建筑机电综合管线施工技术研究

罗钟伟

（山西省工业设备安装集团有限公司上海分公司，上海 200122）

0 引言

机电综合管线施工通常包含暖通空调、电源、压力排水管、消防等管线，在实际布线环节需遵循管线避让、墙板梁结构布设、桥架搭建方式、综合支架的使用等基本原则，运用CAD 软件、BIM 技术进行线路设计图与施工方案信息的整合统计，加强各专业及技术的配合，为建筑机电综合管线施工质量提供保障。

1 技术应用要点

1.1 室内建筑

1.1.1 暖通空调施工

在建筑暖通空调系统施工环节，当前已引入集成式制冷机房的设计方案，以机房节能控制为目标进行系统施工方案的优化设计，在工厂完成压缩机组、换热器、电气控制系统等模块的集成式预制和一体化装配，运送至现场后进行组装处理，可实现制冷量的灵活调节，依托关联控制模式进行冷水机组、冷冻机组、冷却塔等设备的协同运转，实现中央空调系统的高效、节能运行，并且节约占地空间近1/3，年运行效率至少提升30%[1]。在施工技术应用上，引入系统集成、关联预测控制两大核心技术指导具体施工，金属内保温风管由工厂预制加工成型，待将运送至施工现场后无须进行二次保温，仅需指导施工人员依据作业规范依次完成风管的吊装、连接与固定处理，即可高效快捷完成风管安装作业，缩短工期、提高效率，并且此类保温风管支持贴墙、贴壁安装，更好地节约安装空间，提升建筑空间利用价值。

1.1.2 电气设备安装

以楼宇报警系统的综合管线施工为例，可将防盗、火灾两种报警系统的弱电总线插槽进行同步安装，节省安装空间；在电缆导管安装环节，考虑到有限空间不支持多圈电缆的缠绕，因此选择在水管处进行电缆导管的安装定位；在施工过程中，要求施工人员注意随时进行已完工管道安装效果的检查，避免与嵌入式管道及其他零件产生干涉问题，保证管道施工质量[2]。

1.1.3 其他技术要求

在建筑内部管道施工环节，需明确不同区域管线、设备布局、方向、数量、管径等基本信息，在图纸上做好标记；在涉及大管径管道的支吊架制作环节，务必结合建筑物布局与实际施工要求进行精确计算，完成施工方案论证，并且在将管道吊装至屋顶时，还需做好固定螺栓承载力的检验，保证施工质量安全；在管道安装连接方式上，结合管道材质选用联轴器或螺栓进行连接固定，做好管道焊接工艺的控制，落实管道保温隔热措施，并经由封闭性测试进行管道安装质量的检验，保证施工工艺达标。

在管线综合布置施工中，还需明确以下避让规则的通用性：①在管道安装环节，通常依据电管、水管、风管的顺序进行纵向管道的排列，并遵循小管避让大管、有压避让无压等原则，注意结合建筑布局进行排水管道坡度的设计；②在不同管道安装距离要求上，以主梁底部为基准，确保与消防干线桥架、母线槽等至少间隔100mm，对于喷淋管等水管可紧贴主梁底部安装；对消防管道、喷淋管与电缆桥架涉及交叉问题时，需保证电缆桥架上弯乙字弯过上述管道；分别以主梁底部、次梁底部为基准，完成新风管与风机盘管的安装，并且保证冷凝水排水口位于排放坡度顶端以上；③在大规格风管与其他管道的交叉部位，切忌安装吊架，保证管底净空；④当喷淋头的安装定位喷射范围内存在桥架、线槽时，需结合空间布局进行喷淋头位置的调节；⑤在排风口、排烟口等部位，不允许存在障碍物遮挡，并且需做好管道防护措施。

1.2 室外建筑

室外综合管线施工内容主要涉及给水管道、雨污水管道、压力管道、高压电力或通讯线缆、强弱电控制、照明以及消防系统等综合管线施工内容，需严格基于相关部门审批要求与技术文件进行机电综合管线施工要求的审核，包括对施工图纸中标注的管线规格、型号、细节设计要求进行审核，对施工技术是否符合工程建设要求进行审核；在施工过程中涉及方案修改与变更问题时，需经由设计、建设、监理等主体审批通过后，方可继续开展施工作业；在室外建筑机电管道平面布局上，需明确架空、埋地等不同铺设方式的适用情况及具体铺设要求，控制好管道与相邻管道、周边建筑物、地沟、支架等的间距（如表1 所示），并且明确管道走向、标高、规格、数量等信息，提高现场施工管理水平[3]。以地下室机电管道布局为例，通常需将管道长度、宽度分别控制在2500～3000mm、450～800mm 范围内，并以建筑大梁所在位置为基准，沿底部完成地下室管道定位与布置。

