王 越

（北京城建安裝集團有限公司，北京 102600）

機電深化設(shè)計的效率與質(zhì)量會直接影響建筑工程的成本控制、進度管理、質(zhì)量管理以及安全管理等。機電深化設(shè)計的依據(jù)主要包括工程初次設(shè)計圖、施工圖、招標補充資料、國家設(shè)計規(guī)范、工程驗收標準以及工程現(xiàn)場實際狀態(tài)等。實施機電深化設(shè)計的主要目的是解決初次設(shè)計中溝通不徹底、設(shè)計深度無法滿足現(xiàn)場施工要求等問題。機電深化設(shè)計的對象主要包括機械系統(tǒng)工作原理圖、綜合機電協(xié)調(diào)圖、配合精裝末端追位圖、機電專業(yè)施工平面圖以及綜合機電預(yù)留預(yù)埋圖等。

建筑工程中，機電工程涉及質(zhì)量、進度、成本以及安全等要素。特別是在一些大型公共建筑的機電深化設(shè)計中，它的綜合性與復(fù)雜性尤為顯著。各影響因素、各專業(yè)間只有充分協(xié)調(diào)，才能保證機電深化設(shè)計達到預(yù)期。此外，隨著建筑工程的發(fā)展與建筑工程設(shè)計理念的轉(zhuǎn)變，機電設(shè)計已經(jīng)由以往的平面設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)槟壳暗牧Ⅲw設(shè)計，如建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)、3D打印技術(shù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)以及現(xiàn)實捕捉與計算技術(shù)等新興技術(shù)對于現(xiàn)代建筑工程設(shè)計的發(fā)展起到了重要的推動作用[1]。建筑工程設(shè)計的這些變革要求機電深化設(shè)計需要兼顧建筑、結(jié)構(gòu)、精裝、鋼構(gòu)以及幕墻與給排水等多種專業(yè)的要求與規(guī)范，提高了建筑機電深化設(shè)計與這些專業(yè)的匹配性與協(xié)調(diào)性?？梢姡槍ㄖこ虣C電深化設(shè)計進行優(yōu)化具有較強的現(xiàn)實意義。

1 與土建結(jié)構(gòu)設(shè)計的協(xié)同分析

大型公共建筑工程項目中，土建結(jié)構(gòu)設(shè)計會在板洞與墻洞預(yù)埋、機電設(shè)備動載平衡以及機電設(shè)備運行條件輔助等方面，對機電深化設(shè)計產(chǎn)生較為顯著的影響，因此機電深化設(shè)計過程中需要強化與土建結(jié)構(gòu)專業(yè)的設(shè)計協(xié)同。具體來說，機電深化與土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計協(xié)同包括預(yù)留與預(yù)埋協(xié)同、設(shè)備動載保證協(xié)同以及機電設(shè)備運行條件協(xié)同。

1.1 孔洞預(yù)留預(yù)埋協(xié)同

參照大型公共建筑工程項目的一般施工工序，機電深化設(shè)計需要先考慮與土建結(jié)構(gòu)設(shè)計中的預(yù)留預(yù)埋孔洞的相互配合。土建結(jié)構(gòu)工程中，常見的孔洞包括墻洞和板洞兩大類。為了提高機電設(shè)備與土建結(jié)構(gòu)孔洞的協(xié)同配合精度，需要保證所有預(yù)留孔洞位置精度能夠達到圖紙要求。若項目中相關(guān)管線排布復(fù)雜度高，則應(yīng)優(yōu)先考慮機電管線的規(guī)劃與整體工程在標高方面的限制。實踐中，孔洞的定位和預(yù)留預(yù)埋應(yīng)安排在各類機電管線布局規(guī)劃與定位完成后。

1.1.1 預(yù)留板洞

預(yù)留板洞是為了便于后期布設(shè)機電管線，防止樓板施工完成后再開洞造成內(nèi)部鋼筋被破壞而對工程質(zhì)量造成不良影響進行的操作。板洞的預(yù)留設(shè)計需要綜合已詳細標注樓板與板洞尺寸的樓板結(jié)構(gòu)施工圖和機電管線綜合平面圖。一方面需要檢查在垂直方面是否存在機電管線與梁交叉，另一方面需要檢查符合土建結(jié)構(gòu)施工圖中預(yù)留的板洞是否全面。

