裝配式住宅建筑給排水管線的設(shè)計(jì)分析

程誠

安徽四建控股集團(tuán)有限公司 安徽 合肥 230000

引言

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展和人們生活水平不斷提高，對(duì)物質(zhì)需求要求越來越高，對(duì)建筑行業(yè)要求也隨之增高，在滿足低造價(jià)的同時(shí)對(duì)建筑質(zhì)量也有非常高的要求。所以，裝配式住宅建筑應(yīng)運(yùn)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(xué)合理的生產(chǎn)組裝，否則極其容易出現(xiàn)各種故障問題。

1 裝配式住宅建筑給排水管線設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

隨著建筑行業(yè)不斷發(fā)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(diǎn)被廣泛應(yīng)用。裝配式住宅建筑特點(diǎn)是在工廠將其建筑所需構(gòu)件提前做好，然后再運(yùn)送到建筑工地進(jìn)行組裝使用，隨著我國工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，工廠可以大批量生產(chǎn)裝配式住宅建筑的構(gòu)件，而且其制造種類和技術(shù)也多種多樣，可以滿足不同建筑使用，相比較傳統(tǒng)建筑方法裝配式住宅建筑縮小了工程工作量的同時(shí)，還增加了工程進(jìn)度、效率，并且比傳統(tǒng)建筑安全系數(shù)高出很多。另外，因?yàn)檠b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(hù)了建筑環(huán)境并且比傳統(tǒng)建筑節(jié)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(yōu)點(diǎn)，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?yàn)檠b配式住宅建筑在工廠集中生產(chǎn)的特點(diǎn)，故不能因地制宜的測(cè)量、設(shè)計(jì)，單憑一些初始數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，沒有綜合建筑工程現(xiàn)場(chǎng)地理位置條件、建筑條件和環(huán)境進(jìn)行綜合性考量，不能實(shí)地考察排水管線位置，作出合理布局，導(dǎo)致加大了排水管線設(shè)計(jì)和施工難度。在設(shè)計(jì)過程中只能通過預(yù)設(shè)計(jì)，根據(jù)預(yù)估給排水管線走向預(yù)先設(shè)計(jì)方案，在建造模板上進(jìn)行修改，然后在進(jìn)行生產(chǎn)建造裝配式住宅建筑構(gòu)件，從而導(dǎo)致在這個(gè)過程中降低了各項(xiàng)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。而且裝配式住宅建筑構(gòu)件與傳統(tǒng)建筑不同，不能隨時(shí)隨地更改建筑構(gòu)件，這就導(dǎo)致在建筑工程現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)構(gòu)件誤差時(shí)，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(xiàn)象，嚴(yán)重影響了住宅建筑工程排水管線的質(zhì)量[1]。

2 裝配式住宅建筑給排水管線利用設(shè)計(jì)的技術(shù)難點(diǎn)

裝配式住宅建筑在二十世紀(jì)初就開始影響著建筑行業(yè)，我國目前在《工業(yè)化建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中明確提出在我國全面推廣裝配式住宅建筑，以此來推動(dòng)我國建筑行業(yè)的發(fā)展，所以，目前裝配式住宅建筑已經(jīng)成為我國建筑行業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向，但是裝配式住宅建筑有很多技術(shù)難點(diǎn)需要建筑團(tuán)隊(duì)進(jìn)行攻破。尤其是在施工前設(shè)計(jì)階段，作為裝配式住宅建筑最重要的環(huán)節(jié)，因?yàn)轭A(yù)埋套管、孔洞管件、管道支架吊架等都需要在工廠內(nèi)部集中生產(chǎn)完成，在設(shè)計(jì)過程中需要嚴(yán)格處理好各項(xiàng)細(xì)節(jié)將建筑構(gòu)件與安裝分開，同時(shí)減少預(yù)留孔和預(yù)埋件。在設(shè)計(jì)過程還要充分考慮到給排水管線綜合布局，盡量減少預(yù)埋件減少管道交叉、管道穿梁板現(xiàn)象。

