張姍姍 趙雪峰

中建三局第二建設(shè)工程有限責(zé)任公司 湖北 武漢 430074

制冷機(jī)房是空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的集中地，機(jī)電設(shè)備龐大、管線眾多、系統(tǒng)復(fù)雜，是施工工藝水平的集中體現(xiàn)，較多的施工問題或后期運(yùn)行維護(hù)問題都來源于最初的設(shè)計(jì)弊端[1-2]。筆者結(jié)合一些大型商業(yè)綜合體和超高層建筑的工程案例，闡述了制冷機(jī)房機(jī)電深化設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的一些要點(diǎn)，希望能為同行提供有價(jià)值的參考經(jīng)驗(yàn)。

1 領(lǐng)會(huì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念

深化設(shè)計(jì)是基于初步設(shè)計(jì)，在不改變基本設(shè)計(jì)理念前提下的細(xì)化、優(yōu)化和復(fù)核。因此，深化設(shè)計(jì)的第一步是領(lǐng)會(huì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本理念。例如：供回水管線同程式的設(shè)計(jì)，設(shè)備參數(shù)與流速選擇，設(shè)備投入使用的工況邏輯，冷熱水季節(jié)切換閥門的設(shè)計(jì)，壓差控制的基本邏輯與電動(dòng)閥門的配置，微泡排氣、旁濾水及水處理器之類設(shè)備附件的應(yīng)用原理等。

2 基礎(chǔ)資料收集

制冷機(jī)房設(shè)備較多，管線較密集，施工時(shí)對(duì)機(jī)房設(shè)計(jì)的精度要求較高，只通過平面圖紙來進(jìn)行機(jī)房的設(shè)計(jì)排布存在較大誤差，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)場安裝空間不足等問題。為充分利用機(jī)房室內(nèi)空間，保證設(shè)計(jì)與現(xiàn)場施工的符合度，在進(jìn)行機(jī)房深化設(shè)計(jì)前，需了解設(shè)備外形尺寸和管道閥門附件尺寸大小和安裝要求，了解設(shè)備接管形式，如水泵是端吸泵還是雙吸泵，冷機(jī)是同側(cè)接管還是異側(cè)接管等。

制冷機(jī)房的深化設(shè)計(jì)宜使用BIM（建筑信息模型）技術(shù)，如Revit建模軟件。按照1∶1的比例建立管線、設(shè)備、閥門附件的三維模型，將現(xiàn)場施工提前在模型中進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)。

3 建筑結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)復(fù)核

機(jī)電設(shè)計(jì)是建立在建筑、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上的。建筑結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，直接關(guān)系著機(jī)電設(shè)計(jì)的空間布局。復(fù)核現(xiàn)場已經(jīng)形成的制冷機(jī)房的建筑結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)是至關(guān)重要的。建筑結(jié)構(gòu)施工與設(shè)計(jì)圖紙的偏差，可能對(duì)后續(xù)的機(jī)電管線設(shè)計(jì)與施工產(chǎn)生影響。將現(xiàn)場的實(shí)測數(shù)據(jù)反饋到Revit建筑結(jié)構(gòu)模型中，再加入機(jī)電設(shè)計(jì)模型，保證現(xiàn)場實(shí)際條件與模型設(shè)計(jì)一致。

4 初步規(guī)劃各系統(tǒng)綜合布局

制冷機(jī)房由空調(diào)水系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、電氣動(dòng)力系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、智能化系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等機(jī)電系統(tǒng)構(gòu)成，一般包含設(shè)備、配電箱、水管、風(fēng)管、電纜橋架等機(jī)電設(shè)施。各個(gè)系統(tǒng)、各個(gè)組件必須完備、各居其位、各司其職。

