建筑工程设计BIM深度应用——BIM正向设计

建筑工程设计BIM深度应用——BIM正向设计，BM正向设计是近年才出现的名词,但迅速被行业所接受,表达了设计行业对BM技术在设计领域回归本源的强烈期盼。这个概念提出的背景显然是针对一种被称为翻模的BM应用流程。

建筑工程设计BIM深度应用——BIM正向设计

• BIM正向设计概述
  • 1.1BIM正向设计的概念与要素
    • 概念
      • BM正向设计是近年才出现的名词,但迅速被行业所接受,表达了设计行业对BM技术在设计领域回归本源的强烈期盼。这个概念提出的背景显然是针对一种被称为翻模的BM应用流程。翻模这种广泛应用的流程是指基于二维图纸建立BM模型其主要目的是在设计阶段仍沿用传统二维CAD设计方式的条件下,建立BM模型对设计成果进行检验、深化乃至虚拟建造、运维等后续应用。 翻模对于整个工程而言当然是有积极意义的,但对于设计阶段来说属于“后验证的流程,没有在设计过程中起到应有的辅助与优化作用,模型与图纸之间是否一致也难以确保,因此设计领域对于这种BIM应用模式一直颇有微词。尽管遇到非常多的技术障碍与管理障碍,但设计领域及软件开发厂商一直没有停止对“BM设计”的研究与探索,希望能使BM与设计流程、设计成果真正结合起来。在这样的背景下,BM正向设计的概念被提出来。虽然尚未有官方的正式定义但我们不妨这样对其作出解释:BIM正向设计是指应用BIM技术基于BIM模型进行设计,并据此形成设计成果文档的设计模式。这个定义仍然是宽泛与模糊的,从技术上说,目前还做不到像《建筑工程设计文件编制深度规定》那样对BIM正向设计提出明确的内容与深度要求,但业内也已形成一定的共识。我们将BIM正向设计确定的要素与不确定的要素归纳如下,以厘清概念。
    • 要素
      • 1.BIM正向设计的确定要素
        • (1)基于BIM模型出图
          • 正向的概念已包含了基于模型形成设计文档的要求,因此是否基于BM出图是判断是否正向的一个关键依据。虽然也有“用BM全程辅助设计,但不出图”的做法我们认为这属于“BM设计”,但不能算是“BM正向设计”。 但下文也会谈到,基于BM出图所覆盖的专业、阶段、图别等,目前尚不确定。我们谨慎地作这样的限定:在技术可行的前提下,与建筑构件实体相关的图纸,由BM模型输出。在第43节BM出图范围一节,我们给出各专业分别采用BM与CAD设计 出图的范围建议。
        • (2)BIM建模人员即为设计人员
          • 翻模流程中,BM建模人员一般并非该项目的设计人员,因此造成理解偏差、图模不一致的情况频频发生。BIM正向设计流程中,没有“纯建模”的岗位,各专业直接将建模与其设计进程相结合,模型即设计,建模人员即设计人员。
        • (3)基于BIM模型进行多专业协同设计
          • BM技术本身的协同性很强,只有把各个专业的模型集成在一起,才能表现设计的整体全貌、发现专业间的冲突、协调专业间的关系,各专业的设计图纸也是互相引用、实遍者也部模很业协同进行,因此BM正向设计要求多专业参与协同设计。仅有单专业(一般指建筑专业)参与的BM设计,不能称为真正意义上的BM正向设计。
        • (4)BIM与CAD配合完成设计
          • BM设计在行业探索初期,也有过一些尝试,企图全专业全流程转向BIM,只能使用BM软件进行设计出图,不允许使用 AutoCaD来绘图,甚至提出“告别CAD的口号。实践表明,这种做法目前还不具备可持续性。原因有多个方面,最主要的三个原因:一是很多专业的计算分析软件尚未移植到BM软件平台,仍是基于CAD平台;二是仅就图面表达而言,BM软件的效果与效率总体尚未达到CAD的水平;三是设计表达在某些方面,模型投影的表达并无优势,如建筑的构造层次与细部节点、结构的钢筋、电气的线缆、机电的系统等,这些信息在传统的二维表达习惯中也许更简约、清晰,也更为各参与方所接受。 因此,为了推动真正落地的BIM正向设计,反而不应该摒弃CAD,而应探索BIM与CAD二三维结合,高效完成设计的技术路线。
