建筑機電設備安裝工程施工技術探討

莊劍波

（福建漳龍建投集團有限公司，福建 漳州 363100）

0 引言

在我國城市化快速推進的背景下，大量民用和工業建筑拔地而起，而機電設備作為建筑實體中必不可少的一個組成部分，在為人們提供舒適的生活條件中發揮著重要作用。但是機電設備專業種類較多，有強弱電、給排水、暖通等，同一個建筑物各專業交叉混合在一起，為了保證感觀質量，機電設備及相應的管線等不需要直接接觸用戶的部分又需選擇盡可能隱藏起來，再加上機電設備也需要維護保養甚至更新換代，因此機電設備安裝的質量優劣直接影響整個建筑給用戶帶來的感官效果及使用功能。本文以某丙類高層廠房改造項目為例，分析機電設備安裝施工技術在施工質量方面的應用及控制要點，以期為機電設備安裝的質量提升提供經驗參考。

1 建筑機電設備安裝工程施工中的注意事項

1.1 重視預埋隱蔽施工

建筑機電設備類型繁多，功能多種多樣，滿足人類方方面面的需求。然而這些功能是設計功能，需要通過安裝來實現，而安裝的質量好壞就直接影響功能的使用。預埋施工看似簡單，但預埋施工質量好壞直接影響后續穿線、設備安裝，甚至主體結構質量。

（1）預埋pvc電工線管，采用承插連接，線管位于樓板底筋和面筋之間，在各工種交叉施工過程中，接頭處容易脫落，如果沒有及時發現，則混凝土澆筑過程中，就容易把管堵死，造成線管直接報廢[1-2]。

（2）預埋線管需要拐彎，拐彎的弧度大小直接影響后續穿線施工，現場施工為了節省材料，經常把線管的弧度折到最大，殊不知線管弧度越大后續穿線越難，甚至導致線卡死，線管作廢。

（3）預埋套管的位置尺寸如果出現較大偏差，輕則影響安裝的設備觀感質量，比如，衛生間通氣帽的預埋孔洞，如果不能保證水平位置，待上下樓層通氣帽安裝完成，對建筑外墻的觀感產生嚴重的影響[3]。如果嚴重的則需在設備安裝時重新開孔，不僅影響進度，浪費成本，且破壞結構；比如空調內外機連接的孔洞，如果穿墻套管預埋施工時沒有考慮外墻排水立管的位置，排水立管擋住了空調套管，造成后續空調銅管安裝不了，而此時外墻涂料，室內裝修也已經施工完成，重新取孔則會破壞室內外裝修，后果可想而知。

1.2 統籌規劃機電綜合管線

建筑機電設備安裝既要滿足基本功能的實現，又要滿足觀感質量，對建筑工程的整體質量影響很大。機電專業除了各個專業班組眾多，各專業交叉施工頻繁外，各專業管線的功能也不同。例如，雨污水管網存在有壓力排水和無壓力排水，有壓力排水可以依靠排水泵提供的壓力主動排水，而無壓力排水僅僅能依靠自身重力在管線坡度的輔助下排水，因此，如果一旦坡度不夠甚至倒坡，雨污水是無法實現順利排走；再者，空調送風管要求保溫，而風管施工完成后通過漏光量、漏風率測試合格后才能進行保溫，風管尺寸一般都比較大，遇到管線交叉爬彎施工難度比較大，占用空間也大，施工速度也比較慢，保溫施工安排更是晚于風管施工，因此其他機電管線施工必須預留空間以便于風管保溫施工[4]。因此，建筑機電設備施工單位對此必須給予足夠重視，統籌規劃機電綜合管線施工，避免推諉扯皮甚至返工的現象發生。

1.3 嚴格按規范要求調試

機電設備安裝完成后，還需要進行調試，確保設備的功能滿足使用要求。機電設備的功能除了開關量功能，還有模擬量功能，開關量功能調試比較簡單，不作過多說明。而模擬量功能的實現需要現場手動調試，例如，潔凈空間內的壓差傳感器檢測到房間內壓差達到±5Pa，傳感器發送輸入信號到自動控制系統主機，主機發出輸出信號到送、回風電磁閥，通過電磁閥門的開關量調節室內空氣壓力大小的供應，從而控制室內的壓力參數。

2 建筑機電設備安裝工程實例分析

2.1 工程概況

本文以某丙類高層廠房改造項目為例，其建筑主體為已有建筑物，建筑高度26.3m，地上共5層，耐火等級二級，總建筑面積12400㎡，由于舊廠房的設備功能、消防等方面無法滿足目前的需求，因此須在舊有廠房的基礎上進行拆除改造。現場施工除包含拆除舊有墻體、門窗及機電管線、設備等，還需在既有廠房的基礎上進行部分隔墻、門窗的改造施工，更主要的是安裝凈化空調設備、消防設施等[5]。

