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        高層建筑機電安裝施工難點與技術(shù)優(yōu)化分析

        2023-11-06 10:42:14梁毅佛山建發(fā)工程管理有限公司廣東佛山528200
        中國房地產(chǎn)業(yè) 2023年31期
        關(guān)鍵詞:機電工程機電管線

        文/梁毅 佛山建發(fā)工程管理有限公司 廣東佛山 528200

        引言:

        目前高層建筑正隨著復雜結(jié)構(gòu)方向發(fā)展,尤其是高層建筑智能化內(nèi)容和技術(shù)應用廣泛,加大機電安裝工程的難度。在高層建筑中,機電設備需求大和投資占比高,機電安裝的技術(shù)應用對整個高層建筑運行質(zhì)量起到很大影響。因此,在高層建筑機電安裝施工中,需要對其安裝技術(shù)難點進行詳細分析,并進行科學的技術(shù)優(yōu)化,對可能出現(xiàn)的技術(shù)問題采取預防和糾正措施,以確保高層建筑的機電安裝質(zhì)量。

        1.項目概況

        某高層綜合體建筑包括辦公樓、會議中心、酒店等,總建筑面積約158000 平方米。工程地上28 層,地下整體一層,局部兩層。本工程作為當?shù)氐闹匾椖浚Y(jié)構(gòu)錯綜復雜,存在項目機電系統(tǒng)復雜繁多、各專業(yè)綜合管線多、后期運維管理難度大等特點。為了全力抓好本項目的建設,項目參與各方正在舉全企業(yè)之力,努力打造新時期的建設精品力作,展現(xiàn)科技賦能。下面主要從機電安裝角度出發(fā),對本高層建筑項目機電安裝施工難點與關(guān)鍵技術(shù)進行分析。

        2.高層建筑機電安裝施工特點與難點分析

        2.1 高層建筑機電安裝特點

        本高層建筑綜合體項目機電安裝工程與一般建筑的機電工程相比,主要存在機電設備種類多、安裝工程量大、交叉施工協(xié)調(diào)難度大、技術(shù)相對復雜、施工時間緊迫,任務繁重、電氣設備安裝質(zhì)量標準要求高等特點。具體體現(xiàn)在:垂直運輸工作量大、高區(qū)設備間井空間狹窄而導致管線密集、水電風負荷大、弱電系統(tǒng)多而調(diào)試難度大、需要配備特殊機電設備[1]。

        2.2 高層建筑機電安裝難點

        結(jié)合本項目建設任務,通過對項目具體實施機電方案進行全面分析,本項目機電安裝施工主要存在以下3 個重難點:

        2.2.1 技術(shù)相對復雜

        本高層建筑項目為當?shù)刂攸c項目,機電安裝工程面臨著設計期短、設計與施工一體化、機電模型精度要求高、智能化技術(shù)要求高、空間緊湊導致管道綜合困難巨大等問題。按期完工是本工程管控、協(xié)調(diào)重點,這需要本項目機電安裝技術(shù)應用中要以一種模型精度極高、信息整合力強且安裝效率高的先進技術(shù)進行現(xiàn)場指導機電安裝施工建造,以滿足高層建筑工程機電安裝裝配、集成、調(diào)試、運行、監(jiān)測等技術(shù)的要求高的難點管控。

        2.2.2 多專業(yè)協(xié)同難度大

        工程涵蓋機電、幕墻、鋼結(jié)構(gòu)等專業(yè),在對本項目機電深化設計需要兼顧建筑、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,提高了建筑機電安裝與這些專業(yè)的匹配性與協(xié)調(diào)性。如加強機電深化與土建結(jié)構(gòu)在孔洞預留預埋協(xié)同、設備基礎協(xié)同以及機電設備運行條件三方面的協(xié)同;加強管線規(guī)劃與吊頂標高、機電末端與精裝工程方面的協(xié)調(diào)。

        2.2.3 機電專業(yè)新技術(shù)和新設備多,調(diào)試量大

        本項目的機電設備安裝工程涉及暖通空調(diào)、電氣、通信、給排水、消防等多個領(lǐng)域,機電系統(tǒng)設計先進,新技術(shù)、新設備多,調(diào)試工作量大。對各專業(yè)的安裝、調(diào)試、試運營要求高[2]。