        • (5)BIM出图的表达方式应接近传统表达方式
          • 这个观点也许业内并不完全同意,有不少专家提出BM时代的设计表达应根据BM技术的特点进行修改,但如何修改尚未有得到普遍认同的做法。政府主管部门也组织编制了行业标准《建筑工程设计信息模型制图标准》JGJ448-2018,但对于每个专业、每类构件的图面如何表达依然语焉不详。在这种状态下,保持传统习惯的表达方式进行法律意义上的设计成果交付就成了最现实但也最稳妥的做法。 从技术角度看,三维BM模型的二维表达确实存在一些鸿沟,但基本不影响大局,部分细部可通过手动修饰完善来实现,目前最需要的是整理完整的技术路径,将BIM可直接实现的做法列出来,无法直接实现的部分则提供替代的做法,最终实现完整的保证质量的成果交付。这也是本书力求实现的目标。
      • 2.BIM正向设计的不确定要素
        • (1)BIM覆盖的专业不确定
          • 前面提到BM正向设计要求多专业协同设计,具体覆盖的专业仍受到多方面的现实制约,无法统一要求全专业参与。如结构专业,其计算分析、出图均自成体系,普遍的做法是结构计算模型与BM协同设计模型相互独立,或过程中互导,尚未形成两者合一的通用做法,因此结构的BM正向设计还处于探索阶段。其他专业或细分专业也可能遇到同类问题,如电气专业的配电设计、暖通空调的冷热负荷计算等,其“设计部分仍然较难集成在BM模型中,目前较成熟的仍然是通过BM实现其“制图”部分. 近年国内的软件厂商也在积极研发,如广厦软件已实现将结构计算模型与 Revit模型结合并在 Revit软件上进行平法表达的技术流程;鸿业的 BIMSpace软件也集成了很多机电专业的计算与设计功能。随着类似技术的不断突破,BIM正向设计覆盖的专业/细分专业也将越来越全面。
        • (2)BIM覆盖的设计阶段不确定
          • 什么阶段介入才算是BM正向设计,这个问题也没有标准答案。有观点认为,从方案阶段就直接用BM才算正向设计,笔者并不认同,因为方案更多的是建筑单专业的推敲调整,BIM的信息化、集成化并非这个阶段所必须,建筑师可以应用BIM软件辅助方案设计,也可以不使用。当然,随着BM软件的功能完善、建筑师的逐渐习惯将其作为日常方案设计的工具也是很有可能的。 在第42节BIM介入时机一节中,我们列出几种模式供参考,原则仍然是在设计过程中通过BIM进行多专业的协同,并从BIM模型输出设计成果。在此原则下,不同专业根据项目具体情况选择合适的介入时机即可,关键是事先做好策划。
        • (3)BIM出图范围不确定
          • 前面提到,要求全套施工图纸均由BIM模型出图是不现实的。我们姑且使用“BIM出图率”这样一个不太严谨的术语表达BIM出图占总体图纸的比例。即使是建筑专业理论上可以做到BIM出图率接近100%,但部分图纸(如防水大样等节点详图),与模型并无太大关联,仍以二维线条绘制为主,这类图纸用CAD绘制也是可行的甚至是推荐的做法;其他专业的BIM出图率更低,如电气专业的很多图纸,在BIM软件里出图并非最佳选择。因此,BIM出图范围是不确定的,随着软件的发展也会动态的调整。本书第43节给出的范围划分供参考,各设计企业可根据项目与人力资源情况进行调整。
  • 1.2BIM正向设计的优势与困境
    • 优势
      • (1)基于三维可视化的BIM模型进行设计,设计师可更全面控制设计效果。
      • (2)基于多专业的三维BIM模型协同设计,有效提高专业配合质量。
      • (3)BIM模型的二三维联动、数模联动,有效减少图纸错误,提高图纸质量。
      • (4)正向设计模式可彻底解决“图模一致性”问题。
      • (5)高度结构化的模型信息可在一定程度上实现合规性的自动审核。
      • (6)基于设计BIM模型可衍生出更多的设计成果,如可视化成果、性能分析成果
      • (7)数字化交付的设计BIM模型可以延续至施工乃至运维阶段应用,也是未来发展方向。
      • (8)可进行工程量统计成果等,提高设计的附加值。
    • 困境
