杨建平
【摘 要】本文以新加坡投资的大型综合商场及办公楼项目为例，从BIM 技术在暖通空调安装中的应用，VAV空调安装技术要点、VAV box风量调试三个方面对变量式空调的安装施工进行详细阐述。随着我国高端楼宇办公的迅速发展，上班一族对办公室空气环境的要求在不断改变，继续应用传统FCU风机盘管系统，虽然可以调节办公室的热负荷环境，但是其产生的能耗会对大气环境造成更为严重的危害。新型变风量VAV空调系统可以有效的解决掉此类问题。本文就BIM技术在VAV空调系统安装过程中的应用优势及安装技术要点进行深入分析，希望可以与之相似的工程提供一定的借鉴意义。
【关键词】BIM技术;VAV空调系统;安装;技术;分析
中图分类号： TU83文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）17-0058-002
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.17.028
0 引言
随着我国经济水平的提高，人们的生活质量及水平也逐渐得到提升，人们对办公环境的舒适度、节能等要求也变得更为严格，因此高效的办公设施与生活设施成为人们日常关注的焦点。变风量空调与传统空调不同，此空调具有鲜明的噪音小、能耗低、空气质量高、舒适、降低装机容量、改造灵活、无冷凝水滴露等多种优势。同时还可根据使用空间的大小及负荷大小控制送风量，不仅可以为人们提供良好的舒适度体验，还能控制能耗。最后为了强化其使用性能，需结合理论与实践，对其安装技术要点进行有效的分析，以保证空调的最终使用效果。
1 项目概况
新加坡投资的大型综合商场及办公楼项目由三栋办公楼、七层裙房和地下4层组成，总建面共36万平方米，本项目开展时间较长，共历时2014年至2018年五個年头。该工程的机电施工体量较大，系统复杂，安装进度较紧，不仅需要对现场进度质量投资管理，还需要协调设计，进行图纸深化管理。项目在安装VAV空调（变风量空调）时，因管线错综复杂、吊顶内空间有限，为了最大限度提升办公区的净高，本项目将BIM技术应用到了VAV空调系统的安装施工中，首先构建出建筑及结构3D模型，其次将机电管线用双线以1：1的图例绘制在平面图上，通过T-FAS自身软件的碰撞比对，从源头上解决了管线自身的碰撞问题。此外，还利用BIM技术对办公楼VAV空调系统的设计及安装进行优化布置，实现了VAV空调系统的最佳使用效果。
2 BIM 技术在商场的管线设计施工中的应用
建筑信息模型简称BIM技术，是目前全球范围内建筑行业普遍认可的一种新型高科技，借助BIM技术可以实现建筑信息集成，从建筑设计、施工、运行、寿命周期终结为止，可将有关于建筑的所有信息始终整合在一个三维模型信息数据库中。以便于设计团队、施工团队、设施运营部门等多方人员开展协调工作，从而提高整个建筑项目的施工管理效率、降低施工成本、节省资源，最终实现建筑项目的使用功能[1]。
VAV空调系统可以根据室内要求参数及自身负荷变化实现自动调节，主要以变风量VAV-box末端装置的风阀开度大小来调节送入办公室的风量，同时根据VAV-box所需风量的总和来调节AHU（空调箱）风机的频率，以此来满足室内办公及居住人员对环境舒适度与其他方面的要求。
本项目存在管线繁杂并且安装空间比较狭窄，使得VAV空调系统安装在安装过程中，存在机电管线安装空间相互碰撞矛盾，致使空调管理无安装空间。为了解决机电管线自身碰撞问题，本项目引荐了BIM技术，首先，使用T-FAS软件将本项目的所有建筑及其结构以3D模型的方式构建出来，然后将以1：1比例将机电管线用双线绘制于平面图纸上，再利用T-FAS软件自身携带的碰撞功能，分析处理建筑内部管线分布情况，从源头上解决掉管线碰撞的问题。其次，将T-FAS图形转换成BIM系统，将管线布局数据和建筑装修等参数全部建模，构建出本项目的完整3D模型，利用BIM技术中的人工智能AI技术对建筑内部的上述参数进行碰撞点自动识别，以自动报警的方式，提醒设计人员进行修改，这样可以避免设计图纸上机电系统内部的碰撞和机电与装修建筑等的碰撞问题。
