建筑机电装配式智能化模块应用技术.pptx

1、建筑机电装配式智能化模块应用技术目目录录1研究背景2主要研究内容及创新点3成果的创新性、先进性4应用效益与前景01研究背景研究背景装配式机房习近平总书记指出：世界正在进入以信息产业为主导的经济发展时期。我们要把握数字化、网络化、智能化融合发展的契机，以信息化、智能化为杠杆培育新动能。形成涵盖科研、设计、生产加工、施工装配、运营等全产业链融合一体的智能建造产业体系。住建部等15部门联合发文明确：2035年将全面实现建筑工业化，“中国建造”核心竞争力世界领先！人口红利消失、老龄化、用工荒、人工费用不断大幅攀升。国家发布关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系指导意见习总书记讲话工程建设速度越来越快

2、，品质要求越来越高，传统的施工方式愈发难以满足要求。课题背景0101030302020404常规装配式常规装配式机电的问题机电的问题 常规的装配式机电运维采用BA系统在控制中心监控，系统采用流程图的方式，人工检修，无法及时定位故障点位置，并需要专人值班。运维状态反馈不及时、不全面运维状态反馈不及时、不全面 市场上暂无针对装配式机电深化设计的软件，传统装配式机电仍采用软件进行手动描图、分段、出图。BIMBIM深化设计效率低深化设计效率低装配式机电产品单一装配式机电产品单一施工工期长施工工期长 目前市面上装配式机电产品主要为机房管道预制加工，少部分单位做到了泵组模块，产品种类单一，未涵盖多专业、多

3、系统，机电工程施工中系统的复杂性、散件多和小部件多的现象未有效化解。传统机电安装施所有施工工艺均为现场人工手动完成，进度受人员影响严重，需要土建工作面施工完成后移交方可进行，无法做到工序合理穿插；浪费施工工期。装配式机电工厂在经过3年实践总结，在常规装配式机电技术进行升级、延展，形成了装配式机电数字化设计、智慧化运维、多元化产品及前沿化研究的产业体系。课题背景因政府的大力倡导、行业的快速发展，以及装配式机电技术本身的潜在优势，我司建立了自己的装配式机电工厂，并与中国安装协会、长沙市轨道交通集团合作成立装配式机电技术研发基地，以更好应对市场地变化并推动行业地发展！五局三装配式机电工厂 装配式机电

4、技术研发基地课题背景 标准参数化泵组模块装配 汇景发展环球中心汇景发展环球中心项目建筑面积29.6万，制冷机房位于地下四层，面积1391，共有7台制冷机组，22台空调水泵，采用了标准参数化泵组模块技术。解决了项目工期短、机房空间狭小装配难度大的问题。原计划工期78天，采用此技术后，工厂提前预制32天，实际现场施工15天。课题背景 装配式智能化泵组模块 合肥地铁4号线合肥地铁4号线第4标段含有4个车站，共计有9台制冷机组，18台冷冻水与冷却水水泵，采用智能化泵组模块，将强电、群控系统集成进标准化模块内，实现了水泵震动、水泵渗水、水泵运行环境温湿度、水温、水压、能耗监测、电机温度、故障报警等检测功

5、能，一次安装到位。课题背景 装配式标准模块机房技术 黄河三角洲云计算大数据产业基地黄河三角洲云计算大数据产业基地设计工程位于山东省滨州市经济技术开发区长江四路渤海二十路交口，总建筑面积为30386.61，地上五层，在设计阶段为设计单位提供标准标准化制冷机房选型，为项目节约空间。02主要研究内容及创新点主要研究内容及创新点技术路线研究内容1：装配式机房数字化建模平台技术1.1 标准参数化模块族库建立 本研究旨在通过多项目实践总结，搭建标准化模块族库，族库囊括不同类型，以水泵模块为例，从结构稳固、转运装配便利、运维检修空间足够及最小化等原则进行模型组建，通过多个项目的检验形成平面固化、高度可调的标

6、准族库，方便调用。1.1.1设备、构件参数信息收集 对于水泵参数收集需要与水泵厂家进行数据线收集，其中水泵的具体信息主要有：水泵的三维尺寸、水泵台座的三维尺寸、水泵固定螺栓的三维坐标、水泵减震形式；进出水口法兰中心的三维坐标等。水泵信息水泵信息研究内容1：装配式机房数字化建模平台技术1.1.2 标准参数化泵组模块族库建立 标准参数化泵组模块系统族的建立有3个关键部分：（1）模块框架形式及框架吊点的确定、（2）阀门高度及弯头处钢管支撑的确定、（3）可调管段的确定。（1）模块框架形式及框架吊点的确定 为了不受结构进度的影响，模块框架确定了用型钢基础替代混凝土基础。充分考虑设备及管道减振。通过最大最