      • (1)BIM软件操作技能要求较高,软件操作与CAD模式相差甚远,设计人员转变难度大,一般需专门培训。
      • (2)BIM软硬件配置需要比CAD模式更多的投入。
      • (3)对于目前普遍被高度压缩的设计周期来说,BIM正向设计的总体效率目前难以达到CAD模式下的效率。
      • (4)BIM设计软件在图面表达方面与习惯表达仍有一定差距,耗费设计人员大量时间去寻找解决方案,结果未必理想。
      • (5)BIM设计软件目前与结构及机电的专业设计、计算软件结合度不高,设计环节往往需分为系统设计与计算、BIM建模、出图三个环节,降低了效率。
      • (6)BIM正向设计的协同要求比CAD模式严格很多,需要各专业紧密、近乎实时地协同,设计人员也需要转变与适应。
      • (7)BIM正向设计的项目管理流程,如阶段划分、设计深度、提资方式、校审方 式、出图方式、变更方式、产值划分等,均与CAD设计模式有所区别,甚至大相径庭 设计企业需要摸索适合自己的管理方式。
      • 上面列出的7项困境,大致可分为技术与管理两方面的问题。笔者认为,其中最关键的还是第(3)(4)点,解决了效率问题与图面表达问题,其他方面的困境基本上可以迎刃而解。
  • 1.3BIM正向设计与传统设计模式的区别
    • 1.3.1设计载体不同
      • 这是显然的区别。BM设计的载体是具有三维可视化特征的高度结构化的BIM模型,传统模式的载体则是由线条、文字等图元构成的相对离散的CAD图形。简单来 看是三维和二维的区别,但这个区别对设计师的思维方式有非常大的影响,这里仅作简单介绍,相信在实践中会有更深的体会。 对于建筑专业来说,传统设计同样离不开三维造型软件去推敲造型与空间,但图纸与造型之间是相互独立的,没有关联,要深化设计及或者修改,就需要分别进行。BIM模型的二三维集成的特性对建筑师非常有利,可以随时、任意剖切进行查看,图纸与模型双向同步修改,这些都是BIM模型给建筑师带来的便利。但其修改时构件的互相关联,导致操作没有CAD设计模式那么随心所欲,这是需要适应的。 对于机电专业来说,对设计思维的转变要求更高。CAD模式的机电设计,大部分机电工程师是平面思维,仅在最后的管线综合阶段会考虑高度方面的协调。BIM设计模式要求所有的实体构件在设计的时候都要考虑高度,相当于把以往偏后期的设计工作提前考虑了,这对于专业协调是有利因素;但对于本专业设计来说,加大了前期的工作量,需要调整并且适应新的周期划分。 此外,原本用线条表达的内容一旦转为用三维模型表达,其要求就立刻变高,尺寸、标高均需要考虑,构件之间对位也需要考虑高度方向,原本有些构件在二维图纸上无需表达或无需精确表达,在BM模型里也必须准确表达,如管道的弯头、三通等管件门槛、楼梯扶手等构件,均需如实建模。调整起来也需要更多的工作量,机电管线的调整尤甚。纯以“制图”来说,这在一定程度上降低了效率,虽然设计效果应该会更好,但设计周期也应适当加长。 现实中加长设计周期也许很难,如何在BM设计流程中也实现与CAD设计流程致的效率,这是全行业孜孜以求的目标,本书也整理了很多我们积累的经验供参考。
    • 1.3.2制图原理不同
    • 1.3.3设计流程不同
    • 1.3.4协同方式不同
    • 1.3.5提资方式不同
    • 1.3.6校审方式不同
    • 1.3.7交付成果不同
• 管线综合设计
  • 11.1管线综合设计流程
    • 11.1.1初步设计阶段管线综合设计流程
      • 初步设计阶段,基于各专业BIM设计模型进行初步管线综合设计,流程如下：
        • (1)以机电专业 Revit文件为主体,链接其他建筑、结构、幕墙等模型文件,全部打开显示
        • (2)各楼层设定管综专用的建模、出图视图。
        • (3)分楼层进行主管管线的综合调整,重点确定主管线路由及标高。
        • (4)竖向管井综合调整。
        • (5)楼层内干管管线综合调整。
        • (6)设备房内设备和管线布置。