依據(jù)各系統(tǒng)各組件的尺寸大小和安裝空間要求等基礎(chǔ)資料，進(jìn)行初步規(guī)劃布局，如設(shè)備的大致擺放位置、大規(guī)格水管風(fēng)管的大致路由和上下關(guān)系、檢修通道的設(shè)置等。需要注意的是，為使機(jī)房獲得一個(gè)理想的凈高，應(yīng)做到：集中的大型空調(diào)水管不宜與大型空調(diào)風(fēng)管以上下關(guān)系布置；設(shè)備布局要保證后期檢修和更換的空間；控制箱的布置不宜設(shè)在水管集中處的正下方；管線之間的間距要保證安裝空間等。

5 深化設(shè)計(jì)的主要思想

1）考慮施工可行性。有些綜合管線在圖紙上雖然具有不沖突的各自空間位置，但是在現(xiàn)場卻無法施工，若將成排大規(guī)格水管和風(fēng)管上下放置時(shí)，現(xiàn)場將無法進(jìn)行吊裝就位。若設(shè)備貼墻邊設(shè)置，則機(jī)房內(nèi)的吸聲墻將沒有相應(yīng)的施工空間。

2）考慮綜合因素。在排布管線時(shí)要考慮該位置的其他組件，如綜合管線支架的設(shè)計(jì)位置、落地支架的落地點(diǎn)與排水溝是否有沖突、風(fēng)口及連接設(shè)備的橋架與所排布的管線是否有沖突等。又如考慮設(shè)備接線設(shè)計(jì)時(shí)，可設(shè)置橋架落地支架，既可以支撐橋架，又可以充當(dāng)連接水泵的縱向橋架。

3）考慮管線排布的美觀性。接管接入同一根主干管的同種設(shè)備應(yīng)盡量成排放置在一起，特別是在數(shù)量比較多、規(guī)格相同的情況下，設(shè)備排布形式應(yīng)保持一致，這樣有利于后面設(shè)備接管的成排成線。平行排布的管線，可避免出現(xiàn)管道交叉翻彎。給定一個(gè)管線底面的控制標(biāo)高，所有管線管底均以此為依據(jù)相互平行進(jìn)行排布，遇到管線交叉、翻彎時(shí)均采用向上翻彎的原則從成排管線上部翻過去，從而保證管道保完溫后底部平齊且間距保持一致，達(dá)到整齊美觀的效果。

4）重視支架的設(shè)計(jì)。支架是機(jī)電管線施工的基礎(chǔ)，應(yīng)予以重視。盡量采用綜合性支架，既減少用材又便于施工。盡量利用結(jié)構(gòu)梁、柱進(jìn)行支架承重，既牢固可靠又節(jié)約鋼材，前期可考慮在結(jié)構(gòu)梁柱里預(yù)留鋼板，便于以后支架施工。同種形式的支架，間距和支架底部標(biāo)高應(yīng)保持一致，特別是在走道上方的位置。

5）考慮運(yùn)行維護(hù)的便利性。規(guī)劃好機(jī)房的主通道，考慮設(shè)備的檢修與閥門的操作，保證機(jī)房主通道寬敞順直，管線上的儀器儀表和經(jīng)常需要人工操作的閥門附件應(yīng)盡量放置于通道兩側(cè)，便于后期運(yùn)行期間的操作。

6 冷水機(jī)組部位的管線設(shè)計(jì)

冷水機(jī)組若為同側(cè)接管，應(yīng)盡量為機(jī)組接管側(cè)留出足夠的空間距離。將冷機(jī)主管線（分別為冷卻供水管、冷卻回水管、冷凍供水管、冷凍回水管）依次平行排布于冷機(jī)前側(cè)上端，若整體管線排布不交叉，則距冷機(jī)接口將管道從小到大依次平行排布于冷機(jī)前側(cè)上空，便于設(shè)備接管進(jìn)行上翻。一般情況下，宜保證該4根主管上方無風(fēng)口或無其他大規(guī)格管線穿過。

