浅谈商业综合体地下室机电深化设计.pdf

June 2023 Industry City271调查研究随着我国经济社会快速发展，人们生活水平的不断提高，对居住条件和质量也有了新的要求。上海提出了打造“创新、绿色、协调、开放、共享”的城市综合体理念，旨在为办公人群以及区域居民提供丰富便捷的公共空间。大型商业综合体的建筑面积大、业态繁多，相应的配套机电工程也更为复杂，相关专业多、系统大、管线密集交错等特点尤为突出。施工单位在收到建设单位提供的招标图后，通常需对原设计图进行二次深化，在满足业主要求的前提下实现系统优化、降低施工成本、提高施工效率。综合体的重要机房通常都设置在地下室，通过后勤走道联通至地下室的商业公共区域，商铺通常布设在公共区域的两侧，因此公共区域上空势必成为各专业主管的必经之路。综合体的精装修在机电安装工程施工期间同步进行，为满足精装修的标高要求，深化设计尤其是管线综合工作重点往往集中于此。暖通空调专业因其管道占用空间大、设备多等特点，在施工和深化设计中都占有较高比重，尤其在管线综合阶段，通常都以暖通深化设计为主导。1暖通深化设计概况1.1暖通空调设计暖通空调是作为建筑环境控制技术的采暖、通风、空气调节三个分支的统称。随着人们生活品质的不断提高，对建筑的热湿环境和室内空气品质都有了更高的要求。采用何种暖通空调方式、参数组合才能在提高舒适度的基础上，使暖通空调系统更高效、更节能且更易于实现是暖通空调设计的主要内容。1.2深化设计随着大型综合性的建筑增多的同时，建筑内部的机电系统也愈趋复杂化。大型商业综合体的地下室业态复杂、附属功能房间数量多、设备用房的位置也相对集中，导致机电管线容易集中在几个主要区域，设计施工图已经无法直接用于指导施工，需要进行二次深化设计。深化设计通常需要结合现场情况、相关标准以及业主要求等对图纸进行细化、补充和完善。此外，深化设计须在忠于原设计理念的基础上，本着优化系统、合理布局、节约成本的原则，需要对机电图纸进行全面的系统梳理、设备的校核、管线的综合排布等一系列工作，旨在保障工程的施工质量，优化施工流程，提高施工效率。1.3BIM 技术建筑信息模型（Building Information Model）是以三维数字技术为基础，在建设工程的全寿命周期里，集成了建筑工程项目相关信息的数字化表达，并以此进行设计、施工、运营的过程、技术、方法和结果的总称。随着建筑信息模型在国内外的普及应用，BIM 设计软件应运而生。虽然 BIM 软件均能够准确建模，进行空间协调，实现直观的设计流程，但各软件的侧重点、设计流程和建模思维不尽相同。本项目采用的 BIM 软件内部模型库里加载了目前安装工程应用的常见管道种类、设备和部件，在对模型精度要求不高、深化设计时间紧迫的项目的管线综合中具有较大优势。2项目概况本项目为上海市普陀区真如副中心 A3 地块，为大摘 要：大型综合体的业态复杂，各区域都有不同的精装标高要求，而地下室由于涉及的机电专业多、管线多为干管且排布密集，通常成为项目各方关注的重点区域。在收到设计施工图后，深化设计通常需要结合现场情况、相关标准以及精装要求等对图纸进行细化、补充和完善，作为设计和施工间的重要衔接。本文以上海真如副中心 A3 地块项目为例，结合在深化过程中遇到的具体问题及解决方法，探讨对商业综合体的地下室进行机电系统深化设计时的可行方案。关键词：商业综合体；深化设计；BIM 技术；管线综合；暖通空调工程浅谈商业综合体地下室机电深化设计文/汤元睿产城产城 2023年6月(上)272型商业综合体，包括商业楼、公寓式办公楼及地下室，项目分期开发，其中有 2 幢公寓式办公楼已交付使用，另有 3 幢公寓式办公楼以及裙房、地下室等正在施工。其中地下室共有三层，建筑面积约为 15 万平方米。地下三层为停车库，地下一、二层商业形式包括餐饮、商铺、游艺厅等。