63管线综合平衡布置技术.doc

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1、6.3管线综合平衡布置技术6.3管线布置综合平衡技术 管线布置综合平衡技术是应用于建筑机电安装工程的施工管理技术，涉及到建筑机电工程中通风空调、给排水、电气、智能化控制等专业的管线安装。为确保工程施工工期和工程施工质量，避免因各专业设计不协调和设计变更产生的“返工”等经济损失，避免在选用各种支吊架时因选用规格过大造成浪费、选用规格过小造成事故隐患等现象，通过对设计图纸的综合考虑及深化设计，在未施工前先根据所要施工的图纸进行图纸“预装配”，通过典型的截面图直观的把设计图纸上的问题全部暴露出来，尤其是在施工中各专业之间的位置冲突和标高“打架”问题。通过在图纸上提前解决，在实际施工中基本做到一次成活

2、减少了因变更和拆改带来的损失。通过核算各个管线支吊架受力强度保证质量安全。管线布置综合平衡技术是机电项目总承包管理中不可缺少的一项管理技术，对于机电项目总承包方尤为重要。机电项目总承包方对分包有管理权，而管理需要细致到位的工作，如何详细而又切合实际的管理，就需要通过管线布置综合平衡技术，这项技术不仅可以控制分包的施工工序，还可以控制工程的施工质量和成本。6.3.1国内外发展概况随着建筑物功能的不断发展，各种新技术、高科技不断应用于各种建筑中，机电工程所涉及的专业也逐渐增多。建筑机电安装工程已成为一项十分重要的工作，因为建筑的实际功能大多由机电项目来实现，建筑机电安装工程不再只是简单的将设备装上

3、连接好，而是要注重最后各项功能的实现。但是，由于建筑机电工程项目的技术含量高、专业性强，各个专业系统在不断扩充的前提下不断变化，所以未来在建筑机电项目安装工程中唱主角将是机电总承包方，机电总承包方作为机电安装工程的总包，将为业主提供完善的技术服务、专业技术上的协调和组织领导各专业分包的管理及施工。随着机电总承包方的作用不断提升，作为机电总承包方自身的管理就显得尤为重要了，如何协调、管理好各专业及各分包单位，就是摆在机电总承包方面前的难题。现在建筑市场在市场经济的影响下投资方或开发商要根据市场的需要及时改变方案甚至改变原有结构及功能，尤其对于投资周期比较长的大型建筑，往往其功能定位会因施工时间较

4、长，市场变化而多次发生变化，这对于机电项目显得尤其突出。机电项目经常出现设计蓝图已经无法保证实际的安装情况或根本就没有施工图纸。通常情况下施工单位会通过甲方联系设计单位解决，但是有时会出现出图时间和效果无法保证的问题，因为施工图而耽误很多时间，这是现在施工中最为突出的问题。同样由于设备采购牵扯到多方因素，往往设计时选用的设备和最后业主采购的设备不同，而各厂家产品又都有其各自的技术参数，这就使得原来的设计图纸无法继续使用等等这就是我国目前在施工和设计方面存在的脱节问题。但是国家已经进入了飞速发展的年代，随着和国际惯例的接轨、奥运会的临近，工程设计模式已经越来越多的向国际通用模式发展。现在的工程设

5、计开始趋向于概念性设计，这是国际上通用的一种设计模式，概念性设计的设计图纸往往不能直接使用在实际施工上，它是系统和功能的体现，只对主要的参数进行了计算和标注，对很多详细具体的参数都省略了，这种设计方式对设计来说方便快捷。但是这对工程的机电总承包方要求很高。承包方需要明白设计的意图，再根据实际的情况来完善很多图纸上没有的细节，以此图纸来指挥和协调各专业和专业分包，大设计院在这些方面已经开始进行一些试点了，将来可能形成初步设计与施工图纸设计完全分离的情况。国际惯例机电项目是由机电总承包商全部承包，包括设计图纸、设备选型定货、施工、调试、维修等。这样的机电总承包商必须是专业的机电承包商，要拥有较强的

6、实力，除了拥有一 1定的设计施工管理能力外，还要对专业领域、市场情况都十分了解，往往这样的企业都是某些领域中的权威和技术垄断者。投资方只要选择好这样一家公司，将要实现的功能及初步设计交由这家公司，其它事情均由这家公司来解决。一般来说国外在建筑功能上定位较准，对于确定下来的功能又有专门的公司来进行管理，每个管理公司都有完备的技术要求，所以设计定型后比较稳定，而且设计、安装是一家来统一管理，协调起来很容易。管线布置综合平衡技术适用于二次深化设计，通过应用该技术可以用最小的代价来达到最完善的功能，应用该技术形成的图纸才是真正符合施工实际的图纸，才能真正和国际通行方式接轨。我们所介绍的这项技术并不是简