        3.高層建筑機電安裝施工技術(shù)優(yōu)化創(chuàng)新

        結(jié)合本高層建筑機電安裝技術(shù)特點與難點,考慮該項目機電管線施工管理易受各專業(yè)作業(yè)流程的影響及外部主體結(jié)構(gòu)限制,是一個多專業(yè)交叉的動態(tài)施工技術(shù)應用過程,所以專門制定了有別于傳統(tǒng)機電管線的技術(shù)應用創(chuàng)新模式。

        3.1 安裝標準化施工工藝推廣

        為了符合項目機電系統(tǒng)安裝過程精細化管理要求,在本項目在機電安裝工程機電安裝施工前,項目組總結(jié)類似工程遇到的問題與經(jīng)驗,同時結(jié)合本項目機電安裝施工標準和相關(guān)要求,總結(jié)出一套符合大型會議中心機電安裝標準化施工工藝。并從項目上場開始貫穿項目施工全過程,實現(xiàn)標準化項目部、標準化作業(yè)上同步推進,實現(xiàn)標準化施工指導。本項目機電安裝工程現(xiàn)場作業(yè)都以標準件為依據(jù),統(tǒng)一參照標準化施工。項目組結(jié)合項目機電安裝難度大的特點,從工藝說明、工藝流程、作業(yè)要點、標準化作業(yè)展示、勞動力組織及設備機具配備、質(zhì)量控制及檢驗多方面落實標準化作業(yè)。如針對電氣照明的管線敷設、配電箱安裝、燈具及面板安裝、通電試運行各工序的工藝說明、工藝流程、作業(yè)要點、勞動力組織及設備機具配置、質(zhì)量控制及檢驗等進行標準化說明。針對通風與空調(diào)工程的金屬風管制作與安裝、空調(diào)水系統(tǒng)管道安裝、通風及空調(diào)設備安裝各工序的工藝說明、工藝流程、作業(yè)要點、勞動力組織及設備機具配置、質(zhì)量控制及檢驗等進行標準化說明。在空調(diào)水系統(tǒng)管道安裝作業(yè)中,對套管預制加工、管道預制加工、管道支架制作與安裝、干管安裝、立管安裝、支管安裝、閥門安裝、水壓試驗、系統(tǒng)沖洗等要點進行標準化明確。在綜合布線系統(tǒng)中,從以下幾個方面進行標準作業(yè)指導:

        (1)工藝說明。綜合布線系統(tǒng)是用于建筑物或建筑群內(nèi)的傳輸網(wǎng)絡,使語音和數(shù)據(jù)通信設備、交換設備和其他信息管理系統(tǒng)彼此相連接的標準化布線系統(tǒng)。本工藝適用于一般建筑內(nèi)的綜合布線系統(tǒng)安裝施工[3]。

        (2)工藝流程。綜合布線系統(tǒng)工藝流程包括線管敷設、線纜敷設、配線架和模塊安裝、接線和面板安裝、機房調(diào)試、系統(tǒng)調(diào)試。

        (3)作業(yè)要點。綜合布線系統(tǒng)施工要點從具體操作要點、安全條件確認、環(huán)??刂埔c三方面進行落實。如線纜敷設作業(yè)要點包括:①線纜在布放前兩端應貼有標簽,以表明起始和終端位置,標簽書寫應清晰,端正和正確;②對絞線、光纜應自然、平直不得纏繞。交叉,中間不得有接頭;③非屏蔽和屏蔽4 對對絞電纜的彎曲半徑不應小于電纜外徑的4 倍,屏蔽對絞線電纜的彎曲半徑應至少為電纜外徑的6-10 倍,主干對絞電纜的彎曲半徑應至少為電纜外徑的10 倍;④2 芯或4 芯水平光纜的彎曲半徑應大于25mm;其他芯數(shù)的水平光纜、主干光纜和室外光纜的彎曲半徑不應小于光纜外徑的10 倍;⑤纜線布放,在牽引過程中,吊掛纜線的支點相隔間距不應大于1.5m[4]。