        • (7)建筑空间净高校核优化、全专业综合协调优化。
        • (8)校审后导出楼层净高分析图、管井和主要设备房分析图。
    • 11.1.2施工图阶段管线综合设计流程
      • 施工图设计阶段的BIM正向设计管线综合流程:
        • (1)在初步设计管线综合的基础上,优化楼层主管、竖向管井的综合调整。
        • (2)楼层支管、末端综合调整和连接。
        • (3)结构、建筑专业预留预埋BIM开洞协调。
        • (4)支吊架布置或预留设置。
        • (5)校审确定满足要求后导出管线综合平剖面图、预留预埋施工图。
  • 11.2管线综合设计原则
    • 11.2.1管综基本原则
      • (1)建筑室内管线综合调整避让原则
        • 1)有压管道让无压管道。例如,消火栓、喷淋、给水、压力废水、空调冷热水管道避让雨水、污水、冷凝水等有坡度的自然重力排水管道。
        • 2)可弯管道让不可弯管道。例如,压力管道避让发电机或锅炉的烟道、大尺寸风管,压力管避让排水系统通气管等。
        • 3)小管径管道让大管径管道。例如,消火栓、喷淋、给水、压力废水管道避让生活热水、空调冷热水、风管主管、高温烟道等管道。
        • 4)普通水管让热力(带有保温)管。例如,消火栓、喷淋、给水、压力废水管道避让带保温的空调热水、生活热水、蒸汽管道等。
        • 5)分支管道让主干管道。连接消火栓、喷淋、空调末端支管避让消防循环、空调送风、排风、空调冷热源主管及干管等。
        • 6)管道交叉尽量在梁板之间的空间里解决。
        • 7)单一个管道避让多个管的管组。
        • 8)在公共区域路过的压力管道可以布置到最上层,往左右连接支管、向下有开口 或连接支管的干管布置到最下层。
        • 9)电缆桥架、母线槽与压力水管平行布置时,电缆桥架、母线槽必需布置到上部, 确保运维期间的安全性。
        • 10)综合管线布置最好一层布置完,尽量不分层布置;如果两层布完就不分三层布置,分层布置要确保方便施工安装。
        • 11)公共走道机电管线上下分层排管的区域,必需预留≥400m的空间,保证后期各项系统按工作界面、安装顺序的先后和检修的需求。
        • 12)管道交叉翻弯应符合各专业要求,多个管道并列为一层需保持管底平齐,方便后续综合支吊架布置。
        • 13)管道穿结构梁、结构剪力墙时,一定要满足结构专业的技术要求。
        • 14)管线综合调整时,线管、水管不能穿过风管通过,无关的水管不能穿过高低压配电房。
        • 15)综合管线的结果要根据规范保证管道之间的间距要求,想尽一切办法满足建筑净高要求,综合提高建筑空间使用效益。
      • (2)建筑室外管网综合调整避让原则
        • 1)首先考虑把工程管道敷设在人行道或非机动车道下面。
        • 2)与室内管线综合要求雷同的是,压力管避让重力自流管道,可弯曲管道避让不易弯曲管道,小管径管道避让大管径管道,临时管道避让永久管道。
        • 3)建筑室外管网综合必须符合城市市政道路现状和整体要求。
        • 4)管线综合调整时要减少在道路交叉口处交叉。
        • 5)工程管道在庭院内建筑布线向外方向平行布置的次序,应根据工程管线的性质和埋设深度确定,其布置次序为:电力、弱电、雨水、污水、燃气、给水等。
        • 6)当工程管线交叉敷设时,自地表面向下的排序顺序为:电力、弱电、燃气管道、给水管道、雨水排水管道、污水排水管道。
        • 7)各种工程管道不应该在垂直方向上重叠直埋敷设。
      • (3)整体美观控制原则
        • 1)机电管线避免随意交又翻弯。
        • 2)同类型线槽、压力水管分组布置 管与管之间距保持致,组与组之间间距预留有安装、维修、支管翻弯的空间。