7、单的一项施工或科学技术，而是一种综合利用各种技术结合产物，它是很多技术的一种交汇点，管线布置综合平衡技术不是什么创新的概念，但是它是现在我国建筑领域尤其是机电项目中非常需要的，同时也是未来建筑安装领域一项非常实用的技术。6.3.2技术内容作为建筑机电工程管理技术，并且是通过计算机应用与工程实际相结合产生的技术，不仅在计算机硬件、软件上有要求，而且在人员配置和操作流程管理方面应重视。（1）采用管线布置综合平衡技术的工程应具备电子版的设计图纸，这是应用该技术的前提条件。（2）设备配置计算机：符合当前主流配置的主机，要求该建筑工程中所涉及的机电工程每个专业都应该 有独立的机器。移动存储：应配备刻录光

8、驱，同时每个专业都应该有各自的移动存储器，便于和设计院或 现场进行图纸交流。打印设备：中等幅面（A2幅）打印机。有条件可配大幅面（A0幅）打印机、晒图仪等大 型设备。便于输出图纸和晒成蓝图。网络：有条件可安装广域网接入，便于和外部联系。（3）常用的软件配备：计算机的操作系统：Microsoft Win98/2000/Me/XPCAD图纸的软件：AutoCAD R14/2000/2002/2004/2005专业设计软件（4）管理制度的建立1）建立清楚明了的操作目录和文件档案以便日后查找2）明确图纸编制的依据和责权范围以合约为依据，在合约条款中明确，或单独签订合同。甲方提供的设计院的全部机电施工图

9、及施工图电子版。国家及地方的相关规范。23）建立管理体系明确职责A建立管理体系图6.3-1B明确各自的职责 a项目总工：组织、协调各部门的技术管理工作 组织建立技术、质量管理体系 组织制定管理制度细则 组织综合图制作、方案制定 组织协调解决制作过程中的技术问题 b专业工程师：负责编制技术管理工作细则参与图纸会审及设计交底，并解决技术问题，协调各专业间的交叉问题，组织交底 签认、会审、交底、记录组织制定关键点技术方案，并在签认后组织交底实施 综合图签审核栏 c机电项目副总工：负责按程序标准向甲方递交报审图纸方案等，文件的签认与组织传递 组织项目自审 组织甲方设计审核 d设计主管：组织综合图、大样

10、图，深化设计图的制作3根据规范及交底记录审核初稿电子版施工图，并签复核栏 负责按时提供电子版图参与交底并签认C明确各部门的职责a设计部：按出图要求整理、绘制电子版图纸参与会审、交底，并根据交底记录调整电子版图按时提供符合会审要求的电子版图根据甲方批复意见调整电子版图b物资部：向设计部提供有效、准确的设备、材料参数c技质部、工程部：负责图纸会审，并将问题及解决方案总结报技术工程师，总工审批 参加设计交底，做好记录审核综合图初版图将会审、交底结果汇总后，向设计部交底，并填写交底记录 d行办：负责保证绘图用材的及时供应4 （5)工作程序（流程图）（6）制图计划时间表图纸专业审核 电子版整理 图纸会审

11、 设计交底标准层综合图及二次结构留洞图 各层综合图及二次结构留洞图 样板综合图其他大样图 基础图 深化图报审 （7）制图中的具体内容：图6.3-25现代建筑中除各种设备外，管道、线路是重要的组成部分，它们品种繁多、数量巨大，材质不同，承担着输送介质、能源、信息、动力等功能，有些特殊情况还可能存在一定的危险性。这些管线集中分布在建筑物 第二步，将做好的各个专业的图块以定位基准线与柱子的交点为插入点，将各图块分别插入同一建筑结构图中。第三步，这是制作中的重点。就是对已经合在一起的图纸进行二次深化，主要是通过图纸来进行“预装配”，在未施工前就找到施工时会碰见的问题。在图纸上先解决各专业之间的位置冲突

12、和标高打架问题。找到有问题的区域，通过截面图直观的把设计图纸上的问题全部暴露出来，再重新布置图纸中各专业的走向和标高，直到达到要求为止，再通过截面图把改变标高后的情况表示出来，通过平面图将走向改变后的情况表示出来。同样在业主对吊顶标高或布置 6安排上有改动时，利用综合图可以直观的看到各专业的情况，综合考虑各专业的相互关系和相互影响，做到统筹考虑。再通过截面图和平面图来表示出新的布局和标高。掌握的基本原则是：电气让水管、水管让风管、小管让大管、有压管让无压管、一般性管道让动力性管道、同等情况下造价低让造价高的。（具体问题根据实际情况来定） 这就是一张综合图的简单制作过程，实际制作中还要考虑多重因