应用BIM技术可以有效减少建筑管线自身碰撞问题，从而减少施工人员的返工可能性，降低资源浪费，加快施工进度。利用BIM技术需要对施工结构误差、保温材料的厚度、管线的支架法兰高度等进行综合考虑，预留合理的误差使得设计图纸和实际情况尽可能一致。此外，BIM技术的有效功能还可延伸至投资费用模型、物业管理模型的设计、应用中，从项目前期至运行全过程进行全面的电子化管理。
3 VAV空调安装技术要点分析
3.1 VAV末端设备的安装
安装人员在搬运、安装VAV空调末端设备箱体的过程中，只能采取托抬箱体底部的方式，不能将进出风管、流量传感器、控制箱、风阀轴外伸端等作为着力点，从而避免出现操作不当对设备造成的不必要损坏。安装人员应该在安装施工之前，对变风量末端设备及管道内的异物进行全面的检查，比如建筑碎片[2]。安装风管之前与施工阶段应该使用塑料封膜将设备进出风口封住，以防建筑碎片不慎进入设备，对设备运行产生影响，还需检查风机叶片的转动是否正常。安装人员可以使用吊线或吊带在现场制作托盘，然后将末端设备悬吊于建筑结构上，此状态下的托盘应避免接触到末端设备下端的检修板，以防出现阻碍设备调试、内部维修、检修板拆卸等问题。此外，为了减少安装期间噪音与振动的传递，可以将减振隔垫设置在VAV末端设备箱体与托架之间，以免产生金属件直接接触、碰撞。还需注意设备与其他硬质管路之间的接触，比如喷淋水管、电线套管、气体管路等，避免产生异常振动。保证VAV末端设备箱体安装位置与上方建筑之间留有足够的空间，以便后期检修[3]。
3.2 VAV末端设备与管路连接
当送风管接到VAV末端设备进风口后，需要检查其连接气密性。VAV空调系统的风管路安装过程中，需要连接多个支管接口末端，因此，需要将尺寸相应的接管安接到多支管接口，同时封闭暂时未使用的出口，连接管路及多之光接口。管路连接过程中如果使用到平衡风门，需将其完全打开。为保证空调所有风管都能具备良好的密封性，安装人员必须对一次进口管的外露段进行有效的保温处理。同时还需保证进口直管段长度为通径的3倍，从而建立起稳定的气流，促使空气流量测定能满足精确的需求。具体施工中如果遇到末端出口下游管道截面扩大的情况，需保证其过渡部分的光滑度与平缓度。
3.3 电气连接
连接VAV末端设备电源之前，安装人员需要仔细阅读其铭牌上的相关电力使用要求。电源连接后，需确认一遍设备所有开关的关闭情况，保证全都处于关闭状态。
4 VAV box风量调试
4.1 VAV box风量调试中常遇的问题及解决对策
VAV box风量在调试过程中经常遇到以下几点问题：（1）送风量不足。管道制造及安装不符合相关规范要求，致使漏风量比较大;VAV末端的一次风出现失灵现象;主风道风阀未打开;风机反转;系统设定的静定压值比较低。（2）噪音。回风口安装位置不合理;风机轴承产生磨损或缺少润滑油;风机动力型末端出现叶轮碰涡壳;系统设定的定静压点静压值较高。（3）空调局部区域过热。温感器安装位置不合理;送风量不足;送风温度过高。（4）新风不足。安装时未标定出最小新风量;手动风阀全打开。（5）室内局部空间过冷。风口过大;气流组织不够合理。（6）风口表面存在凝露。送风温度比室内露点温度低。（7）VAV末端设备异常。控制失效;风量控制处于常开、常闭颠倒状态;VAV末端设备一次风流量测定值存在异常。