        (4)標準化作業(yè)展示。本項目標準化作業(yè)結(jié)合以往經(jīng)驗進行總結(jié),具體作業(yè)展示如下圖1 所示。

        圖1 線纜敷設

        與此同時,強化現(xiàn)場施工人員對相關(guān)標準技術(shù)規(guī)范的學習和技術(shù)交底,提升他們對“標準化施工工藝”的熟悉程度。加強管理負責人對機電安裝現(xiàn)場的指導與監(jiān)督力度,確保每個施工環(huán)節(jié)都能嚴格按照機電工程標準化施工工藝進行操作。

        當完成“標準段”施工后,項目組嚴格遵循自檢、監(jiān)理單位復驗等流程,確保當驗收合格之后,進行標準化施工推廣,形成“樣板引路,統(tǒng)一標準”機電安裝新策略。

        3.2 先進技術(shù)在項目中的應用

        在機電安裝階段,保障安裝質(zhì)量和提高工效是機電工程優(yōu)化創(chuàng)效的關(guān)鍵點。為確保一次品質(zhì)成優(yōu),本項目“BIM+樣板引路”建設模式。針對項目難點,項目BIM 工作組通過精細化管理保證了項目全生命周期應用BIM技術(shù),實現(xiàn)項目機電安裝過程的可視化、信息化和數(shù)字化。下面重點分析BIM 技術(shù)在本項目地下車庫的應用技術(shù)進行分析。

        本項目地下車庫機電工程BIM 應用主要工作內(nèi)容為:

        (1)地庫BIM 建模,主要包括結(jié)構(gòu)模型系統(tǒng)、建筑部品系統(tǒng)、建筑設備系統(tǒng)的建模;

        (2)BIM 核查與優(yōu)化,主要包括機電6 項核查優(yōu)化;

        (3)凈高分析,主要包括行車道凈高、機房出入口凈高、入戶大堂凈高、車位凈高、坡道出入口凈高的分析;

        (4)機電管線綜合,主要包括主管線排布優(yōu)化、設備安裝空間和預留洞口信息核查;

        (5)深化出圖,主要包括單專業(yè)管綜圖紙、局部三維管綜圖和全專業(yè)管綜圖紙。

        機電工程BIM 技術(shù)應用的深化階段。本階段管綜剖面運用CAD 做簡單管綜圖及分區(qū)域及CAD 各專業(yè)圖紙綜合整理,進行管線綜合剖面設計,針對于主要空間區(qū)域的剖面進行分析繪制工作,對后面的BIM 機電建模工作原則做出技術(shù)明確,同時將機電各專業(yè)管線落到同一張圖紙上,形成最終的完整的管綜平面圖。在本階段中需要對CAD 管綜圖紙中體現(xiàn)各復雜節(jié)點剖面,與甲方溝通確認,針對管線綜合剖面進行分析定案,并與甲方溝通確認最終實施方案。管線綜合及模型調(diào)整。對模型中一次機電相關(guān)的機電模型路由進行重新排布并優(yōu)化,必須保證專業(yè)間無碰撞,管道排布復核施工安裝規(guī)范要求和成本要求。預留洞圖及管線定位圖。在管線綜合調(diào)整之后的模型輸出預留洞圖及管線定位圖,要求制作成能夠打印的cad 或者PDF 的圖紙[5]。

        機電工程BIM 技術(shù)應用的專項階段。如水電避讓檢查要點:水管與電氣設備及橋架之間應進行分路避讓,設備房水電路優(yōu)化,配電柜與水管保證不小于1.5 米的安全距離。消防噴淋噴頭設置檢查要點:噴淋管道繁多,重點檢查部位在超過1.2 米的風管處,超過1.2 米的風管應上下設置噴頭,根據(jù)凈高選用安裝方式??裳b于正下方或安裝于風管兩側(cè)。安裝于風管兩側(cè)更有利于節(jié)省凈高。管線穿梁套管預留預埋分析:為滿足凈高要求,在不可避免的情況下可選用管線穿梁的方式節(jié)省凈高,在管線綜合過程中需注意以下幾點:預埋洞口直徑不應大于梁高1/3;預埋位置應避開鋼筋加密區(qū);預埋洞口應在梁截面中心位置。復雜機房專項:對于有復雜機房且合同要求對機房進行核查、排布的項目需要進行此項服務內(nèi)容。本項工作主要作用有排查設計疏漏問題,解決安裝中可能會出現(xiàn)的問題,提交成果有BIM 模型、漫游動畫及施工模擬動畫。

