本發(fā)明涉及一種建筑機電工程裝配式整體安裝系統(tǒng)及方法。

背景技術：

機電安裝工程具有系統(tǒng)性強、專業(yè)門類多，知識范圍廣、影響范圍大的特點，作為建筑工程的重要組成部分，機電安裝是否合理直接影響到工程的整體質量。隨著社會的發(fā)展，機電工程呈現(xiàn)出規(guī)模大、系統(tǒng)復雜、質量要求高、工期短的發(fā)展趨勢，各種因素的相互制約越來越嚴重，同時人們對建筑綠色節(jié)能的關注度也越來越高，預制裝配式為解決以上問題提供了很好的途徑，機電安裝技術正向著工廠化和裝配化發(fā)展。

工業(yè)化建造是一種涉及到標準化設計、工廠化預制、裝配式施工、信息化管理的工程建造方式，包括深化設計、工廠預制、運輸配送、現(xiàn)場安裝幾個環(huán)節(jié)，與傳統(tǒng)技術相比，具有便于集中管理、便于質量安全控制、功效顯著提高、消耗明顯降低以及不受天氣影響和土建施工限制等優(yōu)勢，其中預制裝配式是工業(yè)化建造的重要部分，近年來，預制裝配式技術在機電安裝中得到越來廣泛的應用。

構件預制工作大多在工廠內完成，加工精度高，任何因素造成的返工將對工程進度、成本產(chǎn)生更大的影響，所以對設計、加工、配送、安裝過程的控制提出了更高的要求，同時在成品保護、預制件安裝等方面也產(chǎn)生了新的研究方向。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種建筑機電工程裝配式整體安裝系統(tǒng)及方法，能夠實現(xiàn)了機電預制構件一次性整體吊裝到位。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種建筑機電工程裝配式整體安裝系統(tǒng)，

包括整體式機電預制構件成品裝配段和頂升式整體安裝液壓平臺，其中，

所述整體式機電預制構件成品裝配段，包括：支吊架吊桿，所述支吊架吊桿與主體構件連接；橫擔，所述支吊架吊桿通過螺栓和螺母垂直與橫擔連接，所述橫擔采用雙拼C型鋼；管卡，管卡的一端生根在所述雙拼C型鋼形成的縫隙中；管道段，管道段套在所述管卡的另一端中；

所述頂升式整體安裝液壓平臺，包括：頂升式液壓平臺；

與所述頂升式液壓平臺連接的驅動電機；

設置于所述頂升式液壓平臺一側的踏步梯和配電箱，所述配電箱與所述驅動電機連接；

設置于所述頂升式液壓平臺底部的轉向輪、后行走輪。進一步的，在上述系統(tǒng)中，所述雙拼C型鋼為整體式雙拼6#槽鋼。

進一步的，在上述系統(tǒng)中，所述頂升式整體安裝液壓平臺，還包括設置于所述頂升式液壓平臺底部的拖把。

進一步的，在上述系統(tǒng)中，所述頂升式整體安裝液壓平臺，還包括設置于所述頂升式液壓平臺的作業(yè)面周圍的護欄。

進一步的，在上述系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)還包括固定于主體結構上的吊桿底座，所述支吊架吊桿通過螺栓安裝于所述吊桿底座的安裝孔上。

進一步的，在上述系統(tǒng)中，所述吊桿底座通過膨脹螺栓固定于所述主體結構上。

進一步的，在上述系統(tǒng)中，所述頂升式整體安裝液壓平臺，還包括設置于所述頂升式液壓平臺的作業(yè)面控制開關，所述控制開關與所述驅動電機連接。

進一步的，在上述系統(tǒng)中，所述管道段為6米一段。

進一步的，在上述系統(tǒng)中，所述管卡為P型管卡。

根據(jù)本發(fā)明的另一面，提供一種建筑機電工程裝配式整體安裝方法，包括：

在完成碰撞檢查及管線整體優(yōu)化后，把各種機電系統(tǒng)進行整合在一起，按照預設模數(shù)對機電管線進行模塊化劃分，對每個模塊化構件進行編號和深化，形成各模塊的可調節(jié)的預制支吊架系統(tǒng)的加工圖紙；

整體式機電預制構件加工：預制加工工作在工廠內進行，按照所述各模塊的可調節(jié)的預制支吊架系統(tǒng)的加工圖紙，對機電管件和支吊架進行一體化工廠預制和拼裝，形成整體式機電預制構件成品裝配段，按照加工編號對所述整體式預制機電構件進行編碼；