13、素和各方要求。对于各专业在图纸的颜色分层上的具体要求，各图层名称应以方便和便于识别来确定，图层颜色一般应按管道实际涂色标来区分。举例说明表6.3-17 （8）一些简单实用的小型计算、校核和局部小样图纸实际的工程中存在很多各方都认为不应该自己管的问题，尤其是设计单位，设计对于一些和实际情况联系十分紧密的小型验算和由于后期改动造成的局部图纸，一般不愿意接手，这时机电总承包发挥自己的实力为业主解决一些实际的困难，就会更加突现公司的实力，同时会赢得业主和设计单位的多方面配合，也有利于自身的施工和管理。如：支架承重校核计算及支吊架选型；空调负荷计算；厕所给排水的管道平面及系统图等等（9）制定详细记录用表

14、及规定详细的文件格式 1）图签和签字栏所有需要会审和签字的图纸上必须加上图签和签字栏，这样对图纸的制图日期和修改次数，责任人及有效版本都加以明确。 图签举例：8图6.3-3签字栏举例：2）各种往来文件用表具体使用还要根据各单位自身的办公流程来详细制定。举例：见表6.3-2图6.3-46.3.3支吊架受力分析及选型计算校核管道支吊架受力分析及选型计算校核是对管道施加给支架的受力情况进行分析，详细阐明支架强度计算会遇到的各种形式，希望以此可以使大家在对支架进行校核计算时更加明确受力计算，提高选型时的安全性、经济性，提高企业在所有工程施工中的标准化程度。支架受力分析：管道一般分为竖向布置和水平布置。

15、无论支架的形式是怎样的，支架都是用来承担管路系统的力，这里力一般有以下几种：一种是由支架所承担的质量在地球引力下引起的，一种是由支架所承担的管道热胀冷缩变形和受压后膨胀引起的，还有一种由管道中介质压力产生的推力。第一种力总是垂直向下的，而第二种一般沿着轴线方向，相对于第三种只有在管道有口径变化和盲端时才产生。大家一般都比较重视垂直管道的固定支架，其实水平管道的固定支架也很重要。管道口径越大，固定支架的受力也就越大。垂直管道上的固定支架更因为高度增加，支架不但要承担补偿器的变形反力而且管道及管道内介质重力全部作用在固定支架上。一般管道下粗上细，管道内压力产生的推力向上。如遇管道上粗下细，则管道内

16、压力产生的推力向下。波纹补偿器的盲端力在竖直管道中与管道及管道内介质重力相互抵消可以不计算在内，而在水平管道的计算中起主要作用。水平管道受力因管道及管道内介质重力与补偿器产生的力成垂直分布，所以分两部分：首先固定支架要在垂直方向能承受管道及管道内介质重力其次固定支架要在沿管道方向能承受波纹补偿器的变形反力和波纹补偿器的盲端力。具体计算见下： 管道和介质重量：管道重量= (D2- d2) L 铁 管道中介质重量= d2 L 水 圆周率3.14 D管道外径 d 管道内径9L 管道长度(支架承担的那部分管道长度)水=1000Kg/cm3水比重铁=7800Kg/cm3铁比重另一种力可以从补偿器样本里查

17、出或由补偿器厂家提供。这里应该注意的是补偿器的盲端力。由于补偿器的形式不同，其产生的变形反力也不同。管道i2EJ (L) 22、计算临界力Pk 计算临界力公式Pk=3、实际作用力与实际可以承受的力比较（因为两者截面一致，这里直接使用临界力） 根据作用在支架上的力PS，要求此力为垂直作用在支架上的力，如斜的应转为垂直力；同样力作用在斜的支架上，也要转为垂直的。4、当P>PS表示支架受力没有达到失稳状态，支架校核通过。当P<PS表示支架受力会发生失稳，这时首先应对支架形式进行改变，如在长杆中间加附加的支撑以破坏细长比等措施，再进行计算。如果光靠改变形式无法达到要求，还可以再加大支架的选

18、型，再进行计算。其次就是重新制定支架方式，以避免出现长杆失稳状态以达到最后计算通过为止。抗拉力计算：本计算主要针对支架受到的由于管道及管内介质的质量引起的拉力可能将支架拉断，要求所选定的型钢在受拉力方面能达到 P受力 要小于许用应力，这样所选定的型钢就可以 S横截面使满足强度要求。可求得横截面S来找到型钢型号。剪切力计算：10本计算主要针对支架受到的横向力可能将支架横向斩断，要求所选定的型钢在横向力方面能达到 P受力要小于许用应力，这样所选定的型钢就可以使满足强度要求。可求得横 S横截面截面S来找到型钢型号。膨胀螺栓受力计算：支架受到的横向力可能将支架横向斩断，膨胀螺栓也可能因受横向力被斩断。

