地下室综合管线系统优化设计研究

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【摘要】通过对地下室综合管线系统项目设计、施工的重难点进行分析，并对其进行优化设计，基于合理避让的基本原则，明确了综合管线系统各个关键点的设计，同时对综合管线系统中的通风系统、消火栓以及自动喷淋系统、给排水系统以及强弱电桥架系统施工进行了研究，有效解决了项目设计以及施工存在的重难点问题。

【关键词】综合管线系统；优化设计；地下室；施工方案

1引言

地下室综合管线系统涉及项目多，复杂性较高，包括采暖系统、给排水系统、消防栓系统、照明系统、防排烟系统、送风系统、弱电桥架系统以及强电桥架系统等，其设计以及施工直接影响着建筑的功能性。这无疑增加了综合管线系统设计、施工的难度，要实现不同专业管线保持合理分布、互补影响，在系统设计上应遵循合理避让原则，结合管线功能、设计、施工规范等，明确不同管线的优先级，从而达到优化系统设计的目的，确保后续施工活动顺利进行。

2工程案例

2.1工程概况

某建筑地下室面积31438.87m2，层高3.95m，地下室设计净高为3.35m。综合管线系统设计如下：（1）采暖系统，包括进换热站一次网与出换热站二次网，最大管径为250mm；（2）送风与防排烟系统，其中送风系统9套、防排烟系统20套，最大管径为500mm；（3）给排水系统，包括压力排水系统与二次加压给水系统；（4）消防栓系统，最大管径为150mm；（5）电气系统，包括照明系统强电与弱电桥架系统；（6）自动化喷淋系统，最大管径为150mm。

2.2项目重难点分析

整个综合管线系统复杂，平面以及空间交叉点较多，难以有效保证项目设计净高，结合项目实际情况以及同类型项目经验，主要存在以下重难点：（1）项目采用的风管规格较大，并且与其他管线交叉点较多；（2）在平面位置上强电、弱电桥架系统与供热管道存在冲突；（3）风管和主梁平行布置，与主梁距离过小，施工空间不足；（4）强电、弱电桥架系统需要贯穿防火卷帘门，施工上存在一定难度；（5）风管与供热管道在平面位置上与照明系统存在冲突，对照明效果有影响。

3地下室综合管线系统优化设计研究

3.1优化设计的基本原则

合理避让原则是地下室综合管线系统设计必须遵循的基本原则，要求在不影响各管线功能、不违反各管线设计、符合施工规范、保留一定余量的前提下合理避让，确定施工顺序。具体而言，应注意以下几点：（1）大管优先级高于小管。相对而言小管成本低，并且绕弯更容易。（2）主干管线优先级高于分支管线。主干管线管径大、辐射范围广、重要性高，分支管线管径小、影响范围有限、重要性次之。（3）无压管线优先级高于有压管线。比如，压力流管和重力流管，在设计、施工中压力流管应避让重力流管。更改无压管线的流向与坡度难度相对较大，会影响流动效果[1]。（4）排水管道优先级高于给水管道。排水管道管径较大，水中含有大量杂质，若转弯较多容易堵塞。（5）高温和低温管道优先级高于常温管道。高温管道需要考虑到排气问题，低温管道需要考虑到保温、防结露、结霜问题，改动难度较大。（6）高压管道优先级高于低压管道。（7）非金属管道优先级高于金属管道。金属管道改动难度较小，处理较为容易。（8）通风管道优先级高于一般管道。通风管道管径大、体积大，不易弯曲。（9）阀件较多的管线优先级高于阀件较少的管线。阀件较多的管线安装施工、操作以及维护保养难度更大。（10）施工难度高的管线优先级高于施工简单的管线。

3.2综合管线系统关键节点优化设计

1）给水、排水以及消防主干管道的位置应尽量贴近地下室墙体内侧，若条件允许最好设计专用管井，从而避免直径较大的管道影响使用空间，并且这种设计也更为美观。2）通风管道由于管径大，需要占据较大空间，因此，在综合管线系统设计中要尽可能选择扁平状的管道，同时管道应尽可能贴近次梁，从而避免占用过多空间，确保综合管线系统施工完成后地下室净高符合设计标准。3）电缆桥架在设计上应选择并排布置，紧贴梁底，若条件允许则最好紧贴着次梁布设电缆桥架。关于桥架的选择以扁平状桥架最佳，可以节省空间。4）综合管线系统整体设计重点为以下方面：（1）明确管径较大的管道布设位置，如电缆桥架、通风管道以及热力管道等；（2）确定管径较小的管线位置，如自动化喷淋系统、消火栓系统；（3）确定照明系统、消防烟感系统等直径最小的管线。5）在综合管线系统中，强电与弱电桥架系统采用的电线桥架成本较低，但是电缆成本较高，因此，基于管控项目成本的角度考虑，在强电与弱电桥架系统设计上应先明确电缆桥架的位置，再确定自动喷淋系统与消火栓系统管道，合理控制管道长度，以降低电缆成本。6）从美观性的角度考虑，包括电缆桥架、通风管道以及排水管道等大型管道的底标高应当尽量保持一致，照明系统光管底座应与管道底部保持齐平，这样设计在视觉效果更为美观。此外，涉及管线交叉的部分，应尽可能减少直径较大的管线交叉，若无法避免，则应当将交叉点设计在非重点活动或者使用的区域。7）在地下室综合管线系统中，由于部分管线需要增加保温层或者进行防结露、防结霜设计，如采暖管道、低温管道，这需要占据一定的空间，因此，设计阶段必须根据管线尺寸以及保温层或者防结露、防结霜设计，合理设计管线布设位置，确保具有足够的空间。8）为避免强电桥架系统与弱电桥架系统相互干扰，影响系统功能，在设计上应合理控制强弱电桥架系统的间距，设计人员应充分考虑各种影响因素，通过科学合理的规划设计有效规避强弱电桥架系统的互相干扰[2]。