通過配送過程管控及加裝可回收的保護裝置的方式對整體式機電預制構件成品裝配段進行保護，把整體式機電預制構件成品裝配段和保護裝置整合后再進行裝車運輸；

基于BIM模型的機器人智能全站儀對整體式機電預制構件成品裝配段的安裝點位進行放樣；

采用頂升式整體安裝液壓平臺根據(jù)所述安裝點位的放樣結果，對整體式機電預制構件成品裝配段進行安裝。

進一步的，在上述方法中，把各種機電系統(tǒng)進行整合在一起，按照預設模數(shù)對機電管線進行模塊化劃分，對每個模塊化構件進行編號和深化，形成各模塊的可調節(jié)的預制支吊架系統(tǒng)的加工圖紙，包括：

把各專業(yè)模型整體整合，進行管線綜合、總體優(yōu)化后得到機電深化模型，按6m一段實現(xiàn)管道段劃分，并對管道段進行編號，形成各模塊的可調節(jié)的預制支吊架系統(tǒng)的加工圖紙。

進一步的，在上述方法中，對機電管件和支吊架進行一體化工廠預制和拼裝，形成整體式預制機電構件，還包括：

對于有保溫層的管道段，保溫層整體預制入所述整體式機電預制構件成品裝配段中。

進一步的，在上述方法中，把整體式機電預制構件成品裝配段和保護裝置整合后再進行裝車運輸，包括：

將所述整體式機電預制構件成品裝配段進行批量運輸，根據(jù)整體式機電預制構件成品裝配段的編號按系統(tǒng)裝車。

進一步的，在上述方法中，基于BIM模型的機器人智能全站儀對整體式機電預制構件成品裝配段的安裝點位進行放樣，依次包括：模型處理、放樣點選取、坐標處理及導入、設站和放樣標記的步驟。

進一步的，在上述方法中，采用基于BIM模型的機器人智能全站儀對整體式機電預制構件成品裝配段的安裝點位進行放樣，包括：

在包含機電模型和支吊架系統(tǒng)模型的模型中直接提取各個分段模塊中支吊架及異形件點位坐標，經(jīng)放樣處理軟件導出放樣坐標文件，把坐標文件和三維BIM模型進行整合導入放樣管理器，選擇合適的位置設站，對各個放樣點標記，在完成放樣后放樣儀對放樣記錄自動存儲。

進一步的，在上述方法中，采用頂升式整體安裝液壓平臺根據(jù)所述安裝點位的放樣結果，對整體式機電預制構件成品裝配段進行安裝，包括：

根據(jù)所述放樣結果采用頂升式整體安裝液壓平臺，在放樣點相應位置放置吊桿底座后，將吊桿底座用膨脹螺栓固定于主體結構上，將整體式機電預制構件成品裝配段頂升至設計標高下10～15cm，將支吊架吊桿與吊桿底座通過螺栓連接，繼續(xù)將整體式機電預制構件成品裝配段頂升至設計標高下3～5cm，通過螺栓和螺母將橫擔垂直與所述支吊架吊桿連接，通過橫擔與所述支吊架吊桿間的螺栓和螺母對整體式機電預制構件成品裝配段上下調節(jié)，采用整體式雙拼C型鋼作為連接支吊架吊桿的橫擔，將固定管道段的管卡的一端生根在所述雙拼C型鋼形成的縫隙中，管道段套在管卡的另一端中，通過移動所述縫隙中的管卡對管道段左右調節(jié)，直到各個管段同心同軸，安裝兩個管道段間連接件，完成整體式機電預制構件成品裝配段的整體安裝后，對整體式機電預制構件成品裝配段中的管道段水平度進行測試和微調，使所有管段保持水平，拆除保護裝置，對管道段二次噴涂防銹漆。

進一步的，在上述方法中，形成各模塊的可調節(jié)的預制支吊架系統(tǒng)的加工圖紙，包括：

支吊架吊桿通過螺栓與主體構件的預埋件連接，采用整體式雙拼C型鋼作為連接所述支吊架吊桿的橫擔，將固定管道段的管卡的一端生根在所述雙拼C型鋼形成的縫隙中，管道段套在管卡的另一端中，，所述支吊架吊桿通過螺栓和螺母垂直與橫擔連接。

