裝配式住宅建筑給排水管線的設計分析

程誠

安徽四建控股集團有限公司 安徽 合肥 230000

引言

隨著建筑行業的發展和人們生活水平不斷提高，對物質需求要求越來越高，對建筑行業要求也隨之增高，在滿足低造價的同時對建筑質量也有非常高的要求。所以，裝配式住宅建筑應運而生可以基本滿足廣大用戶的需求，但是這種建筑方式需要給排水管線需要科學合理的生產組裝，否則極其容易出現各種故障問題。

1 裝配式住宅建筑給排水管線設計的現狀

隨著建筑行業不斷發展，各種建筑方法也都層出不窮，目前裝配式住宅建筑方法因其自身特點被廣泛應用。裝配式住宅建筑特點是在工廠將其建筑所需構件提前做好，然后再運送到建筑工地進行組裝使用，隨著我國工業技術的進步，工廠可以大批量生產裝配式住宅建筑的構件，而且其制造種類和技術也多種多樣，可以滿足不同建筑使用，相比較傳統建筑方法裝配式住宅建筑縮小了工程工作量的同時，還增加了工程進度、效率，并且比傳統建筑安全系數高出很多。另外，因為裝配式住宅建筑在組裝過程中所使用部件較少，沒有給建筑工地制造垃圾等污染物，保護了建筑環境并且比傳統建筑節省了很多資源，因此減少了工程建筑成本。

雖然裝配式建筑有著眾多優點，提升了各方面建筑性能，但同樣也給裝配式住宅建筑帶來了很多建筑弊端。如因為裝配式住宅建筑在工廠集中生產的特點，故不能因地制宜的測量、設計，單憑一些初始數據進行設計，沒有綜合建筑工程現場地理位置條件、建筑條件和環境進行綜合性考量，不能實地考察排水管線位置，作出合理布局，導致加大了排水管線設計和施工難度。在設計過程中只能通過預設計，根據預估給排水管線走向預先設計方案，在建造模板上進行修改，然后在進行生產建造裝配式住宅建筑構件，從而導致在這個過程中降低了各項數據的精準度。而且裝配式住宅建筑構件與傳統建筑不同，不能隨時隨地更改建筑構件，這就導致在建筑工程現場出現構件誤差時，只能改變排水管線，造成了許多管線不合理、不正確的拼接現象，嚴重影響了住宅建筑工程排水管線的質量[1]。

2 裝配式住宅建筑給排水管線利用設計的技術難點

裝配式住宅建筑在二十世紀初就開始影響著建筑行業，我國目前在《工業化建筑評價標準》中明確提出在我國全面推廣裝配式住宅建筑，以此來推動我國建筑行業的發展，所以，目前裝配式住宅建筑已經成為我國建筑行業重點發展方向，但是裝配式住宅建筑有很多技術難點需要建筑團隊進行攻破。尤其是在施工前設計階段，作為裝配式住宅建筑最重要的環節，因為預埋套管、孔洞管件、管道支架吊架等都需要在工廠內部集中生產完成，在設計過程中需要嚴格處理好各項細節將建筑構件與安裝分開，同時減少預留孔和預埋件。在設計過程還要充分考慮到給排水管線綜合布局，盡量減少預埋件減少管道交叉、管道穿梁板現象。

例如，在裝配式住宅建筑給排水管線進行設計時，為了保證日后各種污水雨水能夠及時排出并且維修方便，需要將排水管徑坡度盡量做大，嚴格按照排水管線設計標準建筑橫向平面上的管線不能出現任何交叉現象，當發生交叉時盡量與中心線保持垂直狀態。當給水管和排水管出現交叉時，污水管一定要建在給水管下方；在管線排列安裝時，一定要把管線用途考慮進去，避免使用時造成水質污染或腐蝕管道。安裝豎向管道時需要從上往下開始安裝，可以將給水管道、熱力管道、循環管道并排安裝，但是不可以交叉，要做好保溫措施，以免凍壞管道[2]。