        機電工程施工動態(tài)的控制管理。在本項目機電工程施工中,通過BIM 技術(shù)應用可以實現(xiàn)施工過程動態(tài)的模擬,能夠?qū)⑹┕み^程生動形象地展示給管理人員,管理人員通過對該內(nèi)容進行分析研究,能夠合理的對施工過程進行調(diào)整,保障工程的建設質(zhì)量和工程進度。同時針對本項目管道構(gòu)造復雜、作業(yè)難度高的部位,進行動態(tài)模擬節(jié)點做法,進行可視化技術(shù)交底,方便技術(shù)人員和現(xiàn)場施工操作人員充分理解該部位的施工方案和重難點,提高施工可行性,避免出現(xiàn)返工情況。

        另外為了提升機電安裝施工效率和降低施工成本,本項目進行加工安裝技術(shù)和工藝上進行創(chuàng)新,實現(xiàn)科技創(chuàng)效最大化。如結(jié)合項目機電安裝環(huán)節(jié)現(xiàn)場施工需求基礎上進行支架工藝創(chuàng)新。

        3.3 質(zhì)量控制點的分級控制

        針對機電安裝過程中的一些關(guān)鍵部位、薄弱環(huán)節(jié)、重點控制的過程(消防泵房、冷水機房、組空機房、通信機房、信息機房),采取有針對性、動態(tài)的管理控制措施。

        為了促進本項目機電安裝控制更有針對性和可操作性,本項目對機電安裝管理實施分級控制。結(jié)合項目機電安裝工程現(xiàn)場特點和質(zhì)量控制點分級管理的理論,根據(jù)機電安裝工程各工序重要程度進行A、B、C 三個等級的劃分,其中A 級為本項目機電安裝工程中最為關(guān)鍵的質(zhì)量控制點,除了需要注重施工過程的質(zhì)量控制,還需要重視多參與方的檢驗環(huán)節(jié),通過多方質(zhì)量檢驗人員共同檢查確認,將質(zhì)量隱患排查;B 級為本項目機電安裝工程的次重要的質(zhì)量控制點,重點從施工單位和監(jiān)理單位入手進行質(zhì)量把控;C 級為一般的質(zhì)量控制點,重點由施工單位質(zhì)量進行質(zhì)量把控。以本項目的機電安裝的變配電系統(tǒng)為例。變配電系統(tǒng)中,接地網(wǎng)檢查試驗、變壓器的安裝檢驗、高低壓開關(guān)柜的安裝檢驗、開關(guān)聯(lián)動試驗,保護整定試驗、電纜頭制作完畢后的耐壓試驗、變電所送電檢查、高低壓開關(guān)柜空載試驗和變壓器空載試驗為A 級質(zhì)量控制點,需要嚴格遵循核查、復測、見證控制方法;變電所移交、各種設備接地檢查、預留預埋和基礎槽鋼檢查、高低壓開關(guān)柜內(nèi)二次回路檢驗、交、直流屏的安裝檢驗、電氣試驗檢查、變壓器絕緣試驗、直流電源試驗、橋架、支架安裝及電纜敷設、電纜支架進場驗收、電纜支架與接地扁鋼連接檢查、接地扁鋼與接地網(wǎng)的連接檢查、電纜進場驗收、電纜絕緣測試、電纜頭固定安裝檢查為B 級質(zhì)量控制點,需要做好核查、復測控制;支架及接地、電纜支架訂貨、電纜支架安裝檢查、電纜訂貨、電纜路徑定位檢查、電纜上架安裝工藝檢查為C 級質(zhì)量控制點,需要做好抽檢控制[6]。