7、重泵组模块进行复核，确定了一个基本的模块框架及吊点设置。模块框架通过有限元受力分析软件对模块框架进行受力分析，确认模块框架型材选型及吊点形式。ABAQUS有限元分析软件分析结果有限元分析软件分析结果框架吊点设置框架吊点设置研究内容1：装配式机房数字化建模平台技术1.1.2 标准参数化泵组模块族库建立（2）阀门高度及弯头处钢管支撑的确定 水泵模块中包含的阀门有一些是检修中进场需要使用的，我们在建立标准参数化泵组模块族库时，并不固化模块的整体高度，但为了阀门的检修方便与模块整体的美观性，将阀门的安装高度做了统一。弯头处设置钢管支撑，是为了承受竖向支管的压力，让软接头不受力。支撑钢管的材质使用镀锌钢

8、管，钢管型号根据水泵进水管的大小而定。阀门及弯头支撑阀门及弯头支撑研究内容1：装配式机房数字化建模平台技术1.1.2 标准参数化泵组模块族库建立（3）可调管段的确定 水泵模块的主管与支管的连接处为模块的可调管段，该段可根据水泵模块的最终高度调节与确定。水泵模块的高度可根据机房的净空进行调整。泵组模块分解图泵组模块分解图研究内容1：装配式机房数字化建模平台技术创新点：研发了装配式机房快速建模平台技术，提出了基于不同类型水泵固化模块平面布置，模块高度随机房净空变化，解决了装配式机电设备、阀组建模时需要耗费大量时间的难题，实现了装配式机电建造的快速建模，比传统建模效率提高5倍。标准参数化模块研究内容

9、2：装配式机房虚拟预拼装智能化检测技术采用3D激光扫描技术，将装配式构件（标准模块+管线构件+误差综合补偿段）控制点的实测三维坐标，在计算机中模拟拼装形成装配后的轮廓模型，与BIM模型拟合比对，检查分析加工拼装精度，得到所需修改的调整信息。经过必要校正、修改与模拟拼装，直至满足精度要求。3D激光扫描仪具有100万点/秒的扫描速度，全测程小于2mm的测量精度。方便于对施工质量进行验收，整理竣工模型、对隐蔽工程进行数字存档，在建筑领域广泛应用。3D激光扫描研究内容2：装配式机房虚拟预拼装智能化检测技术信息收集及材料尺寸误差深化建模误差装配累计误差加工误差运输变形误差研究内容2：装配式机房虚拟预拼装

10、智能化检测技术创新点：在主管道的分支连接处、水泵模块与主管连接处等位置设置误差综合补偿段，误差综合补偿段包含高度调节段、横向调节段、纵向调节段、弯头等部分，可在固定位置一次性消除所有误差带来的影响。研究内容3：EPC模式装配式标准模块机房技术EPC模式装配式标准模块机房技术模块化机房设备及管线深化设计模块化机房设备位置深化模块化机房综合管线深化管线构件标准化分段标准化机房设计研究内容3：EPC模式装配式标准模块机房技术3.1模块化机房设备及管线深化设计（适用于设计院已出图的情况）机房设备布局深化前后对比先根据水泵在可调参数标准化模块族库中选定模块。因机房内管线众多，设备的布置直接影响整个机房管

11、线走向整齐美观统一的上限。可调参数标准化模块机房首先要做的就是水泵、冷机等按照装配式的模块化特性进行位置深化。因模块化设备通常比原来图纸设备所占用面积要小，所以在深化时候不仅仅可以考虑将设备的基础标高与大小改变，更重要的是考虑是否能将设备的位置改变，例如将某几个设备集中放置，或者将设备移到原来放不下的位置，以达到能量损耗的最小化和材料的节约。3.1.1模块化机房设备位置深化研究内容3：EPC模式装配式标准模块机房技术3.1模块化机房设备及管线深化设计（适用于设计院已出图的情况）机房综合管线深化原则：集分水器管道从大到小依次排布，同一方向水平管道管底平齐，各管道间净距120mm；机组接口支管立管