3 裝配式住宅建筑給排水管線設計的優化措施

3.1 預留孔洞與預埋套管

在裝配式建筑給排水管線進行設計時，根據室內設計條件和選用建材的材質、尺寸等對給水管道和消防管道之間設計預留洞和預埋套管。需要在承重墻上留好預留洞口以便給水管道穿墻施工，確保排水管道可以順利通過承重墻，另外，根據實際情況提前將排水管線的套管提前埋好。在設計地下室外墻時，需要根據工程建筑情況提前預留套管位置，并且根據工程要求選擇剛性或柔性的防水套管，在選材上一定要嚴格根據標準進行選擇，避免日后使用時出現用水排水問題。當排水管線穿過樓板時，需提前預留套管，按照施工要求預留適合管道通過的外徑。但是在設計和施工過程中，盡量避免排水管道穿過樓板，同時在建筑工地盡量減少預留孔洞與預埋件，可以采用同層排水的管線設計，在一定程度上可以適當減少。

3.2 預埋管道附件

在裝配式住宅建筑設計排水管線時，經常因為設計問題導致預留孔洞或預埋套管與實際施工過程不相符現象，所以在排水管道設計中，對于一些管道附件進行預埋，或者直接將不容易安裝的附件預留洞進行安裝，這種預埋管道附件方法可以有效減少預留孔洞和預埋套管在實際應用中的誤差，使住宅建筑可以順利實施。另外對于空調板、陽臺板、屋面這幾處需要極其重視，這幾處因經常使用預埋套管和預留孔洞極其容易出現錯誤，同時在預埋和預留時需要嚴格把控預留件的安全問題，防止出現損壞、腐蝕或堵塞現象，為裝配式住宅建筑打好安裝基礎，提高建筑工程質量。

3.3 管道支吊架

管道支架需要起到支撐和連接作用，所以在選材時需要嚴格按照規定根據用途和質量進行選擇，并且提前確定好支吊架的間距和要求再進行設計。為了安全和統一標準可以根據國家建筑標準進行建造，確保建筑科學合理性。管道兩端要固定支吊架，橫管兩個接頭之間也需要支吊架支撐，管道轉彎時也需要支吊架支撐，尤其要注意支撐點不能安置在接頭上，并且在給水點等重要位置要使用金屬管或吊架固定。建筑中冷熱水混用情況，需要根據使用標準和要求，安置支吊架并且需要滿足管道伸縮問題。混凝土構件在工廠生產之后需要在建筑工地進行澆筑連接，管道支架與預埋件定位需要滿足建筑墻面與結構整體設計要求，要留出足夠的空間給金屬件和混凝土澆筑。

3.4 給水和排水設計

給水與排水設計分為生活給水系統、生活排水系統、雨水排水系統，每一個環節都需要在裝配式住宅建筑給排水管道設計中做好精確計算和設計，主要設計方法如下：生活給水系統設計，首先需要在構件生產和給水管線設計過程中對管道進行精確定位和確定預留管道空間。其次，如果設計失誤一旦發現定位不準確需要及時進行重新測量和設計，立即進行開槽補救。最后，在工廠生產過程中為了確保其精準率，將可預埋管道先預埋到預制構件內，在安裝時只需要將接口與交界處進行連接即可。在設計和生產過程中還需要額外注意管線質量問題，因為其生產程序較大較煩瑣，一旦出現故障問題很難進行補救和維修，即使進行了維修同樣會浪費大量建材，增加了造價成本。或者在設計初期采用可更換管道預埋技術，但是對于管材要求較高會增加一部分成本。

生活排水系統中同層排水不能跨越本層結構樓板到其他層的排水方式，降板會加大同層排水難度，容易泄露大量污水，而墻排式的同層排水無法設置在距離較遠的位置。還有一種是較為傳統的下層排水，需要在工廠完成排水預留孔洞澆筑工作，雖然造價低并且在施工現場安裝簡單，但是這種排水方法給后期維修帶來了極大困難。在排水系統上裝配式住宅建筑可以選擇復制單元生活排水系統，在建筑過程中只需要按照不同標準流程操作，避免交叉和上下層平面布局較大問題即可。這種建筑方法不僅提高了排水系統的安全性能還減少了滲水和漏水問題，并且同時具有同層排水和下層排水的優點，非常適合裝配式住宅建筑中排水管線使用。

雨水排水系統中的雨水管道的數量和位置需要根據排水數量和區域來選擇，因為裝配式住宅建筑的基本構建大部分都是在工廠生產的，所以需要建筑設計者充分結合建筑地的地形特點、排水特點、氣候條件等進行綜合性考量。同時還要考慮到建筑物外墻管道設計方式，減少管道之間互相影響，對雨水管道坡度進行適當調節，并且集中布置立管，將雨水科學合理的引入到集中管井中。