若冷機(jī)接口支管接冷機(jī)上述4根水平主管時(shí)管線存在交叉，則分2種情況進(jìn)行處理：

一種是支管從主管上方穿越，此時(shí)支管頂部需要考慮安裝排氣閥，這種方案會(huì)使得管線在下方看起來排布比較整齊。

另一種就是支管從主管下方穿越，該方案容易降低該部位的凈高空間，具體情況如下：若機(jī)房內(nèi)部凈高較低，風(fēng)管與水管交叉較少，則優(yōu)先選擇主管線貼梁底敷設(shè)，支管下接主管，以節(jié)約整體凈高，僅犧牲分支處局部凈高；若機(jī)房內(nèi)部空間較高，則優(yōu)先考慮主管線不貼梁敷設(shè)，支管上接主管；若冷機(jī)支管閥門、處理設(shè)備較多，支管從下方穿越的話立管安裝空間將不足，故考慮支管從主管上方穿越，如圖1所示。

冷機(jī)4個(gè)接口進(jìn)出水原則一般為下進(jìn)上出，處于底部進(jìn)口的2個(gè)接管往外部拐彎，冷機(jī)的進(jìn)、出水管立管排布成一排，閥門設(shè)計(jì)高度盡量保持一致。閥門高度比較高時(shí)，可使閥門安裝高度平行一致，再安裝人走馬道，以便操作閥門、檢修、觀察相關(guān)儀器儀表，如圖2所示。

圖1 制冷機(jī)組支管上接主管

圖2 閥門操作檢修馬道設(shè)計(jì)

7 板式換熱器部位的管線設(shè)計(jì)

常見的板式換熱器（以下簡稱板換）4個(gè)接口位置在上下兩側(cè)，如圖3所示，每側(cè)平行2個(gè)。板換進(jìn)出水口一側(cè)是上進(jìn)下出，另一側(cè)是下進(jìn)上出，交叉換熱。

在常見的設(shè)計(jì)排布中，板換4根接管的立管同冷機(jī)一樣，設(shè)計(jì)成一排。這種排布，由于板換上同高度的2個(gè)接口之間的距離比較小，僅夠安裝2片法蘭，故保溫距離不足。倘若對(duì)板換接管進(jìn)行變徑處理，安裝同心大小頭，則平行出來的管線即使不相撞也沒有了保溫距離；而安裝偏心大小頭（側(cè)偏心）時(shí)，雖然該位置可以排布出管道，但立管上閥門無法安裝在同一高度，否則將因閥門法蘭間距較小而無法進(jìn)行閥門保溫。

圖3 板式換熱器接口

筆者認(rèn)為可將板換3個(gè)接口上的管道拐彎出來以增加立管之間的間距，如果重視板換接口左右對(duì)稱的美觀性，則可將板換上部2個(gè)接口用45°彎拐出來，再將下部2個(gè)接口上的管拐出來，使立管做成一條線、閥門高度做成一致。但這種方案施工較復(fù)雜，且板換之間間距較大，有點(diǎn)浪費(fèi)機(jī)房空間。為克服上述缺陷，筆者提出一種板換45°角布置的方法。即將板換與板換所接4條平行主管線呈45°角傾斜放置，如圖4所示，板換之間的距離無需太大，滿足使用檢修要求即可。沿設(shè)備方向的板換接口支管，分為前后2排連接立管，板換上端2個(gè)接口的立管設(shè)置在后排，板換下端2個(gè)接口的立管設(shè)置在前排，立管的成排方向平行于主管方向。板換接口若采用偏心大小頭變徑，因?yàn)?個(gè)接口水平管一長一短，2個(gè)立管間距較大，故閥門安裝高度一致，保溫距離也足夠，如圖5所示。

圖4 板換45°角布置方法

圖5 板換出口前后排立管設(shè)計(jì)