12、统一在一个立面上，弯头处使用钢管支撑，钢管中增加法兰加垫木，用以防止冷桥；平行管道尽量靠近，DN300以下管道保温间隔为80mm，DN300以上管道保温后间距为100mm；综合管线空间排布遵循从上之下依次为电风水原则；机房内管线标高尽量提高，尤其是运输通道、走道位置要达到3.6m以上。3.1.2模块化机房综合管线深化分集水器与制冷机组阀组优化图研究内容3：EPC模式装配式标准模块机房技术3.2异形件标准化分段（适用于设计院已出图的情况）管线构件分段图集实例异形件分解要点：平衡加工、运输、安装及管件控制等因素，直管构件长度不超过10m；异形件不超过2个弯头；非直管段的异形件短边长度不超过3m；主

13、管道的分支连接处设置误差综合补偿段；研究内容3：EPC模式装配式标准模块机房技术3.3标准化机房设计（适用于设计院未出图的情况）普通装配式机房实施通常是在设计院完成所有图纸后，对机房布置进行深化设计。深化过程中往往会出现机房空间设置不合理，部分机房要么设置过大导致空间浪费，要么设置过小导致设备管线过于密集，检修空间不足。标准空调机房快速选型技术针对此类问题，将空调机房分为标准模块+管线构件+误差综合补偿段三大类。标准模块融合了泵组、组合式空调器、冷水机组等模块，附加了智能化功能。管线构件为接通三者的连接管段，分成30种常用类别，从形式和尺寸上进行了统一，随管径的变化同比放大缩小。综合误差补偿段

14、消除设计误差、加工误差、运输变形、装配误差等一系列不可控因素的影响，逐步将空调机房的构件极大标准化、批量化。通过长沙智能终端产业园、长沙地铁、合肥地铁等数十个项目的运用，从效率较低的装配式机房，逐步演化成了标准智能化装配式机房。尤为适用于EPC项目，在设计前期根据制冷量需求、扬程阻力等参数即可直接在已有的模块化装配式机房族库内选择相应的机房。极大提升装配式机电技术的经济性，做到EPC项目机房快速设计，施工快速装配。研究内容3：EPC模式装配式标准模块机房技术创新点：打造了标准化模块机房，提出了由设备参数确定机房大小的设计思路，解决了机房过大浪费空间或者过小检修空间不足的难题，实现了机房空间利用

15、率最大化。针对EPC市场，投资建设方单位往往在关心项目功能的安全可靠性，针对项目的提出使用需求；设计与施工单位往往因受到项目的功能变化，多次修改项目机房设备参数，机房面积等困扰。本课题主要为解决此类问题，做到机房模块化、快速选择，设计单位对项目功能进行供能负荷计算，提出机房功能负荷参数；投资建设方和设计施工单位只需要在已有的模块化装配式机房族库内进行及机房选型。做到ECP项目机房快速设计，施工快速装配。研究内容4：智能化泵组模块集成技术标准化泵组模块仅为水泵、阀门、管道等构建集成，若将机房内部的强电、弱电系统集成进泵组中，实现工厂化预制会提高现场的安装效率，不但满足了空调水系统与控制系统的集成

16、，而且将智能化融合到装配式机房内，将智能化泵组模块安装后，将供电电缆接入控制箱内即可完成机房被所有输泵的电力和控制部分。4.1模块结构设计首先要考虑结构的牢固可靠，要保证模块运行时的结构稳固，还要考虑模块在运输、吊装过程中结构稳定不变形。模块底部采用型钢+钢板焊接方式，因智能化模块内部电路元器件较多，运输、运行过程中需做好防水保护，所以智能化模块设计为全封闭模式，模块外壳采用双层铝合金外壳中间为B1级橡塑保温材料。智能化标准可视运维模块研究内容4：智能化泵组模块集成技术4.1模块结构设计 智能化模块底部结构图 智能化模块底部管道图智能化模块顶部结构图研究内容4：智能化泵组模块集成技术4.1模块

17、结构设计 智能化模块吊点设置 智能化泵组模块外部结构图 内部水泵吊装设备研究内容4：智能化泵组模块集成技术4.2 模块安全运行措施研究 模块内部电气元器件、变送器等设备在潮湿环境容易损坏，基于此，我们在模块内部设置温度传感器、湿度传感器、嵌入式排风机，模块内部设定温度3238，相对湿度95%，通过模块的智能控制箱自动控制排风机的开关，以达到恒温恒湿的效果；模块内部多为水泵、管道、阀门等水力设施，如果出现漏水，应有通畅的有组织排水措施，防止模块内的电气元器件产生浸泡危害，模块底部四周设置导流水沟，并接管道排出。嵌入排风机视频监控漏水监测研究内容4：智能化泵组模块集成技术4.2 模块安全运行措施研

