建筑机电设备安装工程施工技术探讨

庄剑波

（福建漳龙建投集团有限公司，福建 漳州 363100）

0 引言

在我国城市化快速推进的背景下，大量民用和工业建筑拔地而起，而机电设备作为建筑实体中必不可少的一个组成部分，在为人们提供舒适的生活条件中发挥着重要作用。但是机电设备专业种类较多，有强弱电、给排水、暖通等，同一个建筑物各专业交叉混合在一起，为了保证感观质量，机电设备及相应的管线等不需要直接接触用户的部分又需选择尽可能隐藏起来，再加上机电设备也需要维护保养甚至更新换代，因此机电设备安装的质量优劣直接影响整个建筑给用户带来的感官效果及使用功能。本文以某丙类高层厂房改造项目为例，分析机电设备安装施工技术在施工质量方面的应用及控制要点，以期为机电设备安装的质量提升提供经验参考。

1 建筑机电设备安装工程施工中的注意事项

1.1 重视预埋隐蔽施工

建筑机电设备类型繁多，功能多种多样，满足人类方方面面的需求。然而这些功能是设计功能，需要通过安装来实现，而安装的质量好坏就直接影响功能的使用。预埋施工看似简单，但预埋施工质量好坏直接影响后续穿线、设备安装，甚至主体结构质量。

（1）预埋pvc电工线管，采用承插连接，线管位于楼板底筋和面筋之间，在各工种交叉施工过程中，接头处容易脱落，如果没有及时发现，则混凝土浇筑过程中，就容易把管堵死，造成线管直接报废[1-2]。

（2）预埋线管需要拐弯，拐弯的弧度大小直接影响后续穿线施工，现场施工为了节省材料，经常把线管的弧度折到最大，殊不知线管弧度越大后续穿线越难，甚至导致线卡死，线管作废。

（3）预埋套管的位置尺寸如果出现较大偏差，轻则影响安装的设备观感质量，比如，卫生间通气帽的预埋孔洞，如果不能保证水平位置，待上下楼层通气帽安装完成，对建筑外墙的观感产生严重的影响[3]。如果严重的则需在设备安装时重新开孔，不仅影响进度，浪费成本，且破坏结构；比如空调内外机连接的孔洞，如果穿墙套管预埋施工时没有考虑外墙排水立管的位置，排水立管挡住了空调套管，造成后续空调铜管安装不了，而此时外墙涂料，室内装修也已经施工完成，重新取孔则会破坏室内外装修，后果可想而知。

1.2 统筹规划机电综合管线

建筑机电设备安装既要满足基本功能的实现，又要满足观感质量，对建筑工程的整体质量影响很大。机电专业除了各个专业班组众多，各专业交叉施工频繁外，各专业管线的功能也不同。例如，雨污水管网存在有压力排水和无压力排水，有压力排水可以依靠排水泵提供的压力主动排水，而无压力排水仅仅能依靠自身重力在管线坡度的辅助下排水，因此，如果一旦坡度不够甚至倒坡，雨污水是无法实现顺利排走；再者，空调送风管要求保温，而风管施工完成后通过漏光量、漏风率测试合格后才能进行保温，风管尺寸一般都比较大，遇到管线交叉爬弯施工难度比较大，占用空间也大，施工速度也比较慢，保温施工安排更是晚于风管施工，因此其他机电管线施工必须预留空间以便于风管保温施工[4]。因此，建筑机电设备施工单位对此必须给予足够重视，统筹规划机电综合管线施工，避免推诿扯皮甚至返工的现象发生。

1.3 严格按规范要求调试

机电设备安装完成后，还需要进行调试，确保设备的功能满足使用要求。机电设备的功能除了开关量功能，还有模拟量功能，开关量功能调试比较简单，不作过多说明。而模拟量功能的实现需要现场手动调试，例如，洁净空间内的压差传感器检测到房间内压差达到±5Pa，传感器发送输入信号到自动控制系统主机，主机发出输出信号到送、回风电磁阀，通过电磁阀门的开关量调节室内空气压力大小的供应，从而控制室内的压力参数。

