論機電系統(tǒng)專業(yè)在裝配式建筑下的應(yīng)用研究

李帥 孫海碧 譚天平 張洪坤 張強

中建八局第二建設(shè)有限公司 山東濟南 250000

“設(shè)計、施工、裝配式一體化”作為建筑工業(yè)化發(fā)展的“三個一體化”論之一是我國建筑工業(yè)化發(fā)展的必備因素，在國務(wù)院在2016年印發(fā)的《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》中提出，政府將加大對新式建筑的支持力度，爭取10年內(nèi)裝配式建筑所占的比例在新建建筑中達到30%，因此，裝配式建筑將在我國建筑市場即全球最大的建筑市場中扮演者極其重要的角色。

在目前建筑工業(yè)化發(fā)展中主要表現(xiàn)形式為預(yù)制裝配式建筑，該裝配式建筑為工廠加工預(yù)制現(xiàn)場拼裝裝配，而機電系統(tǒng)作為完整且獨立存在的系統(tǒng)，采取預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)，在材料、質(zhì)量、工期、安全、成本、環(huán)保等方面具有顯著優(yōu)點。同時響應(yīng)國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，從標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、工廠化生產(chǎn)、裝配式施工、信息化管理，最終達到工廠化大規(guī)模定制生產(chǎn)這一系列標(biāo)準(zhǔn)化流程已成推動建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢。

1 前期技術(shù)準(zhǔn)備

在現(xiàn)有的預(yù)制裝配式住宅體系下，機電系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵之處在于，通過利用合理的豎井布置及管線排布，有效將管線占用空間高度降低，最大限度地在滿足管線可維修和更新的情況下降低成本。而實現(xiàn)該項關(guān)鍵最重要、最清晰、最直觀的手段是依托BIM技術(shù)建模。作為一項數(shù)字化工具，BIM技術(shù)通過參數(shù)化的模型將各類相關(guān)建造管理的數(shù)據(jù)、信息整合，從項目策劃開始，貫穿至生產(chǎn)、施工、運行和維護的項目全過程，有效實現(xiàn)裝配式建筑全生命周期的管理和控制，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了施工成本，優(yōu)化了項目工期。

BIM技術(shù)的應(yīng)用可以在項目施工全過程全方位上都有體現(xiàn)，尤其在建筑設(shè)計階段、生產(chǎn)制造階段、建造施工階段、運營維護階段表現(xiàn)尤為顯著，可為建設(shè)方、設(shè)計方、生產(chǎn)方、施工方等相關(guān)協(xié)同工作提供便利。從整體裝配式機電系統(tǒng)來看，在前期檢驗各管線排布的協(xié)同工作及碰撞檢查的BIM模型建立，中期預(yù)制構(gòu)件的現(xiàn)場管理、施工模擬仿真以及施工質(zhì)量進度的成本控制，后期的運營維護，BIM技術(shù)可以起到舉足輕重的作用。同時借助BIM技術(shù)，能避免裝配式建筑“錯、漏、碰、缺”等施工問題，實現(xiàn)裝配式建筑一體化的協(xié)同管理，有效提升裝配式建筑整體建造及管理水平[1]。

作為21世紀(jì)建筑業(yè)改革的重要武器，BIM技術(shù)將成為裝配式建筑的發(fā)動機，加速建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，將建筑產(chǎn)業(yè)的工業(yè)化、信息化不僅局限于“紙上談兵”，更實現(xiàn)、融入到現(xiàn)實生活中。然而盡僅在裝配式建筑機電系統(tǒng)中，BIM技術(shù)的應(yīng)用仍存在許多困難，相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不完善、人才培養(yǎng)不重視、社會行業(yè)認可度低等等，實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，想要BIM技術(shù)與現(xiàn)有裝配式建筑中的機電系統(tǒng)完全無縫結(jié)合，只有在實踐中繼續(xù)完善。

2 施工實踐應(yīng)用

現(xiàn)階段想要改變裝配式機電系統(tǒng)技術(shù)的現(xiàn)狀可以通過采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計部品化建造的思路，運用成套技術(shù)集成體系對標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、工廠化設(shè)計、裝配化施工與社會化供應(yīng)相整合，結(jié)合現(xiàn)場機電系統(tǒng)裝配式的實際施工提煉出一套整體的住宅機電系統(tǒng)解決方案。其中，在現(xiàn)場實際施工生產(chǎn)中，電氣管線和給排水系統(tǒng)是機電系統(tǒng)裝配式所占比重最大的兩部分，因此，深入對電氣管線和給排水系統(tǒng)在裝配式建筑中的研究是機電系統(tǒng)裝配式必不可少的步驟。

2.1 電氣管線

電氣管線排布不管在傳統(tǒng)建筑還是在新型裝配式建筑中都占有相當(dāng)大的比重，而施工后期的機電系統(tǒng)所產(chǎn)生最多的施工問題便是施工前期電氣管線的預(yù)留預(yù)埋工作是否做好。在裝配式建筑中，對于疊合樓板的水平線管，是敷設(shè)在疊合板之上的混凝土現(xiàn)澆層中的，而混凝土現(xiàn)澆層除考慮結(jié)構(gòu)承重等安全因素之外便是電氣管線的走線方式及要求，因此管線優(yōu)化必不可少，減少管線交叉是電氣設(shè)計的關(guān)鍵；針對于一次澆筑成型的預(yù)制墻構(gòu)件，豎直的電氣管線在預(yù)制墻體內(nèi)的疏通問題，廠家生產(chǎn)預(yù)構(gòu)件時存在澆灌混凝土模具時堵塞管線問題，同時在與水平管線連接處的機械手孔位置必須要按照圖紙與水平管線對照準(zhǔn)確，施工過程中的任何一點尺寸差錯都將對現(xiàn)時或日后的工程造成不可估量的損失及影響[2]。