2.2 現場機電安裝施工難點

（1）凈空有限。由于是在舊有建筑的基礎上改造，通過開工前現場勘察發現，有兩層層高比較低，板底標高4.85m，主梁底標高4.05m，次梁底標高4.35m，而潔凈區凈高有2.6m，加上玻鎂巖棉夾芯彩鋼板厚度50mm，因此吊頂最小高度僅有4050-2600-50=1400mm，而送風管主管最大高度600mm，回風管主管最大高度400mm，排煙風管主管最大高度是320mm，由于送、回風管采用橡塑保溫，厚度25mm，排煙風管的防火包裹厚度50mm，還有DN150mm 的消防主管外徑有165mm，加上支架高度50mm，還有500mm高的橋架；另外組合式空調機房進出水管道、閥門、電線電纜、配電箱配電柜、水泵等設備眾多，而舊有廠房的機房空間無法隨意增加，如果在設備安裝之前沒有詳細規劃，后續安裝過程中往往會造成設備房間空間利用率過低，導致安裝的設備管道、閥門等太過擁擠，彼此過近或靠墻，甚至由于空間過于擁擠，導致設備安裝不了或者暫時安裝完成，但之后維修保養困難，甚至拆除不了，無法維修，只能大面積拆除[6]。

（2）平面布置空間有限。由于在舊廠房基礎上改造，現場施工場地狹小，施工總平面布置空間有限，沒有足夠的半成品加工、堆放場地，而該項目凈化空調的風管多，且為角鐵法蘭連接，再加上潔凈空間需要采用玻鎂巖棉夾芯彩鋼板做結構，而潔凈區每個功能房間的玻鎂巖棉夾芯彩鋼板尺寸不一樣，且玻鎂巖棉夾芯彩鋼板上還需要開燈孔以及開關插座的孔位，消防報警裝置，比如煙感、溫感、聲光警報器、手動報警按鈕開關等。

（3）大型機電設備主機運輸困難。因為舊有建筑有5層，每層都有組合式空調機組需要運輸到指定樓層的空調機房進行安裝，而舊有建筑已有2T的貨用電梯。若以現有電梯作為運輸工具，2T貨梯開門尺寸1500×2100，轎廂尺寸1910×2100×2200，而現場最小風量20000m3的組合式空調機組尺寸也達到7830×1960×1680，根本無法使用。如果選擇對組合式空調機組進行拆解，也僅僅能拆解設備外殼、風機等，對于初效、中效過濾段，混合段，表冷段，過濾段，加熱加濕段等，在咨詢過廠家后，為保證后續設備的功能穩定，不能拆解。因此，這些設備已經超出現有貨梯的運載性能，設備的運輸將不可避免地成為該項目施工的重難點[7]。

（4）各功能房間參數不同。該項目的凈化車間內有許多不同的功能房間，除了有普通的更鞋間，男女更衣間，男女洗手間外，還有特殊的功能房間，比如稱量備料間，原材料暫存間，中間檢驗間等。每個不同的功能房間其空間體積不同，壓差不同，換氣次數不同，送風量、回風量不同，要保證凈化空調的使用功能，凈化空調系統的各個參數的調試將是重點，而每個功能房間的參數都不同，因此需要逐個進行調試，施工的復雜程度直線上升。

2.3 建筑機電設備安裝工程施工技術

2.3.1 機電綜合管線信息模型數字化技術

對吊頂內綜合管網提前進行BIM設計，按照小管讓大管，有壓管讓無壓管，一般管道讓通風管，氣體管道讓液體管道，冷水管讓熱水管，分支管讓主干管，水管在電管下方，橫平豎直的原則，主次梁分類標注，核定結構標高，用顏色區分結構標高，找出結構標高最不利點。對吊頂內管網主風管平行主梁敷設，貼次梁，避開主通道敷設，如果必須橫穿主通道，應變徑上翻，貼梁布置，風管距梁應預留800～1000mm的間距（見圖1所示），后續水管橋架可順利翻越。水管距梁留出至少500mm的間距（見圖2所示），后續水管橋架可順利翻越。管道上翻以90°翻彎不僅形成水阻，而且還浪費材料，應以45°角翻彎（見圖3所示），減少水阻，節省材料。

