基于BIM技術(shù)的VAV空調(diào)安裝技術(shù)要點(diǎn)分析

楊建平

【摘 要】本文以新加坡投資的大型綜合商場及辦公樓項(xiàng)目為例，從BIM 技術(shù)在暖通空調(diào)安裝中的應(yīng)用，VAV空調(diào)安裝技術(shù)要點(diǎn)、VAV box風(fēng)量調(diào)試三個(gè)方面對(duì)變量式空調(diào)的安裝施工進(jìn)行詳細(xì)闡述。隨著我國高端樓宇辦公的迅速發(fā)展，上班一族對(duì)辦公室空氣環(huán)境的要求在不斷改變，繼續(xù)應(yīng)用傳統(tǒng)FCU風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)，雖然可以調(diào)節(jié)辦公室的熱負(fù)荷環(huán)境，但是其產(chǎn)生的能耗會(huì)對(duì)大氣環(huán)境造成更為嚴(yán)重的危害。新型變風(fēng)量VAV空調(diào)系統(tǒng)可以有效的解決掉此類問題。本文就BIM技術(shù)在VAV空調(diào)系統(tǒng)安裝過程中的應(yīng)用優(yōu)勢及安裝技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行深入分析，希望可以與之相似的工程提供一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);VAV空調(diào)系統(tǒng);安裝;技術(shù);分析

中圖分類號(hào)： TU83文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）17-0058-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.17.028

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的提高，人們的生活質(zhì)量及水平也逐漸得到提升，人們對(duì)辦公環(huán)境的舒適度、節(jié)能等要求也變得更為嚴(yán)格，因此高效的辦公設(shè)施與生活設(shè)施成為人們?nèi)粘ｊP(guān)注的焦點(diǎn)。變風(fēng)量空調(diào)與傳統(tǒng)空調(diào)不同，此空調(diào)具有鮮明的噪音小、能耗低、空氣質(zhì)量高、舒適、降低裝機(jī)容量、改造靈活、無冷凝水滴露等多種優(yōu)勢。同時(shí)還可根據(jù)使用空間的大小及負(fù)荷大小控制送風(fēng)量，不僅可以為人們提供良好的舒適度體驗(yàn)，還能控制能耗。最后為了強(qiáng)化其使用性能，需結(jié)合理論與實(shí)踐，對(duì)其安裝技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行有效的分析，以保證空調(diào)的最終使用效果。

1 項(xiàng)目概況

新加坡投資的大型綜合商場及辦公樓項(xiàng)目由三棟辦公樓、七層裙房和地下4層組成，總建面共36萬平方米，本項(xiàng)目開展時(shí)間較長，共歷時(shí)2014年至2018年五個(gè)年頭。該工程的機(jī)電施工體量較大，系統(tǒng)復(fù)雜，安裝進(jìn)度較緊，不僅需要對(duì)現(xiàn)場進(jìn)度質(zhì)量投資管理，還需要協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，進(jìn)行圖紙深化管理。項(xiàng)目在安裝VAV空調(diào)（變風(fēng)量空調(diào)）時(shí)，因管線錯(cuò)綜復(fù)雜、吊頂內(nèi)空間有限，為了最大限度提升辦公區(qū)的凈高，本項(xiàng)目將BIM技術(shù)應(yīng)用到了VAV空調(diào)系統(tǒng)的安裝施工中，首先構(gòu)建出建筑及結(jié)構(gòu)3D模型，其次將機(jī)電管線用雙線以1：1的圖例繪制在平面圖上，通過T-FAS自身軟件的碰撞比對(duì)，從源頭上解決了管線自身的碰撞問題。此外，還利用BIM技術(shù)對(duì)辦公樓VAV空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及安裝進(jìn)行優(yōu)化布置，實(shí)現(xiàn)了VAV空調(diào)系統(tǒng)的最佳使用效果。

2 BIM 技術(shù)在商場的管線設(shè)計(jì)施工中的應(yīng)用

建筑信息模型簡稱BIM技術(shù)，是目前全球范圍內(nèi)建筑行業(yè)普遍認(rèn)可的一種新型高科技，借助BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)建筑信息集成，從建筑設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行、壽命周期終結(jié)為止，可將有關(guān)于建筑的所有信息始終整合在一個(gè)三維模型信息數(shù)據(jù)庫中。以便于設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、施工團(tuán)隊(duì)、設(shè)施運(yùn)營部門等多方人員開展協(xié)調(diào)工作，從而提高整個(gè)建筑項(xiàng)目的施工管理效率、降低施工成本、節(jié)省資源，最終實(shí)現(xiàn)建筑項(xiàng)目的使用功能[1]。