        • 3)整个项目管线综合排布前分类型技术要统一,上下左右排列普遍一致。
        • 4)管线综合排布后整体合理,管线基本呈平直,相互平行。
        • 5)管线密集区域整洁有序。
        • 6)人行通道、车行通道上部空间尽可能高,尽可能不要布置较大的管道
      • (4)机电管道间距控制
        • 1）方墙体通过;以预留套管形式或留洞方式通过,管道穿过的地方周边缝隙采用不燃材料封堵。
        • 2)水管外壁(含保温)间距约120mm,管外壁(含保温)与墙间距约200mm，管径越大,需要的安装间距越多,详见《建筑给水排水设计手册》(第二版) 。
        • 3)管线阀门应错开位置,若需并列安装,需根据阀门尺寸确定净距并不宜小于 250mm。如立管设置阀门,也需要考虑阀门安装及检修空间。
        • 4)管线尽量少设置弯头;无关管线不要穿高低压配电房、开关房、管道井、前室、楼梯、消防控制室。
        • 5)上下多层管道布置时,层间的间距至少保持150mm,保证支架、法兰的位置, 有条件可以增大到300mm,能够满足DN200以下的水管、150mm厚的风管横穿通过, 满足管线综合调整的灵活性。
    • 11.2.2建筑空间重点区域净高控制
      • (1)一般机电各专业重要区域
        • 包括生活水泵房、消防泵房、空调冷热源机房、风机房、空调机房、高低压配电房、设备房防火分区的内走道、屋顶层、避难层/间或避难通道、机电各专业系统转换层、机电管道集中的地方等。
      • (2)建筑功能空间的重要区域
        • 包括地下室汽车道、停车位、物流卸货区、电梯厅、泛大堂、大厅、大堂、标准层内走道、餐包房、特色餐厅、中小会议室、多功能厅、音乐厅、剧场、室内运动用房、地下室商业区、首层结构降板区域、样板房、样板段等。
      • (3)建筑专业或建设单位对建筑某些部位有特别净高要求的区域。
    • 11.2.3管线综合调整排序方案
      • (1)一般规定
        • 1)公共区域或管线较多的部位,尽可能少分层布置,如果一层能布置完就不设两层。
        • 2)优先布置好有坡度的无压力自然排水管和电气母线槽。
        • 3)优先布置较大尺寸的风管、管组。
      • (2)机电管线布置原则
        • 1)电气桥架布置原则。原则上电气桥架敷设最上方且方便敷设电缆,保持桥架 距梁、距柱、距墙边的最少间距,强/弱电桥架之间最少距离。
        • 2)水系统压力管道布置原则。上下平行于电气桥架的水管不允许敷设在桥架上方, 一般左右并行或布置下一层。
        • 3)风管布置原则。分层设置,风管布置最下层或与水管左右并排。
      • (3)地下室管线布置原则
        • 1)地下室沉板区域尽量不要集中布置管道、不要布置较大尺寸的风管。
        • 2)地下室汽车库主风管宽高比值尽可能大(规范内),风管厚度最好不要超过0.4~0.5m。
        • 3)地下室汽车库的风管、电缆桥架、自动喷淋、消火栓主管优先布置到车位上空贴梁底位置,避开主车道。
        • 4)地下室汽车库车位上部空间(宽和高)不足于布置全部机电主管时,电缆桥架可分别平行布置到车道两侧贴梁或靠近柱或柱帽,保住车道中部高度最大化。
        • 5)地下室层间汽车坡道避免不相关的主干管道穿过。
        • 6)地下室车库消火栓箱、排水立管、废水管道及阀门、汽车充电桩位置等不能影响车位停车。
      • (4)其他空间管线布置原则
        • 1)建筑屋顶层应避免管道从中间穿越交叉,尽量靠外边、沿女儿墙布置管道路由。
        • 2)公共建筑地上楼层公共内走廊,靠近强/弱电管井前、给水排水管井前、空调水管井前、空调机房前、排烟排风井前、避免主风管及较大尺寸的管道靠得太近,影 响管井出来的管道连接不流畅。
        • 3)公共建筑楼层公共区域机电主管、干管交叉尽量在梁/板空间、主/次梁空间处理,减少占用更多的净高 。
