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        裝配式建筑機(jī)電深化設(shè)計

        2019-05-20 01:17:02郭向陽
        廣東土木與建筑 2019年5期
        關(guān)鍵詞:預(yù)制構(gòu)件機(jī)電裝配式

        郭向陽

        (廣州機(jī)施建設(shè)集團(tuán)有限公司 廣州 510725)

        0 引言

        裝配式建筑技術(shù),為目前國家大力發(fā)展推廣的新型建造技術(shù),在工廠中完成預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn),并在現(xiàn)場裝配而成[1]。傳統(tǒng)施工圖設(shè)計未能完全表達(dá)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)與施工階段的相關(guān)內(nèi)容,因此與傳統(tǒng)的建造方式不同,裝配建筑的深化設(shè)計尤為關(guān)鍵[2]。深化設(shè)計承接傳統(tǒng)施工圖設(shè)計到工程構(gòu)件生產(chǎn)圖,并指導(dǎo)實現(xiàn)現(xiàn)場的裝配,為項目順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)[3]。

        機(jī)電深化設(shè)計是裝配式建筑設(shè)計的重要組成部分,但目前我國裝配式建筑機(jī)電深化設(shè)計技術(shù)體系還不完善,注重研究裝配式結(jié)構(gòu)而忽視與建筑機(jī)電系統(tǒng)的相互配套。因此,本文對裝配式建筑機(jī)電深化設(shè)計的具體內(nèi)容、遵循原則及設(shè)計流程進(jìn)行了分析,以期對裝配式建筑機(jī)電深化設(shè)計提供借鑒。

        1 項目概況

        恒盛大廈項目(見圖1)位于廣州市白云區(qū)太和鎮(zhèn)北太路1633號,總建筑面積約44 036 m2,其中地上建筑面積約30 476.7 m2,地下室建筑面積約13 559 m2。項目層數(shù)19層,高度78.65 m,屬一類高層辦公樓建筑。項目地上6層以上采用裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù),裝配率設(shè)計值為75%左右。該項目裝配率高,與機(jī)電工程聯(lián)系緊密,需要進(jìn)行機(jī)電的深化設(shè)計。

        圖1 恒盛大廈建筑效果圖Fig.1 Building Effect Map of Hengsheng Building

        2 機(jī)電深化設(shè)計內(nèi)容

        2.1 機(jī)電安裝工程的劃分

        機(jī)電安裝工程按《建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn):GB 50300-2013)》[4]中分部工程定義,可以劃分為建筑給排水及采暖工程、自動噴水滅火系統(tǒng)工程、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)工程、氣體滅火系統(tǒng)工程、泡沫滅火系統(tǒng)工程、建筑電氣工程、智能建筑工程、通風(fēng)與空調(diào)工程、電梯工程及節(jié)能工程等幾個分部工程。

        2.2 機(jī)電深化設(shè)計內(nèi)容

        裝配式建筑的機(jī)電設(shè)計及管道敷設(shè)總原則基本遵循傳統(tǒng)建筑的常規(guī)方法[5]。墊層敷設(shè)暖通、給水管線;線異層敷設(shè)排水管;而電氣管則現(xiàn)澆筑于結(jié)構(gòu)體內(nèi)。裝配式建筑機(jī)電深化設(shè)計的主要內(nèi)容是預(yù)制構(gòu)件中線管的預(yù)留預(yù)埋、防雷系統(tǒng)的設(shè)計兩大部分工作[6]。

        2.2.1 預(yù)制構(gòu)件中管線的預(yù)留預(yù)埋

        與裝配式建筑相關(guān)的機(jī)電深化設(shè)計,主要為預(yù)制豎向構(gòu)件(預(yù)制剪力墻、預(yù)制柱)、與預(yù)制水平構(gòu)件(預(yù)制梁、疊合板)的線管孔洞預(yù)留與線盒預(yù)埋。