VAV空調(diào)系統(tǒng)可以根據(jù)室內(nèi)要求參數(shù)及自身負(fù)荷變化實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，主要以變風(fēng)量VAV-box末端裝置的風(fēng)閥開度大小來調(diào)節(jié)送入辦公室的風(fēng)量，同時(shí)根據(jù)VAV-box所需風(fēng)量的總和來調(diào)節(jié)AHU（空調(diào)箱）風(fēng)機(jī)的頻率，以此來滿足室內(nèi)辦公及居住人員對(duì)環(huán)境舒適度與其他方面的要求。

本項(xiàng)目存在管線繁雜并且安裝空間比較狹窄，使得VAV空調(diào)系統(tǒng)安裝在安裝過程中，存在機(jī)電管線安裝空間相互碰撞矛盾，致使空調(diào)管理無安裝空間。為了解決機(jī)電管線自身碰撞問題，本項(xiàng)目引薦了BIM技術(shù)，首先，使用T-FAS軟件將本項(xiàng)目的所有建筑及其結(jié)構(gòu)以3D模型的方式構(gòu)建出來，然后將以1：1比例將機(jī)電管線用雙線繪制于平面圖紙上，再利用T-FAS軟件自身攜帶的碰撞功能，分析處理建筑內(nèi)部管線分布情況，從源頭上解決掉管線碰撞的問題。其次，將T-FAS圖形轉(zhuǎn)換成BIM系統(tǒng)，將管線布局?jǐn)?shù)據(jù)和建筑裝修等參數(shù)全部建模，構(gòu)建出本項(xiàng)目的完整3D模型，利用BIM技術(shù)中的人工智能AI技術(shù)對(duì)建筑內(nèi)部的上述參數(shù)進(jìn)行碰撞點(diǎn)自動(dòng)識(shí)別，以自動(dòng)報(bào)警的方式，提醒設(shè)計(jì)人員進(jìn)行修改，這樣可以避免設(shè)計(jì)圖紙上機(jī)電系統(tǒng)內(nèi)部的碰撞和機(jī)電與裝修建筑等的碰撞問題。

應(yīng)用BIM技術(shù)可以有效減少建筑管線自身碰撞問題，從而減少施工人員的返工可能性，降低資源浪費(fèi)，加快施工進(jìn)度。利用BIM技術(shù)需要對(duì)施工結(jié)構(gòu)誤差、保溫材料的厚度、管線的支架法蘭高度等進(jìn)行綜合考慮，預(yù)留合理的誤差使得設(shè)計(jì)圖紙和實(shí)際情況盡可能一致。此外，BIM技術(shù)的有效功能還可延伸至投資費(fèi)用模型、物業(yè)管理模型的設(shè)計(jì)、應(yīng)用中，從項(xiàng)目前期至運(yùn)行全過程進(jìn)行全面的電子化管理。

3 VAV空調(diào)安裝技術(shù)要點(diǎn)分析

3.1 VAV末端設(shè)備的安裝

安裝人員在搬運(yùn)、安裝VAV空調(diào)末端設(shè)備箱體的過程中，只能采取托抬箱體底部的方式，不能將進(jìn)出風(fēng)管、流量傳感器、控制箱、風(fēng)閥軸外伸端等作為著力點(diǎn)，從而避免出現(xiàn)操作不當(dāng)對(duì)設(shè)備造成的不必要損壞。安裝人員應(yīng)該在安裝施工之前，對(duì)變風(fēng)量末端設(shè)備及管道內(nèi)的異物進(jìn)行全面的檢查，比如建筑碎片[2]。安裝風(fēng)管之前與施工階段應(yīng)該使用塑料封膜將設(shè)備進(jìn)出風(fēng)口封住，以防建筑碎片不慎進(jìn)入設(shè)備，對(duì)設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生影響，還需檢查風(fēng)機(jī)葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)是否正常。安裝人員可以使用吊線或吊帶在現(xiàn)場制作托盤，然后將末端設(shè)備懸吊于建筑結(jié)構(gòu)上，此狀態(tài)下的托盤應(yīng)避免接觸到末端設(shè)備下端的檢修板，以防出現(xiàn)阻礙設(shè)備調(diào)試、內(nèi)部維修、檢修板拆卸等問題。此外，為了減少安裝期間噪音與振動(dòng)的傳遞，可以將減振隔墊設(shè)置在VAV末端設(shè)備箱體與托架之間，以免產(chǎn)生金屬件直接接觸、碰撞。還需注意設(shè)備與其他硬質(zhì)管路之間的接觸，比如噴淋水管、電線套管、氣體管路等，避免產(chǎn)生異常振動(dòng)。保證VAV末端設(shè)備箱體安裝位置與上方建筑之間留有足夠的空間，以便后期檢修[3]。