真如城市副中心作为上海的主城副中心之一，由于各种因素的影响，推进速度一度较慢，A3 地块作为副中心的启动区，主体结构已于 2015 年完工，部分已投入使用，随着建设开发提速，建设单位对项目业态功能的调整使早期的设计施工图已不能真正用于施工。在项目推进的过程中，需根据现场实际情况配合项目施工部对图纸进行进一步的深化设计。3本项目遇到的难点及解决方案本项目分期开发，由于部门区域已经交付使用，供其使用的电力桥架、消防水管以及防、排烟系统均已通过消防验收，为满足规范要求以及业主需求，项目在推进过程中遇到了不少难点。3.1招标图纸与现场的差异本项目的新建工程仅包括空调、采暖及部分通风系统。已交付使用的公寓式办公楼所配套的电气桥架以及地下室的防、排烟系统均已施工完成。我们将收到的总包单位提供的蓝图和现场进行了对比，发现现场管线位置和标高与招标图纸有较大出入。在和业主及顾问进行沟通后，我们决定改变常规的深化设计流程（即在图纸绘制前先设定好作图规则，将所有建筑、结构和机电模型全部抄完再进行后续工作的方式），改为用 BIM 软件先将蓝图中的主管线快速建模，将精度不高的图纸先交给施工员到现场进行复核，再将复核后现场的实际情况反映在模型上。施工员复核干管路由和标高时，我们同步进行支管的建模，待施工员开始复核支管的路由和标高后，我们开始在模型上调整干管的位置和标高。如此穿插进行大大节省了管综前的建模和调整的时间，首版综合图的出图时间比计划提前了近一个月。3.2施工周期紧由于业主要求分期交付，在开工期120个日历天内，需先行完成约 150 个车位范围交付物管，同时在地下一层设置了 5 个实体样板区，需先行深化、施工。本项目地下三层车库面积达到 3.5 万平方米，地下一层、二层在 5 万平方米左右。在和机电顾问进行协商后，我们将地下室各层划分为 8 个区域，分区进行送审批复。在征得业主和顾问的许可后，我们先出具了一版模型细度较低的三维模型，大致体现了主管的路由、标高和比较简单的专业管种标识，在此基础上先进行初步深化，并完成了净高分析色块图，以此作为设计协调会讨论的依据，找到重要节点重点解决。在基本解决了标高问题、确定了主管线的具体走向后，再逐步细化，如：添加风、水阀，将弯头、三通、消声器等风管和水管附件调整至与设计施工图一致的形式，补充喷淋末端，进行碰撞检查等。在绘制地下一层实体样板区的过程中，已经有需要配合精装图纸的需求，BIM软件以其建模、调整速度快的优势，能够在较短的时间内出具多个方案，通过三维模型漫游的方式，方便与会各方直观进行方案比选。3.3机电专业主管线集中本项目的地下一层由一条 L 形的下沉式广场分割为东、西两区，其中配电室、变压器室、开关站、消防水泵房以及锅炉房等大型机房均集中在东侧靠近外墙的几个的邻近房间内，各专业图上主管都集中在同一区域，导致该处管线十分密集，在局部后勤走道区域由于大量桥架的完成面仅有 2400mm，下方已无其他专业管线的安装空间。原设计图中，12 根 DN250 的空调热水供、回水管通过锅炉房并排从东侧跨过下沉式广场的上空接至西侧，再接至各管井。在管综过程中，我们发现成排热水管在考虑了实际的管径、管道保温层和支架的情况下，水平方向占用空间大，裸露的水管不美观，在与桥架十字交汇时更会影响通行。在与顾问进行商讨后，我们建议将西侧靠近空调水管井处的一间储藏室改为分集水器间，将水泵房内的总管直接以两根 DN400 的管径接至分集水器间，东侧所需的部分热水则直接从水泵房内借道空调机房和商铺的后侧区域接出，两根 DN400 的总管可以布置在一层的车道下方，后续还能进行吊顶，这样既实现了下沉式广场的美观，又不占用东侧公区已经十分紧张的机电安装空间。3.4空调冷、热水系统无安装空间本项目设计了两个制冷机房，共有 8 台冷水机组、24 台水泵，均位于地下三层。