論機(jī)電系統(tǒng)專(zhuān)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(qiáng)

中建八局第二建設(shè)有限公司 山東濟(jì)南 250000

“設(shè)計(jì)、施工、裝配式一體化”作為建筑工業(yè)化發(fā)展的“三個(gè)一體化”論之一是我國(guó)建筑工業(yè)化發(fā)展的必備因素，在國(guó)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(jiàn)》中提出，政府將加大對(duì)新式建筑的支持力度，爭(zhēng)取10年內(nèi)裝配式建筑所占的比例在新建建筑中達(dá)到30%，因此，裝配式建筑將在我國(guó)建筑市場(chǎng)即全球最大的建筑市場(chǎng)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(chǎng)拼裝裝配，而機(jī)電系統(tǒng)作為完整且獨(dú)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(diǎn)。同時(shí)響應(yīng)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，從標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配式施工、信息化管理，最終達(dá)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(dòng)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

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(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之處在于，通過(guò)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(mǎn)足管線可維修和更新的情況下降低成本。而實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)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(xiàng)數(shù)字化工具，BIM技術(shù)通過(guò)參數(shù)化的模型將各類(lèi)相關(guān)建造管理的數(shù)據(jù)、信息整合，從項(xiàng)目策劃開(kāi)始，貫穿至生產(chǎn)、施工、運(yùn)行和維護(hù)的項(xiàng)目全過(guò)程，有效實(shí)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(xiàng)目工期。

BIM技術(shù)的應(yīng)用可以在項(xiàng)目施工全過(guò)程全方位上都有體現(xiàn)，尤其在建筑設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)制造階段、建造施工階段、運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段表現(xiàn)尤為顯著，可為建設(shè)方、設(shè)計(jì)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(jī)電系統(tǒng)來(lái)看，在前期檢驗(yàn)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(chǎng)管理、施工模擬仿真以及施工質(zhì)量進(jìn)度的成本控制，后期的運(yùn)營(yíng)維護(hù)，BIM技術(shù)可以起到舉足輕重的作用。同時(shí)借助BIM技術(shù)，能避免裝配式建筑“錯(cuò)、漏、碰、缺”等施工問(wèn)題，實(shí)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(dòng)機(jī)，加速建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，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(shí)現(xiàn)、融入到現(xiàn)實(shí)生活中。然而盡僅在裝配式建筑機(jī)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(huì)行業(yè)認(rèn)可度低等等，實(shí)踐是檢驗(yàn)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(jī)電系統(tǒng)完全無(wú)縫結(jié)合，只有在實(shí)踐中繼續(xù)完善。

2 施工實(shí)踐應(yīng)用

現(xiàn)階段想要改變裝配式機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的現(xiàn)狀可以通過(guò)采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)部品化建造的思路，運(yùn)用成套技術(shù)集成體系對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化設(shè)計(jì)、裝配化施工與社會(huì)化供應(yīng)相整合，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)機(jī)電系統(tǒng)裝配式的實(shí)際施工提煉出一套整體的住宅機(jī)電系統(tǒng)解決方案。其中，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工生產(chǎn)中，電氣管線和給排水系統(tǒng)是機(jī)電系統(tǒng)裝配式所占比重最大的兩部分，因此，深入對(duì)電氣管線和給排水系統(tǒng)在裝配式建筑中的研究是機(jī)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(jī)電系統(tǒng)所產(chǎn)生最多的施工問(wèn)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(duì)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(jì)的關(guān)鍵；針對(duì)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(wèn)題，廠家生產(chǎn)預(yù)構(gòu)件時(shí)存在澆灌混凝土模具時(shí)堵塞管線問(wèn)題，同時(shí)在與水平管線連接處的機(jī)械手孔位置必須要按照?qǐng)D紙與水平管線對(duì)照準(zhǔn)確，施工過(guò)程中的任何一點(diǎn)尺寸差錯(cuò)都將對(duì)現(xiàn)時(shí)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(duì)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(kāi)槽時(shí)需注意豎向開(kāi)槽而不要橫向開(kāi)槽；針對(duì)排水系統(tǒng)，預(yù)制裝配式構(gòu)件通常會(huì)將孔洞按照?qǐng)D紙?zhí)峁┑某叽珙A(yù)留出來(lái)，精裝修圖紙和PC構(gòu)件圖紙的對(duì)照好壞會(huì)對(duì)后期施工產(chǎn)生巨大影響，確保工程專(zhuān)業(yè)圖紙標(biāo)準(zhǔn)尺度同實(shí)際的尺度相符合，對(duì)出現(xiàn)尺寸差別的工程項(xiàng)目及時(shí)修正。針對(duì)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(gè)需要注意的方面，其中同層排水相對(duì)于異層排水對(duì)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(lái)進(jìn)行定位，嚴(yán)格遵守產(chǎn)品樣品和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)安裝圖集[3]。

當(dāng)前的機(jī)電系統(tǒng)裝配式無(wú)論在施工技術(shù)還是后期使用上遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到成熟階段，其中深入現(xiàn)場(chǎng)，從實(shí)踐應(yīng)用中探索機(jī)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(yàn)總結(jié)

（1）在機(jī)電系統(tǒng)裝配式設(shè)計(jì)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(hào)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(shí)在預(yù)制構(gòu)件到場(chǎng)之后，第一時(shí)間檢查預(yù)制構(gòu)件上的點(diǎn)位位置及數(shù)量，確保施工能正常進(jìn)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(jì)時(shí)務(wù)必對(duì)照好建筑圖紙與精裝修圖紙，機(jī)電點(diǎn)位的不一致將導(dǎo)致施工現(xiàn)場(chǎng)寸步難行，同時(shí)在設(shè)計(jì)方應(yīng)在管線穿梁、板、墻時(shí)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(shí)孔洞的預(yù)留。

（3）在裝配式預(yù)構(gòu)件廠家生產(chǎn)的過(guò)程中，注意線管、線盒的成品保護(hù)問(wèn)題以及堵塞疏通問(wèn)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(wèn)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(jī)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(duì)以后的維修會(huì)有較大的難度，考慮采用新工藝，可參照日本KSI住宅經(jīng)驗(yàn)，將機(jī)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(shí)需要注意的是施工工序的問(wèn)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(jìn)行的，然后土建會(huì)繼續(xù)進(jìn)行第二層鋼筋網(wǎng)的鋪設(shè)，把握好最佳的管線鋪設(shè)時(shí)間，施工進(jìn)度跟進(jìn)，保證工期正常進(jìn)行。

（6）在預(yù)制構(gòu)件安裝時(shí)，一定嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案及設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行，遵守國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范及安裝要求進(jìn)行安裝，提升效率，減少浪費(fèi)，節(jié)約成本[4]。最后在全部安裝完畢后，工完場(chǎng)清并且仔細(xì)檢查，之后進(jìn)行調(diào)試。

4 結(jié)語(yǔ)

基于新型建筑工業(yè)化大力發(fā)展的形勢(shì)下，機(jī)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(jī)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)、加工、裝配一體化對(duì)整個(gè)裝配式建筑工業(yè)化發(fā)展有著重大意義。同時(shí)機(jī)電系統(tǒng)裝配式是新型建筑的一種全新的建筑形式，對(duì)于提升經(jīng)濟(jì)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。