2 建筑机电设备安装工程实例分析

2.1 工程概况

本文以某丙类高层厂房改造项目为例，其建筑主体为已有建筑物，建筑高度26.3m，地上共5层，耐火等级二级，总建筑面积12400㎡，由于旧厂房的设备功能、消防等方面无法满足目前的需求，因此须在旧有厂房的基础上进行拆除改造。现场施工除包含拆除旧有墙体、门窗及机电管线、设备等，还需在既有厂房的基础上进行部分隔墙、门窗的改造施工，更主要的是安装净化空调设备、消防设施等[5]。

2.2 现场机电安装施工难点

（1）净空有限。由于是在旧有建筑的基础上改造，通过开工前现场勘察发现，有两层层高比较低，板底标高4.85m，主梁底标高4.05m，次梁底标高4.35m，而洁净区净高有2.6m，加上玻镁岩棉夹芯彩钢板厚度50mm，因此吊顶最小高度仅有4050-2600-50=1400mm，而送风管主管最大高度600mm，回风管主管最大高度400mm，排烟风管主管最大高度是320mm，由于送、回风管采用橡塑保温，厚度25mm，排烟风管的防火包裹厚度50mm，还有DN150mm 的消防主管外径有165mm，加上支架高度50mm，还有500mm高的桥架；另外组合式空调机房进出水管道、阀门、电线电缆、配电箱配电柜、水泵等设备众多，而旧有厂房的机房空间无法随意增加，如果在设备安装之前没有详细规划，后续安装过程中往往会造成设备房间空间利用率过低，导致安装的设备管道、阀门等太过拥挤，彼此过近或靠墙，甚至由于空间过于拥挤，导致设备安装不了或者暂时安装完成，但之后维修保养困难，甚至拆除不了，无法维修，只能大面积拆除[6]。

（2）平面布置空间有限。由于在旧厂房基础上改造，现场施工场地狭小，施工总平面布置空间有限，没有足够的半成品加工、堆放场地，而该项目净化空调的风管多，且为角铁法兰连接，再加上洁净空间需要采用玻镁岩棉夹芯彩钢板做结构，而洁净区每个功能房间的玻镁岩棉夹芯彩钢板尺寸不一样，且玻镁岩棉夹芯彩钢板上还需要开灯孔以及开关插座的孔位，消防报警装置，比如烟感、温感、声光警报器、手动报警按钮开关等。

（3）大型机电设备主机运输困难。因为旧有建筑有5层，每层都有组合式空调机组需要运输到指定楼层的空调机房进行安装，而旧有建筑已有2T的货用电梯。若以现有电梯作为运输工具，2T货梯开门尺寸1500×2100，轿厢尺寸1910×2100×2200，而现场最小风量20000m³的组合式空调机组尺寸也达到7830×1960×1680，根本无法使用。如果选择对组合式空调机组进行拆解，也仅仅能拆解设备外壳、风机等，对于初效、中效过滤段，混合段，表冷段，过滤段，加热加湿段等，在咨询过厂家后，为保证后续设备的功能稳定，不能拆解。因此，这些设备已经超出现有货梯的运载性能，设备的运输将不可避免地成为该项目施工的重难点[7]。

（4）各功能房间参数不同。该项目的净化车间内有许多不同的功能房间，除了有普通的更鞋间，男女更衣间，男女洗手间外，还有特殊的功能房间，比如称量备料间，原材料暂存间，中间检验间等。每个不同的功能房间其空间体积不同，压差不同，换气次数不同，送风量、回风量不同，要保证净化空调的使用功能，净化空调系统的各个参数的调试将是重点，而每个功能房间的参数都不同，因此需要逐个进行调试，施工的复杂程度直线上升。

2.3 建筑机电设备安装工程施工技术

2.3.1 机电综合管线信息模型数字化技术

对吊顶内综合管网提前进行BIM设计，按照小管让大管，有压管让无压管，一般管道让通风管，气体管道让液体管道，冷水管让热水管，分支管让主干管，水管在电管下方，横平竖直的原则，主次梁分类标注，核定结构标高，用颜色区分结构标高，找出结构标高最不利点。对吊顶内管网主风管平行主梁敷设，贴次梁，避开主通道敷设，如果必须横穿主通道，应变径上翻，贴梁布置，风管距梁应预留800～1000mm的间距（见图1所示），后续水管桥架可顺利翻越。水管距梁留出至少500mm的间距（见图2所示），后续水管桥架可顺利翻越。管道上翻以90°翻弯不仅形成水阻，而且还浪费材料，应以45°角翻弯（见图3所示），减少水阻，节省材料。