解決对策：（1）检查管道运行现状，将风阀打开;反复试验重现设定静定压值;旋紧阀轴;调换三相电源线;采用打胶方法避免出现风量泄漏。（2）重新设定、修正定静压点;风口不能设计在设备末端正下方;更换轴承;修复风机涡壳。（3）在工作区域设置温感器重新标定或校正温感器;调低温感器原有定值。（4）将手动阀门开至最大位置;以风流量来控制新风阀门的开合度。（5）重新调整设备风口布置，选择持续较小的送风口。（6）选择大一号末端设备，也可将保温材料贴于送风口内侧。（7）矫正传感器，确保直管长度为进风管口径的3-5倍，避免测量值不够准确;检查设备执行器、控制器电源的控制线路是否连接正确，测试PC板;重新设置与调整设备风量控制器的常开、常闭状态[4]。
4.2 VAV box全系统调试
测试VAV box系统时，需紧抓AHU总风量的设计标准，建立一套自动稳定标准反应快速的VA和FPB设备，同时将使用的其他控制设备的信号调整至信息反馈最佳状态中。本次项目在检测调试总风量时，发现VAV box风量显示之和不能满足设计要求，使用风量罩对设备各风口进行测试后发现，各风口的情况基本一致，AHU总风管处的测量也显示其风量不满足标准。此时风机频为50HZ，但电流未达到满载负荷，将AHU回风侧门开启后，风量经测量达标，电机功率也提高许多，证明造成风量不足的原因是回风不畅，最后于吊顶中发现有一个回风口被其他物质挡住了，对AHU送风量造成影响。
因VAV-BOX 本身自带控制系统，当网络控制器联网后首先要对VAV-BOX的设定温度、实际温度与风阀开度作联动调试，确保其联动正相关，同时对末端风口的风量和VAV-BOX的显示风量值进行比对，确保其基本一致，否则后续的自动控制将无法有效控制。
本项目的控制方式是总风量控制加定静压辅助控制，因此先要将控制逻辑编程进入BA软件系统，然后根据采集到的VAV-BOX风量需求的总和与空调箱的实际出风量进行比较观察空调箱的电机频率，确保电机频率随风量变化而正向变化。我们在调试过程中遇到实际现场的风量不符合要求的情况，经多次核对研究，最后找到了问题的原因，主要是变频器反馈信号和实际频率不匹配，通过加增电阻的方法给予解决。定静压传感器一定要安装在风管的1/3处，来检测压力的变化，当压力低于设计压力时就表明末端的风口出风量达不到要求，需要增加空调箱的频率。
5 结论
最近几年，VAV空调系统多应用于高端办公楼宇中，该空调系统可以通过楼宇的智能BA系统对其热负荷变化进行自动调节，从而提高了空调的热负荷调节灵敏度，比传统FCU风机系统优点更多。但是在实际应用过程中，会因为建筑管线繁杂等问题，增加了空调安装的难度，以及调试要求。本文利用先进的BIM技术，可从空调系统安装设计阶段开始，对建筑内部的管线分布情况进行分析处理，设置建筑内部管线布局参数，从而构建出完整的建筑3D模型，以便为空调安装人员可视化操作流程，进而降低安装返工的可能性，提高空调安装质量，节省时间与资源。由此可见，将BIM技术应用到VAV空调系统的安装过程中，通过改善安装技术的方法，可以最大程度发挥出VAV空调的使用功效，值得业界广泛使用。
【参考文献】
[1]付永建.论BIM技术如何更高效指导工程施工[J].中国标准化，2019（10）：49-50.
[2]冯玉刚.VAV系统设计和调试[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2018（05）：176-177.
[3]谷纪杰.VAV空调系统施工及调试技术要点[J].中华民居（下旬刊），2014（04）：188-190.
[4]黄友前.VAV空调系统风管末端装置安装及调试要点分析[J].福建建材，2019（02）：84-85.
