关于机电工程深化设计的思考

关于机电工程深化设计的思考

蒋  隆    程  献  黄金友  

（中建三局第一建设安装有限公司机电设计研究院  湖北 武汉 430040）

【摘  要】本文以价值创造为出发点，对建筑机电工程的深化设计的目的、原则、工具及工作内容等进行详细地介绍，对规避返工、提升机电工程质量，创精品有很好的借鉴作用。

【关键词】机电工程  深化设计  BIM　管线综合  创精品 

1引言

自二十一世纪初，机电工程深化设计出现以来，从业人员象雨后春笋般迅速涌现。中建三局一公司安装公司作为传统机电行业的引领者，2005年以“上海环球金融中心”工程为契机成立了公司机电设计部，开始了机电工程深化设计的漫漫征程，为公司“专业化、科技化、智能化、精品化”的高质量快速发展，提供了强有力的支撑。现将机电工程深化设计相关经验与大家进行探讨。

2 机电工程深化设计的目的

一是解决机电管线的安装空间；二是核查原设计各专业图纸是否满足技术和规范要求，材料、设备参数是否满足本工程需求及各专业间是否完全匹配；三是管线横平直竖，少翻弯，立求路由简单美观；四是方便施工与日常运维并节能环保。

3 机电工程深化设计的主要工具

深化设计刚出现的时候大多用CAD，后来出现各种深化软件，如TFAS, Bentley，不过目前用得最多的是BIM三维应用软件REVIT及相关插件。BIM模型可以对整个建筑、机电管线的全尺寸以三维的形式呈现，且在建模的过程可发现大量隐藏在原设计中的碰撞问题，可以起到一次全面的“三维校审”作用。

4  机电工程深化设计工作内容

4.1 前期主要工作 

4.1.1 收集、核对资料

整理原设计图纸及材料设备相关资料，并对机电系统设计图纸及相关资料进行核查校对，提出建设性意见供业主参考，对可能影响项目深化设计的事项进行分析及商讨。

4.1.2 制定出图计划及出图目录

根据施工总进度要求，并充分考虑图纸任务量、深化难易及深化人员的素质与数量的基础上，制定详细的出图计划及图纸目录清单，并责任到人。

4.2深化设计的核心工作内容 

一是建模及管线综合排布；

二是绘制各种深化图纸，如：机电管线综合平面图、专业施工图，一二次结构预留预埋图，管井详图，天花点位图，机房详图等；

三是参数复核。

4.2.1建模及管线综合排布

建模一般较为简单，只要将原设计的各专业二维图翻模成直观明了的三维便可。

管线综合排布才是机电工程综合管线空间排布的核心，它需要深化设计人员有较强的综合能力及丰富的现场经验。

4.2.2绘制各种深化图纸

（1）绘制机电管线综合平面图，专业图

首先将建筑，结构，装修、给排水、电气、暖通等各专业施工图整合在同一张二维或三维图中，对专业之间的交叉碰撞或无法施工的部位，按照相关规范和管线避让的原则进行管线综合调整，消除碰撞，达到规范要求，并标注定位尺寸。主要有以下两种方法：

方法一：二维排布法（目前已较少使用），它是在CAD平面图中，将原设计各个专业图纸全部分层整合在一个平面图中进行平布排布，并配上复杂区域的剖面图。

方法二：三维排布法，对于管线密集复杂的工程或区域，将二维图纸通过三维模型绘制出来，三维图直观明了，借助三维图全面反映各专业各系统管线之间的距离，逐一将碰撞消除，并达到空间管理要求，最后将三维图转为二维平面图，从而形成合理的管线综合排布图、专业平面图等。

（2）绘制预留预埋平面图

在机电管线综合排布工作完成之后，在管线综合平面图基础之上，绘制一二次结构留洞图，用于指导现场预留预埋工作的施工。

（3）绘制管道井及强弱电井的管道平、剖面图

竖向管线大部分是主干管线，一旦施工，将会很困难进行调整，所以对管道井，强弱电井内的管线进行深化排布显得尤为必要。按照相关规范综合考虑各种管道的检修，操作空间来布管，是管井深化设计成功的关键。

（4）绘制吊顶天花点位图

根据装修吊顶及平面分格图，结合机电管线综合图及相关规范，进行灯具、风口、喷淋头、探头、检修口等平面定位，绘制吊顶天花点位图。吊顶天花点位图要力争使各机电点位外观美观大方，纵横成线；同时分专业、分段进行标注尺寸，最后提资给装修设计单位。机电点位布置应避开吊顶龙骨，兼顾吊顶的造型。 

（5）绘制机房详图

各专业管线的深化设计平面完成后，对配电房，空调机房，风机房，给水泵房，消防泵房等功能用房参照实际设备参数的订货尺寸及方便日常运行维护来进行深化设计，有预制、装配需求的按预制、运输、装配要求进行分段、分单元。 

4.2.3设备参数的核算

由于在深化设计时调整了机电管线部分路由，因此，必须在管线综合排布完成后对设备的参数重新进行手工或计算机软件的复核计算。

（1）管线支架选型及计算

在机电工程里，管线支架分布广、数量大、种类繁多。如何采用安全适用、经济合理、整齐美观的管线支吊架是机电工程深化设计的另一个重点。支吊架深化的重点在受力分析与计算。