圖1 風管距梁間距800～1000mm

圖2 水管距梁間距大于500mm

圖3 管道上翻以45°翻彎

除了吊頂內的機電綜合管線，設備機房也是機電設備集中度較高的地方。設備機房在大樣圖基礎上，項目部根據現場實際畫出深化圖，引入BIM技術，構建設備機房模型，機房狹小的空間匯集了水電暖各個班組，項目部除了正確計算進出水管道，閥門，通風排煙管道，電線電纜，配電箱配電柜，水泵及水泵基礎外，還應考慮安裝這些設備的先后順序，方便后續設備操作使用的空間位置以及為保證安裝工作需要預留一定的空間尺寸，包括材料移動，定位設備，輔助安裝設備，安裝工具等的操作空間。如果設備需要后續人為控制，除要預留設備操作空間，機柜開門的空間尺寸外，還要考慮預留足夠的供人員移動的空間尺寸以及維保人員取用維保工具所需要的空間。空間尺寸計算完成后，項目部還需現場復核結構空間尺寸，并依托BIM系統平臺進行模擬，對方案可行性進行進一步復核，避免因結構尺寸誤差導致設備安裝空間不足，造成后續設備安裝質量無法保證，甚至安裝不了，或者安裝完成卻不能正常維修保養。

2.3.2 工廠預制結合施工現場模塊化安裝技術

依據BIM技術平臺構建的凈化空間模型及綜合機電管線模型，以玻鎂巖棉彩鋼板減少板材浪費達到最大利用率為前提，對玻鎂巖棉彩鋼板的模型進行分段分解，并對分解后的每塊板材進行編號，后續在加工廠按編號直接預制加工，現場安裝的時候也依據編號進行模塊化組裝。在此種模式下，案例項目的彩鋼板結構加工質量比現場分散加工制作大幅提高，現場安裝進度大幅提前，板材安裝出錯率大幅降低，沒有發現返工現象；管線模型的分解分段以減少接頭數量，法蘭接頭位置設置于周圍易操作空間，避開管線交叉施工點；風管預制帶法蘭接頭加工后運輸到現場，安裝人員可以直接通過法蘭連接固定、吊裝。在此種模式下，案例項目的風管加工質量明顯大幅提升，漏光量測試合格，漏風量符合要求，進度提前，現場半成品容易堆放，安全文明施工得到大幅度提升。

2.3.3 垂直運輸技術

對于案例的組合式空調機組運輸難點，可以采用起重吊車結合吊裝平臺的方式。根據組合式空調機組的尺寸、重量、起吊高度及起重吊車的工況設置吊裝平臺。在吊裝過程中，需將組合式空調機組先就位于吊裝平臺，然后利用起重吊車將機組及吊裝平臺組合體一起吊裝至樓層指定位置，施工人員必須將吊裝平臺先臨時固定于主體結構上。此過程中吊車保持吊裝狀態，空調機組及吊裝平臺的重量負荷仍由起重吊車承擔，固定裝置僅僅是防止吊裝平臺移動，最后施工人員通過水平液壓搬運機將空調機組搬運至設備基礎的指定位置上即可完成后續安裝。通過起重吊車結合吊裝平臺的方式解決該案例的空調機組運輸難點，且吊裝效率高。

2.3.4 調試自動運行技術

空調自動控制系統調試運行前，先做好檢查，排除外部環境參數的影響，案例項目因為有潔凈度等級為D級的潔凈空間，因此在系統調試前需要必須先對凈化空間在正壓（房間內的壓力值必須大于室外小于潔凈區內走道）的情況下進行清洗、消毒。觀察一段時間，檢查潔凈空間是否處于密閉狀態，此時確保風量調節閥，冷卻、冷凍水管的電磁閥及高效送風口均處于手動狀態。調試過程必須嚴格根據設計參數的送、回風量及壓差值，換氣次數的相互匹配關系進行多次調試，在確保所有參數在手動狀態下調整完成，將閥門的控制狀態轉換為自動狀態，確保通過系統自動控制，在空間狀態變與不變的情況下，所有參數都能處于工作值的范圍內。潔凈空間參數狀態如表1所示。

表1 潔凈空間參數

3 結束語

綜上所述，為提高建筑整體施工質量及使用功能，除了土建主體質量外，還必須重視機電設備安裝工程施工的質量，在實際施工過程中，應從預埋施工開始，仔細統籌規劃機電綜合管線，并做好設備安裝調試。案例工程的實踐證明，為提高建筑機電設備安裝工程質量，借助BIM技術平臺，結合工廠預制，現場選擇合理的吊裝設備和合適的吊裝方案，能有效保證機電設備安裝質量。