超高层机电工程深化设计方案.docx
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超高层机电工程深化设计方案
*******************************************工程
机电工程深化设计方案
二0一二年五月二十四日
第一章机电工程深化设计概述
一、工程机电设计概况
*******************************************************工程包括电气、给排水、暖通空调、消防等五个专业工程，工程机电系统共包含28个子系统（详见机电工程概况一览表）。
根据总包合同规定，给排水、防雷接地工程属总包施工范围，其它机电工程施工方均为专业分包或指定分包，由相应分包单位组织管理施工。
机电工程概况一览表：
表1
总包
给排水工程
生活给水系统、热水系统
排水系统、雨水系统
中水系统
直饮水系统
泳池系统
防雷接地工程
基础接地、引下线、避雷装置、等电位预留
专业分包
强电工程
10kV系统及10/0.4KV变配电系统
供配电系统安装
照明系统
电气监控和安全监控
暖通空调工程
中央制冷系统
中央空调热水系统
冷却循环系统
空调风系统、空调水系统
通风系统、防排烟系统
消防工程
火灾自动报警及联动控制系统、公共/应急广播及背景音乐系统
消火栓系统
自动喷水灭火系统
水喷雾灭火系统
弱电工程
综合布线系统
通讯网络系统、计算机网络系统
卫星电视及有线电视系统
楼宇设备自控系统
信息发布系统
安保监控系统、一卡通系统、车库管理系统
指定分包
市政给水、市政供电、燃气工程等
二、机电工程深化设计思路分析
1、设计图纸深度分析
我司在业主所发机电招标图2012年1月版、机电施工进行图2012年4月版及2012年5月版图纸会审中发现，设计图纸中主干管道、线槽桥架、主电缆等的走向及标高标识不完善，仅指向相应的竖井管道间、专业机房及末端用户，具体位置不明确；末端电气支路和机房详图、竖井管道布置详图都未能标识出来。
其所展示的为基本的设计原理和主要设备的布置情况，不能满足现场施工图纸的实际需求。
2、建立基于总包管理的深化设计团队
我司作为本工程的总承包单位，有丰富的大型超高层施工总承包经验，非常清楚深化设计对本工程顺利实施的重要性。
我司将全面配合业主单位、设计单位及组织协调相关专业分包单位组建深化设计团队，完成土建综合留洞图和综合机电管线深化图。
各专业系统设备机房、细部优化设计工作由各专业单位在总体深化设计的基础上进行优化，总包负责其协调工作。
通过深化设计来解决原设计图与实际相矛盾的问题，实现业主对功能上和观感上的更进一步要求；
3、深化设计目的
通过组织并实施机电工程深化设计使各单位进一步明确设计意图及设计理念，合理优化系统使管线布局更完美、提高空间利用率，促进材料设备报审工作及时开展；各工序穿插有序合理，提高施工质量，缩短工期。
通过深化设计规定各专业管线的空间布局，指导和约束各专业管线的定位布置。
三、机电工程深化设计重难点分析
本工程是集商业、办公和酒店一体的大型综合超高层项目，内部设施完备、涉及机电专业系统多、功能齐全、设备先进、管线错综复杂，智能化程度高。
如何使各系统的使用功能效果达到最佳，整体排布更美观是工程机电深化设计的重点，也是难点。
地下室、裙楼、设备层、管井及酒店公共走道管线布置高度密集，是深化设计的重中之重。
结合本项目功能区域特点分析，如下几个区域是机电深化设计的几个重点。
1、B1层综合管线排布
B1层其主要使用功能为车库，但该层布置有3、4、5、6号变配电室、柴油发电机房、冷冻机房及中央制热机房等设备房。
设备房的进、出管线均为主干线，排布密集，其管径尺寸都较大，最大的风管宽度尺寸达到4.1米。
做好该层管线的综合排布是深化设计的重中之重。
2、B3层、B2层、B1M层综合管线排布
该部分区域其主要功能均为车库，除负一层夹层外其余两层净空均不超过4米，减去结构梁的高度，局部可利用空间不到3.3米，由于塔楼外围的结构梁比较大使得局部可利用空间变得更低。
为了满足其使用功能和提高观感质量，做好这几层综合管线排布也是深化设计的重点。