進一步的，在上述方法中，所述管卡為P型管卡。

進一步的，在上述方法中，所述雙拼C型鋼為整體式雙拼6#槽鋼。

進一步的，在上述方法中，所述頂升式整體安裝液壓平臺，包括：頂升式液壓平臺；

與所述頂升式液壓平臺連接的驅動電機；

設置于所述頂升式液壓平臺一側的踏步梯和配電箱，所述配電箱與所述驅動電機連接；

設置于所述頂升式液壓平臺底部的轉向輪、后行走輪。

進一步的，在上述方法中，所述頂升式整體安裝液壓平臺，還包括設置于所述頂升式液壓平臺底部的拖把。

進一步的，在上述方法中，所述頂升式整體安裝液壓平臺，還包括設置于所述頂升式液壓平臺的作業(yè)面周圍的護欄。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明通過整體式機電預制構件設計設計及加工、預制構件成品保護、基于BIM模型和機器人全站儀的放樣、裝配式機電構件整體安裝，通過以上方式實現(xiàn)了機電預制構件一次性整體吊裝到位，與傳統(tǒng)安裝方式相比，提高了施工效率及施工質量，縮短了工期，不但成品美觀，而且減少了工人高空作業(yè)，提高施工過程的安全性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實施例的建筑機電工程裝配式整體安裝方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明一實施例的可調節(jié)的預制支吊架系統(tǒng)的安裝示意圖；

圖3是圖2中的主體結構和吊桿底座的連接示意圖；

圖4是圖2中的管卡的一端生根在所述雙拼C型鋼形成的縫隙中的示意圖

圖5是圖2中的支吊架吊桿與橫擔的連接示意圖；

圖6是本發(fā)明一實施例的基于BIM與智能機器人全站儀放樣流程圖的流程圖；

圖7是本發(fā)明一實施例的頂升式整體安裝液壓平臺的示意圖；

圖8是本發(fā)明一實施例的可調節(jié)的預制支吊架系統(tǒng)的結構圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

如圖2～5、7和8所示，本發(fā)明提供一種建筑機電工程裝配式整體安裝系統(tǒng)，包括：

包括整體式機電預制構件成品裝配段和頂升式整體安裝液壓平臺7，其中，

所述整體式機電預制構件成品裝配段，包括：支吊架吊桿1，所述支吊架吊桿1與主體構件連接；橫擔3，如圖5所示是圖2中的支吊架吊桿1與橫擔的連接示意圖，所述支吊架吊桿1通過螺栓32和螺母33垂直與橫擔3連接，所述橫擔3采用雙拼C型鋼31；管卡4，如圖4所示是圖2中200處的管卡的一端生根在所述雙拼C型鋼形成的縫隙中，所述管卡4的一端生根在所述雙拼C型鋼形成的縫隙中；管道段5，管道段套在所述管卡的另一端中；

如圖7所示，所述頂升式整體安裝液壓平臺7，包括：頂升式液壓平臺72；

與所述頂升式液壓平臺72連接的驅動電機74；

設置于所述頂升式液壓平臺一側的踏步梯73和配電箱75，所述配電箱與所述驅動電機連接；

設置于所述頂升式液壓平臺72底部的轉向輪76、后行走輪77。

優(yōu)選的，上述建筑機電工程裝配式整體安裝系統(tǒng)，所述雙拼C型鋼為整體式雙拼6#槽鋼。

優(yōu)選的，如圖7所示，上述建筑機電工程裝配式整體安裝系統(tǒng)，所述頂升式整體安裝液壓平臺，還包括設置于所述頂升式液壓平臺72底部的拖把78。

優(yōu)選的，如圖7所示，上述建筑機電工程裝配式整體安裝系統(tǒng)，所述頂升式整體安裝液壓平臺，還包括設置于所述頂升式液壓平臺72的作業(yè)面周圍的護欄71。

優(yōu)選的，如圖3所示是圖2中的100處主體結構2和吊桿底座6的連接示意圖，上述建筑機電工程裝配式整體安裝系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括固定于主體結構2上的吊桿底座6，所述支吊架吊桿通過螺栓安裝于所述吊桿底座的安裝孔上。較佳的，如圖8所示，所述吊桿底座6為凸字型。

優(yōu)選的，上述建筑機電工程裝配式整體安裝系統(tǒng)，所述吊桿底座通過膨脹螺栓固定于所述主體結構上。

優(yōu)選的，上述建筑機電工程裝配式整體安裝系統(tǒng)，所述頂升式整體安裝液壓平臺，還包括設置于所述頂升式液壓平臺的作業(yè)面控制開關，所述控制開關與所述驅動電機連接。

優(yōu)選的，所述管道段為6米一段。

優(yōu)選的，所述管卡為P型管卡。

如圖1所示，本發(fā)明還提供一種建筑機電工程裝配式整體安裝方法，包括深化設計(S100)、預制加工(S200)、運輸配送(S300)、安裝放樣(S400)、整體安裝(S500)：

