装配式住宅建筑给排水管线的设计研究吴卫平

装配式住宅建筑给排水管线的设计研究吴卫平

吴卫平

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摘要：随着近年来我国城市化建设的不断推进，各种装配式住宅小区的数量也在不断增多。装配式住宅建筑内给排水管线设计的合理性直接关系到住宅建筑舒适度和住户的生活品质。因此，在住宅建筑给排水管线设计过程中引入BIM技术，是优化给排水管线设计的有效方法。文章就BIM技术在装配式住宅建筑给排水管线设计中的问题进行探讨研究。

关键词：住宅建筑；给排水设计；BIM

引言：

装配式建筑在20世纪初就开始引起人们的兴趣，到60年代终于实现。英、法、苏联等国首先作了尝试。国务院办公厅2016年9月27日印发《关于大力发展装配式建筑的指导意见》，明确以京津冀、长三角、珠三角三大城市群为重点推进地区，常住人口超过300万的其他城市为积极推进地区，其余城市为鼓励推进地区，因地制宜发展装配式混凝土结构、钢结构和现代木结构等装配式建筑。力争用10年左右的时间，使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%。

随着我国政策要求，推动产业结构调整升级，在政策的倾向下，装配式建筑占新建建筑面积的比例已逐步加快提高。装配式建筑指利用预制构件，在工地装配而成的建筑。此建筑方式受天气等环境因素影响少、通过规范化及流程化生产可提高建筑质量、有效地节省劳动力及施工周期等优点。

1给排水管线的概念

根据《装配式建筑评价标准》（GBT51129-2017）条文说明中管线分离的解释：对于裸露于室内空间以及敷设在地面架空层、非承重墙体空腔和吊顶内的管线应认定为管线分离；而对于埋置在结构构件内部（不含横穿）或敷设在湿作业地面垫层内的管线应认定为管线未分离。由此可知，敷设于吊顶内的给排水明装管线属管线与结构分离；敷设于结构模板、墙体内的暗敷管线认定为管线与结构未分离。

2给排水管线结构的设计

依据我国建筑行业的相关标准，对装配式住宅建筑中管线分离的解释：对于在室内空间和建筑主体的架空层中敷设的以及在不是承重墙的墙体和吊顶内铺设的管线被称为管线分离[1]。但是对于在一些结构件中架设的或者直接在地面垫层中铺设的管线则为管线未分离。因此可以发现，对于在吊顶中铺设的给排水管线是同建筑主体结构相分离，而对于在建筑主体内部和墙体中非明装管线则认为其为管线同建筑结构未分离。在实际操作过程中可以将吊顶内部的管线进行明装，而在其他区域的管线进行暗装。在装配式住宅建筑中可以通过这种方式实现管线分离安装比例的提高，因此，在进行评价过程中具有更大优势。同时在进行设计过程中要尽量提高管线分离的比例，例如将电气专业管线和建筑主体相分离，将原有的提前埋装在结构内部的管线进行明敷，这就使得在室内安装的各种机电管线安装更加复杂。因此，如何更好地排布机电管线，在安装过程中避免出现管线碰撞成为当前研究的重点问题[2]。要实现这一问题的解决，需要从以下方面进行。

1.1准确定位，预留空间

在进行实际设计过程中，有些管线需要穿越楼板或者一些预制结构件，例如一些排水立管连接地漏等。因此，需要对这些卫生器具及排水附件进行准确定位，在设计过程计算好空间和需要的距离，预留出空间，使得管线安装正常进行。同时定位之前要对安装管线的材料进行选择，使得设计有的放矢。

1.2选择合适的管线部件

现阶段我国在进行装配式住宅建筑进行设计过程中，由于对建筑管道的安全性和准确性制定的标准较高，同时在进行实际设计过程中相关不同地区和不同建筑公司的工作人员设计习惯有所不同，在实际使用过程中无法制定一个统一标准。因此，在对管道、管件等材料进行选择时，要尽可能选择集成化程度较高的部件。同时在进行装配过程中制定严格的管道安装标准，降低由于施工作业中的误差导致的各种不良情况的发生概率，更可以有效缩短施工时间。此外，在管道更换时也具有较高的互换性[3]。

