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浅谈建筑机电管井综合排布与精益建造协同实施

发表时间：2020/8/4 来源：《基层建设》2020年第10期作者：王栋斌

[导读] 摘要：随着科学技术的高速发展和国民经济水平的显著提高，建筑发展呈现对空间利用率要求更高、对功能多样性要求更广、对环保节能要求更严的趋势，因此对建筑工程施工提出了更高的要求。

        中建三局第三建设工程有限责任公司湖北武汉 430074
        摘要：随着科学技术的高速发展和国民经济水平的显著提高，建筑发展呈现对空间利用率要求更高、对功能多样性要求更广、对环保节能要求更严的趋势，因此对建筑工程施工提出了更高的要求。一直以来建筑机电工程深化设计及综合排布聚焦于吊顶以上管线密集区、设备机房综合排布，而管井在深化设计中鲜有提及或重视不足。机电管井在建筑中分布广泛、深化设计及施工质量直接影响系统运行质量及后期质量维护。
        关键词：机电管井；综合排布；精益建造；预制化施工
        1、机电管井结构及尺寸研究
        1.1 机电管井结构类型
        目前电梯井、电缆井、管道井、排烟道等结构类型包括混凝土结构、空心砖（烧结空心砖、粘土空心砖、页岩空心砖）、多孔砖等。多孔砖在承重部位还是非承重部位均可使用，而空心砖只能用于非承重部位。
        根据国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016-2014（2018年版）6．2．9 建筑内的电梯井等竖井应符合下列规定：
        （1）电梯井应独立设置，井内严禁敷设可燃气体和甲、乙、丙类液体管道，不应敷设与电梯无关的电缆、电线等。电梯井的井壁除设置电梯门、安全逃生门和通气孔洞外，不应设置其他开口。
        （2）电缆井、管道井、排烟道、排气道、垃圾道等竖向井道，应分别独立设置。井壁的耐火极限不应低于1．00h，井壁上的检查门应采用丙级防火门。
        （3）建筑内的电缆井、管道井应在每层楼板处采用不低于楼板耐火极限的不燃材料或防火封堵材料封堵。建筑内的电缆井、管道井与房间、走道等相连通的孔隙应采用防火封堵材料封堵。
        1.2 水管井尺寸分析
                      普通住宅及商住楼水管井尺寸

        2、机电管井施工质量问题分析
        2.1、结构施工质量超差影响机电预埋质量
        因土建单位结构施工时测量定位误差、各楼层累计误差、混凝土浇筑时涨模、爆模等质量问题导致穿越楼板套管及预留洞定位偏差超过允许范围，造成预留洞及套管需踢打修补或报废等问题。
        2.2、机电专业审图不细、深化设计不足导致
        （1）机电专业审图未结合系统图、平面图、系统特性，梳理管线走向、平面及标高定位尺寸。例如：排水管应根据系统图结合平面图，从起点至终点梳理立管定位、转换层立管引下定位，核查系统与平面是否存在差异，管线路由与建筑结构是否存在冲突等。
        （2）深化设计未考虑管道系统特性、介质流向、连接方式、管道接驳甩口、施工操作空间、保温空间等。例如：在重力排水系统中，深化设计充分考虑了吊顶上部水平管的布置及路由，但管井水平管与立管接驳位置未充分考虑，导致施工时立管甩口位置出现坡度不足或倒坡等问题。近年来环保节能、减轻建筑重量等多种因素，空心砖被防范应用于建筑墙体砌筑中，但由于空心砖内部孔洞较多，安装专业在安装支架时墙面抹灰均已结束，无法准确判别墙面适合支架生根转孔位置，导致支架在墙面固定位置固定不牢或容易松动，管道安装或使用后松脱或裂开隐患较高，且后期维修难度及成本难以预控。
        （3）安装及维修空间不足
        以常规1200mmx600mm水管井为例，管井内包括如下内容：雨水立管HDPE管DN150、污水立管、废水立管、通气管HDPE管DN100、消火栓立管镀锌钢管DN100、冷水管PPR铝塑管DN32（橡塑保温厚度35mm）、热水管PPR铝塑管DN25（橡塑保温厚度35mm）及入户分支管。
        根据施工平面图布置，雨水立管、污水立管、废水立管、通气管、消火栓立管沿着墙体一字排列，冷热给水管及减压阀组沿管井另一面墙上下排列。分析管道外径、套管外径、支架安装空间，雨水立管外壁距墙365mm，污水立管、废水立管、通气管等外壁距给水管外保温255mm。机电专业施工操作空间及后期维修空间非常受限。
        2.3、工序交接不合理、施工质量控制导致封堵质量问题
        （1）工序穿插不合理，主要表现为土建专业与安装专业进度矛盾及工序搭接冲突。例如：土建专业进度滞后无法按时移交工作面给安装专业，安装专业因自身进度考虑，提前在砌体未施工前进行安装，将穿墙套管悬挂在管道上。土建专业砌筑墙体时候质量控制不严格，导致管道损坏、穿墙套管未埋设在墙体上或密封不严密等质量问题。
        （2）施工质量控制导致封堵不严密问题主要存在于二次砌体穿墙套管埋设中。通常砌体穿墙套管未机电专业施工内容，而砌体施工为土建专业施工内容，如果双方缺乏工序交接配合、质量控制意识不足，土建专业只负责砌筑墙体，安装专业在前提砌筑后进行踢打开孔安装套管，必定会对砌体质量造成不利影响，继而导致对墙体封堵的质量问题。
        3、机电管井综合排布与精益建造协同做法
        3.1、详细审图确定深化设计及优化方向
        （1）图纸会审及深化设计流程

