張鵬穎

(山西四建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030012)

0 引言

隨著我國(guó)大型綜合體、高級(jí)酒店、醫(yī)院等建筑的設(shè)計(jì)和使用功能日益復(fù)雜，各類管道布置也越來越多。許多擴(kuò)建項(xiàng)目已在有限的計(jì)劃和空間內(nèi)進(jìn)行了功能調(diào)整。外部的改造，使得內(nèi)部也相應(yīng)的增加了大量的功能性管線。因此，水、電、風(fēng)等各類功能管道的完整布置，從設(shè)計(jì)到安裝，需要引起重視。尤其是在強(qiáng)弱電、給排水、消防、通風(fēng)空調(diào)等密集區(qū)域，管道對(duì)建筑空間和平面造成極大壓縮。管道成套安裝的標(biāo)準(zhǔn)和合理性，對(duì)以后建筑功能的使用和設(shè)備的安全運(yùn)行和檢修都有很大的影響。

1 傳統(tǒng)支架制作工藝存在的問題

傳統(tǒng)管道是通過現(xiàn)場(chǎng)焊接的支架安裝的。這種方法存在以下問題:

1) 浪費(fèi)材料。支吊架焊接時(shí)，通常會(huì)有一定的尺寸誤差，需要返工操作。另外，已經(jīng)焊接好的結(jié)構(gòu)由于支撐系統(tǒng)的調(diào)整，在安裝時(shí)無法投入使用，造成材料的大量浪費(fèi)。

2) 污染環(huán)境。部件切割過程中會(huì)產(chǎn)生一定的氣味，這種氣味和煙霧存在一定的刺激性，同時(shí)，在部件保護(hù)過程中需要進(jìn)行刷漆作業(yè)，在刷漆時(shí)可能還會(huì)產(chǎn)生刺激性氣味等，在一定程度上造成環(huán)境污染。

3) 成本太高。在制作焊接支架的過程中，應(yīng)將焊機(jī)和切割機(jī)轉(zhuǎn)移到施工現(xiàn)場(chǎng)。同時(shí)，還需要相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行相應(yīng)設(shè)備的焊接安裝。這種方式需要大量的勞動(dòng)力，不但沒有提高工作效率，還花費(fèi)較大的安裝成本。

4) 各專業(yè)施工作業(yè)面交叉。各專業(yè)施工人員只負(fù)責(zé)本專業(yè)支吊架的安裝。各施工作業(yè)面交叉，“見縫插針”導(dǎo)致支吊架位置凌亂，規(guī)格不一致。

2 影響建筑室內(nèi)綜合管線設(shè)置的因素

2．1 設(shè)計(jì)方案

1) 在設(shè)計(jì)過程中，土建和專業(yè)安裝設(shè)計(jì)不到位，深度不夠，土建施工留給專業(yè)管線安裝的高度或空間不足。土建上只注重建筑和構(gòu)筑物，只滿足業(yè)主在建筑布局、功能用房、建筑物高度等方面的需求，而忽略了樓層高度、空間條件以及建筑安裝中的每個(gè)專用管道和設(shè)備所需的空間。

2) 安裝設(shè)計(jì)、給排水、電力、通風(fēng)空調(diào)等專業(yè)交流不夠。在設(shè)計(jì)不同的安裝專業(yè)時(shí)，只關(guān)注建筑物內(nèi)各功能管道和設(shè)備所需的空間和平面位置，而忽略與其他專業(yè)管道安裝的相互影響，特別是樓層走廊和設(shè)備之間的位置，局部管道及設(shè)備相對(duì)集中，管道交叉集中現(xiàn)象嚴(yán)重。不正確的安裝會(huì)造成局部位置實(shí)際可使用高度或空間被不斷壓縮，為建筑物日后的正常使用帶來隱患，而且對(duì)建筑物整體的使用質(zhì)量都有很大的影響。

3) 安裝程序的系統(tǒng)性優(yōu)化不足。對(duì)于功能復(fù)雜、管道安裝量特別大的項(xiàng)目，應(yīng)考慮建筑的所有功能，若只單方面考慮投資，則會(huì)導(dǎo)致安裝設(shè)計(jì)方案無法有效結(jié)合建筑方案和空間等使用條件，尤其是在改造項(xiàng)目中。例如，在舊寫字樓或廠房的基礎(chǔ)上，酒店對(duì)原有房間進(jìn)行改造等?？偘O(shè)計(jì)未能與專業(yè)安裝設(shè)計(jì)進(jìn)行有效溝通和協(xié)調(diào)，忽視了整體管道配置對(duì)建筑平面和空間的要求，忽視了整體管道安裝后期和設(shè)備使用檢修等問題。此外，也沒有與其他安裝專業(yè)人員就管道安裝情況進(jìn)行廣泛的探索和交流。