3、B1层中央制冷机房设备布置及管线排布
B1层中央制冷机房位于车库负一层，内部共设有12台制冷机组及30多台冷却水泵，其内的冷却水供回水管最大的管径达到1100mm，做好该机房的设备布置及管线排布是深化设计的又一重点。
4、塔楼管井
二期塔楼一号强电井内设包括应急照明箱、公共照明箱、电热水器配电箱、租户照明箱等7个配电箱，除此之外还有宽度大于400mm的两趟竖直金属线槽和6趟母线槽该部分深化设计的重点是合理排布其管线走向，使其内部空间整洁、便于操作和检修。
位于二期塔楼外围靠一号弱电房的水管竖井内部空间仅3平方米，但内部却设有包括雨水管、污水管、消防给水管在内的13路管道，且管径均为150mm或200mm，其内的支管及阀门等附件的排布需通过深化设计使其达到管路布置合理，方便施工且方便后期的检修的效果。
5、裙房及塔楼区域过道吊顶内管线排布及室内管线布置。
6、各专业系统功能优化、设备参数复核优化（此项由专业分包完成，总包配合协调）。
第二章编制依据
1、工程机电招标图（2012年01月版），施工进行图（2012年4月版、2012年5月版）、业主后期所发放的机电图。
2、工程合同文件。
3、国家级工法和企业工法以及建设部推荐重点推广新技术。
4、主要标准、规范、文件：
表2
名称
编号
《工程建筑标准强制性条文》
建设部建标[2002]85号文
《建筑给水排水设计规范》
GB50015-2003
《供配电系统设计规范》
GB50052-95
《低压配电设计规范》
GB50054-95
《电力工程电缆设计规范》
GB50217-94
《通用用电设备配电设计规范》
GB50055-93
《建筑照明设计标准》
GB50034-2004
《供配电系统设计规范》
GB50052-95
《预制组合式立管施工工艺》
《智能建筑设计标准》
GB/T50314-2006
《建筑与建筑群综合布线工程系统设计规范》
GBT-T-50311-2000
《建筑与建筑群综合布线工程系统设计规范》
GBT-T-50311-2000
《采暖通风与空气调节设计规范》
GB50019-2003
第三章机电深化设计实施细则
一、深化设计流程
二、深化设计标准
1、深化设计图纸通用要求
（1）所有的深化设计必须符合所有国家和重庆市及建设行业主管部门所颁布的最新法规、法定职责、条例、规范、规格、标准、施工准则、业务条例等各项法定要求。
（2）所有深化设计必须符合所有国家和重庆市及建设行业主管部门所制定的规范及准则，并应按最新版本执行。
（3）当国家规范、国家标准及地方规范未能适用时，则应要符合技术规格说明书中约定的国际认可的规范及标准。
（4）按工程进度或图纸报审计划的要求呈交有关系统的深化设计和施工图，供业主／顾问公司和有关部门审批。
（5）有关图纸内容至少包括平面、立面和剖面图。
（6）无论在任何情况和位置，机电系统管道和设备的安装均须保持最大的使用空间、净空高度和维修空间。
一旦发觉有关净空高度或空间不足够时，需在施工前协商解决。
（7）有关图纸经各审批单位初步批阅后，我方将综合有关意见加以修改，然后再安排送审，直至图纸获批准为止。
（8）图纸深化完成核后，经相关专业负责人审核后，报送总包，由总包负责报送业主及顾问公司。
同时，并需以电脑软件档案（AutoCAD2010）储放在光盘（700MBCD或4.7GBDVD）上或以电子邮件发函形式送交各单位。
（9）机电各专业初步深化施工图经批核后，我司将负责配合专业单位完成综合设施施工图和综合管线图设计工作，全面协调并完成确定设备管道的走向和标高。
在深化设计图纸得到业主及顾问公司批准后方可作为专业施工图之用。
（10）如在上述期间内无任何修改，则以书面知会各单位可按上次送呈图纸作为依据。
（11）所有图纸均需有正式的图签并应标明本项目及有关图纸的名称、图号、最新修改号及修改内容、日期和图示比例。
呈交系统示意图的同时，亦应提供必要的辅助资料以描述各设备的功能和操作。
（12）任何图纸的全部或某部份不获批准时，我方将按各审批单位的意见督促相关方对图纸进行修改,修改后需重新送审，直至该图纸获得批准为止。