3.2 VAV末端設(shè)備與管路連接

當(dāng)送風(fēng)管接到VAV末端設(shè)備進(jìn)風(fēng)口后，需要檢查其連接氣密性。VAV空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)管路安裝過程中，需要連接多個(gè)支管接口末端，因此，需要將尺寸相應(yīng)的接管安接到多支管接口，同時(shí)封閉暫時(shí)未使用的出口，連接管路及多之光接口。管路連接過程中如果使用到平衡風(fēng)門，需將其完全打開。為保證空調(diào)所有風(fēng)管都能具備良好的密封性，安裝人員必須對(duì)一次進(jìn)口管的外露段進(jìn)行有效的保溫處理。同時(shí)還需保證進(jìn)口直管段長度為通徑的3倍，從而建立起穩(wěn)定的氣流，促使空氣流量測定能滿足精確的需求。具體施工中如果遇到末端出口下游管道截面擴(kuò)大的情況，需保證其過渡部分的光滑度與平緩度。

3.3 電氣連接

連接VAV末端設(shè)備電源之前，安裝人員需要仔細(xì)閱讀其銘牌上的相關(guān)電力使用要求。電源連接后，需確認(rèn)一遍設(shè)備所有開關(guān)的關(guān)閉情況，保證全都處于關(guān)閉狀態(tài)。

4 VAV box風(fēng)量調(diào)試

4.1 VAV box風(fēng)量調(diào)試中常遇的問題及解決對(duì)策

VAV box風(fēng)量在調(diào)試過程中經(jīng)常遇到以下幾點(diǎn)問題：（1）送風(fēng)量不足。管道制造及安裝不符合相關(guān)規(guī)范要求，致使漏風(fēng)量比較大;VAV末端的一次風(fēng)出現(xiàn)失靈現(xiàn)象;主風(fēng)道風(fēng)閥未打開;風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn);系統(tǒng)設(shè)定的靜定壓值比較低。（2）噪音?；仫L(fēng)口安裝位置不合理;風(fēng)機(jī)軸承產(chǎn)生磨損或缺少潤滑油;風(fēng)機(jī)動(dòng)力型末端出現(xiàn)葉輪碰渦殼;系統(tǒng)設(shè)定的定靜壓點(diǎn)靜壓值較高。（3）空調(diào)局部區(qū)域過熱。溫感器安裝位置不合理;送風(fēng)量不足;送風(fēng)溫度過高。（4）新風(fēng)不足。安裝時(shí)未標(biāo)定出最小新風(fēng)量;手動(dòng)風(fēng)閥全打開。（5）室內(nèi)局部空間過冷。風(fēng)口過大;氣流組織不夠合理。（6）風(fēng)口表面存在凝露。送風(fēng)溫度比室內(nèi)露點(diǎn)溫度低。（7）VAV末端設(shè)備異常?？刂剖?風(fēng)量控制處于常開、常閉顛倒?fàn)顟B(tài);VAV末端設(shè)備一次風(fēng)流量測定值存在異常。

解決對(duì)策：（1）檢查管道運(yùn)行現(xiàn)狀，將風(fēng)閥打開;反復(fù)試驗(yàn)重現(xiàn)設(shè)定靜定壓值;旋緊閥軸;調(diào)換三相電源線;采用打膠方法避免出現(xiàn)風(fēng)量泄漏。（2）重新設(shè)定、修正定靜壓點(diǎn);風(fēng)口不能設(shè)計(jì)在設(shè)備末端正下方;更換軸承;修復(fù)風(fēng)機(jī)渦殼。（3）在工作區(qū)域設(shè)置溫感器重新標(biāo)定或校正溫感器;調(diào)低溫感器原有定值。（4）將手動(dòng)閥門開至最大位置;以風(fēng)流量來控制新風(fēng)閥門的開合度。（5）重新調(diào)整設(shè)備風(fēng)口布置，選擇持續(xù)較小的送風(fēng)口。（6）選擇大一號(hào)末端設(shè)備，也可將保溫材料貼于送風(fēng)口內(nèi)側(cè)。（7）矯正傳感器，確保直管長度為進(jìn)風(fēng)管口徑的3-5倍，避免測量值不夠準(zhǔn)確;檢查設(shè)備執(zhí)行器、控制器電源的控制線路是否連接正確，測試PC板;重新設(shè)置與調(diào)整設(shè)備風(fēng)量控制器的常開、常閉狀態(tài)[4]。