2．2 主體結(jié)束后建筑功能及布局變化大的綜合管線設(shè)置

很多大型綜合體在二次改造時(shí)，利用原有樓層的功能或局部位置進(jìn)行了調(diào)整，導(dǎo)致該部位原有配電、噴灑、控?zé)?、通風(fēng)和空調(diào)等需要根據(jù)變化要求進(jìn)行調(diào)整或增加管道控制系統(tǒng)。尤其是在地下空間的位置，上層的相對(duì)高度不僅小，而且綜合線路本身的布局更是繁雜，電纜平臺(tái)、通風(fēng)管道和水系統(tǒng)管道等調(diào)整難度極大。一是事先未考慮線路通道空間的預(yù)留，要調(diào)整的電纜橋架、通風(fēng)管道、消防管道只能從主體大梁下口穿越。二是橋架，通風(fēng)管道的容積比較大，消防和空調(diào)管道的數(shù)量和直徑都很大，導(dǎo)致這個(gè)站點(diǎn)的電纜平臺(tái)，防火、通風(fēng)和給排水管道等密密麻麻的道口，壓低了樓層高度，甚至發(fā)生碰撞。三是只考慮每一個(gè)安裝部分的管道功能，沒有考慮到整線安裝的可行性和是否符合圖紙和規(guī)范的要求，甚至減少了未許可部分的風(fēng)管、水管及橋架的尺寸;各種管道之間應(yīng)設(shè)置的安全距離、避讓手段和后續(xù)維修的可能性也未考慮在內(nèi)。

2．3 施工因素

1) 主體施工完成后，施工管理中各專業(yè)分包商或團(tuán)隊(duì)的安裝，總包施工未能有效引導(dǎo)各專業(yè)分包商或團(tuán)隊(duì)在安裝協(xié)調(diào)優(yōu)化前完成整線。給排水、消防、電力、通風(fēng)空調(diào)等專業(yè)分包商或施工隊(duì)，根據(jù)各自施工部門的圖紙，各自占據(jù)前梁下有利的空間和位置，確保線路施工路徑和空間位置。容易出現(xiàn)的問題是施工的管線在集中交叉部位時(shí)，只能拐彎避讓或爬升盤彎。

2) 管道安裝的優(yōu)化沒有嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)圖集的規(guī)范和要求執(zhí)行。不控制堵線原則，不了解標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各類線路集中安裝時(shí)如何調(diào)整間距的要求等。在優(yōu)化過程中，不可避免地會(huì)在線路的密集部位使用與標(biāo)準(zhǔn)圖集不同或超出標(biāo)準(zhǔn)圖集范圍的支吊架形式或共用支架形式。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)缺乏合理的支吊架深化和施工方案[1-2]。

3 綜合支吊架在走廊機(jī)電管線的設(shè)計(jì)與布置應(yīng)用

3．1 項(xiàng)目概況

山西科技創(chuàng)新城綜合服務(wù)平臺(tái)項(xiàng)目位于太原市化章街與機(jī)場(chǎng)東路交叉口東南角，總建筑面積175 308．55 m2，共分A，B，C 三個(gè)樓座。其中A 座地下2 層，地上9 層，建筑高度40．20 m; B 座地下1 層，地上5 層，建筑高度26．20 m;C 座地下1 層，地上5 層，建筑高度26．20 m;由山西四建集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)施工總承包。其中各層層高及吊頂標(biāo)高、梁下安裝的高度如表1 所示。

表1 各層層高及吊頂標(biāo)高、梁下安裝的高度

本項(xiàng)目安裝工程一共分為排水、空調(diào)、消防、弱電、強(qiáng)電等，各層走廊各類管道密布，交叉現(xiàn)象明顯。此外，甲方要求較高的吊頂標(biāo)高，而實(shí)際上給設(shè)備安裝留下的空間較小，嚴(yán)重影響施工和標(biāo)高控制。

3．2 運(yùn)用綜合管線BIM

考慮到項(xiàng)目管線布置的復(fù)雜性，項(xiàng)目邀請(qǐng)了設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)階段就建立起綜合管線BIM。在BIM 管道的集成過程中，熟悉相關(guān)國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的制定、圖集的安裝、集成布局和確定通過空間的線路。管道的專業(yè)人員結(jié)合施工方案，管網(wǎng)運(yùn)行，掌握荷載類型，靜荷載，水平和垂直應(yīng)力場(chǎng)，了解常用支座的類型選擇、深化和計(jì)算以及共用支架對(duì)影響建筑結(jié)構(gòu)受力情況等。在建立BIM 流程時(shí)，應(yīng)明確定義用于后續(xù)施工的支架的形狀、間距和分類要求。如果支架形狀與圖集不同，則應(yīng)單獨(dú)計(jì)算后確定。另外，在設(shè)計(jì)階段建立一體化BIM 線路，可以在設(shè)計(jì)階段及時(shí)掌握管網(wǎng)一體化布局的路徑、位置和空間交叉狀態(tài)，使各管網(wǎng)的整體布局專業(yè)系統(tǒng)設(shè)備在樓體更加合理規(guī)范，減少后期管線變更，最大限度節(jié)約投資[3-6]。