例如，在裝配式住宅建筑給排水管線進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證日后各種污水雨水能夠及時(shí)排出并且維修方便，需要將排水管徑坡度盡量做大，嚴(yán)格按照排水管線設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)建筑橫向平面上的管線不能出現(xiàn)任何交叉現(xiàn)象，當(dāng)發(fā)生交叉時(shí)盡量與中心線保持垂直狀態(tài)。當(dāng)給水管和排水管出現(xiàn)交叉時(shí)，污水管一定要建在給水管下方；在管線排列安裝時(shí)，一定要把管線用途考慮進(jìn)去，避免使用時(shí)造成水質(zhì)污染或腐蝕管道。安裝豎向管道時(shí)需要從上往下開始安裝，可以將給水管道、熱力管道、循環(huán)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(shè)計(jì)的優(yōu)化措施

3.1 預(yù)留孔洞與預(yù)埋套管

在裝配式建筑給排水管線進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)室內(nèi)設(shè)計(jì)條件和選用建材的材質(zhì)、尺寸等對(duì)給水管道和消防管道之間設(shè)計(jì)預(yù)留洞和預(yù)埋套管。需要在承重墻上留好預(yù)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(jù)實(shí)際情況提前將排水管線的套管提前埋好。在設(shè)計(jì)地下室外墻時(shí)，需要根據(jù)工程建筑情況提前預(yù)留套管位置，并且根據(jù)工程要求選擇剛性或柔性的防水套管，在選材上一定要嚴(yán)格根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇，避免日后使用時(shí)出現(xiàn)用水排水問題。當(dāng)排水管線穿過樓板時(shí)，需提前預(yù)留套管，按照施工要求預(yù)留適合管道通過的外徑。但是在設(shè)計(jì)和施工過程中，盡量避免排水管道穿過樓板，同時(shí)在建筑工地盡量減少預(yù)留孔洞與預(yù)埋件，可以采用同層排水的管線設(shè)計(jì)，在一定程度上可以適當(dāng)減少。

3.2 預(yù)埋管道附件

在裝配式住宅建筑設(shè)計(jì)排水管線時(shí)，經(jīng)常因?yàn)樵O(shè)計(jì)問題導(dǎo)致預(yù)留孔洞或預(yù)埋套管與實(shí)際施工過程不相符現(xiàn)象，所以在排水管道設(shè)計(jì)中，對(duì)于一些管道附件進(jìn)行預(yù)埋，或者直接將不容易安裝的附件預(yù)留洞進(jìn)行安裝，這種預(yù)埋管道附件方法可以有效減少預(yù)留孔洞和預(yù)埋套管在實(shí)際應(yīng)用中的誤差，使住宅建筑可以順利實(shí)施。另外對(duì)于空調(diào)板、陽臺(tái)板、屋面這幾處需要極其重視，這幾處因經(jīng)常使用預(yù)埋套管和預(yù)留孔洞極其容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，同時(shí)在預(yù)埋和預(yù)留時(shí)需要嚴(yán)格把控預(yù)留件的安全問題，防止出現(xiàn)損壞、腐蝕或堵塞現(xiàn)象，為裝配式住宅建筑打好安裝基礎(chǔ)，提高建筑工程質(zhì)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(shí)需要嚴(yán)格按照規(guī)定根據(jù)用途和質(zhì)量進(jìn)行選擇，并且提前確定好支吊架的間距和要求再進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了安全和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)可以根據(jù)國家建筑標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建造，確保建筑科學(xué)合理性。管道兩端要固定支吊架，橫管兩個(gè)接頭之間也需要支吊架支撐，管道轉(zhuǎn)彎時(shí)也需要支吊架支撐，尤其要注意支撐點(diǎn)不能安置在接頭上，并且在給水點(diǎn)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(jù)使用標(biāo)準(zhǔn)和要求，安置支吊架并且需要滿足管道伸縮問題?；炷翗?gòu)件在工廠生產(chǎn)之后需要在建筑工地進(jìn)行澆筑連接，管道支架與預(yù)埋件定位需要滿足建筑墻面與結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)