        • 4公共建筑商铺区域走道一般较宽(3~45m),机电主管尽可能布置到公共走廊里;不相关的管道尽可能不要穿过商铺。
    • 11.2.4各专业管线连接和翻弯的基本要求
      • (1)给水排水专业
        • 1)建筑压力给水管道连接通常是热熔连接、螺纹丝接、法兰连接、焊接等,消防水管还有卡箍连接。
        • 2)建筑压力给水管道翻弯通常可以采用90°弯头,上翻或下翻交叉通过没有作要求,弯头前后不能直接设置阀门,至少在大于2~4倍的管径长度外设置阀门和仪表。
        • 3)自然重力排水管连接,通常根据选用管材采用插接、胶水连接等。
        • 4)自然重力雨水、污水、通气管排水立管连接,楼层水平管采用两个45°弯头+一段直管进行9°拐弯连接或斜三通连接,不能直接用9弯头连接。
        • 5)楼层横接管拐弯或连接,支管应选择45°斜三通或90°顺水三通或者设置成两个45°弯头+一段直管进行90°拐弯。
        • 6)建筑室内雨水、污水立管连接出室外检查井的横管,与管井连接时要保持底部平齐,不能完全按设计坡度布置管道连接管井。
        • 7)室外雨水、污水检查井之间的连管,管底需布置到井底;不能完全按设计坡度 布置管道连接管井。
        • 8)室外雨、污水管管道接市政管井时,需按设计坡度保持上部连接市政排水管井如果保持底部平齐连接市政管井,容易导致管道堵塞。
        • 9)室外雨水口连接集水井时,需按设计坡度布置管道连接管井,不需要考虑底部平齐连接。
      • (2)电气专业
        • 1)图纸设计有时标识为母线,有时标识成母线槽,两种说法是同一种事物;母线槽的翻弯方式为90°,建议综合管线时母线槽尽可能少翻弯。
        • 2)抗震设防烈度为6度及以上的建筑,母线槽每隔50m需设一个伸缩节;母线槽 穿过抗震缝隙时,在缝隙两侧设置伸缩节。
        • 3)敷设干线的电缆密闭线槽、电缆托盘、电缆梯架常用翻弯方式有90°斜边弯头、两个45°组合成90°的弯头、135°弯头、垂直上下弯头、45°上下爬弯。
        • 4)电缆密闭线槽、电缆托盘、电缆梯架常用连接方式有上下跳弯45°接头、水平三通、水平四通。
        • 5)电缆密闭线槽、电缆托盘、电缆梯架特殊连接方式有上下30°、60°或其他角废爬弯接头,爬弯的长度和半径根据桥架的尺寸大小确定,这种需现场制作,管综排布时尽量少用。
        • 6)电缆桥架、母线槽穿普通剪力墙时,可以通过预留直接整体穿过,周边缝隙釆用防火密封材料封堵 。
        • 7)电缆桥架、母线槽穿人防剪力墙时,必须釆用预埋圆形套管的方法通过,每根电缆或单项母线接套管通过,套管的间距根据管径大小确定。
        • 8)高压电井通过地下室外墙时,必须在混凝土墙上预留防水套管,每根电缆通过套管连接室外电井 。
        • 9)室外电缆沟与其他专业在同一高度交叉时,通过管线综合调整无法避开的情况下,允许在电缆沟预留橫穿套管。
      • (3)暖通空调专业
        • 1)多联机空调冷媒管连接方式通常是钎焊或扩口连接,制冷剂液体管道不得向上形成“9”形,气体管道不得形成“Ω”形。
        • 2)多联机空调冷媒管液体支管引出时,必须从干管底部或侧面接出;气体支管引出时,必须从干管顶部或侧面接出。有两根以上的支管从干管引出时,连接部位应错开,间距不应小于两倍支管管径,且不小于200mm。
        • 3)空调冷热水管道连接方式通常有丝接、法兰连接、卡箍连接、焊接,具体选择 是根据材质和管径大小而定。
        • 4)冷冻水管道、空调末端设备(吊装式)接口不低于空调支管,支管高于水平主管,水平管道应直线安装,在现场无法完全满足直线安装的情况下,可考虑从末端支管至立管方向,管道下翻,但不能上“凸”和下“凹”安装。
        • 5)空调冷热水管翻弯常用弯头是90°、弯制钢管的弯曲半径,热弯不小于管道外径的3.5倍,冷弯不小于管径的4倍;焊接弯头,不小于管道外径的1.5倍。
