论机电系统专业在装配式建筑下的应用研究

李帅 孙海碧 谭天平 张洪坤 张强

中建八局第二建设有限公司 山东济南 250000

“设计、施工、装配式一体化”作为建筑工业化发展的“三个一体化”论之一是我国建筑工业化发展的必备因素，在国务院在2016年印发的《关于大力发展装配式建筑的指导意见》中提出，政府将加大对新式建筑的支持力度，争取10年内装配式建筑所占的比例在新建建筑中达到30%，因此，装配式建筑将在我国建筑市场即全球最大的建筑市场中扮演者极其重要的角色。

在目前建筑工业化发展中主要表现形式为预制装配式建筑，该装配式建筑为工厂加工预制现场拼装装配，而机电系统作为完整且独立存在的系统，采取预制装配式结构，在材料、质量、工期、安全、成本、环保等方面具有显著优点。同时响应国家可持续发展战略目标，从标准化设计、工厂化生产、装配式施工、信息化管理，最终达到工厂化大规模定制生产这一系列标准化流程已成推动建筑行业可持续发展的必然趋势。

1 前期技术准备

在现有的预制装配式住宅体系下，机电系统设计的关键之处在于，通过利用合理的竖井布置及管线排布，有效将管线占用空间高度降低，最大限度地在满足管线可维修和更新的情况下降低成本。而实现该项关键最重要、最清晰、最直观的手段是依托BIM技术建模。作为一项数字化工具，BIM技术通过参数化的模型将各类相关建造管理的数据、信息整合，从项目策划开始，贯穿至生产、施工、运行和维护的项目全过程，有效实现装配式建筑全生命周期的管理和控制，提高了生产效率，节约了施工成本，优化了项目工期。

BIM技术的应用可以在项目施工全过程全方位上都有体现，尤其在建筑设计阶段、生产制造阶段、建造施工阶段、运营维护阶段表现尤为显著，可为建设方、设计方、生产方、施工方等相关协同工作提供便利。从整体装配式机电系统来看，在前期检验各管线排布的协同工作及碰撞检查的BIM模型建立，中期预制构件的现场管理、施工模拟仿真以及施工质量进度的成本控制，后期的运营维护，BIM技术可以起到举足轻重的作用。同时借助BIM技术，能避免装配式建筑“错、漏、碰、缺”等施工问题，实现装配式建筑一体化的协同管理，有效提升装配式建筑整体建造及管理水平[1]。

作为21世纪建筑业改革的重要武器，BIM技术将成为装配式建筑的发动机，加速建筑行业转型升级，将建筑产业的工业化、信息化不仅局限于“纸上谈兵”，更实现、融入到现实生活中。然而尽仅在装配式建筑机电系统中，BIM技术的应用仍存在许多困难，相关技术标准不完善、人才培养不重视、社会行业认可度低等等，实践是检验真理的唯一标准，想要BIM技术与现有装配式建筑中的机电系统完全无缝结合，只有在实践中继续完善。

2 施工实践应用

现阶段想要改变装配式机电系统技术的现状可以通过采用标准化设计部品化建造的思路，运用成套技术集成体系对标准化设计、工厂化设计、装配化施工与社会化供应相整合，结合现场机电系统装配式的实际施工提炼出一套整体的住宅机电系统解决方案。其中，在现场实际施工生产中，电气管线和给排水系统是机电系统装配式所占比重最大的两部分，因此，深入对电气管线和给排水系统在装配式建筑中的研究是机电系统装配式必不可少的步骤。