按原设计，冷冻水管从制冷机房的分集水器处接出，在本层接至 10 个冷热水立管；同时，地下一层部分无法跨越下沉式广场的空调热水管也要接至地下三层转换后再绕回地下一层，因此，地下三层有大量的冷、热水供回水管排布。但地下三层均为车库，考虑造价等因素，结构层高本身不高，而已经完成的车库防排烟风管大，现场的地库净高仅有2200mm，业主甚至要求冷冻机组需要拆机后运输至现场拼装调试，车库上空已经没有空间再走如此大量的水管。为此，我们提出了修改冷冻水系统的方案，将原地下三层的冷冻水管全部合并接至地下二层再进行分支，在不June 2023 Industry City273调查研究改变租户配置的情况下重新分配各干管、支管的水量，如图 1。由于工期紧张，为使制冷机房的施工不影响交付后车库的正常使用，项目部在第一时间启动设备采购，因此后续的系统优化不得超出已有设备的承载能力。我们首先详细研究了原设计的系统图和设备表，将修改后水系统的最不利环路控制在与原系统阻力相当的范围，重新绘制了轴测图并编制了水力计算表，经水力平衡计算后将水泵扬程控制在原设计选型范围内。在得到了业主、设计及机电顾问单位的同意后，最终方案如下：在地下三层仅保留冷冻机房内及其相邻机房内的立管井，在地下二层先进行一次分流，部分没有条件穿越精装公共区域的水管，再借道地下一层后接回地下二层。在地下二层的顶板尽量利用原有的预留洞，同时与建筑、结构设计和土建单位协商在空调通风机房内、商铺内靠楼梯间墙面或结构柱边等不影响美观的地方新开楼板洞，增设立管。最终我们设置了11对冷冻水主管，29组立管，由于管井多且线路复杂，我们用数字、大小写字母等在平面图上详细标注了所有管道的走向，并绘制了涵盖所有末端的系统图，解决了空调水管的布置难题。3.5现场拆改安装工作量大在深化和施工和推进过程中，遇到大量净高不满足要求的区域，按照合同均由我司负责机电设备及其附件拆除及重新安装。考虑到拆装的工期、造价和人力成本问题，管综布置时我们尽量遵循少拆改、多优化的原则。本项目的冷却塔位于商业裙房屋面，冷却塔及冷却水立管均已施工完毕，在现场复核过程中我们发现管井中的冷却水立管位置与施工图不符，而位于地下三层的制冷机房内设备基础也已浇筑完成，机房内的送排风系统也已经施工完成。我们尽量利用已有的设备基础进行设备定位，根据现场冷却水立管的实际情况，充分考虑了水流走向、设备间距、设备与管道和桥架净距、检修空间等要求进行机房排布。最终现场仅有排风管新增了两处翻弯，减少了现场拆改工作。项目预期总计需要拆除一次机电的内容高达 30%，按照上述一系列优化方案，实际仅拆除了不到 10%的一次机电内容，并且将预算时施工高峰段的工人减少近 50%，不仅节省了材料和人力成本，也大大缩短了施工周期。结语大型商业综合体由于业态繁多，机电管线错综复杂，尤其是地下室常有大量机电管线与各主要机房干线汇集于商业的公共区域，这都是精装设计与业主最关心的区域，对标高也有严格要求，因此加大了管线综合的难度。深化设计可以说是设计施工图的翻译者和加工者，将传统绘制在二维平面图上的各专业平面图进行优化、细化、整合，最终绘制出更加利于施工单位高效、有序施工的深化设计图。因此，深化人员在设计和施工两个阶段中承担着承上启下的重要作用。利用 BIM 技术的优势，解决图纸精度和深化时间紧迫的矛盾，使深化设计能够更好地辅助施工，提升工程的质量和效率。参考文献：1陆亚俊.马最良.邹平华编著.暖通空调（第二版）M.北京：中国建筑工业出版社.2007.2GB/T 51235-2017.建筑信息模型施工应用标准S.北京：中国建筑工业出版社.2017.3邓辉明.大型商业综合体暖通深化设计J.建筑科技.2019.3(5):4.（作者单位：上海一建安装工程有限公司）图 1 空调冷、热水系统优化示意图