步驟S100，預制構件模塊化設計：在完成碰撞檢查及管線整體優(yōu)化后，把各種機電系統(tǒng)進行整合在一起，按照預設模數(shù)對機電管線進行模塊化劃分，對每個模塊化構件進行編號和深化，形成各模塊的可調節(jié)的預制支吊架系統(tǒng)的加工圖紙，在此，深化設計(S100)包括預制構件模塊劃分、支吊架系統(tǒng)設計兩部分，為了加強預制系統(tǒng)的靈活性，設計了一種可調節(jié)的預制支吊架系統(tǒng)，在完整過程中，可以實現(xiàn)整體式預制構件和預制管道的水平及豎向調節(jié)；優(yōu)選的，把各專業(yè)模型整體整合，進行管線綜合、總體優(yōu)化后得到機電深化模型，全專業(yè)按6m一段實現(xiàn)管道段劃分，并對管道段進行編號，形成各模塊的預制支吊架系統(tǒng)的加工圖紙；

步驟S200，整體式機電預制構件加工：預制加工大多數(shù)工作在工廠內進行，按照所述各模塊的可調節(jié)的預制支吊架系統(tǒng)的加工圖紙，對機電管件和支吊架進行一體化工廠預制和拼裝，形成整體式機電預制構件成品裝配段，按照加工編號對所述整體式預制機電構件進行編碼，在此，對于有保溫層的管道段，保溫層整體預制入所述整體式機電預制構件成品裝配段中；

步驟S300，預制構件配送及安裝過程保護：構件配送過程中較大的問題在于成品構件的保護，整體式機電預制構件在配送、堆放、安裝過程中極易產(chǎn)生變形，這對機電安裝質量產(chǎn)生影響，甚至出現(xiàn)無法安裝現(xiàn)象，為了克服以上困難，通過配送過程管控及加裝可回收的保護裝置等多種方式對整體式機電預制構件成品裝配段進行保護；在此，為了加強成品保護，設置了一種可重復利用的構件保護裝置，在配送、堆放、安裝過程中保護構件不受損壞，完成工廠加工后，把整體式機電預制構件成品裝配段和保護裝置整合后再進行裝車，在安裝過程中作為主要受力裝置，在安裝完成后回收該保護裝置，可實現(xiàn)重復利用；優(yōu)選的，將所述整體式機電預制構件成品裝配段進行批量運輸，根據(jù)整體式機電預制構件成品裝配段的編號按系統(tǒng)裝車，避免組裝過程中因編號不詳、系統(tǒng)不完善導致停工或返工；

步驟S400，基于BIM模型和機器人全站儀的放樣：整體式機電預制構件成品裝配段的安裝點位的放樣是預制機電構件整體安裝中非常重要的步驟，傳統(tǒng)的機電安裝放線方式精度不高、效率低，對放線人員的技術及經(jīng)驗依賴性大，本方法采用了一種基于BIM模型的機器人智能全站儀對整體式機電預制構件成品裝配段的安裝點位進行放樣方式，大大提高了放樣效率，精度較高，操作簡單、容易上手；優(yōu)選的，如圖6所示，基于BIM的智能機器人全站儀放樣需要經(jīng)過S401模型處理(數(shù)據(jù)準備)、S402放樣點選取、S403坐標處理及導入、S404設站、S404放樣標記幾個步驟；優(yōu)選的，采用基于BIM模型的機器人智能全站儀對整體式機電預制構件成品裝配段的安裝點位進行放樣，包括：

在包含機電模型和支吊架系統(tǒng)模型的模型中直接提取各個分段模塊中支吊架及異形件點位坐標，經(jīng)放樣處理軟件導出放樣坐標文件，把坐標文件和三維BIM模型進行整合導入放樣管理器，選擇合適的位置設站，對各個放樣點標記，在完成放樣后放樣儀對放樣記錄自動存儲，該方法只需一次設站，自動化程度高，效率較快；

