汪周建

（杭州太平洋空調(diào)工程有限公司,浙江 杭州311200）

1 概述

虛擬建造技術(shù), 在機電安裝中對于各專業(yè)協(xié)調(diào)、管線碰撞檢查、管線綜合排布、預留預埋、凈高分析都有很重要的應用。由于在制冷機房中含有大直徑管道、大型冷水機組和泵組, 管道錯綜復雜, 還有傳統(tǒng)型鋼支吊架和抗震支吊架, 使冷凍機房的空間極其擁擠, 維修通道的凈高很難得到滿足。采用BIM 三維可視化,可以直接在三維空間檢查管線的間距是否滿足施工規(guī)范、維修、安全等要求, 還可以對現(xiàn)場安裝施工隊進行視頻交底, 減少現(xiàn)場溝通協(xié)調(diào)成本, 極大地提高施工企業(yè)的生產(chǎn)力。由于傳統(tǒng)二維CAD 的各專業(yè)圖紙無法進行直接的數(shù)據(jù)關聯(lián),在進行多專業(yè)(建筑結(jié)構(gòu)梁柱、給排水管道、電氣橋架、暖通風管水管)協(xié)同時,費時費力且容易出現(xiàn)錯漏, 也無法實現(xiàn)將各個專業(yè)管道放在同一三維空間進行深化設計,很難及時將各專業(yè)圖紙進行數(shù)據(jù)交流,而BIM 的虛擬化建造技術(shù)完全解決了此類問題。

2 工程概況

2.1 項目概況

建筑規(guī)模:總建筑面積約為81684 平方,其中地上建筑面積為50541 平方,地下建筑面積為31143 平方。是由地下車庫、餐廳、會議、辦公、多功能廳等組成的綜合性商業(yè)辦公建筑。空調(diào)冷熱源設計:本工程空調(diào)冷源采用水冷式機組,冷凍機房設置于地下三層,冷卻塔設置于塔樓屋面。制冷機房主要設備參數(shù)如表1。

2.2 制冷機房CAD 二維圖紙（如圖1）。

由于建筑總高度超過50m,屬于高層建筑。冷水機組的冷凍循環(huán)水泵采用吸入式, 減少了系統(tǒng)靜水壓力對冷水機組蒸發(fā)器的承壓要求。同理,由于冷卻塔也是放置在大廈10F 的屋面,冷卻循環(huán)水泵也采用吸入式, 減少了系統(tǒng)靜水壓力對冷水機組冷凝器的承壓要求, 降低了設備采購成本。出于建筑節(jié)能考慮,采用了一次泵變流量系統(tǒng)。

表1

圖1 制冷機房平面圖

2.3 軟件與硬件概況

本項目采用3D 建模軟件, 通過搭建建筑信息模型的方法來處理冷凍機房的管道深化設計和管線綜合排布。主要硬件配置如下:

處理器: Intel i7 Q720 四核處理器

內(nèi)存: Kingston DDR3 1333HZ 8GB

顯卡: nVIDIA Quadro FX880

硬盤: SAMSUNG 128GB 固態(tài)+ Seagate 1TB 機械

顯示器: 1600×900 真彩色液晶

3 BIM 建模

將二維CAD 制冷機房平面圖通過鏈接的方法導入到三維BIM 軟件中,鎖定原CAD 圖紙,防止在建模過程中,CAD 平面圖紙發(fā)生移位,導致模型位置偏差和精度不夠。在完成了制冷機房的建筑和結(jié)構(gòu)的建模后, 開始對制冷機房的冷凍水和冷卻水系統(tǒng)進行建模。首先定位好主要設備,如離心式冷水機組、循環(huán)泵組、全程水處理器、分集水器等,保證設備位置的準確性。然后進行三維管道的繪制和連接,最后在三維管道上增加閥門和儀表。如圖2 和圖3 所示。

圖2 制冷機房管線綜合圖

圖3 制冷機房3D 鳥瞰圖

為了便于水系統(tǒng)的水力平衡, 在集水器的回水管上安裝了靜態(tài)平衡閥,便于流量的合理分配。同時,由于采用的是一次泵變流量系統(tǒng),在分集水器之間設置了壓差旁通閥,以保證通過冷水機的流量保持穩(wěn)定。如圖4 所示。

圖4 集水器三維大樣圖

考慮到冷水機組的缺水保護,在冷水機組的冷凍水出口和冷卻水出口管上安裝了水流開關。由于冷水機組大部分位于負荷下運行, 對于多臺并聯(lián)的冷水機組在機組回水管上安裝了電動蝶閥,以防止在部分負荷下,大量冷凍水流經(jīng)不啟動的機組,導致了工作中的冷水機組水量不足。如圖5 所示:

圖5 冷水機組接管三維大樣圖

最后,為了以后運行和維護的方便,對維修通道進行了凈高分析,如圖6 所示。

圖6 制冷機房凈高分析圖

可見,機房通道的凈高在4090mm,滿足了設計要求。避免了機房的管道布置標高過低, 影響設備進出機房和造成維修人員的心理壓抑。

4 應用結(jié)論

通過在計算機上對高層綜合性商業(yè)辦公建筑的制冷機房進行了虛擬建造,完美解決了管道的標高碰撞、凈高分析和多專業(yè)協(xié)同,有效地減少了現(xiàn)場返工的損失,節(jié)省了建造成本,具有良好的經(jīng)濟和社會效益。隨著國家最新的BIM 設計規(guī)范和BIM 施工應用規(guī)范的宣貫和實施,BIM 虛擬建造技術(shù)對傳統(tǒng)建筑業(yè)帶來了積極的改變。