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。