需要指出的是，預(yù)留板洞應(yīng)注意以下3個方面[2]。第一，預(yù)留板洞時應(yīng)在建筑圖的基礎(chǔ)上將結(jié)構(gòu)柱邊（墻）作為基準點來定位，以提高現(xiàn)場施工的可操作性。第二，土建結(jié)構(gòu)專業(yè)平面圖中的樓層分布可能與機電專業(yè)平面圖中的樓層分布不一致，會出現(xiàn)第二層土建結(jié)構(gòu)專業(yè)的樓板在機電專業(yè)平面圖中是第三層的情況，因此協(xié)同深化設(shè)計時需要特別關(guān)注。第三，各樓層間的機電管線走向通常沿著豎直方向，屋面處需要特別保證機電管線的定位精度，定位完成后進行預(yù)留孔洞施工，并保證孔洞啟用前處于封堵狀態(tài)。

1.1.2 預(yù)留墻洞

土建結(jié)構(gòu)專業(yè)中預(yù)留墻洞時，需要綜合已標注尺寸的梁圖與機電管線綜合平面圖，重點關(guān)注機電管線是否與梁存在交叉情況。工程實踐中，若預(yù)留的墻洞高度低于梁高度的33%，且在吊頂標高與路由位置均不允許改變的情況下，可以在符合工程規(guī)范的前提下在梁中間位置預(yù)留機電管線墻洞。需要注意的是，在梁中部實施預(yù)留墻洞施工前應(yīng)經(jīng)設(shè)計單位確認。

1.2 設(shè)備基礎(chǔ)協(xié)同

除墻洞與孔洞的預(yù)留預(yù)埋外，機電設(shè)備基礎(chǔ)的預(yù)留預(yù)埋與土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計協(xié)同同樣重要。若機電設(shè)備的基礎(chǔ)使用了鋼筋混凝土，那么在深化設(shè)計土建結(jié)構(gòu)專業(yè)時要考慮機電設(shè)備的基礎(chǔ)尺寸大小和運行時的動載情況。對于大型公共建筑而言，若機電設(shè)備較大，則需要考慮將基礎(chǔ)設(shè)計為長形，以降低大型設(shè)備基礎(chǔ)本身的重量。如果大型機電設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計中涉及預(yù)埋件，需要結(jié)合機電設(shè)備的樣本與標準設(shè)計圖集來完成機電深化設(shè)計。設(shè)備基礎(chǔ)的預(yù)留預(yù)埋深化設(shè)計，一方面要考慮排水溝與板洞的位置，避免設(shè)備基礎(chǔ)與其干涉；另一方面，要了解機電設(shè)備的安裝工藝。在規(guī)劃管線布局與通風(fēng)設(shè)備布局時，考慮管線的軟連接是否有足夠的空間和管線布局是否符合天圓地方的要求等[3]。

1.3 機電設(shè)備運行條件協(xié)同

相較于常規(guī)建筑，大型公共建筑在外觀方面可能會有一些特殊要求。因此，針對大型公共建筑的機電深化設(shè)計需要考慮外觀設(shè)計的要求。在進行機電深化設(shè)計時，要考慮大型公共建筑的空間布局、結(jié)構(gòu)及外觀形狀等因素。對于一些在結(jié)構(gòu)或者外觀方面有特殊要求的大型公共建筑，機電深化設(shè)計要先保證機電設(shè)備的運行不受空間的干擾，防止在施工過程中因返工出現(xiàn)工程量增加、影響工期、增加成本等問題。

2 與建筑專業(yè)設(shè)計的協(xié)同

大型公共建筑中，機電深化設(shè)計與建筑專業(yè)設(shè)計的協(xié)同主要包括二次墻預(yù)留預(yù)埋協(xié)同、機電設(shè)備轉(zhuǎn)運路徑協(xié)同以及建筑外形協(xié)同等。

