装配式机电安装工程模块化施工工艺与质量控制研究

引言

在建筑行业转型升级的大背景下，装配式建筑以其工业化生产、集约化施工的特点，成为实现建筑产业现代化的重要途径。机电安装工程作为建筑工程的关键组成部分，其施工质量与效率直接影响建筑的使用功能和安全性能。传统机电安装工程多采用现场分散加工、零散组装的模式，存在施工周期长、现场作业量大、质量波动大等问题，已难以满足现代建筑对高效、精准施工的需求。

一、装配式机电安装工程模块化施工工艺特点与现状

1.1 模块化施工工艺特点

装配式机电安装工程模块化施工具有显著的工业化特征，其核心是 “模块化设计、工厂化生产、装配化施工”。在模块化设计阶段，需结合建筑功能需求和空间布局，将机电系统划分为若干个功能独立、尺寸规范的模块，如空调机房模块、管道井模块、电缆桥架模块等。每个模块包含管道、阀门、支架、设备等组件，通过三维建模软件进行参数化设计，确保模块之间的接口匹配和空间协调。装配化施工阶段主要包括模块运输、现场吊装、接口连接和系统调试。模块运输需根据模块尺寸和重量设计专用运输工具，确保运输过程中模块不变形、不受损；现场吊装采用起重设备将模块精准定位至安装位置，通过预设的连接件实现模块与建筑结构、模块与模块之间的快速对接；接口连接多采用标准化接头，如法兰连接、沟槽连接等，减少现场焊接作业；系统调试则通过整体联动测试，验证机电系统的运行性能。

1.2 模块化施工现状

近年来，装配式机电安装工程模块化施工在大型公共建筑、商业综合体、工业厂房等项目中得到一定应用，并取得了良好效果。例如，在地铁车站机电安装工程中，采用通风空调模块、给排水模块等，有效缩短了施工周期，降低了地下作业的安全风险。

二、装配式机电安装工程模块化施工关键工艺

2.1 模块化设计工艺

模块化施工以模块化设计为基础，遵循“功能集成、尺寸优化、接口统一”的原则，进行功能分区划分，根据机电系统功能特点，分解功能模块，空调系统分为空气处理机组模块、风管连接模块、水管管路模块等；给排水系统分为水泵模块、管道集合模块、阀门组模块等。采用 BIM(BuildingInformationModel)建筑信息模型技术进行三维协同设计，通过建筑、结构、机电一体化 BIM 模型建立，实现各专业设计信息共享和碰撞检查，及时发现模块与建筑结构、模块与模块之间空间冲突，提前进行设计优化。利用 BIM 模型进行模块尺寸参数化设计，保证模块的长、宽、高符合运输、吊装要求，一般单模块重量不宜大于起重设备额定荷载，尺寸不宜超出运输车辆限界。制定统一接口标准。模块之间连接接口( 如管道接口、电气接口) 应采用标准设计，明确接口的类型、尺寸、密封方式等参数，保证不同模块之间的兼容对接。

2.2 模块工厂化生产工艺

材料加工：管道、型材等原材料加工中进行去锈、防腐，根据设计需要喷洒防锈漆、面漆等，增强材料寿命。管道切断，管端平面采用数控切割机，端面平整、尺寸准确，切断后必须去除毛刺、飞边等现象，防止形成漏隙。连接组件：根据模块装配图，将管道、阀门、支架、设备等组件在模块装配工装平台上进行安装定位。支架必须保证安装牢固，其间距及位置符合设计要求，防止模块运输安装期间变形；管道连接采用焊接方式或者法兰连接方式，在焊接焊缝进行无损检测，确保焊接质量；阀门、仪表等设备安装前需要进行单体调试，确保设备功能完好。整体检测：将模块组装后，在安装调试期间，对模块进行整体压力试验、泄漏检查、电气绝缘测试等。在模块整体检测过程中，采用水压或者气压进行压力试验，压力试验采用 1.5 倍设计压力，保压时间大于 30 分钟；确保管道无泄漏；对电气进行绝缘电阻测试、接地电阻测试等，确保其安全性能达标。

2.3 现场模块化装配工艺

准备工作：对安装现场进行清理，平整地面，并搭设相应的脚手架及操作平台；对起重设备进行检查，保证起重设备满足吊装要求；核对模块编号及规格，检查模块和设计图纸的一致性。模块吊装：根据模块重量及安装位置，确定吊装点和吊装方案。吊点选择在模块的结构受力部位，吊装中避免模块的变形；通过全站仪等测量仪器实测定位，保证模块的安装标高、轴线位置满足设计要求，定位偏差不大于 ±5mm. 。模块连接：模块吊装至设计位置后，再对模块进行建筑结构及模块之间的连接。与建筑结构进行连接时，可选用膨胀螺栓或预埋件进行连接，连接时保证连接强度；模块之间的管道接口采用密封垫片或密封圈进行密封，连接螺栓应均匀扭紧，保证密封效果。

三、装配式机电安装工程模块化施工质量控制措施

3.1 设计阶段质量控制

完善多专业的设计会审和协同设计机制，搭建 BIM 技术设计协同平台，确定各专业的设计责任和接口要求，定期召开设计交底及碰撞检查会议，及时解决设计中出现的矛盾和问题，加强模块设计方案的评审，重点审查模块功能的合理性，尺寸的规范性、接口的统一性和和建筑结构的协调性，保证方案设计满足施工及使用要求。

3.2 工厂生产阶段质量控制

制定工厂生产质量管理制度，细化各工序质量控制点、检验项目，原材料进场质量严格检验，检查材料的合格证、性能检测报告等，对重点材料抽取样品送检，检验合格方可使用。加强对生产过程质量巡检，重点检查管道切断尺寸、焊接质量、支架安装精度、设备组装顺序等，发现问题及时纠正。将模块组装完成后，按检验大纲对所有项目进行检验，如外观质量、尺寸偏差、压力试验、电气测试等，检测合格后出具出厂合格证。

3.2 现场施工阶段质量控制

模块现场吊装前检查模块外观质量及尺寸，确认模块没有变形、损坏后方可进行吊装，吊装过程中组织专业测量人员进行实时检测，确保模块的安装位置精度符合要求，安装完成后对模块的连接固定强度、接口密封性等进行检查，必要时对接口进行抽样检测。强化接口连接质量的控制，管子的接口连接后需做压力试验检查接口是否有泄漏，电气接口连接后做绝缘电阻测试、导通测试检查接口连接是否安全可靠。

3.3 人员与设备管理

组织施工人员培训学习，熟练掌握模块化施工工艺要求和质量标准，学习BIM 技术、起重吊装、接口连接等专业操作技能。特种作业人员持证上岗，保证施工操作规程及安全。按周期对施工机械、试验计量仪器进行保养、检修、校核，如起重设备、全站仪、压力机、万用表等设备设施的完好性能和测量数据的准确性。组织制订施工设备使用计划，避免施工设备发生故障导致施工质量、进度滞后。

结论

装配式机电安装工程模块化施工是建筑工业化必然趋势，通过模块化设计、工厂化生产、装配化施工，实现了机电安装的高效、优质、环保。研究表明，模块化设计要注重专业协同与接口标准化，BIM 技术可提升效率；工厂化生产以标准化作业和严格检测保证质量；现场装配需控制吊装精度与接口连接质量。质量控制贯穿全程，需建立协同机制、完善标准、加强管控。未来，模块化施工标准化程度将提高，物联网等智能技术在质量控制中应用更广泛，推动其向更高质量和效益发展。

参考文献

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