4地下室综合管线系统施工方案研究

地下室综合管线系统施工专业多、施工空间小、交叉作业多，整体施工难度较多，科学合理的施工组织方案设计可以有效保障施工活动顺利进行，减少施工冲突，确保施工效率与施工质量。

4.1通风系统

通风系统施工的关键是风管的制作以及安装施工，本项目施工中风管选择在现场加工制作，安装施工流程如下：（1）安装施工前，需对风管进行清理，清除风管内外的杂物，同时做好必要的保护措施；（2）风管连接部位采用法兰连接，要求接口处牢固、严密，采用的垫片厚度、材质以及位置均应符合设计要求；（3）风管安装位置、走向、标高均应严格执行设计标准，确保风管有效截面积符合要求；（4）安装施工过程中，风管吊架、支架间距控制在400mm；（5）风管连接位置要保持平顺，无扭曲的情况，若为明装风管，要求风管水平度符合设计标准；（6）当风管处于水平悬吊状态且风管长度超过20m，则应当设置固定点，防止风管暴动；（7）若风管需要穿越防爆墙、防火墙等设施时，需要设置防火阀，同时在风管外部增设防护套管，要求厚度不小于1.6mm。

4.2消火栓以及自动喷淋系统

在消火栓及自动喷淋系统施工过程中，要求所有施工材料必须符合国家相关标准。施工时直径在80mm以上的管线选择沟槽连接；直径在80mm以下的管线选择丝扣连接。若管线需要穿越墙体或者楼板时，需要做好管线与套管的封堵处理；若管线需要穿越防火分区，则需要做好防火封堵。管道支架、防晃支架、吊架要做好固定处理；管道吊架以及支架间距要控制在合理范围，管道中心线和梁、柱、楼板的最小间距以及管道吊架间距设计如表1和表2所示。

4.3给排水系统

给排水系统管线施工应重点关注以下几方面：（1）若给排水管线需要穿越人防围护结构，则需要在人防墙体内侧安装铜芯闸阀，若给排水管线需要穿越防护单元隔墙时，则需要在墙体两侧均安装铜芯闸阀；（2）若给排水管线需要穿越变形缝，则需要根据施工规范设置伸缩节；（3）安装支架以及吊架前，需要先对支架以及吊架进行除锈处理[3]，然后在表面刷漆，以防支架和吊架生锈；（4）安装立管时要注意确保管线垂直度符合要求，管道连接部位必须采用密封圈进行密封处理并利用卡箍进行固定，施工完成后应对管道垂直度以及密封、固定处理效果进行复查；（5）若给排水管线需要穿越非人防墙体，则需要在穿越墙体的部分安装刚性防护套管。

4.4强电桥架系统与弱电桥架系统

在强电桥架系统与弱电桥架系统施工中，桥架是连接电缆线路以及相关设备的关键，因此，施工中应重点关注以下几方面：（1）桥架安装施工前，需做好与其他专业管线的协调工作，注意避让直径较大的管线，如风管、排水管、消防管线等，防止在施工时出现冲突。（2）桥架和支架之间利用螺栓进行固定，转弯位置要严格校核材料尺寸；桥架和桥架间采用连接板进行连接，螺栓选择半圆头螺栓，安装时半圆头应处于桥架内侧。施工完成后需要对桥架间的缝隙进行复核，确保符合设计规范。（3）所有桥架安装要严格按照遵循设计图纸，桥架支架保持平直、美观、整体、间距一致，固定处理效果良好。（4）桥架平面布置应符合强电与弱电系统安全、稳定运行的要求，同时满足后续电缆敷设、维护保养的需要。（5）水平敷设的桥架，支架间距控制在200mm吊架安装在伸缩节的两侧；垂直敷设的桥架，支架间距控制在300mm。（6）若桥架宽度在300mm以下，则应在距离直线段与非直线段连接处的500mm处安装1个支架或者吊架；若桥架宽度超过300mm，则除在连接处安装1个支架或者吊架外，还需要非直线段的中间位置安装1个支架或者吊架。（7）桥架安装直线段区域内间隔30m设置1道30mm的伸缩缝.

5结语

地下室综合管线系统复杂，管道与管道、管道与设备间交叉点多，为确保地下室净高，保障综合管线系统施工活动顺利开展，本文以某地下室综合管线项目为例，分析了本项目的重难点，在此基础上对地下室综合管线系统优化设计以及施工方案展开了研究讨论。

【参考文献】

[1]夏刚.某高层建筑地下车库综合管线设计的问题探讨[J].建筑遗产,2014(1):552-553.

[2]高攀祥,赵妍妍.RevitMEP软件在地下车库管线综合设计中的应用[J].现代建筑电气,2014,5(7):29-32.

[3]吴勇军.浅谈地下室综合管线的设计与优化[J].云南建筑,2016(4):94-97.

作者：倪同涛 李健 单位：中交一公局集团有限公司