2.1 二次墻預(yù)留預(yù)埋協(xié)同

二次墻指的是工程主要承重結(jié)構(gòu)澆筑完成后，進行二次砌筑的內(nèi)墻、窗口墻等非承重墻。針對大型公共建筑的機電深化設(shè)計與建筑專業(yè)設(shè)計的協(xié)同與土建專業(yè)設(shè)計協(xié)同存在一定的相似之處，二次墻的預(yù)留預(yù)埋也是基于機電設(shè)備管線布設(shè)考慮。為了保證以柱邊與結(jié)構(gòu)墻作為基準點時的定位精確度，應(yīng)在機電管線綜合圖上預(yù)留定位。

2.2 機電設(shè)備轉(zhuǎn)運路徑協(xié)同

針對大型公共建筑的機電深化設(shè)計需要特別考慮各類機電設(shè)備總數(shù)多、體積大等情況，為了保證所有機電設(shè)備能夠順利進場與就位，需要在進行機電深化設(shè)計時統(tǒng)籌機電設(shè)備的轉(zhuǎn)運路徑問題，做好機電深化與建筑專業(yè)設(shè)計的協(xié)同，并擬定機電設(shè)備的轉(zhuǎn)運方案。機電設(shè)備轉(zhuǎn)運方案確定后，在二次墻上預(yù)留設(shè)備轉(zhuǎn)運孔洞，直到所有的機電設(shè)備轉(zhuǎn)運完成后再將其進行封堵處理。

2.3 建筑外形協(xié)同

現(xiàn)代大型公共建筑的外形個性化特征越來越顯著。做好機電深化與建筑外形設(shè)計協(xié)同是保證機電設(shè)備正常運行及大型公共建筑設(shè)計理念得以充分體現(xiàn)的重要保證。在機電深化設(shè)計工作中，不僅需要模擬機電設(shè)備的管線布局是否會影響建筑外形的美觀度，還需要考慮粗管線對建筑視覺甚至聲音反射的影響。

2.4 其他設(shè)計協(xié)同

2.4.1 防火分區(qū)設(shè)計協(xié)同

大型公共建筑機電深化與防火分區(qū)設(shè)計的協(xié)同，需要以各樓層的防火分區(qū)平面圖為基礎(chǔ)，確認各類管件是否完備和管線路由是否滿足相關(guān)規(guī)范的要求，按照專業(yè)規(guī)范與安全要求檢查工程實踐中穿越防火分區(qū)的風(fēng)管是否按照要求設(shè)置了防火閥等。

2.4.2 防火卷簾設(shè)計協(xié)同

為了保證大型公共建筑工程的安全，要求機電管線不得穿越防火卷簾下方，同時要注意做好機電管線的布局規(guī)劃，防止防火卷簾上部空間不足。若在規(guī)劃機電管線時發(fā)現(xiàn)防火卷簾上部空間不足，就需要視條件考慮穿梁走線或者重新進行管線路由設(shè)計。

2.4.3 專業(yè)規(guī)范協(xié)同

規(guī)范與標準是建筑工程中初次設(shè)計與深化設(shè)計的重要依據(jù)。因此，針對大型公共建筑的機電深化設(shè)計需要參照燃氣鍋爐房通風(fēng)規(guī)范、地下車庫進風(fēng)面與排風(fēng)面規(guī)范以及設(shè)備間門啟閉方向要求等，通過機電深化設(shè)計與專業(yè)規(guī)范的協(xié)同提高機電工程專業(yè)設(shè)計質(zhì)量。

3 與鋼結(jié)構(gòu)的協(xié)同設(shè)計分析

大型公共建筑的機電深化與鋼結(jié)構(gòu)協(xié)同設(shè)計主要涉及設(shè)備吊裝與管線吊裝等。在設(shè)計過程中，需要注意機電設(shè)備的載荷檢驗和機電設(shè)備各零部件的安裝配合等。

3.1 機電設(shè)備荷載檢驗

當(dāng)深化設(shè)計大型公共建筑的鋼結(jié)構(gòu)時，需要掌握與鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)的機電設(shè)備載荷信息和大質(zhì)量機電管線信息，并對這兩種數(shù)據(jù)進行復(fù)核。