表1 管道敷设距离要求

2 基于BIM 技术辅助实现综合管线优化

2.1 工程概况

以某公寓式酒店机电设备安装工程为例，施工主体为一栋多层建筑物，建筑楼层高度为33m，大梁、梁底高度分别为7.5m 和24.5m，对此业主方要求将中间标高控制在23m。在酒店走廊机电管线布局上，包含3 个规格尺寸分别为2.0m×1.5m、1.5m×1.0m 和2.0m×1.5m 的强电桥架，1 根保温层厚度为 0.5m 的热水管，1 根DN50 钢塑复合冷水管以及1 路DN145 喷淋总管组成。

2.2 BIM 技术在综合管线优化中的应用

2.2.1 前期准备

为实现建筑机电综合管线优化，首要前提是建立各专业协同配合机制，为模型构建及后期检测做好准备。以该项目为例，通过利用CAD 软件预先绘制包含轴网尺寸、标高数据的施工图纸，将其输入计算机系统中生成BIM 模型，并且对CAD 图纸中标注的数据及具体细节参数进行处理，将各内容要素转移至统一位置点，便于后期将模型导入Revit 软件中实现轴网的统一，保证管道布局的一致性，如图1 所示。

图1 管道综合

2.2.2 模型建构

在生成整体BIM 模型的基础上，还应细化机电综合模型及各机电构件三维模型的设计。以土建模型为例，结合该建筑物结构布局，选取面、结构梁柱与顶板等结构件进行土建模型的设计，考虑到其中通风管道及各管件占地空间较大，因此依照“小管让大管”原则进行暖通系统设计方案的保留，并且对各管道系统赋予一个高度值，生成三维立体化模型，即可直观呈现管线综合布置效果及管道走向。

2.2.3 碰撞检测

采用Navisworks 软件进行BIM 模型的碰撞检测，待将导出文件进行格式转换后，运用该软件进行各系统碰撞检测，从中发现冷冻机房高复杂度设计不利于机电管线布局、机房布局增大深化设计协调难度等问题。在此基础上，结合以往设计成果与BIM 模型提供方案，围绕以下四个层面进行管线深化设计方案的编制：①将原有分散布设的管线紧贴梁体布置，用于为后续机电设备安装预留充足空间；②减少管道连接部位弯头数量，借此降低管道阻力，缩减安装成本；③依照“小管让大管”“有压让无压”原则进行管线布设，实现管线布设标高及管道支架规格型号的统一，实现批量化生产、提高施工效率；④选取机电设备出口进行减震用支架的布设，并选用工字钢、槽钢制成支架，用作空调系统水平方向管道的支撑结构。

2.2.4 三维可视化交底

待利用BIM 模型完成施工方案的深化设计后，运行软件可生成机电管线布局的三维立体化呈现效果，直观展示综合管线、机电设备的空间关系及其支架结构、安装位置等，并且可导出带有具体参量标注的平面图、剖面图等图纸，便于向施工人员进行可视化交底，为现场施工提供可靠指导。此外，还可运用算量软件完成不同施工部位、施工区域具体工程量的测算，为工程采购、进度计划的编制提供参考依据，辅助提高决策及施工管理水平。

2.3 管线布置综合平衡应用效果

该项目中原计划沿平行方向进行管线布置，以建筑标准层公共走廊为基准，将各专业管线间距设定为50cm，并选用C 型钢作为强弱电桥架和管道支架的制作原料，经由计算确认管道平面总尺寸为1600cm，虽然现有空间满足管线排列要求，但后续检修及运维空间较为狭窄。结合BIM 模型分析结果进行管线施工方案的应用，以结构梁高度为基准进行管线布置空间的重新计算，选取DN145 喷淋管穿梁布置，并依照梯形序列规划弱电桥架的布局，借此有效提高局部吊顶，扩大管线布置的预留空间，满足后期管线运维及检修作业要求，增强管线布置综合平衡技术的应用效果。

3 结论

总体来看，通过分析室内外建筑工程中不同类型管线综合施工技术要点，引入BIM 技术进行管线建模、完成施工图纸的预装配，能够直观暴露出现有设计及施工中的交叉、冲突等问题，减少施工环节变更及损失，实现综合管线施工质量的提升，也能够为同类建筑机电工程管线综合布置提供良好示范经验。