建筑工程水电暖通安装施工技术研究

刘楠

（北京市设备安装工程集团有限公司）

1 工程概况

2 建筑工程传统水电暖通安装施工工艺

某市职教园区起步区工程项目包含1#教学楼、2#教学楼、1#食堂、2#食堂、1#宿舍、2#宿舍、3#宿舍、4#宿舍、5#宿舍、地下车库、科技实验楼、学术报告厅、南大门、北大门、配电房一、配电房二。项目建设内容及建筑结构指标参数如图1和表1所示。

表1 某市职教园区起步区工程项目建筑和结构指标参数

图1 某市职教园区起步区工程项目建设内容

2.1 建筑给排水工程安装施工

研究区域市政管网供水压力为0.30MPa，建筑工程分别从2 条不同道路的市政管网引入1 根DN200 给水管形成环网，生活给水系统分为2个区。其中，建筑1层～3 层为低压区，由室外市政给水管网直接供水；4 层以上为高压区，采用变频调速泵组加压的方式进行水压提升，泵组设置在地下车库中，可以达到集中管理和不干扰居民的目的。

根据节水要求，建筑给排水系统中安装分级计量水表，给水引入管、公共卫生间、立管后的分支管段均安装水表，给水引入管水表井内设泄水龙头。生活给水系统的水质应符合现行的国家标准《生活饮用水卫生标准》GB5749的要求。

该建筑中的生活污水和废水为合流制排水方式，即两种水体流入同一管道进行统一排泄，室内±0.000 以上生活污水和废水，借助重力势能自流排入室外污水管，±0.000 以下部分由潜水排污泵排至室外污水检查井，卫生间设伸顶通气；生活污水由室外污水管网收集经化粪池处理后排入市政污水管网。建筑给排水管网的安装施工主要分为施工准备→施工方案和施工组织编制→预留预埋→吊支架制作和安装→管道的制作和安装→单机试运转和系统调试→交工验收，具体的施工工艺流程及技术控制细节如图2所示。

图2 建筑工程给排水管道的安装工艺流程

在给排水管道的支架安装中，为了满足管道承重、检修空间、管道直径要求，给排水塑料管和复合管管道支架的最大间距应按表2进行安装。

表2 建筑工程给排水塑料管和复合管管道支架的最大间距要求

2.2 建筑电气工程安装施工

该工程电源由学校变电所引来，为保证电源发生故障条件或者在正常检修时所有二级负荷能够正常运转，建筑工程二级负荷由双回路供电，一路电源的失效不会影响另一路电源的正常工作。三级负荷由于等级较低，不影响建筑的整体照明效果，则按单电源供电。低压配电系统采用220/380V 放射式与树干式相结合的方式；所有插座回路均设漏电断路器保护[1-3]。

宿舍光源采用细管径三基色直管形荧光灯或其他节能型灯具，走廊、卫生间、楼梯间光源采用吸顶节能灯或LED 灯，洗手间照明灯具选用带防潮功能灯具。照明、插座为单相三线制，公共照明采用集中控制，所有插座回路均设漏电断路器保护[4]。

2.3 建筑暖通工程安装施工

空调水系统及通风系统的安装工艺如图3 和图4所示。

图3 空调水系统安装工艺流程

通风空调设备的安装组件较多，比如冷冻机房、水泵房、换热机房等，这些组件的零件较多、构件设计和安装精细，对工厂化生产和模块化装配式的要求较高，集成了众多的专业和施工体系，因此采取一体化施工安装技术成为解决通风空调设备高效精准安装的有效途径。借助数字化手段、联合物联网技术、运用工业化装配式制造，对通风空调设备进行科学合理拆分，实现物料资源的高效配送、追踪和供给，达到组件的可视化安装和动态流程预览，实现虚拟模块与安装现实之间的互动，为通风空调机房设备和管线的模块化装配式施工提供一体化的安装解决方案。以泵组模块为例，其装配式施工模型如图5、图6所示[5-6]。

图5 泵组模块

图6 泵组拆分

采用一体化施工安装技术具有4 个方面的优势。首先，运用数字化和信息化的手段对组件材料进行分解，能够精确计算材料用量，精细化的进行批量生产，满足现场的材料进度计划和安装进度，避免资源的浪费；其次，工厂化的生产方式和装配式的安装模式，最大程度地充分使用材料，可以大大缩短现场装配式安装的时间，安装工人可借助BIM 技术等数字化平台对安装流程进行预览和技术交底；第三，通风空调机电工程和管道的安装具有类型众多、安装空间有限等，通过装配式的制造，减少了现场安装的时间，避免了现场安装的高空作业、动火和交叉作业，大幅减少了施工安全事故的发生概率。

3 BIM 技术在建筑工程水电暖安装施工中的创新应用

基于传统的建筑工程水电暖安装施工分析可知，水电暖工程具有系统繁多、交错复杂、设备众多等特点，集合了给水工程、污水工程、消防工程、通风供暖工程、强电弱电工程、设备工程等，这些工程安装过程中，涉及到的管道、电缆、配件、阀门等参数信息、设备类型、材质都各部相同，不仅安装施工过程中面临管线碰撞、设备侵入界限和返工调整困难等问题，也给水暖电在运营维护阶段的管理带来极大的挑战，特别是为了保证建筑美观和节省空间的要求，众多的管线成为隐蔽性工程，给设备和管道安装施工过程的质量把控带来困难。

为了解决水电暖安装施工过程中的碰撞检测、平面不可视化等问题，本文基于BIM 技术建立了给排水整体模型、暖通空调整体模型、电气系统整体模型，如图7、图8 所示。施工过程中，借助BIM 模型可以实现给排水工程、暖通工程和电气工程的管道和设备碰撞检测，并借助BIM 强大的图形运算能力，实现图形三维可视化和管道优化。如图9 所示，在建筑5 层位置出现建筑给排水管道、消防管道与暖通专业回风管碰撞问题，经过优化将回风管的标高提高300mm 后，避免了管道之间的碰撞问题，有效地减少了建筑工程水电暖安装的返工率，加快是施工周期、降低了工程费用。

图7 科技实验楼给排水整体模型

图8 科技实验楼暖通整体模型

图9 基于BIM技术的水电暖安装工程碰撞检测及优化

4 结论

以某市职教园区起步区工程项目为研究背景，分析了传统给排水工程、暖通工程和电气工程的施工技术控制，并基于BIM 技术提出了创新应用技术，得到以下结果结论：

⑴分析了传统的给排水工程、电气工程和暖通工程的施工技术控制过程，并借助装配式一体化施工安装技术解决暖通空调系统的设备安装精度和安装效率问题。

⑵总体而言，传统的水电暖工程安装施工具有系统繁多、交错复杂、设备众多等特点，借助BIM 技术建立三维技术模型，创新应用于水电暖工程安装施工，可以实现各个专业之间的碰撞检测和三维可视化，有效地减少了建筑工程水电暖安装的返工率，加快是施工周期、降低了工程费用。