由于板換上端2個(gè)接口的立管上的閥門安裝位置較高，為使得該閥門便于操作檢修，在前后2排立管之間設(shè)計(jì)1個(gè)馬道，并使前后2排立管保持一定的間距（大于1 m），馬道高度根據(jù)立管上的閥門高度而定，如圖6所示。

8 循環(huán)水泵位置管線設(shè)計(jì)

根據(jù)循環(huán)水泵的類型（端吸泵、雙吸泵等）不同，循環(huán)水泵部位的設(shè)備擺放和管線設(shè)計(jì)也有所不同。

8.1 端吸泵管線設(shè)計(jì)

端吸泵的流量比較小，一般三四臺(tái)一組。端吸泵進(jìn)水端較低，且大小頭、軟接均裝在水平管上，而出水口朝上，導(dǎo)致出水管上的蝶閥安裝位置比較高。若要求該位置進(jìn)出口閥門安裝高度一致，會(huì)使得進(jìn)水管上的短節(jié)過長，特別是在管道規(guī)格較小的情況下，視覺效果不佳，操作也較為不便。

筆者建議進(jìn)水管和出水管立管上的閥門高度各自保持一致。進(jìn)水管靠近走道，閥門安裝位置不高，容易操作，出水管閥門安裝位置較高，可考慮在進(jìn)水立管與出水立管之間設(shè)計(jì)馬道，方便出水管的閥門操作，如此便可避免前面的問題，如圖7所示。

圖6 板換閥門操作檢修馬道設(shè)計(jì)

圖7 端吸泵進(jìn)出水立管閥門設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)端吸泵的擺放時(shí)，筆者建議考慮將1組端吸泵共用1臺(tái)基礎(chǔ)，將支架擺放在兩端。因?yàn)樵诓贾霉芫€落地支架與水泵接線時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到支架立柱落在基礎(chǔ)棱角位置的情況，而且基礎(chǔ)之間也要考慮排水溝槽的處理，既繁瑣也不美觀，所以基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)要考慮好管道落地支架的位置。

8.2 雙吸泵管線設(shè)計(jì)

循環(huán)水泵一般都是雙吸泵，流量較大，管道規(guī)格也較大。雙吸泵進(jìn)出口大多是水平方向進(jìn)出，縱向所占空間比較大。因?yàn)楣芫€規(guī)格較大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)彎與翻彎所占空間也較大，所以，很多大型冷凍機(jī)房經(jīng)常會(huì)遇到排布空間不足的情況。這里，筆者建議采用一種雙吸泵傾斜擺放的方式。如圖8所示，水泵為雙吸泵，這是一種方方正正的擺放方式。為增大機(jī)房內(nèi)部走道空間，將水泵分組放置于結(jié)構(gòu)柱之間，并采用了傾斜擺放的排布模式，如圖9所示。

圖8 水泵方方正正的擺放方式

圖9 水泵傾斜擺放方式

這樣擺放有以下優(yōu)點(diǎn)：增大了走道寬度，如果空間小，可適當(dāng)調(diào)整水泵傾斜角度，縮小水泵占用空間；在設(shè)備基礎(chǔ)上為水泵接線線槽的支架落位提供空余位置，有利于后續(xù)水泵的接線；由于水泵傾斜，故可讓水泵進(jìn)水端口靠近基礎(chǔ)邊緣，這樣進(jìn)水端鴨掌支撐與基礎(chǔ)之間留有足夠的空間給土建排水溝施工（泄水管一般在進(jìn)水口上），而圖8中方方正正擺放時(shí)留給排水溝的空間往往不足。

需要注意的是，雙吸泵進(jìn)出水兩端立管上的閥門及附件不同，一般進(jìn)水管上的過濾器長度會(huì)比出水管止回閥的長度大，由于兩立管視覺上有較大的距離，所以兩邊閥門附件無需安裝在同一高度，如圖10所示，否則會(huì)使得止回閥側(cè)短節(jié)看著特別長，和管徑規(guī)格不是很匹配，影響視覺效果。