給水與排水設(shè)計(jì)分為生活給水系統(tǒng)、生活排水系統(tǒng)、雨水排水系統(tǒng)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要在裝配式住宅建筑給排水管道設(shè)計(jì)中做好精確計(jì)算和設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)方法如下：生活給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，首先需要在構(gòu)件生產(chǎn)和給水管線設(shè)計(jì)過程中對(duì)管道進(jìn)行精確定位和確定預(yù)留管道空間。其次，如果設(shè)計(jì)失誤一旦發(fā)現(xiàn)定位不準(zhǔn)確需要及時(shí)進(jìn)行重新測(cè)量和設(shè)計(jì)，立即進(jìn)行開槽補(bǔ)救。最后，在工廠生產(chǎn)過程中為了確保其精準(zhǔn)率，將可預(yù)埋管道先預(yù)埋到預(yù)制構(gòu)件內(nèi)，在安裝時(shí)只需要將接口與交界處進(jìn)行連接即可。在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中還需要額外注意管線質(zhì)量問題，因?yàn)槠渖a(chǎn)程序較大較煩瑣，一旦出現(xiàn)故障問題很難進(jìn)行補(bǔ)救和維修，即使進(jìn)行了維修同樣會(huì)浪費(fèi)大量建材，增加了造價(jià)成本?；蛘咴谠O(shè)計(jì)初期采用可更換管道預(yù)埋技術(shù)，但是對(duì)于管材要求較高會(huì)增加一部分成本。

生活排水系統(tǒng)中同層排水不能跨越本層結(jié)構(gòu)樓板到其他層的排水方式，降板會(huì)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(shè)置在距離較遠(yuǎn)的位置。還有一種是較為傳統(tǒng)的下層排水，需要在工廠完成排水預(yù)留孔洞澆筑工作，雖然造價(jià)低并且在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝簡(jiǎn)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(tǒng)上裝配式住宅建筑可以選擇復(fù)制單元生活排水系統(tǒng)，在建筑過程中只需要按照不同標(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)的安全性能還減少了滲水和漏水問題，并且同時(shí)具有同層排水和下層排水的優(yōu)點(diǎn)，非常適合裝配式住宅建筑中排水管線使用。

雨水排水系統(tǒng)中的雨水管道的數(shù)量和位置需要根據(jù)排水?dāng)?shù)量和區(qū)域來選擇，因?yàn)檠b配式住宅建筑的基本構(gòu)建大部分都是在工廠生產(chǎn)的，所以需要建筑設(shè)計(jì)者充分結(jié)合建筑地的地形特點(diǎn)、排水特點(diǎn)、氣候條件等進(jìn)行綜合性考量。同時(shí)還要考慮到建筑物外墻管道設(shè)計(jì)方式，減少管道之間互相影響，對(duì)雨水管道坡度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，并且集中布置立管，將雨水科學(xué)合理的引入到集中管井中。

3.5 使用BIM技術(shù)

在裝配式住宅建筑給排水管線設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)起到了至關(guān)重要的作用，為設(shè)計(jì)初期和施工都做好了充足的準(zhǔn)備，并且提供了極大的便利條件，減少了設(shè)計(jì)和施工誤差。BIM技術(shù)在裝配式住宅建筑給排水管線設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)有以下幾點(diǎn)。第一，BIM技術(shù)具有非常好的直觀和實(shí)時(shí)性能，保證了工程信息在傳遞過程中的完整、統(tǒng)一和實(shí)效。第二，BIM在繪制技術(shù)上是站在全局觀念上進(jìn)行分析和處理，全面把控了工程建筑中給排水管線的細(xì)節(jié)，并對(duì)其細(xì)節(jié)部分修改起來比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)修改要簡(jiǎn)單很多。第三，BIM視圖技術(shù)，在整體設(shè)計(jì)過程中可以將設(shè)計(jì)方法和原理清晰呈現(xiàn)，并且會(huì)形成非常具體的建筑模型，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)模型進(jìn)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(shè)乃至使用過程中所遇到的問題，進(jìn)行科學(xué)合理的修改。第五，BIM技術(shù)通過漫游功能模擬出建筑內(nèi)部構(gòu)造以及管線走向，對(duì)于整體建筑布局都會(huì)非常清晰呈現(xiàn)，有利于設(shè)計(jì)者不在工地現(xiàn)場(chǎng)也可以參照模型進(jìn)行合理規(guī)劃。