        裝配式建筑的特點,決定了需要設(shè)計的深度高,以配合工廠的高精度生產(chǎn)。因此,在深化設(shè)計階段,機(jī)電管道聯(lián)合土建構(gòu)件一并生產(chǎn)BIM 模型。同時,精確定位構(gòu)件管線位置,再進(jìn)行管線綜合平衡,以確定預(yù)制構(gòu)件中機(jī)電的相關(guān)信息。機(jī)電深化設(shè)計階段應(yīng)給出構(gòu)件廠制作階段電氣設(shè)備預(yù)制清單表,以方便機(jī)電相關(guān)零配件的采購,以預(yù)制墻體為例,給出預(yù)制構(gòu)件中機(jī)電預(yù)制如表1所示。

        表1 預(yù)制構(gòu)件中機(jī)電預(yù)制表Tab.1 Mechanical and Electrical Table of Prefabricated Components

        2.2.2 防雷接地設(shè)計

        裝配式建筑的防雷與傳統(tǒng)建筑不同,由于預(yù)制豎向構(gòu)件(預(yù)制柱、預(yù)制墻)采用灌漿套筒連接,上下層豎向鋼筋并不連續(xù),并與金屬的套筒沒有連接[7]。因此,采用預(yù)制豎向構(gòu)件在工廠時應(yīng)完成預(yù)留連接底板及接地鋼筋的制作,現(xiàn)場施工階段在后澆帶完成防雷引線接地及壓環(huán)的安裝。這里以典型的預(yù)制柱為例,詳細(xì)介紹防雷接地的構(gòu)造,如圖2所示。該裝置由φ 16 圓鋼棒和10 mm 鋼板2 種材料構(gòu)成:包含接流棒、連接鋼板1、傳遞棒、連接鋼板2 及放流棒5 部分。

        圖2 預(yù)制柱防雷裝置Fig.2 Lightning Protection Device of Precast Column

        預(yù)制柱防雷構(gòu)造如圖3所示,接流棒一端分別與柱對角主筋焊接,一端與連接鋼板1 焊接;接流棒接引電流后,通過鋼棒把電流導(dǎo)連接鋼板1,并通過傳遞棒把電流導(dǎo)到連接鋼板2 上;再由放流棒分別與對應(yīng)的下部主筋連接,以此保證電流能順利傳導(dǎo)到下部主筋。連接裝置各部件間的連接,以及部件與柱主筋的連接,均采用焊接形式。

        圖3 預(yù)制柱防雷構(gòu)造Fig.3 Lightning Protection Formation of Precast Column

        按規(guī)范要求,一類防雷建筑物應(yīng)裝設(shè)等電位連接環(huán),環(huán)間垂直距離應(yīng)不大于12 m。裝配式建筑的電位連接環(huán)與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑相似,主要布置在預(yù)制墻板的后澆帶中,如圖4所示。

        圖4 電位連接環(huán)的設(shè)計Fig.4 The Design of the Potential Link

        3 機(jī)電深化設(shè)計流程

        裝配式建筑設(shè)計首先確定項目的設(shè)計方案,設(shè)計方案中應(yīng)重點考慮預(yù)制構(gòu)件的拆分,裝配式建筑施工圖設(shè)計階段的很大一部分工作在于預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計[8]。在此階段,機(jī)電專業(yè)需要與結(jié)構(gòu)專業(yè)、精裝修專業(yè)緊密配合。⑴由裝修專業(yè)提供插座、燈具、風(fēng)口等點位給機(jī)電專業(yè);⑵機(jī)電專業(yè)繪制于預(yù)制構(gòu)件上然后提供給結(jié)構(gòu)專業(yè);⑶結(jié)構(gòu)專業(yè)綜合考慮預(yù)制構(gòu)件上鋼筋的位置,調(diào)整機(jī)電的點位,最后反饋到裝修專業(yè),以確定最終的裝修效果。因此,機(jī)電專業(yè)承擔(dān)著與裝修單位對接、與結(jié)構(gòu)專業(yè)相融合的雙重角色,如圖5所示。