3.5 使用BIM技術

在裝配式住宅建筑給排水管線設計中BIM技術起到了至關重要的作用，為設計初期和施工都做好了充足的準備，并且提供了極大的便利條件，減少了設計和施工誤差。BIM技術在裝配式住宅建筑給排水管線設計的優勢有以下幾點。第一，BIM技術具有非常好的直觀和實時性能，保證了工程信息在傳遞過程中的完整、統一和實效。第二，BIM在繪制技術上是站在全局觀念上進行分析和處理，全面把控了工程建筑中給排水管線的細節，并對其細節部分修改起來比傳統設計修改要簡單很多。第三，BIM視圖技術，在整體設計過程中可以將設計方法和原理清晰呈現，并且會形成非常具體的建筑模型，設計人員可以根據模型進行繪制和修改。第四，BIM模型可以通過體感交互直觀看到給排水管線分布情況，并且可以模擬出日后在建設乃至使用過程中所遇到的問題，進行科學合理的修改。第五，BIM技術通過漫游功能模擬出建筑內部構造以及管線走向，對于整體建筑布局都會非常清晰呈現，有利于設計者不在工地現場也可以參照模型進行合理規劃。

BIM技術對排水管線的安裝涉及排水橫管、立管和支管的位置、高度、坡度等信息進行綜合評估，這對于空間管線布置及設備連接有很大幫助，避免了人為疏忽造成的錯誤或遺漏，并且可以對不同類型的管道參數進行設定或者先選定一個管道參數后期再調整與修改。BIM技術能夠自動生成三維視圖，將系統圖與平面圖設計進行統一處理。簡化之前煩瑣的工作流程并且提高準確率。

例如，在傳統繪制技術下當某一個管道出現問題時所有設計圖紙都需要作出相應的修改，非常的耗費時間和精力并且極其容易出錯，BIM模型在進行修改某一處設計信息時，其系統內部會自動分析修改信息，對整體設計模型進行修改的同時還會對修改內容進行評估是否合理，如果出現不合理情況系統會自動作出提示，并且設計者還可以對設計模型所修改區域進行多角度的觀察，利用可視化功能可以對平面圖、截面圖、三維視圖等進行細節放大或縮小進一步的進行優化設計方案。

BIM技術對管線碰撞交叉檢查具有重要作用，當建立好裝配式住宅排水管線模型后需要對整體管線設計進行系統排查，BIM技術具有自動碰撞檢查功能，將所有基礎信息、數據和排查要求輸入到系統當中，就可以對初始三維信息模型進行系統的檢查，科學合理的排查給排水管線交叉問題。在這個過程中設計者也可以再對模型進行深入觀察以免出現錯誤，深入分析建筑工程所有層面，對可能出現的問題進行提早發現并且預防，同時模擬安裝流程確保其順利安裝，有利于提高生產模型與實地應用的匹配度和建筑工程的質量。

另外，在檢查和修復完裝配式住宅給排水管線模型后，可以通過BIM技術對管線計量進行分析和計算，可以清晰統計出在整個裝配式住宅給排水管線模型設計過程中的管線和給排水系統具體的構件數量。裝配式住宅給排水管線模型可以清晰呈現出每個區域、每個樓層、每個房間所需要的管線數量、屬性、材質等，并且自動生成一份詳細的管材用量表。減輕了設計人員工作難度和壓力，簡化了工作流程，提供了非常準確的參考資料。所以BIM技術在裝配式住宅建筑給排水管線設計中具有非常大的設計優勢，將傳統工程建筑中存在的問題做到了科學合理的解決，及早發現及早處理，減少了工程失誤，節省了建筑工期，對裝配式住宅建筑做出了巨大貢獻[3]。

4 結束語

綜上所述，隨著建筑行業不斷發展施工團隊和設計團隊利用現代化技術和科學合理的設計方案對裝配式住宅建筑的排水管線進一步優化，使其具備良好的給水和排水功能，在保證其工程建筑安全質量的同時提高了整體工程進度，對裝配式住宅建筑具有極大的影響，為建筑行業打下堅實基礎促進了建筑行業發展。