2采用BIM设计装配式住宅建筑

针对装配式建筑情况，结构构件上各种管线预留洞已于构件生产过程中完成，管线安装阶段已无法根据现场情况调整结构留洞位置，若管线交叉后无法使用原设计留洞，后果将十分严重。为此，建立BIM模型能够十分有效、直观地作出管线碰撞检测的作用，这对装配式建筑而言，尤为重要。

2.1采用BIM技术进行模型构建

在住宅建筑的给排水系统设计过程中，采用BIM技术进行模型的构建，可以实现对将要进行的项目预定施工方案进行横向比较。通过这种方法可以有效实现对方案中项目主题的外观、功能以及相关标准等进行比较，最终选择最优的方案进行施工[4]。另外，在方案模型确定之后，要依据所建项目的实际情况对管线布置和三维模型进行设计。尤其是对给排水系统中存在的管道进行设计，确定各种管道以及设备机房的位置和分布，同时建立起标准化的图库。在此基础上完成对施工图的相关设计，对一些建筑的结构以及机电设备模型进行细化讨论，同时通过BIM中的三维协同设计模式实现建筑的各个节点模型和图纸的设计。

2.2采用BIM模型实现对管线碰撞的检测

虽然设计出来的详细图纸已经可以最大限度反映出给排水系统管线的情况，但是由于无法直接反映出不同管线在施工安装在之后的间距和交叉后产生的影响，有些可能会影响到正常施工。这些情况的出现可能会产生工程质量问题，由于返工会造成项目进度受到影响，有些甚至需要重新设计方案。在装配式住宅建筑结构构件生产过程中依照一定的标准对管线位置进行了留洞，在进行安装过程中无法实现对留洞位置进行调整，如果在进行实际施工时无法使用预留的洞就会造成较为严重的后果。因此，采用BIM模型可以有效实现对给排水系统管线碰撞情况的检测，这种方式极大地避免了在装配式建筑中出现装配部件无法进行正常施工的情况。

2.3采用BIM模型对施工流程进行演示

在对建筑进行实际施工过程中，一般都会用到垂直吊装机械设备，同时对于一些材料的堆放和不同装配式构件的堆放都会有具体的要求。将每栋建筑在建造施工过程中所需要用到的各种机械和建材堆放情况在模型中进行静态模拟，同时利用一些软件对施工进行动态模拟，可以有效地对施工中出现的一些情况进行提前处理。例如，将一些折叠板或者预制楼梯等体积较大的预制构件进行吊装，通过采用BIM可以实现对整个吊装和安装流程等进行模拟演示。通过这种方式可以有效提高施工效率，同时使得作业更加规范。还可以提前了解施工过程中的各种难点和要点，从而提前制定出科学的解决方案，避免工期延误。

结束语：

本文通过对装配式住宅建筑中给排水管线的设计进行研究可以发现，装配式建筑作为近年来我国大力发展的中国建筑种类之一，其施工过程中对安全标准较高，因此需要采取各种技术满足施工要求。通过对相关问题的分析发现，BIM技术可以有效实现对这些问题的解决，既满足当前在对装配式建筑进行施工中的各项要求，又为后续建筑施工过程打下了良好的理论基础。

参考文献：

[1]刘延涛,任小惠.市政给排水工程规划设计与管线施工工艺[J].居舍,2019(15):64.

[2]叶少华.轨道交通管线改迁设计中给排水管材的选用[J].技术与市场,2019,26(02):114-115.

[3]宋奎.探析BIM技术在市政给排水管线设计中的应用[J].建材与装饰,2018(43):128-129.

[4]张卿.深圳地铁6号线给排水管线迁改工程设计经验总结[J].城市道桥与防洪,2018(07):337-340+358+32.