        圖5 機(jī)電深化設(shè)計流程Fig.5 The Mechanical and Electrical Design Process

        4 機(jī)電深化設(shè)計的原則

        首先對機(jī)電設(shè)計圖紙進(jìn)行圖紙會審,會審并修改無誤后,再進(jìn)行各系統(tǒng)二維套圖匯總、機(jī)電三維模型空間檢討后方確認(rèn)深化機(jī)電圖紙,再套入預(yù)制生產(chǎn)制造圖紙進(jìn)行二次會審,并對二次會審后的圖紙進(jìn)行優(yōu)化定型[9]。

        深化機(jī)電圖紙應(yīng)考慮電線管、線盒的具體位置、規(guī)格、型號,并區(qū)分預(yù)埋與非預(yù)埋在預(yù)制構(gòu)件中,列出預(yù)制機(jī)電的清單并核對提供給構(gòu)件廠。

        機(jī)電深化圖紙中,在軟件中準(zhǔn)確定位線盒的具體位置,并匯總土建模型生產(chǎn)整合三維模型。按預(yù)制結(jié)構(gòu)拆分方案,確定預(yù)制構(gòu)件工廠生產(chǎn)階段相關(guān)機(jī)電管線線盒的具體位置。

        管路布設(shè)原則以不穿梁為原則,非必要穿梁時應(yīng)選擇管徑小的電管、弱電管及火災(zāi)自動報警系統(tǒng)為主。

        建筑內(nèi)的給水總立管、雨水立管、消防立管、電氣和智能化各系統(tǒng)干線橋架及保護(hù)管、公共功能的閥門和電氣設(shè)備以及總體檢修的部件等,均集中統(tǒng)一設(shè)置在公共部位,各系統(tǒng)集中設(shè)置在各自獨立的管道井或設(shè)備間內(nèi)[10]。除設(shè)置在開敞式陽臺的雨水立管和戶內(nèi)排水立管檢修口外,集中設(shè)置的公共管井或設(shè)備間,盡量布置在現(xiàn)澆樓板區(qū)域,條件不允許時,應(yīng)做好補(bǔ)強(qiáng)措施。給排水、燃?xì)?、采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的管線及設(shè)備不直埋于預(yù)制構(gòu)件及預(yù)制疊合樓板的現(xiàn)澆層內(nèi)。

        當(dāng)條件受限管線必須暗埋或穿越時,橫向布置的管道及設(shè)備結(jié)合建筑墊層進(jìn)行設(shè)計,也可在預(yù)制梁及墻板內(nèi)預(yù)留孔、洞或套管;豎向布置的管道及設(shè)備需在預(yù)制構(gòu)件中預(yù)留溝、槽、孔洞或套管。其中,水、暖、電、氣管線穿過樓板和墻體時,孔洞周邊應(yīng)注意采取密封隔聲措施;管道井、水泵房、風(fēng)機(jī)房應(yīng)采取有效的隔聲措施,水泵、風(fēng)機(jī)采取減振措施。所有預(yù)留的套管和管道之間、孔洞與管道之間的縫隙采用阻燃密實材料和防水油膏填實。穿過樓板的套管和管道之間需采取防水措施。

        5 結(jié)語

        通過恒盛大廈的機(jī)電深化設(shè)計,總結(jié)了裝配式建筑機(jī)電深化設(shè)計的基本內(nèi)容,并穩(wěn)定機(jī)電深化設(shè)計的流程,歸納了深化設(shè)計的原則,為裝配式建筑機(jī)電深化設(shè)計研究積累了經(jīng)驗,為裝配式建筑機(jī)電深化設(shè)計的高效化、規(guī)范化提供了有力的技術(shù)支撐。

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