机电工程绿色建造研究

机电工程绿色建造研究

刘伟610422198410082230

王宝锋612301197805282739

摘要：机电工程施工及管理技术的安全可靠性、绿色节能性和先进性，直接影响到绿色建筑施工质量、运营安全、运行效率以及服务质量。因此，机电安装工程施工及运营要实施绿色建造和运营，提高机电安装工程全生命周期服务质量。本文深入阐述了机电工程绿色建造技术应用的问题与解决措施，研究了机电工程绿色建造技术的具体实施。

关键词：机电工程、绿色建造技术、应用与实施

一、机电工程绿色建造技术应用的问题与解决措施

（一）问题分析

机电系统承担着建筑、工业等重要的使用功能，全生命期内的运维成本70%属于机电系统，机电系统设计、安装及维护质量决定了整个机电工程的综合品质。因而机电安装工程的装配化不但要解决施工的问题，还要解决整个机电系统全生命期内，安全、高效运行的问题。在机电工程绿色建造技术应用过程中，特别是装配化技术，应用基本局限于机房、单一专业、部分管段等情况，尚未形成体系和标准，其价值远未显现。随着机电安装工程的规模越来越庞大、系统越来越复杂、技术要求越来越高，特别是在受到空间限制、设施密集、施工过程变更多、交叉作业多、运营安全和服务质量要求高等因素影响的机电工程中，对信息化应用的需求更加紧迫。

（二）解决措施

一是机电工程装配化施工，综合目前的行业特点、技术能力和环境因素等各种施工条件，实施采用管线组装模式和集成模块组装模式。管线组装模式目前应用较为广泛，主要考虑的区域一般是机房、管井、走廊吊顶、阀站、屋顶机组等。在预制生产车间进行预制加工，运输到施工场地按一定的组装工序、方法去组装为成品，从而完成机电安装工程的施工。装配化模式对大规格管线较为适用。机房管线组装，在施工现场条件具备时，可以采用在地面将预制加工的管线组装完成，再整体吊装成型固定的施工技术。集成模块组装模式是将具有相应功能性或较为复杂的设备和管线，采用整体预制装配、整体吊装的模式。这种装配化模式因整体运输及吊装，集成模块在预制加工车间制作组装并进行相应的功能检测、调试，施工现场只需对不同集成模块间的管线连接即可完成，因而最大程度缩短施工周期，提高施工质量。

二是建立机电设备安装信息化系统，从建设到运营各部分的管理向完整的全生命周期信息管理转变。建立后台信息化控制中心，将施工现场、预制生产、运行管理协同，大幅提高机电设备安装效率。在后台信息化控制中心，通过机电安装项目BIM3D模型，对预制加工厂和安装现场进行实时监控和协同指导实现对预制加工厂和安装现场的远程指挥管理及异常处理；通过单兵系统进行施工现场监控，并在控制中心对施工现场的技术难点和质量重要控制点及时进行远程监控和技术指导。打通机电设备安装全过程的信息化，形成从深化设计、采购、预制加工到施工及运维的闭环管理，运维数据是改造及新造的参考和决策依据，提高机电工程建设的合理性和系统的适配性。机电设备安装深化设计、施工生产信息化和采购、运行管理信息化是相互融合和制约的。只有紧密结合，相互协同，才能促进机电安装工程的高效实施。

二、机电工程绿色建造技术的具体实施

（一）部件标准化应用

机电安装工程装配化施工的核心是预制生产工业化，而预制生产工业化的需要设计标准化，最核心的环节是建立一整套具有适应性的模数以及模数协调原则，从而优化各功能模块的尺寸和种类，使相应功能模块、构配件等实现通用性和互换性，保证机电安装工程项目在功能、质量、技术和经济等方面获得最优的解决方案，促进机电安装工程的施工方式从粗放型向集约型转变。