步驟S500，裝配式機電構件整體安裝：整體式預制構件往往造型復雜，重量大，吊裝難度大，為了提高安裝質量與效率，確保安裝過程安全，采用頂升式整體安裝液壓平臺根據(jù)所述安裝點位的放樣結果，對整體式機電預制構件成品裝配段進行安裝，本方法采用了一種頂升式整體安裝液壓平臺，該平臺可將預制構件直接由堆場運輸至安裝位置，并完成一次性安裝，安裝效率高，人工少、安全性高。在此，提出了一種預制機電構件整體安裝方法，設計了一種可調節(jié)的支吊架系統(tǒng)，采用某種可回收裝置實現(xiàn)成品構件保護，在預制構件整體安裝過程中，運用基于BIM的智能機器人全站儀實現(xiàn)自動放線，使用一種與該施工方法配套的頂升式液壓安裝平臺，總結出一套建筑機電工程預制裝配式整體安裝方法，該方法只需一次安裝即可以完成多管道安裝，減少高空作業(yè)，減少現(xiàn)場安裝配套設施，提高現(xiàn)場安裝效率，加快進度，提高施工安全性。

優(yōu)選的，采用頂升式整體安裝液壓平臺根據(jù)所述安裝點位的放樣結果，對整體式機電預制構件成品裝配段進行安裝，包括：

根據(jù)所述放樣結果采用頂升式整體安裝液壓平臺，將整體式機電預制構件成品裝配段頂升至設計標高下10～15cm，將支吊架吊桿與吊桿底座通過螺栓連接，繼續(xù)將整體式機電預制構件成品裝配段頂升至設計標高下3～5cm，通過螺栓和螺母將橫擔垂直與所述支吊架吊桿連接，通過橫擔與所述支吊架吊桿間的螺栓和螺母對整體式機電預制構件成品裝配段上下調節(jié)，采用整體式雙拼C型鋼作為連接支吊架吊桿的橫擔，將固定管道段的管卡的一端生根在所述雙拼C型鋼形成的縫隙中，管道段套在管卡的另一端中，通過移動所述縫隙中的管卡實現(xiàn)管道左右調節(jié)，直到各個管段同心同軸，安裝兩個管道段間連接件，完成整體式機電預制構件成品裝配段的整體安裝后，對整體式機電預制構件成品裝配段中的管道段水平度進行測試和微調，使所有管段保持水平，拆除保護裝置，對管道段二次噴涂防銹漆。

優(yōu)選的，如圖2所示，形成各模塊的可調節(jié)的預制支吊架系統(tǒng)的加工圖紙，包括：

支吊架吊桿通過螺栓與主體構件的預埋件連接，采用整體式雙拼6#槽鋼作為連接所述支吊架吊桿的橫擔，將固定管道段的管卡的一端生根在所述雙拼C型鋼形成的縫隙中，管道段套在管卡的另一端中，可以實現(xiàn)預制管道段左右位移，，支吊架吊桿通過螺栓和螺母垂直與橫擔連接，可以實現(xiàn)吊架橫擔上下移動。

優(yōu)選的，如圖4所示，所述頂升式整體安裝液壓平臺，包括：

頂升式液壓平臺；

與所述頂升式液壓平臺連接的驅動電機；

設置于所述頂升式液壓平臺一側的踏步梯和配電箱，所述配電箱與所述驅動電機連接；

設置于所述頂升式液壓平臺底部的轉向輪、后行走輪和拖把；

設置于所述頂升式液壓平臺的作業(yè)面周圍的護欄。在此，施工人員通過所述拖把帶動轉向輪、后行走輪，進而將整個頂升式整體安裝液壓平臺移動至需要安裝施工的位置底部，通過所述踏步梯爬到所述頂升式液壓平臺的作業(yè)面，然后通過控制配電箱向驅動電機供電，驅動電機帶動所述頂升式液壓平臺頂升至需要的高度，方便在所述頂升式液壓平臺上施工人員進行建筑機電工程裝配式整體安裝操作，另外，所述護欄具有保護在所述頂升式液壓平臺上施工人員的施工安全的作用。

優(yōu)選的，所述頂升式整體安裝液壓平臺，還包括設置于所述頂升式液壓平臺的作業(yè)面控制開關，所述控制開關與所述驅動電機連接，方便在所述頂升式液壓平臺上施工人員對頂升式整體安裝液壓平臺進行需要高度的頂升操作。

優(yōu)選的，所述管卡為P型管卡。

綜上所述，本發(fā)明的建筑機電工程裝配式整體安裝方法，包括整體式機電預制構件設計設計及加工、預制構件成品保護、基于BIM模型和機器人全站儀的放樣、裝配式機電構件整體安裝，通過以上方式實現(xiàn)了機電預制構件一次性整體吊裝到位，與傳統(tǒng)安裝方式相比，提高了施工效率及施工質量，縮短了工期，不但成品美觀，而且減少了工人高空作業(yè)，提高施工過程的安全性。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

顯然，本領域的技術人員可以對發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發(fā)明也意圖包括這些改動和變型在內。