2.2 給排水系統(tǒng)

對于給水管，在公共建筑中優(yōu)先選擇吊頂敷設(shè)，住宅一般設(shè)置在樓板平層或者架空地板下方（有吊頂選擇吊頂）采取墻體內(nèi)暗敷的方式，有必要在墻板上開槽時需注意豎向開槽而不要橫向開槽；針對排水系統(tǒng)，預(yù)制裝配式構(gòu)件通常會將孔洞按照圖紙?zhí)峁┑某叽珙A(yù)留出來，精裝修圖紙和PC構(gòu)件圖紙的對照好壞會對后期施工產(chǎn)生巨大影響，確保工程專業(yè)圖紙標(biāo)準(zhǔn)尺度同實際的尺度相符合，對出現(xiàn)尺寸差別的工程項目及時修正。針對于排水系統(tǒng)，同層排水和異層排水是預(yù)制裝配式在排水系統(tǒng)中最重要的兩個需要注意的方面，其中同層排水相對于異層排水對于預(yù)制裝配式構(gòu)件的生產(chǎn)難度大很多。在同層排水系統(tǒng)中，施工只需要考慮排水立管的設(shè)置，排水支管需要將排水三通預(yù)留出；而在異層排水系統(tǒng)中，衛(wèi)生器具的排水管洞一定是按照精裝修圖紙來進行定位，嚴(yán)格遵守產(chǎn)品樣品和國家標(biāo)準(zhǔn)安裝圖集[3]。

當(dāng)前的機電系統(tǒng)裝配式無論在施工技術(shù)還是后期使用上遠沒有達到成熟階段，其中深入現(xiàn)場，從實踐應(yīng)用中探索機電裝配式是最直接最有效最有成果的路徑。

3 技術(shù)經(jīng)驗總結(jié)

（1）在機電系統(tǒng)裝配式設(shè)計中必須注意設(shè)備及材料的通用化。設(shè)備及部件的規(guī)格、型號將導(dǎo)致預(yù)制裝配式構(gòu)件生產(chǎn)的不統(tǒng)一，應(yīng)盡量減少尺寸的變化，同時在預(yù)制構(gòu)件到場之后，第一時間檢查預(yù)制構(gòu)件上的點位位置及數(shù)量，確保施工能正常進行。

（2）現(xiàn)階段的新型裝配式建筑中的住宅，基本都采用精裝交房模式，在設(shè)計時務(wù)必對照好建筑圖紙與精裝修圖紙，機電點位的不一致將導(dǎo)致施工現(xiàn)場寸步難行，同時在設(shè)計方應(yīng)在管線穿梁、板、墻時將水平定位尺寸及安裝高度標(biāo)注好，方便預(yù)制構(gòu)件廠家生產(chǎn)時孔洞的預(yù)留。

（3）在裝配式預(yù)構(gòu)件廠家生產(chǎn)的過程中，注意線管、線盒的成品保護問題以及堵塞疏通問題，線盒損壞修改困難，線管澆筑在混凝土里面，需要疏通難度極大，該兩種問題的產(chǎn)生警示廠家自身要做好一定的品質(zhì)把控。

（4）當(dāng)前機電系統(tǒng)裝配式的管線都是預(yù)留預(yù)埋在預(yù)制構(gòu)件內(nèi)混凝土一次澆筑成型的，對以后的維修會有較大的難度，考慮采用新工藝，可參照日本KSI住宅經(jīng)驗，將機電系統(tǒng)與裝配式主體結(jié)構(gòu)分離，或吊頂內(nèi)安裝或利用貼面墻技術(shù)或采取排水集合器技術(shù)，盡量減少預(yù)制構(gòu)件內(nèi)的電氣管線。

（5）在樓板內(nèi)暗敷管線施工時需要注意的是施工工序的問題，該電氣管線鋪設(shè)是在樓板的第一層鋼筋網(wǎng)完畢之后進行的，然后土建會繼續(xù)進行第二層鋼筋網(wǎng)的鋪設(shè)，把握好最佳的管線鋪設(shè)時間，施工進度跟進，保證工期正常進行。

（6）在預(yù)制構(gòu)件安裝時，一定嚴(yán)格按照設(shè)計方案及設(shè)計圖紙進行，遵守國家設(shè)計規(guī)范及安裝要求進行安裝，提升效率，減少浪費，節(jié)約成本[4]。最后在全部安裝完畢后，工完場清并且仔細檢查，之后進行調(diào)試。

4 結(jié)語

基于新型建筑工業(yè)化大力發(fā)展的形勢下，機電系統(tǒng)作為裝配式建筑系統(tǒng)四大子系統(tǒng)之一是裝配式建筑的重要組成部分，機電系統(tǒng)實現(xiàn)其設(shè)計、加工、裝配一體化對整個裝配式建筑工業(yè)化發(fā)展有著重大意義。同時機電系統(tǒng)裝配式是新型建筑的一種全新的建筑形式，對于提升經(jīng)濟效率、改善傳統(tǒng)工藝、優(yōu)化資源分配有著極其重要的作用。