復(fù)核及受力分析

型鋼選型計算采用“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計受力計算”軟件輔助計算，根據(jù)受力模型進行匹配校核。需要計算載荷以及支架布置點位分布和支架跨度。（1）機電設(shè)備及管線重量計算載荷主要包括：空調(diào)水泵、慣性地臺、管道及閥部件，其中管道按照滿水重量計算，設(shè)備按照廠家提供的運行重量計算，慣性地臺按水泵重量的1.5倍計算，合計重量為6220kg。（2）上層平臺受力分析上層平臺的主要受力包括：上層空調(diào)水泵、水泵基礎(chǔ)、水泵相連接的管道、彈簧減震器、配套閥部件，以及管道系統(tǒng)內(nèi)的介質(zhì)，受力均落在型鋼平臺上，按照單側(cè)3個受力點考慮，跨度取最大值3.16m。單個集中力為1036kg×10N/kg=10.36kN。工字鋼擬選型為20#工字鋼，經(jīng)過受力分析，完全滿足人員通行及承載負(fù)荷的需求。（3）聯(lián)合支架受力分析制冷機房內(nèi)主空調(diào)水管道支架間距在3m~3.5m，管道尺寸有DN700，DN600，全部按照DN700進行核算，鋼板尺寸為300mm×300mm。按照最不利點進行計算，3根DN700空調(diào)水管聯(lián)合支架，3.5m跨度，建立受力分析模型，集中力為565kg/m×5m×10N/kg，即14.1kN。支架橫擔(dān)按照25#工字鋼進行選型，經(jīng)過驗算，25#工字鋼滿足空調(diào)水管聯(lián)合支架的承重要求，選擇合格。

3空調(diào)水支管裝配式應(yīng)用

在完成機房BIM模型的精細(xì)化建模后，進行可視化校審和漫游模擬，確保整體效果滿足預(yù)期要求，依據(jù)BIM模型精確定位排布，本項目制冷機房DN500及以上管道采用現(xiàn)場安裝方式，管道橫向尺寸、標(biāo)高、中心線偏差控制在3mm以內(nèi)，嚴(yán)格控制環(huán)焊縫位置，避開管道開孔和支架位置，確保管道強度和焊接應(yīng)力釋放。前期的BIM精細(xì)化建模給裝配式方案的策劃及實施奠定了堅實的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上再進行模塊劃分，裝配式管段主要包括制冷機組進出水支管段，空調(diào)水泵進出水支管段，裝配式管段以空調(diào)水主管順?biāo)榻?，順?biāo)ㄒ韵戮捎醚b配式。在空調(diào)水系統(tǒng)BIM模型中，對空調(diào)水支管段進行分段分解并編號，由BIM模型直接生成材料清單，由加工廠分段制作，制作完畢后對每個管節(jié)貼上二維碼，注明系統(tǒng)編號，所屬系統(tǒng)管節(jié)編號，與模型分解編號保持一致，確保管節(jié)運輸至現(xiàn)場能快速裝配就位?；贐IM的裝配式施工大大提高了加工精度和生產(chǎn)效率，通過將加工好的管道和裝配式模塊運送至施工現(xiàn)場，直接進行機械化裝配，有效縮短了安裝工期，大大減少了現(xiàn)場焊接量，保護了現(xiàn)場施工環(huán)境。

4結(jié)語

本項目利用BIM技術(shù)并結(jié)合受力分析軟件進行驗算，探討了空調(diào)水泵雙層排布設(shè)計方案可行性，雙層排布方案較好解決了原設(shè)計機電管線布置空間不足的問題，同時為其他項目類似問題探索出一種可行的備選解決方案；利用裝配式技術(shù)對各設(shè)備連接支管進行設(shè)計分解，也為裝配式技術(shù)日后在本項目的落地應(yīng)用提供技術(shù)支持。

作者：周偉鋮 胡安軍 鄭文琪 張鵬飛 匡友橋 肖易順 單位：中建五局安裝工程有限公司 深圳市特區(qū)建設(shè)發(fā)展集團有限公司