9 閥門附件及儀器儀表位置設(shè)計(jì)

在機(jī)房主要設(shè)備位置與主管線確定之后，接下來就是添加閥門附件以及儀器儀表，在添加過程中應(yīng)注意支架的設(shè)置位置。

同排立管上的閥門高度宜盡量分層次地保持一致，如圖11所示，因閥門外形尺寸不同無法保證完全在同一高度的，應(yīng)選擇處于平行視線中的閥門法蘭頂部或底部一致，保證走道處感官一致。

圖10 水泵進(jìn)出水兩端立管上的閥門附件

圖11 閥門附件高度分層次設(shè)計(jì)

儀器儀表一般設(shè)置于設(shè)備接管上，居于立管上的較多，針對(duì)同一排立管上的儀器儀表，同類型儀表設(shè)置高度宜相同。有些儀器儀表由于立管的安裝空間問題裝在了水平管上，此時(shí)應(yīng)使儀器儀表便于觀察，且應(yīng)考慮同高度水平管上儀器儀表排布的整齊性。

閥門附件之間的短節(jié)長度應(yīng)滿足閥門開啟度要求和儀器儀表或傳感器的安裝空間要求。

10 支架布設(shè)

支架設(shè)計(jì)是在管線設(shè)計(jì)過程中就要考慮的一個(gè)重要因素，它也是約束管線排布的前提條件。前期在進(jìn)行機(jī)房的管線排布時(shí)，就要考慮到設(shè)計(jì)部位的支架形式與位置。勿在管線設(shè)計(jì)完成后再去添加支架，這樣極有可能引起管線的調(diào)整。制冷機(jī)房支架的設(shè)計(jì)直接影響機(jī)房的運(yùn)行安全、美觀與施工的難易程度。

為了美觀考慮，走道管線和支架宜成排等間距設(shè)置。依據(jù)相關(guān)規(guī)范，水平管線轉(zhuǎn)彎位置應(yīng)添加支架，水平管上的閥門附件兩邊的管道上也應(yīng)添加支架，此外還應(yīng)該考慮管道連接用法蘭是否與支架橫擔(dān)沖突等細(xì)節(jié)問題。

支架的位置應(yīng)考慮利用土建結(jié)構(gòu)的梁柱進(jìn)行設(shè)計(jì)，或?qū)⒅Ъ軝M擔(dān)設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)柱附近，在橫向上將支架和結(jié)構(gòu)柱固定，可以起到防止支架晃動(dòng)的效果，如圖12所示。

因機(jī)房的管線比較密集且規(guī)格較大，一般情況下優(yōu)先考慮落地支架。落地支架的立柱應(yīng)盡量與設(shè)備立管擺放在同一條直線上。走道上空支架間距應(yīng)盡量保持一致，給定一個(gè)最低控制標(biāo)高，使主管線管底高度保持一致，支架高度保證一致，如圖13所示。

圖12 支架設(shè)計(jì)盡量 利用結(jié)構(gòu)梁柱

圖13 支架高度統(tǒng)一

11 結(jié)語

制冷機(jī)房的機(jī)電深化設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)性工程，需要綜合考慮諸多因素，協(xié)調(diào)諸多專業(yè)，在保證功能和安全的前提條件下，確定具有可實(shí)施性之后，方可追求實(shí)用性和美觀性。

筆者結(jié)合工程實(shí)際中易出現(xiàn)的問題，較為全面地總結(jié)介紹了制冷機(jī)房機(jī)電深化設(shè)計(jì)的若干注意點(diǎn)，對(duì)類似工程設(shè)計(jì)具有一定的實(shí)際參考意義。

[1] 劉政.BIM技術(shù)在機(jī)電安裝工程深化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].安裝,2014 (6):56-58.

[2] 劉利莎,譚克林,胡春林.BIM技術(shù)在制冷機(jī)房中的應(yīng)用[J].安裝, 2017(6):52-53.