（2）消声计算

为了使机电设备及系统运行产生的声音在规范规定的范围内，深化时应进行噪音计算复核，有效规避施工以后因为噪音不达标而造成的拆改风险。消声计算可分为隔声和吸声两大类计算。

（3） 风机静压、水泵扬程核算

风机静压，水泵扬程计算方法基本相同，只是两种设备输送的流体不同而已，但都表征了输送流体的能力，它由沿程损失和局部损失两部分组成。值得注意的是，局部阻尼系数的统计是最容易出错的地方，一定要仔细准确，否则计算出来的数据不准确，从而影响设备参数的确定。 

（4） 电缆截面积及桥架大小核算

一般导线的安全载流量是根据所允许的线芯最高温度、冷却条件、敷设条件来确定的。为保证电缆与用电设计相匹配，要对电缆截面进行核算，同时也要对桥架填充率进行复核，以免施工阶段桥架无法盖盖板等。

4.3机电深化设计与其它专业的沟通配合

（1）针对深化设计图纸内容，向施工单位进行交底说明，确保施工单位切实理解深化设计意图。

（2）参加机电工程深化设计与精装设计协调会议，提交精装区域机电配合图纸。争取合理的安装空间要求，化解双方的冲突点。

（3）不定期的现场巡查，发现问题解决问题。并形成对现场施工情况形成巡查报告，提交相关方（包含图片文字等）。

（4）机电专业深化应当与精装修设计（或其深化）同步进行，以免造成相互深化工作的修改。

5  机电管线空间深化排上布的原则

5.1符合设计规范要求及使用功能

机电管线深化设计原则上不得改变原设计的机电系统，不得自行变更管线的材质及规格。主要从施工便捷；尽量减少系统运行阻力，空间合理有效利用出发，对机电管线进行综合排布。雨水、污水、排水、冷凝水系统等有排水坡度要求的无压管，应严格按设计图纸要求的坡度、标高、进行排置，设备应预留检修空间，管线预留施工操作空间等。机电工程深化设计图应通过业主、监理、原设计院及机电顾问公司的会审，确认后方可用于施工。

5.2符合有关施工质量验收规范要求

深化设计应严格按照国家有关施工质量验收规范进行，同时，对原施工图不合规定的地方予以指出并纠正。

5.3预留施工、运维操作空间

深化设计应预留一定的施工、运维操作空间。如：管道焊接、丝扣连接、管道保温的安装操作空间；阀门安装位置除按设计及规范安装要求外还需要考虑阀门操作手柄的位置，以及考虑日后运维操作的便捷性。

5.4 利用梁间空间，提高房间净高

为节约投资成本，建筑层高都很有限，再加上装饰标高要求高，留给机电管线施工空间不多，绝大部分管线在安装时只能贴梁走，并通过有效利用梁与梁之间的空间，来提高房间净高，提高用户体验，提升价值。 

5.5 关于出图深度要求

机电工程的深化设计图应满足现场施工便捷，材料搬运容易，工人识图简单等。

（1）深化设计图要详细反应项目信息，能在平面图中反应的信息，最好在一张图纸上表述清楚，如图例说明，标注表示方法说明，关键点施工要求说明，设备参数信息等。再如：本层若有管线穿越伸缩缝，则本层平面图纸应附上伸缩缝管线安装节点详图，以便于工人施工时参考，不让施工人员进行多图比对，给施工造成不便。

（2）深化设计图必须保证良好的读图效果，因其信息全，自然标注多，从而导致标注文字容易重叠。字体建议采用国家规范偏小字体，高度一般不得小于2.5mm以免影响识读；防排烟、强弱电、消火栓、喷淋系统应明确反映风口，灯位，插座，干管与支管，喷头等未端定位，所有管线上下翻弯均应标示清楚。

（3）电气深化图应包含桥架，及电气管线，每条回路应明确标出回路编号、线型、安装方式等，便于后期放线施工。否则，施工过程中还要通过编号对照相应的系统图才能查明相关信息，不便于施工。

（4）图中应明确标示各机电专业管线标高：矩形管线为管底标高，圆形管线为管中标高；一二结构套管留洞应标注水平定线，标高定位线，所有单位精确到毫米。

（5）留洞套管应标注清楚类型/专业/标高/定位，标注形式应统一，否则，非常不便于施工阶段同类型管线进行标高核对。

（6）标注定位应满足现场施工要求，使人便于快速寻找，不能出现较长一段管子仅在端点出现一个标注的情况。

（7）在没有吊顶参照标高或者吊顶标高未明确时，深化设计在进行机电图纸深化时，应尽量利用空间高度，尤其是梁窝抬高机电管线安装高度，防止后期因为安装高度不能满足要求造成施工拆改。

6深化设计交底

对施工现场进行图纸交底时，应做好书面交底内容记录，重点进行图纸基准线的确立，标高的计算方法、施工要点、施工顺序等介绍，以防施工定位，工艺错误。

7总结与展望

机电工程的深化设计是施工之前的必须工作，只有深化设计工作做扎实了，施工才能顺利地推进。而BIM软件的出现恰好又助推了建筑业深化设计行业的飞速发展，它提高了深化设计的质量、速度与价值创造。

机电深化设计是机电行业“做专、做精、做优”的必由之路，是打造机电安装高质量发展核心工作。