2.1 电气管线

电气管线排布不管在传统建筑还是在新型装配式建筑中都占有相当大的比重，而施工后期的机电系统所产生最多的施工问题便是施工前期电气管线的预留预埋工作是否做好。在装配式建筑中，对于叠合楼板的水平线管，是敷设在叠合板之上的混凝土现浇层中的，而混凝土现浇层除考虑结构承重等安全因素之外便是电气管线的走线方式及要求，因此管线优化必不可少，减少管线交叉是电气设计的关键；针对于一次浇筑成型的预制墙构件，竖直的电气管线在预制墙体内的疏通问题，厂家生产预构件时存在浇灌混凝土模具时堵塞管线问题，同时在与水平管线连接处的机械手孔位置必须要按照图纸与水平管线对照准确，施工过程中的任何一点尺寸差错都将对现时或日后的工程造成不可估量的损失及影响[2]。

2.2 给排水系统

对于给水管，在公共建筑中优先选择吊顶敷设，住宅一般设置在楼板平层或者架空地板下方（有吊顶选择吊顶）采取墙体内暗敷的方式，有必要在墙板上开槽时需注意竖向开槽而不要横向开槽；针对排水系统，预制装配式构件通常会将孔洞按照图纸提供的尺寸预留出来，精装修图纸和PC构件图纸的对照好坏会对后期施工产生巨大影响，确保工程专业图纸标准尺度同实际的尺度相符合，对出现尺寸差别的工程项目及时修正。针对于排水系统，同层排水和异层排水是预制装配式在排水系统中最重要的两个需要注意的方面，其中同层排水相对于异层排水对于预制装配式构件的生产难度大很多。在同层排水系统中，施工只需要考虑排水立管的设置，排水支管需要将排水三通预留出；而在异层排水系统中，卫生器具的排水管洞一定是按照精装修图纸来进行定位，严格遵守产品样品和国家标准安装图集[3]。

当前的机电系统装配式无论在施工技术还是后期使用上远没有达到成熟阶段，其中深入现场，从实践应用中探索机电装配式是最直接最有效最有成果的路径。

3 技术经验总结

（1）在机电系统装配式设计中必须注意设备及材料的通用化。设备及部件的规格、型号将导致预制装配式构件生产的不统一，应尽量减少尺寸的变化，同时在预制构件到场之后，第一时间检查预制构件上的点位位置及数量，确保施工能正常进行。

（2）现阶段的新型装配式建筑中的住宅，基本都采用精装交房模式，在设计时务必对照好建筑图纸与精装修图纸，机电点位的不一致将导致施工现场寸步难行，同时在设计方应在管线穿梁、板、墙时将水平定位尺寸及安装高度标注好，方便预制构件厂家生产时孔洞的预留。

（3）在装配式预构件厂家生产的过程中，注意线管、线盒的成品保护问题以及堵塞疏通问题，线盒损坏修改困难，线管浇筑在混凝土里面，需要疏通难度极大，该两种问题的产生警示厂家自身要做好一定的品质把控。

（4）当前机电系统装配式的管线都是预留预埋在预制构件内混凝土一次浇筑成型的，对以后的维修会有较大的难度，考虑采用新工艺，可参照日本KSI住宅经验，将机电系统与装配式主体结构分离，或吊顶内安装或利用贴面墙技术或采取排水集合器技术，尽量减少预制构件内的电气管线。

（5）在楼板内暗敷管线施工时需要注意的是施工工序的问题，该电气管线铺设是在楼板的第一层钢筋网完毕之后进行的，然后土建会继续进行第二层钢筋网的铺设，把握好最佳的管线铺设时间，施工进度跟进，保证工期正常进行。

（6）在预制构件安装时，一定严格按照设计方案及设计图纸进行，遵守国家设计规范及安装要求进行安装，提升效率，减少浪费，节约成本[4]。最后在全部安装完毕后，工完场清并且仔细检查，之后进行调试。

4 结语

基于新型建筑工业化大力发展的形势下，机电系统作为装配式建筑系统四大子系统之一是装配式建筑的重要组成部分，机电系统实现其设计、加工、装配一体化对整个装配式建筑工业化发展有着重大意义。同时机电系统装配式是新型建筑的一种全新的建筑形式，对于提升经济效率、改善传统工艺、优化资源分配有着极其重要的作用。