BIM技術(shù)對(duì)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(jìn)行綜合評(píng)估，這對(duì)于空間管線布置及設(shè)備連接有很大幫助，避免了人為疏忽造成的錯(cuò)誤或遺漏，并且可以對(duì)不同類型的管道參數(shù)進(jìn)行設(shè)定或者先選定一個(gè)管道參數(shù)后期再調(diào)整與修改。BIM技術(shù)能夠自動(dòng)生成三維視圖，將系統(tǒng)圖與平面圖設(shè)計(jì)進(jìn)行統(tǒng)一處理。簡(jiǎn)化之前煩瑣的工作流程并且提高準(zhǔn)確率。

例如，在傳統(tǒng)繪制技術(shù)下當(dāng)某一個(gè)管道出現(xiàn)問題時(shí)所有設(shè)計(jì)圖紙都需要作出相應(yīng)的修改，非常的耗費(fèi)時(shí)間和精力并且極其容易出錯(cuò)，BIM模型在進(jìn)行修改某一處設(shè)計(jì)信息時(shí)，其系統(tǒng)內(nèi)部會(huì)自動(dòng)分析修改信息，對(duì)整體設(shè)計(jì)模型進(jìn)行修改的同時(shí)還會(huì)對(duì)修改內(nèi)容進(jìn)行評(píng)估是否合理，如果出現(xiàn)不合理情況系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)作出提示，并且設(shè)計(jì)者還可以對(duì)設(shè)計(jì)模型所修改區(qū)域進(jìn)行多角度的觀察，利用可視化功能可以對(duì)平面圖、截面圖、三維視圖等進(jìn)行細(xì)節(jié)放大或縮小進(jìn)一步的進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

BIM技術(shù)對(duì)管線碰撞交叉檢查具有重要作用，當(dāng)建立好裝配式住宅排水管線模型后需要對(duì)整體管線設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)排查，BIM技術(shù)具有自動(dòng)碰撞檢查功能，將所有基礎(chǔ)信息、數(shù)據(jù)和排查要求輸入到系統(tǒng)當(dāng)中，就可以對(duì)初始三維信息模型進(jìn)行系統(tǒng)的檢查，科學(xué)合理的排查給排水管線交叉問題。在這個(gè)過程中設(shè)計(jì)者也可以再對(duì)模型進(jìn)行深入觀察以免出現(xiàn)錯(cuò)誤，深入分析建筑工程所有層面，對(duì)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行提早發(fā)現(xiàn)并且預(yù)防，同時(shí)模擬安裝流程確保其順利安裝，有利于提高生產(chǎn)模型與實(shí)地應(yīng)用的匹配度和建筑工程的質(zhì)量。

另外，在檢查和修復(fù)完裝配式住宅給排水管線模型后，可以通過BIM技術(shù)對(duì)管線計(jì)量進(jìn)行分析和計(jì)算，可以清晰統(tǒng)計(jì)出在整個(gè)裝配式住宅給排水管線模型設(shè)計(jì)過程中的管線和給排水系統(tǒng)具體的構(gòu)件數(shù)量。裝配式住宅給排水管線模型可以清晰呈現(xiàn)出每個(gè)區(qū)域、每個(gè)樓層、每個(gè)房間所需要的管線數(shù)量、屬性、材質(zhì)等，并且自動(dòng)生成一份詳細(xì)的管材用量表。減輕了設(shè)計(jì)人員工作難度和壓力，簡(jiǎn)化了工作流程，提供了非常準(zhǔn)確的參考資料。所以BIM技術(shù)在裝配式住宅建筑給排水管線設(shè)計(jì)中具有非常大的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，將傳統(tǒng)工程建筑中存在的問題做到了科學(xué)合理的解決，及早發(fā)現(xiàn)及早處理，減少了工程失誤，節(jié)省了建筑工期，對(duì)裝配式住宅建筑做出了巨大貢獻(xiàn)[3]。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著建筑行業(yè)不斷發(fā)展施工團(tuán)隊(duì)和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)利用現(xiàn)代化技術(shù)和科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案對(duì)裝配式住宅建筑的排水管線進(jìn)一步優(yōu)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(zhì)量的同時(shí)提高了整體工程進(jìn)度，對(duì)裝配式住宅建筑具有極大的影響，為建筑行業(yè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)促進(jìn)了建筑行業(yè)發(fā)展。