        • 6)风管与空调设备连接均采用带保温软管连接,设于负压侧时,长度为100mm 设于正压侧时,长度为150mm。
        • 7)风管连接和选用风管材料有关,普遍风管时一般采用钢板,连接方式有插接咬口接、法兰连接,普遍选用法兰连接;常用管件三通、四通,圆弧形45°、90°弯头,90°矩形弯头,大小头,天圆地方(左接矩形、右接圆形)等。
        • 8)风管翻弯方式有向上乙字形、向下乙字形、向上马套形、向下马套形。
    • 11.2.5管线安装高度优化及估算
      • (1)减少管线不利区域 一般在消防水泵房、变配电室、制冷机房、风井、风机房、空调机房附近会存在较多、较大管线,因此平面布置时,尽量错开。布置原则建议如下
        • 1)水泵房,尤其消防水泵房与变配电室、制冷机房分开。
        • 2)风井与其他风井、水井、电井分开。
        • 3)各风机房、空调机房分开。
        • 4)风机房、空调机房与水井、电井分开
        • 5)风管避开较高结构梁
        • 6)管线避开防火卷帘。
        • 7)减少管线铺设的层数。
        • 8)留有管道交叉、支管安装空间。
      • (2)安装及维修空间估算
        • 1)应考虑按施工安装顺序,便于安装管道、设备、保温,还有防护、标识、调节操作等空间需求。
        • 2)优化排布管道时,应预留出可以方便维修与更换的可能,所需要的空间和检修口位置。
        • 3)强/弱电之间最近间距至少保持0.3m,线槽、梯架、托盘等桥架距墙、柱、梁底至少保持0.15m。
        • 4)同类型桥架上下、左右至少保留0.15m的距离,用于放线和安装支架的空间; 桥架上下平行布置过桥弯时,下部线槽盖板距离上部至少0.2m。
        • 5)压力管道之间最近距离一般为0.2m,至少保证有0.15m的U形卡箍、阀门或法兰安装位置。
        • 6)暖通空调风管、水管与其他管道左/右单边之间至少保持0.2m,预留保温、阀门操作、仪表读数的空间。
        • 7)防排烟竖向风井内的风管周圈距建筑墙面控制在50~100mm,预留竖井施工偏差和安装支架的空间。
        • 8)如果竖向风井里设有空调风管、空调新风管,设计选用镀锌钢板加保温的方式时,风管周圈距建筑墙面控制在80~120mm,预留竖井施工偏差、安装支架和保温的空间。
        • 9)较宽的内走道(3~4.5m) 两边都要预留检修、操控空间,较窄的内走道(2-2.5m) 至少保证一边检修空间,最好是靠中间位置附近;检修空间一般04-06m宽
        • 10)大空间建筑或建筑内部大堂、剧场、多功能厅等顶棚上空一般均设马道,需保证马道人行通畅。
        • 11)上下多层管道布置时,层间的间距至少保持150mm,保证支架、法兰的位置,有条件可以增大到300mm,能够满足DN200以下的水管、150mm厚的风管横穿通过,满足管线综合调整的灵活性。
      • (3)施工安装成本考虑
        • 1)并行同类型管道可设置共用支架,没有特殊要求的管道同一标高管底平齐可设共用支架。
        • 2)综合管线排布时,从造价高到低方向考虑布置,造价高的管线力求距离最短、翻弯最少;例如,母线槽、较大的电缆桥架、空调较大的管道等。
        • 3)考虑各专业设备、管道施工顺序的先后进行优化排布,减少拆改返工;易损、易坏、较贵重的建材安排到后期安装。
        • 4)同质化较多的管道(特别支管较多)尽可能平直;反复翻弯管件增加较多,成品管件远高于管道的价钱,对造价影响较大;例如,自动喷淋枝干管、风管支管、电力桥架等。
        • 5)校核模型避免排布和留洞错漏,尽可能不要因优化模型和导出图纸的本身问题导致返工和更换建材。
      • (4)管线安装高度估算