批准后，将按照本部分“文件及图纸送审及提交”要求提交规定数量的批准图纸，分发各有关单位参照及记录之用。
2、机电工程深化基本原则
（1）管线标高原则
风管、线槽均按管底标高表示；有压输送水管按管中标高表示。
无压管道按管底标高表示。
（2）吊顶标高：
由业主、设计单位及装饰单位给定。
（3）走廊净高度、宽度、梁高：
由结构图纸给定。
（4）管道保温厚度、管道附件设置：
由专业图纸给定。
（5）管道穿墙、穿梁预留空洞位置标高：
由结构和专业图纸给定。
（6）管线排布原则
小管让大管，有压让无压，考虑检修空间。
尽量利用梁内空间，在满足弯曲半径条件下，空调风管和有压水管均可以通过翻转到梁内空间的方法，避免与其他管道冲突，满足层高要求；冷水管道避让热水管道，并考虑保温后管道外径变化情况，热水管道翻转过于频繁会导致局部集气，因此在两者相遇时，一般调整冷水管道；附件少的管道避让附件多的管道。
低压管道避让高压管道。
电气桥架应考虑过多的水平或上下反弯，会影响电气线缆敷设长度的增加，对施工预算成本控制不力。
（7）管线排布的基本方法
先定位排水管（无压管），然后定位风管或其他大管，最后定位其他有压管线和桥架，风管上方有排水管的，安装在排水管之下；风管上方没有排水管的，尽量贴梁底安装，以保证吊顶内绝对安装空间的优化；保温管道靠里，非保温管靠外，金属管靠里，非金属管靠外，大管靠里小管在外；检修少的管道靠里，支管多，检修多的管道靠外。
3、深化设计图纸出图基本要求
（1）CAD绘图应以标准模版为基础进行绘制，绘图在模型空间按照1:
1mm进行绘制。
（2）尺寸标注平面图以mm为标准单位，场区图纸以m为单位标注。
标注绝对标高或者相对于完成面的标高应明确说明。
（3）图纸打印应按照各专业标准出图样式打印，图纸规格尺寸如表3：
表3
图纸规格
A4
A3
A2
A1
A0
图纸尺寸W*H（mm*mm）
297*210
420*297
594*420
841*594
1188*841
图纸宽度方向可加长，增加的长度为标准图纸宽度的1/8、1/4、1/2，为了便于图纸在现场使用，A0图纸原则上不加长。
（4）图纸比例要求
图纸比例应满足合同要求和设计图的的各种比例确定：
平面图1:
200、1:
100、1:
50
大样图和剖面图1:
50、1:
20、1:
10
局部详图1：
20、1:
10、1:
5、1:
1
场区图纸1:
200、1:
100
（5）专业图层设置（尽量参照设计图纸）表4
专业/系统
线型
颜色
专业图层标识
字体
要求
空调风
双线
新风：
203#
AC_EAD
汉字：
HZTXT
数字：
romans
标注风管尺寸，平面定位，标高
排风：
153#
AC_FAD
空调水
单线
冷冻供水:
241#
AC_CHWS
汉字：
HZTXT
数字：
romans
标注水管尺寸，平面定位，标高
冷冻回水：
青色
AC_CHWR
给排水
单线
青色
PD_
汉字：
HZTXT
数字：
romans
标注水管尺寸，平面定位，标高
消防水
单线
青色
FS_PR
汉字：
HZTXT
数字：
romans
标注水管尺寸，平面定位，标高
电气
双线/单线
桥架：
140#
PWR-CT
汉字：
HZTXT
数字：
romans
标注桥架/线槽尺寸，平面定位，标高
配电箱：
洋红
PWR-E
弱电
双线
桥架：
200#
ELV-CT
汉字：
HZTXT
数字：
romans
标注桥架/线槽尺寸，平面定位，标高
单线
配管：
10#
ELV-CIR
（6）尺寸标注
直线箭头颜色线宽随层，线型比例—1，标注样式—DIM-100
箭头—建筑标记，箭头大小—1，尺寸线范围：
—1，尺寸线偏移—1
文字颜色—随层，文字高度—2
文字偏移—1，文字样式—Arial
标注全局比例—100，标注线型比例—1
（7）字体设置
字体—Arial，字高—400，字宽—0.8（1:
150、1:
200）
字体—Arial，字高—300，字宽—0.8（1:
100）
（8）深化图过程报审要求
各专业单位深化图正式报审需经由总包统一报送业主顾问审批，过程中如需电邮沟通的图纸一律为PDF版本。