图1 风管距梁间距800～1000mm

图2 水管距梁间距大于500mm

图3 管道上翻以45°翻弯

除了吊顶内的机电综合管线，设备机房也是机电设备集中度较高的地方。设备机房在大样图基础上，项目部根据现场实际画出深化图，引入BIM技术，构建设备机房模型，机房狭小的空间汇集了水电暖各个班组，项目部除了正确计算进出水管道，阀门，通风排烟管道，电线电缆，配电箱配电柜，水泵及水泵基础外，还应考虑安装这些设备的先后顺序，方便后续设备操作使用的空间位置以及为保证安装工作需要预留一定的空间尺寸，包括材料移动，定位设备，辅助安装设备，安装工具等的操作空间。如果设备需要后续人为控制，除要预留设备操作空间，机柜开门的空间尺寸外，还要考虑预留足够的供人员移动的空间尺寸以及维保人员取用维保工具所需要的空间。空间尺寸计算完成后，项目部还需现场复核结构空间尺寸，并依托BIM系统平台进行模拟，对方案可行性进行进一步复核，避免因结构尺寸误差导致设备安装空间不足，造成后续设备安装质量无法保证，甚至安装不了，或者安装完成却不能正常维修保养。

2.3.2 工厂预制结合施工现场模块化安装技术

依据BIM技术平台构建的净化空间模型及综合机电管线模型，以玻镁岩棉彩钢板减少板材浪费达到最大利用率为前提，对玻镁岩棉彩钢板的模型进行分段分解，并对分解后的每块板材进行编号，后续在加工厂按编号直接预制加工，现场安装的时候也依据编号进行模块化组装。在此种模式下，案例项目的彩钢板结构加工质量比现场分散加工制作大幅提高，现场安装进度大幅提前，板材安装出错率大幅降低，没有发现返工现象；管线模型的分解分段以减少接头数量，法兰接头位置设置于周围易操作空间，避开管线交叉施工点；风管预制带法兰接头加工后运输到现场，安装人员可以直接通过法兰连接固定、吊装。在此种模式下，案例项目的风管加工质量明显大幅提升，漏光量测试合格，漏风量符合要求，进度提前，现场半成品容易堆放，安全文明施工得到大幅度提升。

2.3.3 垂直运输技术

对于案例的组合式空调机组运输难点，可以采用起重吊车结合吊装平台的方式。根据组合式空调机组的尺寸、重量、起吊高度及起重吊车的工况设置吊装平台。在吊装过程中，需将组合式空调机组先就位于吊装平台，然后利用起重吊车将机组及吊装平台组合体一起吊装至楼层指定位置，施工人员必须将吊装平台先临时固定于主体结构上。此过程中吊车保持吊装状态，空调机组及吊装平台的重量负荷仍由起重吊车承担，固定装置仅仅是防止吊装平台移动，最后施工人员通过水平液压搬运机将空调机组搬运至设备基础的指定位置上即可完成后续安装。通过起重吊车结合吊装平台的方式解决该案例的空调机组运输难点，且吊装效率高。

2.3.4 调试自动运行技术

空调自动控制系统调试运行前，先做好检查，排除外部环境参数的影响，案例项目因为有洁净度等级为D级的洁净空间，因此在系统调试前需要必须先对净化空间在正压（房间内的压力值必须大于室外小于洁净区内走道）的情况下进行清洗、消毒。观察一段时间，检查洁净空间是否处于密闭状态，此时确保风量调节阀，冷却、冷冻水管的电磁阀及高效送风口均处于手动状态。调试过程必须严格根据设计参数的送、回风量及压差值，换气次数的相互匹配关系进行多次调试，在确保所有参数在手动状态下调整完成，将阀门的控制状态转换为自动状态，确保通过系统自动控制，在空间状态变与不变的情况下，所有参数都能处于工作值的范围内。洁净空间参数状态如表1所示。

表1 洁净空间参数

3 结束语

综上所述，为提高建筑整体施工质量及使用功能，除了土建主体质量外，还必须重视机电设备安装工程施工的质量，在实际施工过程中，应从预埋施工开始，仔细统筹规划机电综合管线，并做好设备安装调试。案例工程的实践证明，为提高建筑机电设备安装工程质量，借助BIM技术平台，结合工厂预制，现场选择合理的吊装设备和合适的吊装方案，能有效保证机电设备安装质量。