4.2 VAV box全系統(tǒng)調(diào)試

測試VAV box系統(tǒng)時(shí)，需緊抓AHU總風(fēng)量的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，建立一套自動(dòng)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)快速的VA和FPB設(shè)備，同時(shí)將使用的其他控制設(shè)備的信號(hào)調(diào)整至信息反饋?zhàn)罴褷顟B(tài)中。本次項(xiàng)目在檢測調(diào)試總風(fēng)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)VAV box風(fēng)量顯示之和不能滿足設(shè)計(jì)要求，使用風(fēng)量罩對(duì)設(shè)備各風(fēng)口進(jìn)行測試后發(fā)現(xiàn)，各風(fēng)口的情況基本一致，AHU總風(fēng)管處的測量也顯示其風(fēng)量不滿足標(biāo)準(zhǔn)。此時(shí)風(fēng)機(jī)頻為50HZ，但電流未達(dá)到滿載負(fù)荷，將AHU回風(fēng)側(cè)門開啟后，風(fēng)量經(jīng)測量達(dá)標(biāo)，電機(jī)功率也提高許多，證明造成風(fēng)量不足的原因是回風(fēng)不暢，最后于吊頂中發(fā)現(xiàn)有一個(gè)回風(fēng)口被其他物質(zhì)擋住了，對(duì)AHU送風(fēng)量造成影響。

因VAV-BOX 本身自帶控制系統(tǒng)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)控制器聯(lián)網(wǎng)后首先要對(duì)VAV-BOX的設(shè)定溫度、實(shí)際溫度與風(fēng)閥開度作聯(lián)動(dòng)調(diào)試，確保其聯(lián)動(dòng)正相關(guān)，同時(shí)對(duì)末端風(fēng)口的風(fēng)量和VAV-BOX的顯示風(fēng)量值進(jìn)行比對(duì)，確保其基本一致，否則后續(xù)的自動(dòng)控制將無法有效控制。

本項(xiàng)目的控制方式是總風(fēng)量控制加定靜壓輔助控制，因此先要將控制邏輯編程進(jìn)入BA軟件系統(tǒng)，然后根據(jù)采集到的VAV-BOX風(fēng)量需求的總和與空調(diào)箱的實(shí)際出風(fēng)量進(jìn)行比較觀察空調(diào)箱的電機(jī)頻率，確保電機(jī)頻率隨風(fēng)量變化而正向變化。我們?cè)谡{(diào)試過程中遇到實(shí)際現(xiàn)場的風(fēng)量不符合要求的情況，經(jīng)多次核對(duì)研究，最后找到了問題的原因，主要是變頻器反饋信號(hào)和實(shí)際頻率不匹配，通過加增電阻的方法給予解決。定靜壓傳感器一定要安裝在風(fēng)管的1/3處，來檢測壓力的變化，當(dāng)壓力低于設(shè)計(jì)壓力時(shí)就表明末端的風(fēng)口出風(fēng)量達(dá)不到要求，需要增加空調(diào)箱的頻率。

5 結(jié)論

最近幾年，VAV空調(diào)系統(tǒng)多應(yīng)用于高端辦公樓宇中，該空調(diào)系統(tǒng)可以通過樓宇的智能BA系統(tǒng)對(duì)其熱負(fù)荷變化進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而提高了空調(diào)的熱負(fù)荷調(diào)節(jié)靈敏度，比傳統(tǒng)FCU風(fēng)機(jī)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)更多。但是在實(shí)際應(yīng)用過程中，會(huì)因?yàn)榻ㄖ芫€繁雜等問題，增加了空調(diào)安裝的難度，以及調(diào)試要求。本文利用先進(jìn)的BIM技術(shù)，可從空調(diào)系統(tǒng)安裝設(shè)計(jì)階段開始，對(duì)建筑內(nèi)部的管線分布情況進(jìn)行分析處理，設(shè)置建筑內(nèi)部管線布局參數(shù)，從而構(gòu)建出完整的建筑3D模型，以便為空調(diào)安裝人員可視化操作流程，進(jìn)而降低安裝返工的可能性，提高空調(diào)安裝質(zhì)量，節(jié)省時(shí)間與資源。由此可見，將BIM技術(shù)應(yīng)用到VAV空調(diào)系統(tǒng)的安裝過程中，通過改善安裝技術(shù)的方法，可以最大程度發(fā)揮出VAV空調(diào)的使用功效，值得業(yè)界廣泛使用。

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