三、机电深化设计出图流程
根据工程现场施工进度及各专业施工顺序要求，本工程拟采用如下出图模式在施工过程中逐步绘出深化设计图纸。
图纸种类
专业划分
出图程序
出图内容
出图深度
与土建配合图纸
给排水专业
图层处理
管线协调
管线/基础定位
留洞及基础图
各层给排水，消防水一次墙及二次墙及楼板留洞图
须标注洞口尺寸，洞口位置
卫生间墙板留洞图
生活，消防水泵房水泵基础图
须标注基础尺寸，基础位置，基础标高
水箱基础图
各种机房设备基础图
暖通专业
图层处理
管线协调
管线/基础定位
留洞及基础图
各层空调水，空调风留洞图
须标注洞口尺寸，洞口位置
冷冻机房设备基础图
须标注基础尺寸，基础位置，基础标高
热力站设备基础图
各类空调机房基础图
强电专业
图层处理
桥架/线槽协调
桥架/线槽线定位
留洞及基础图
各层桥架，线槽穿墙及楼板留洞图
须标注洞口尺寸，洞口位置
电气竖井小间楼板留洞图
变电所母线桥架高低压柜基础留洞图
变配电所土建条件图
高低压进户线穿套管留洞图
防雷接地引出接点图
与土建专业配合图
弱电专业
图层处理
桥架/线槽/管线协调
桥架/线槽/管线定位
留洞及基础图
各层桥架，线槽穿墙及楼板留洞图
须标注洞口尺寸，洞口位置
竖井小间楼板留洞图
弱电管线进户预留预埋图
弱电各机房线槽穿墙及楼板留洞图
弱电机房接地端子预留图
须标注尺寸，位置
卫星接收天线基座图
须标注基础尺寸，位置
综合协调图
各专业
各专业管线综合协调
图层叠加
综合协调图
机电管线综合协调平面图
须标注管道及线槽尺寸及定位，标高及关专业的平面协调关系
机电管线综合协调剖面图
须标注管道及线槽尺寸及定位，标高及相关专业的空间位置
深化设计图纸
给排水专业
专业图层处理
管线/设备定位
专业深化设计
各层给水平面图，系统图
须标注管道尺寸及平面定位，标高
各层雨水，污水平面图，系统图
各层消防水平面图，系统图
卫生洁具选型
管线/器具定位
大样图
卫生间大样图
须标注设备及管道尺寸及平面定位，标高
设备选型
设备定位
专业深化设计
生活，消防水泵房大样图
须标注设备及管道尺寸及平面定位，标高
水箱间大样图
各类机房大样图
暖通专业
专业图层处理
管线/设备定位
专业深化设计
空调水平面图
水管尺寸定位及标高，位置，坡度等
空调风平面图
风管尺寸定位及标高，风口的位置及尺寸等
设备选型
设备定位
专业深化设计
冷冻机房大样图
水管管径定位及标高坡度等
空调机房大样图
新风机组的位置及附件管线连接
屋顶风机平面图
正压送风机，卫生间的房间的排风机定位
楼梯间及前室加压送风系统图
加压送风口尺寸及所在的楼梯间编号
排烟机房大样图
风机具体位置、编号及安装形式等
卫生间排风大样图
排气扇位置及安装形式
冷却塔大样图
设备，管线平面尺寸定位，标高等
电气专业
专业图层处理
管线/线槽/桥架定位
专业深化设计
专业图层处理
管线/线槽/桥架定位
专业深化设计
室内照明平面图
灯具及开关平面布置、管线选取、管线的敷设；
插座供电平面图
插座布置、管线选取及敷设；
动力干线平面图
动力桥架平面图
配电箱、桥架、母线、线槽的协调定位、选取、平面图的绘制；
动力配电箱系统图
照明配电箱系统图
动力、照明配电箱系统图的绘制、二次原理图的控制要求的注明；
室内动力电缆沟剖面图
尺寸，位置，标高
防雷平面图
尺寸，位置
设备间接地平面图
接地线、端子箱的位置、高度；平面图的绘制
弱电接地平面图
接地线、端子箱的位置、高度；平面图的绘制；
变配电室照明平面图
灯具及开关的平面布置、管线选取、管线的敷设；
变配电室动力平面图，动力干线平面图
动力桥架平面图
配电箱、桥架、母线、线槽的协调定位、选取、平面图的绘制；
变配电室平面布置图
高、低压柜；模拟屏；直流屏；变压器等的布置
高压供电系统图
系统图的绘制
低压供电系统图
系统图的绘制
变配电室接地干线图
同前述
应急发电机房照明平面图
同前述
动力部分
要求同室内工程的动力系统部分
应急发电机房接地系统图
原理，配置，系统情况
弱电专业
专业图层处理
管线/线槽/桥架定位
专业深化设计
火灾报警系统/平面图