按照目前的装配化施工的应用状况，为保证项目应用的互换性和生产制作的通用性，需要建立相应的技术标准和标准图集。机电安装工程装配化的实施中，为了保证预制加工精度，需要严格要求供货商家提供详细的尺寸参数，整个机电安装工程装配化的标准统一，实现流水线作业，实现批量生产。目前应根据实际状况和需求，逐步制定配套的《机电安装工程装配化设备、配件技术标准》，以满足机电安装工程装配化的实施。机电安装工程装配化过程中包括了设计、生产、现场装配。为了实现生产车间的流水线、标准化的生产，需要根据车间生产设备的特点，同时制定针对机电安装工程装配化生产的标准图集。图集主要目的是确保在预制产品构配件的标准化，实现所有项目的互通互换；同时图集标准的实施可以确保施工项目在装配化设计和施工前完成标准部件的预制生产，提高生产和施工进度，从而实现机电安装工程施工的工业化。

运用BIM技术进行预制前的设计分析，多维数据信息的存储，而且采用三维图形和图像（漫游、动画、仿真与虚拟现实等）的表达方式提高预制加工中的精确度和操作人员的工作效率。在搭建标准化预制生产的环境条件后，基于BIM技术，融合标准化预制生产工艺，适用于机电工程单品种或多品种部件的批量生产，具备柔性生产能力，自动化程度高，主要工序实现自动控制。在机电安装工程中实施标准化，提高生产效率60%，提高生产质量40%，而生产周期也由于配件的标准化，而比现成施工缩短60%。

（二）功能模块化施工应用

机电安装工程的模块化安装是将机电工程系统的相近区域、相同功能等机电设备、管线组合成不同的模块，将不同的模块在预制工厂内预制完成后运输至施工现场，再将各不同模块组合安装连接，从而完成整个机电安装工程的施工。模块在预制生产加工并组装后，可以在预制工厂内按不同的功能要求，完成检验检测、试车试压，以确保功能模块的质量，从而缩短施工周期，提高施工质量。综合机电设备装配式施工环境以及相关模块化施工难度大、质量不易控制、调试困难等难点因素分析研究，运用BIM技术实施预制模块的模型划分、设计优化。例如地铁环控机房模块化拆分将整体拆分为泵组模块、全程水处理器模块、冷水机组管道模块、分集水器模块等8个模块。空调箱体积较大，按传统方式进行施工，冷水机组如与相关管道组合成模块，会出现因为尺寸较大而无法吊装运输，故冷水机组单独安装。根据模块和模块之间对接的节点形式，要求偏差等问题，优化模块组成，通过BIM软件生成模块；运用空间分析程序和计算机模拟仿真技术对机房机电设备施工的工序进行模拟仿真，验证模块划分的可行性，进一步优化模块。结合重要模块的功能、用途、重要性，把相关信息充分的融入到模型中，并基于BIM模型实现工厂化预制生产。基于BIM技术，从三维空间角度对机房进行排布，使其在满足设计要求和系统运行的基础上保证设备的最大维修空间，现场施工人员严格按照模型呈现效果进行装配化施工，使得建成后的机房整齐划一、紧凑有序，有效提高各环节的施工时间，避免不必要的重复劳动。

（三）装饰化应用

装饰化应用非常符合绿色建造的发展，装饰化机电的研究和应用给未来的建筑智能化和绿色化带来更多可能。机电安装技术本身即是装饰化施工技术的一部分。在机电安装工程施工中，综合融入装饰化因素，考虑功能和装饰的需要，进行建筑内部三维机电管线优化，以及预制加工、模块化组装和装配化施工，进一步促进绿色装饰化的发展。采用装饰化机电安装，通过有序的规则布置，融合环境使用功能，运用光线及空气处理技术及工业化制作安装工艺，构建一个高品质的室内环境，使建筑物实现空间高效利用、建设成本降低、观感舒适，具有极大的推广价值。装饰化机电技术的应用推广，将减少大量装饰材料的应用消耗，极大地降低室内环境污染，也有利于后期运营阶段的物业运维和检修，具有极高的实用价值。

参考文献

[1]张庆臣.函数导数特征在机电工程领域的应用研究[J].新型工业化,2019,9(12):45-47.

[2]马祯.机电工程技术应用及其自动化分析[J].电子技术与软件工程,2020(11):133-134.