3．3 各層綜合支架研究及應(yīng)用

1)-1 層走道綜合支架。地下室走道內(nèi)各種主管線合計(jì)16 道，遵循“小管讓大管”“有壓讓無壓”的原則，研究了橋架排在最上層，風(fēng)管及噴淋、給水主管道在中間，空調(diào)水主管道在最下方的基本方案。同時(shí)根據(jù)計(jì)算各種管線的理論重量，結(jié)合山西省支架標(biāo)準(zhǔn)圖集的做法，優(yōu)化出的綜合支架做法見圖1。

本綜合支架安裝空間共分4 層，根據(jù)計(jì)算各種管線的理論重量，結(jié)合山西省支架標(biāo)準(zhǔn)圖集的做法，支架外框選用兩根16 號(hào)槽鋼，背靠背焊接，在頂板上采用10 mm厚300 mm×300 mm 的鋼板在頂板上，下方焊接槽鋼，鋼板采用兩根D16 ×120 mm 的膨脹螺栓固定，兩根D16 ×250 mm 的雙頭螺栓穿過頂板樓板上下固定，綜合支架第一層放置橋架，橫梁采用12 號(hào)槽鋼，橋架高度為200 mm，考慮到今后穿電纜及橋架蓋板安裝的需要，預(yù)留了50 mm 的操作距離，限定橋架的安裝空間為250 mm。第二層放置空調(diào)送風(fēng)管及噴淋主管道，橫梁采用12 號(hào)槽鋼，風(fēng)管高500 mm，加上保溫厚度上下各30 mm，考慮20 mm 的余量，限定第二層的安裝空間為580 mm。第三層放置排風(fēng)及排煙風(fēng)管，橫梁采用12 號(hào)槽鋼，風(fēng)管高500 mm，加上排風(fēng)風(fēng)管保溫厚度上下各20 mm，考慮20 mm 的余量，限定第三層的安裝空間為580 mm。第四層放置空調(diào)水主管道及地暖主管道，最大管外徑426 mm，保溫厚度45 mm，考慮空調(diào)水支管(DN200 mm)從空調(diào)水主管道上方開口焊接的高度要求需要280 mm的空間，限定第四層的安裝空間為800 mm。這樣下來，梁下安裝的凈空高度為2 400 mm，未超過業(yè)主要求的2．4 m 的高度;支架底距地凈高為3．71 m。由于支架最上層布設(shè)橋架，因此將所有支架采用40 ×4 鍍鋅扁鋼。

鋼焊接起來，作為接地，將扁鋼與每層預(yù)留的接地扁鋼可靠焊接，確保安全。確保考慮吊頂及地面做法所需的高度為300 mm，保證了業(yè)主限定的3． 2 m的標(biāo)高要求。

2) 地上標(biāo)準(zhǔn)層走道內(nèi)綜合支架研究及應(yīng)用。地上標(biāo)準(zhǔn)層走道內(nèi)共有各種管線7 趟，參照-1 層綜合支架的做法，考慮到樓層較低，制定本綜合支架安裝空間共分2 層，根據(jù)計(jì)算各種管線的理論重量，結(jié)合山西省支架標(biāo)準(zhǔn)圖集的做法，支架總寬度為2 551 mm 及2 551 mm。支架選用6 號(hào)槽鋼，頂板鋼板選用10 mm 厚200 mm ×200 mm 與槽鋼焊接，選用4 根D10 ×100 mm 的膨脹螺栓與頂板固定，橋架與排風(fēng)主管放置在支架第一層，橋架高100 mm，風(fēng)管高200 mm，風(fēng)管保溫厚20 mm，所需梁下的凈空高為240 mm，因此限定第一層含槽鋼的高度為300 mm，支架的接地做法與-1 層做法一致，確保安全。第二層放置新風(fēng)管及空調(diào)水主管道、噴淋主管道，風(fēng)管高200 mm，風(fēng)管保溫厚20 mm，所需梁下的凈空高240 mm，因此限定第二層含槽鋼的高度為300 mm。如果遇到水管與風(fēng)管水平交叉，采取利用頂板與梁之間的空間內(nèi)水管繞風(fēng)管敷設(shè)的要求，在水管上翻處加排氣閥，下翻處加泄水閥，滿足限定600 mm 的安裝空間。梁下安裝的凈空含支架為600 mm，滿足了業(yè)主要求600 mm 的要求。東西向及南北向走道綜合支架排布見圖2，圖3。安裝完成圖見圖4。

圖2 東西向走道綜合支架排布

圖3 南北向走道綜合支架排布

4 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)山西科技創(chuàng)新城綜合服務(wù)平臺(tái)項(xiàng)目各層走道內(nèi)管線綜合支架的研究與應(yīng)用，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，使本項(xiàng)目的各種管線布置趨于合理，項(xiàng)目的不同線路在有限的空間內(nèi)合理流線排布各種線路，滿足要求設(shè)計(jì)和功能規(guī)范，減少管線的水平交叉，使得管線更加美觀，最大化減少管線安裝的高度，以滿足吊頂要求。