18、究水泵参数监控 机房内部监控研究内容4：智能化泵组模块集成技术创新点：智能化泵组模块技术是在标准化的基础上进行的功能拓展，将强电、群控系统集成进标准化模块内，实现了水泵震动、水泵渗水、水泵运行环境温湿度、水温、水压、能耗监测、电机温度、故障报警等检测功能，360无死角监控功能，采用整体封闭、设备减振以及吸音板的综合降噪，将泵组运行噪音降低50分贝及以上，并能实现恒温、恒湿、远程控制、水质在线分析、水泵自动调频节能降耗等控制功能，自主研发了人机触控界面和操控系统，极大压缩了机房面积的同时，延长了设备使用寿命，便于检测及运营维护。模块设计为全封闭结构，包装精美，四角设置暗装吊点，配备定制吊杆，便于

19、吊装转运。且外部结构方便拆卸，内部设置吊装及轨道装置，有效解决了全封闭泵组不利维修的缺点。使用BIM技术建立1：1高精度三维模型，将操作系统融入模型，模拟智能化泵组模块运维过程，更好的利用BIM技术服务运维。研究内容5：智能化空调泵组模块最优运行工况控制技术泵组最优工况运行平台空调泵组模块最优工况运行平台分智能采集、优化控制、系统设置三种界面。根据使用需要点击对应图标进入相应数据画面。智能采集界面 系统优化界面 系统设置界面03成果的创新性、先进性 第三方评价国际先进水平2020年5月12日，中建集团在长沙组织召开科技成果评价会，由我司完成的“装配式智能化标准机房机电建造技术”经鉴定总体达到国

20、际先进水平。成果的创新性、先进性获得授权发明专利2项，授权实用新型专利6项。序号序号专利名称专利名称序号序号专利名称专利名称1高层建筑工程管井立管吊装的施工方法5一种方便钢管焊接的装置2一种梁底处配电箱进出线PVC配管的施工方法6一种可装配调节的管道支架3托臂式支架7一种水电用安装管道定位支架4一种用于机电安装的多功能脚手架8一种集喷头、空调风口、灯具为一体的房屋集成吊顶组件获得中建集团工法及省部级工法5项，局级工法2项。成果的创新性、先进性名称类别级别工法参数可调标准模块化装配式空调机房施工工法中建集团工法工法装配式机房综合误差调节施工工法省部级工法工法装配式桥架支架加工及安装施工工法省部级

21、工法工法狭小空间复杂配电间桥架预制安装施工工法省部级工法工法装配式建筑机电工程底部可开启式线盒预留预埋施工工法省部级工法工法装配式机电智能化标准模块构件预制工法局级工法 成果的创新性、先进性发表论文9篇。成果的创新性、先进性名称名称类别类别级别级别规范建筑机电装配式机房技术标准团体标准机电工程新技术2020/专著装配式智能化标准机房机电建造技术工程建设科学技术进步奖二等奖省部级 成果的创新性、先进性荣获QC成果国家奖项1项，省部级奖项1项；BIM成果国家奖项8项，省部级奖项1项。04应用效益与前景实施效益及应用前景本课题致力于提高国内模块化装配式机电技术的水平，总结形成大量的技术成果，已经在多

22、个领域建筑中应用成功，在节约成本、节约场地面积、节约工期方面取得了良好的效果，研究成果于我国装配式机电技术的发展具有非常重要的至多作用，具有广阔的应用前景。部分项目产生效益如下：汇景发展环球中心工程应用本项技术产生经济效益469万元。中南大学湘雅医院教学科研楼工程应用本项技术产生经济效益324万元。郴州卷烟厂异地技术改造工程应用本项技术产生经济效益552万元。合肥地铁四号线第4标段应用本项技术产生经济效益837万元。实施效益及应用前景本课题的研究成果以汇景发展环球中心、中南大学湘雅医院教学科研楼、合肥地铁4号线等工程为载体进行研究应用。成果即在本研究载体上得到了很好的应用，也在郑州地铁、长沙智能终端产业园等工程中得到广泛应用，整体技术达到了国际先进水平，解决了装配式机电现有的难题，大大提升了装配质量，降低了工程成本，发挥了巨大的社会效益与经济效益。实施效益及应用前景 湖南卫视、人民网、新湖南等新闻媒体多次报道装配式机电工厂及工厂研究的本项技术。49请各位领导、专家批评指正！Thanks for listening！