3.2 機電設(shè)備與管線的安裝配合

完成機電設(shè)備與大質(zhì)量管線的載荷檢驗后，需要確定響應(yīng)的吊裝方案。為了避免大型公共建筑鋼結(jié)構(gòu)與大質(zhì)量管線在吊裝時發(fā)生過大形變，同時為了防止發(fā)生安全事故，采用如圖1所示的專用抱箍固定吊裝方式[4]。此外，為了給大型機電設(shè)備的安裝與后期運行維護提供便利，應(yīng)增加副梁，并在副梁上布置吊裝固定點。

圖1 大型公共建筑管線抱箍固定吊裝示意圖（單位：mm）

4 與幕墻的協(xié)同設(shè)計分析

4.1 通風(fēng)口與幕墻設(shè)計協(xié)同

為了保證機電設(shè)備運行性能與安全，大型公共建筑中的一些大型機電設(shè)備通常需要設(shè)置專門的風(fēng)口。因此，在深化設(shè)計機電時，需要考慮風(fēng)口形狀、尺寸大小以及安裝方式等，以便在幕墻設(shè)計協(xié)同中做好匹配性設(shè)計。設(shè)計通風(fēng)口尺寸與形狀時，不僅要考慮機電設(shè)計中是否就遮擋系數(shù)進行明確界定，還要考慮建筑物外觀形式與幕墻設(shè)計方案，并綜合建筑設(shè)計規(guī)范中關(guān)于通風(fēng)口的有關(guān)規(guī)定，完成風(fēng)口位置與安裝方案的深化設(shè)計。

4.2 機電管線與幕墻設(shè)計協(xié)同

大型公共建筑的使用功能通常較為明確。為了滿足功能性方面的要求，在進行機電深化設(shè)計時無法完全避免機電管線跨越幕墻的發(fā)生。為了不影響大型公共建筑工程整體建設(shè)質(zhì)量與功能性要求，當(dāng)在機電深化設(shè)計中發(fā)現(xiàn)機電管線可能會穿越幕墻時，應(yīng)以機電管線綜合規(guī)劃為基礎(chǔ)，充分做好機電管線與幕墻的設(shè)計協(xié)同。

5 與精裝修的協(xié)同設(shè)計分析

精裝修工程一般實施于建筑工程末期。它與機電深化設(shè)計的協(xié)同主要涉及吊頂標高配合、精裝修方案配合以及機電設(shè)備后期運行維護與末端追位等[5]。

5.1 管線規(guī)劃與吊頂標高協(xié)同

大型公共建筑工程中，為了提高吊頂下方的空間凈高，通常將上層管線規(guī)劃在梁底，但需要考慮工程完工后機電設(shè)備的運行維護難度。若機電管線過高，則可能會造成后期維護困難。大型公共建筑工程在進行機電管線規(guī)劃設(shè)計時，精裝方案可能還未完成，也無法確定吊頂標高。因此，在實際進行機電管線規(guī)劃設(shè)計時需要考慮梁底高程是否過高，需與精裝設(shè)計進行充分協(xié)調(diào)與溝通，以確定機電管線的最優(yōu)布置高度。

5.2 機電末端與精裝工程的協(xié)同

大型公共建筑的機電深化設(shè)計是為了在不影響建筑外觀的基礎(chǔ)上，保證各機電專業(yè)功能性得以完全實現(xiàn)。大型公共建筑工程中精裝專業(yè)如風(fēng)口、燈具、煙感、廣播、空調(diào)以及水龍頭等終端細節(jié)較多，在機電深化設(shè)計時應(yīng)盡量符合建筑設(shè)計規(guī)范的相關(guān)要求，清楚標識噴淋頭數(shù)量與位置、風(fēng)口數(shù)量與位置以及燈具數(shù)量與位置等，為精裝工程的深化設(shè)計提供依據(jù)[6]。

6 結(jié)語

大型公共建筑工程涉及多個專業(yè)工程，機電深化設(shè)計與土建結(jié)構(gòu)設(shè)計、建筑設(shè)計、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計以及精裝設(shè)計等均存在一定的關(guān)聯(lián)。在機電深化設(shè)計中強化與其他各專業(yè)的設(shè)計協(xié)同，是保障大型公共建筑整體設(shè)計質(zhì)量及功能性得以充分發(fā)揮的重要條件，也是推動大型公共建筑設(shè)計優(yōu)化的必要條件。