        3.4 注重機電工程與其他專業(yè)交叉施工協(xié)調(diào)

        如結(jié)合本項目裝修工程用材復雜,藝術(shù)性和專業(yè)性要求高,機電工程也存在多種專業(yè)工種,兩者的協(xié)調(diào)要求高,從而形成繁雜多樣的“施工交叉界面”。為了促進這些“施工交叉界面”施工內(nèi)容實現(xiàn)良好銜接,處理好機電工程與裝修工程專業(yè)間的“交叉界面矛盾”,針對本綜合性商務中心項目,提出“施工界面管理”思路,消除機電工程與裝修工程配合過程中信息不對稱和溝通障礙等界面沖突,提升協(xié)調(diào)效率和解決機電工程與裝修工程各施工方的沖突,實現(xiàn)機電工程施工中的計劃、組織、指揮、協(xié)調(diào)管理各要素得到有效運轉(zhuǎn),實現(xiàn)不同工程和專業(yè)間的共贏局面。重點在施工前加強溝通協(xié)調(diào),進行施工界面沖突問題進行整體,然后分析界面沖突產(chǎn)生原因和對機電工程和裝修工程項目的兩方的影響,制定針對性界面沖突矛盾解決方案,最后提出改善協(xié)調(diào)溝溝通管理機制。

        結(jié)合以上提出的提出“施工界面管理”思路與協(xié)調(diào)管理機制分析,結(jié)合機電工程和裝修工程提出優(yōu)化流程和對策。如實行穿插法施工,結(jié)合裝修工程和機電工程施工周期短等特點,做好不同專業(yè)間的溝通協(xié)調(diào)管理,通過穿插法施工實現(xiàn)項目施工各生產(chǎn)要素的合理優(yōu)化,實現(xiàn)施工工期壓縮和成本降低。實行穿插法施工需要總承包單位為主導安排,編制全過程施工方案,協(xié)調(diào)修正界面矛盾,施工工序遵循從下往上組織穿插流水。如在綜合管道的專業(yè)布置上,在遵循壓力管讓無壓力管、小管讓大管、電氣在上、其他在下的交叉布置原則基礎上,合理進行各專業(yè)管道的綜合布置,主要是為了給予項目裝修工程足夠的凈空高,不影響天花的整體高度。推行“三級”協(xié)調(diào)會議制,要實現(xiàn)機電工程與裝修工程的交叉施工作業(yè)中,協(xié)調(diào)是關(guān)鍵,需要不同層次和不同專業(yè)管理人員做好溝通管理工作,并將溝通安排內(nèi)容信息明示,形成高效組織安排和時效性共享。在項目機電工程與裝修工程協(xié)調(diào)管理中推行“三級”協(xié)調(diào)會議制,包括每月例會、每周例會和每日例會。每月例會主要是項目經(jīng)理、機電工程負責人、裝修工程負責人等參加,為解決機電工程與裝修工程施工界面沖突提供新思路和方案。每周例會主要是執(zhí)行經(jīng)理、機電工程負責人、裝修工程負責人、各專業(yè)工程負責人等參加,主要針對本周內(nèi)一些界面沖突問題進行“妥協(xié)式”碰撞討論,協(xié)調(diào)好界面信息不對策問題,提高施工步伐一致性。每日例會主要是機電工程施工主管、裝修施工主管、各專業(yè)工種負責人等參加,主要對當日機電工程施工和裝修工程施工出現(xiàn)障礙沖突問題進行分析與提出解決方案。

        結(jié)語:

        機電設備的安全、可靠運行是建筑正常運營的基礎與保障,復雜的機電系統(tǒng)為施工技術(shù)應用和精細化管理帶來了巨大的挑戰(zhàn)。本文結(jié)合分析的高層綜合性高層建筑,其機電工程系統(tǒng)復雜,專業(yè)技術(shù)難度大,各專業(yè)之間交叉施工復雜,整體組織施工難度大。本文主要對本項目的特點,重點探討這類項目的機電安裝技術(shù)與施工管理創(chuàng)新策略,確保項目施工有條不紊進展,最終實現(xiàn)項目管線安裝優(yōu)化和順利開通。

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