        （2）深化设计原则及方向建议
        深化设计前应详细审图，既要考虑核对系统完整性、机电专业要求，也要核对与建筑结构专业的冲突。
        管井综合排布应考虑施工操作及后期检修空间，如施工图纸深度不足应在梳理各系统后，结合施工验收规范进行深化设计以确保施工高效可行、使用维修便利。
        深化设计建议：如下沉式卫生间，排水立管三通标高应由沉箱结构防水完成面为基准计算，还应考虑卫生间支管接驳操作空间和沉箱高度以及洁具安装完成面的净标高；如转换层吊顶内存在有压管和重力管，坡度要求不同，深化设计时宜分开布置，既要确保水平管接入管井时最低点标高不影响精装修吊顶施工，也要考虑吊顶上预留一定的操作检修空间；多楼层预留洞质量预控调整，因相邻楼层尺寸偏差不会太大，而尺寸偏差问题通常由于误差累计造成，因此可采取每隔3-4层设置后浇预留洞用以调整准确度。
        3.2、应用BIM技术综合排布
        BIM技术是近年来的建筑业十项新技术的热点，其仿真性、高效性、可视性使得建筑设计成果“所见即所得”。目前REVIT系列软件作为通用性最广的BIM平台软件之一，已可以完全融合各类插件，呈现专业化、精细化应用趋势，使得深化设计更加高效便捷。
        3.3、推行预制化、装配式施工
        对标准层而言，各楼层管线接驳方式、管材管件分段及用量均相同，在深化设计和技术分析可信的情况下，采用分段预制可以有效控制损耗，提高施工质量，并减低施工成本。采取预制装配式施工结合施工质量样板引路制度确立质量标准，提高同质化水平。预留预埋阶段套管预制砌块随砌随埋，管井空心砖墙体增加混凝土过梁或砌块作为管井受力支撑点，管道定制化装配式施工等作为提高施工质量和品质、降低损耗和成本的有效手段已逐渐在推广应用，也是精益建造实施的组成部分。
        4、总结
        在建筑业迈向精细化、品质化发展的当今时代，精益建造已成为建筑业融合技术、工艺发展提升的迫切需要。从设计、施工、运维既相互影响，又相互制约，因此需整体规划，细化实施。施工质量是实现设计和运维的前提条件，在总承包管理模式下总包单位及专业分包单位专业程度和配合意识也对成品质量起着重要影响。
        参考文献：
        [1]乔彬彬.高层建筑机电管井管道综合排布方法研究.《施工技术》2008年第8期
        [2]蔡炼坛.对建筑机电管井管线综合布置施工技术的探讨.《建材发展导向》2013年第1期
        [3]刘灿.高层建筑机电管井管道综合排布方法研究.《河南建材》2017年第4期