19、本计算主要为了确定所选定的膨胀螺栓是否承受的住受到的剪切力和有足够的拉力不致脱离混凝土或被拉断。剪切力能达到 P受力要小于许用应力，这样所选定的型钢就可以使满足强度要求。 S横截面每个支架n个膨胀螺栓中，必须假设有50%完全承受剪切力，即n/2个膨胀螺栓，计算出膨胀螺栓的有效截面积S（cm2）与螺栓样本中的截面积比较选择适合的螺栓。或直接查膨胀螺栓样本中所标明的设计抗剪力再乘上所计算的螺栓数量，再和所受到的力进行比较。只要计算的抗剪力大于实际受力就可以了。抗拉力同样直接查膨胀螺栓样本中所标明的设计抗拉力再乘上所计算的螺栓数量，再和所受到的力进行比较。只要计算的抗拉力大于实际受力就可以了。这里应

20、注意不同的水泥标号下参数有所不同。最后由于支架形式的不同，具体问题应该具体分析，所出现的问题也会不尽相同，综合的运用和细致的分析是关键。6.3.4该技术在实际工程中的应用实例（1）实际应用该技术的工程介绍:举例来说某工程总建筑面积20万平方米，工程性质为新建，由地上栋塔楼，商业用裙房，地下部分组成。地下部分为连通式共3层，地下一层为商业、餐厅等，地下二、三层为停车及设备用房。结构形式均为框架剪力墙结构，工程为综合高档智能商用写字楼。这样规模的工程机电安装项目按一般通常做法会因为图纸标注的位置有冲突，造成施工时各专业位置重叠而不得不返工拆改的工程量就可以达到全部总工程量的20%左右，对于因功能或

21、其它问题改变而产生的变更拆改更是惊人。由于各种原因能够办理变更洽商的量并不多，而且能办理时又与办理变更洽商的水平和责任心有关，所以发生拆改对安装企业是十分不利的，应该尽量避免发生变更拆改，即使发生了也是越少越好。使用该项技术后由于事先对可能发生位置冲突的部位进行了图纸预装配，相关内容做了调整，同时所有施工人员加深了对图纸的认识。整体工程没有因为施工企业自身没有全面吃透图纸而发生任何重大的返工量，全部是一次安装到位，同时工程进度大大超前了原先的进度计划。保质保量完成了工程。（2）经济效益分析首先这种技术主要依赖于计算机的使用，必须配置足够数量足够品质的计算机，这需要一定的投入，但是现在由于要求各

22、种报验的表格和来往的信函都是由计算机打印的，基本上每个施工单位的每个工地都配备有计算机，所以可以资源共享。其次属于隐形投入，就是这种技术需要具有专业素质的人员，这些人员不仅要求懂得工程技术而且要会使用计算机制图软件，科技人才和人力的投入是不可缺少的，通过对现有人员的培训造就复合性人才才是今后发展的趋 11势。综合起来这项技术的应用投入很小而且大多数资源还可以与其它的部门共享。这种技术投入不多，对施工企业的带来的效益却是非常大的。首先，避免了因为图纸标注的位置有冲突而产生的返工拆改所造成的损失，仅这一项就为安装企业节省很大一笔支出。其次，可以保证提前预知可能存在的技术问题和负面影响，为安装企业合

23、理的避让因技术原因而带来的经济损失。最为直接的通过对图纸的深入详细了解和亲自动手修改，提前进行图纸预装配为以后正式施工打下良好的基础。6.3.5需要注意的方面（1）配套性要求配备的软件必须和设计院的软件对应，便于打开设计提供的图纸，避免发生因软件版本不对无法进行图纸的沟通。所依据的标准和规程也必须和原设计施工图的相一致，避免发生因不同标准规定不一致造成矛盾的情况。（2）专业性机电安装是一门多专业多学科的综合领域，包括水系统、空调采暖系统、燃气系统、动力电系统、弱电系统甚至还有工艺管线等，一般建筑物中常见的如生活给水、生活污水、中水、雨水、消防栓、消防自动喷淋、气体灭火、空调冷冻水、冷却水、冷凝水、热水、蒸汽、燃气、空调新风、建筑排气、消防排烟、厨房排气、高低压配电、动力照明、事故广播、消防报警、电信与有线电视、计算机网络、建筑智能等等。有时多达二三十个功能系统。这些系统每种都有其专门的技术和专门的规程，每一项都必须遵章守纪。不能为了满足楼层的净高、足够的检修空间、管线可以穿过等等问题，而留下安全的隐患。（3）实用性要想使这项技术能够真正应用到工程中就必须使其简单、通俗易懂，还要注意很多细节问题，做到使用者真正得到方便。举例来说：综合图中每个专业设为一种颜色，这样便于查找。为了清楚系统归为一层，颜色随该层等等。12