        • 一个合理的建筑平面、机电管线布置,应该是各主机房位于负荷区中心,吊顶内管线基本均匀满铺。 一般以最不利点作为计算管线安装高度依据。而如果管线布置合理,一般最不利点由暖通空调管线造成,且此区域其他专业管线较少。那么只要计算出暖通管线需要多少安装高度,就可以得出管线安装高度。 以地下汽车库为例,其中“无空调水管”为一般住宅项目。“有空调水管”为较复杂公共建筑项目,地下控制水管较多,难以与风管共用一层敷设。 梁板结构: 1)无空调水管 H=上方翻越(50)+风管(400)+喷淋(100)=550mm 2)有空调水管 H=水管(350管径+100保温+100支吊架)+风管(400)+下方喷淋(100)=1050mm 无梁楼盖 1)无空调水管 H=上方法兰(50)+风管(400)+下方交叉(200)+支吊架(50)=700mm 2)有空调水管 H=水管(350管径+100保温+100支吊架)+风管(400)+下方翻越(250)=1200mm
    • 11.2.6预留预埋专项管控
      • (1)全面检查、优化机电预留预埋
        • 1)根据规范、设计要求或标准图检查预留洞口、套管的位置和套管选型是否满足要求,分类型进行技术统一预留预埋。
        • 2)根据工程实际情况列出套管、孔洞的形式,水管、桥架、母线等如何穿过混凝土墙、结构梁等。例如,建筑内部普通隔墙、二次砌体采用预留方形或圆形洞口,混凝土墙、结构梁、楼板采用预留洞或普通套管,人防区域采用密闭套管,地下室外墙、水池墙壁采用防水套管等。
        • 3)机电管线穿结构楼板、剪力墙、地下室外墙区域:钢/柔性防水套管,可与管径相同设置;密闭套管,可与管径相同或大1号设置;普通预留孔洞:必须比管径大2号预留,小管径的至少预留∅50 。
        • 4)根据技术要求,确定留洞或套管尺寸与机电各专业管道尺寸的关系。例如,圆形密闭套管、防水套管比管道管径大一个或两个型号尺寸,DN40以下的管道穿结构梁统一预留DN50的洞口,方形管道穿建筑隔墙预留洞口沿管道最外边50-100mm。
        • 5)多个管道穿建筑内隔墙时,建议管道分组或整合不同类型管道集中留洞,减少预留孔洞难度和工作量。
        • 6)多个管道同时穿过某个区域的结构梁、混凝土墙时建议底部平齐,保证综合支吊架应用的连续性。
        • 7)根据项目营业后业态发展的需求,重要区域增加预留孔洞、预埋套管的数量。
      • (2)重点检查优化建筑、结构专业的安全性
        • 1)机电管道穿结构外墙时应使用防水措施,避免室外地下水、雨水长期从管道边缘渗入。
        • 2)机电管道穿室内结构梁、剪力墙、楼板,原则上应预留洞口或套管,有条件时, 小管径管道穿楼板也设预留洞口。
        • 3)穿结构梁预留洞口宜在跨中、梁中13范围内,洞口上下距离不小于梁高的且距梁两边不应小于200mm。
        • 4)混凝土结构墙、梁、楼板洞口小于300mm时,钢筋不需要剪断,绕过洞口即可当预留洞口大于300mm时,需按设计要求采取必要的结构补强措施。
        • 5)在剪力墙上穿洞时,一般对于尺寸小于300mmx300mm的洞口,结构专业图面上不另外表示,但提资时各专业需要表示。
        • 6)对于人防区域顶板、临空墙上留套管,无论套管大小,均需要结构专业确认, 并在结构图上表示。
        • 7)设备管道如果需要穿梁,则开洞尺寸必须小于1/3梁高度,而且框架梁小于250mm,连梁小于300m。开洞位置位于梁高度的中心处。在平面的位置,位于梁跨中的1/3处。穿梁定位需要经过结构专业确认,并同时在结构图上表示。
        • 8)备专业留洞,需要注意留在剪力墙的中心位置,不要靠近墙边或者拐角处,避免碰到暗柱,
        • 9)柱帽范围的结构楼板上,不可开洞。
        • 10)框架梁截面高度一般可取计算跨度的1/12~14悬挑梁高度一般可取1/4-1/6跨度,大跨度梁高度一般可取跨度的18~114。管线避免通过较高结构梁, 结构梁预埋套管。