显示桥架，管线的规格尺寸，标高，位置
安全防范系统/平面图
综合布线系统/平面图
楼宇自控系统/平面图
卫星及有线电视平面/平面图
公共广播系统平面/平面图
四、利用BIM技术进行综合管线设计
BIM为BuildingInformationModeling的简写，其译意是“建筑信息模型’,通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，可以对该项目相关信息作出直观且详尽的表达。
本项目机电工程涉及专业多且管线布置密集，如果仅利用传统的二维图深化方法即把各专业图纸进行叠加调整，这样不但不能很好的达到深化效果，还会使深化的难度及工作量加大。
结合本项目机电工程特点，我司将在深化设计过程中运用BIM技术。
将各专业建立三维模型然后叠加，真实直观的反应现场信息，然后再根据实际信息调整管线的走向和标高，使其达到最佳效果。
BIM技术的基本工作流程如下图所示：
BIM技术的基本工作流程
1、利用BIM技术建立建筑模型
（1）建筑结构模型建立
高精度的绘制建筑结构模型是机电深化设及的一个重要环节，利用AUTOCAD及magicCAD软件根据土建建筑平面图及结构施工图绘制建筑模型，绘制过程中要严格控制建筑结构梁柱的尺寸及墙的厚度。
为了能清晰的显示建筑特性，绘制梁柱及剪力墙时采用253号颜色，砖墙采用251号颜色显示。
如下示意图：
二期塔楼17层建筑平面图
2、专业模型建立
利用magicCAD软件或其他专业软件通过初步深化的各专业二维图纸作参照，绘制出各专业三维模型。
在绘制过程中要严格控制各专业设备及管线的安装位置和安装高度，在管线弯头等特殊部位要精细处理，考虑其最大弯曲半径并结合实际情况绘制。
如下示意图：
二期塔楼2号强电房电气管线建模
四号变配电室配电柜及桥架建模
塔楼风机盘管及消防管线建模
3、各专业进行叠加处理
在建筑、结构、暖通、给排水和电气专业的BIM模型建立完成后，根据事前约定的统一参考点把各个专业的模型链接在一起，获得完整的建筑模型，基于建好的模型进行调整修改。
具体步骤如下：
a．碰撞检测
硬碰撞检测：
实体在空间上存在交集。
这种碰撞类型在设计阶段极为常见，特别是在各专业间没有统一标高的情况下，发生在结构梁、空调管道和给排水管道三者之间。
间隙碰撞检测：
实体1与实体2在空间上并不存在交集，但两者之间的距离d比设定的公差T小时即被认定为碰撞。
该类型碰撞检测主要出于安全考虑，例如水暖管道与电气专业的桥架、母线槽有最小间距要求，可以根据专业之间设定的最小间距要求，检查最小间距是否满足设计要求，也可以同时检查管道设备是否遮挡墙上安装的插座、开关等。
暖通、给排水、电气设备管道之间以及与结构、建筑之间的碰撞，为实现准确快速的分析应注意以下两点。
首先该工程内部的管道实体数量庞大，排布错综复杂，如果一次全部进行碰撞检测，计算机运行速度和显示都非常慢，为达到较高的显示速度和清晰度的目的，在完成功能的前提下，应尽量减少显示实体的数量，一般以楼层为单位。
另一方面考虑到专业画图习惯，还要能同时检查相邻楼层之间的管道设备，例如空调设备管道通常在本层表示，而给排水专业在本层表示的许多排水管道其物理位置在下一层。
b．碰撞分析调整
碰撞检测的目的是寻找碰撞点，根据碰撞信息修改设计。
利用软件将所有符合碰撞条件的碰撞点查找出来，生成碰撞点列表，通过查看报告，快捷地找出设计中的疏漏，及时调整管线排布方案。
4、负一层制冷机房深化设计
（1）二维图纸调整
对二维平面图上各系统管道进行清理和初步调整，通过专业计算复核其设备功率是否满足其使用要求，管径大小设定是否合理。
车库负一层制冷机房14-22轴初步调整平面图
（2）三维建模
利用MAGICAD通过初步调整的二维平面图作参照建立三维图。
车库负一层制冷机房14-22模型建立
（3）碰撞检测及调整
将建立好的三维模型利用软件功能进行碰撞检测，查找出碰撞点然后进行局部调整。
如下图所示：
局部碰撞部位
局部调整后模型图
阀门安装位置及高度示意图
建立的三维模型经调整后，使其设备布置合理，管线走向正确，内部空间充足，方便施工和后期检修；所有的阀门、压力表、温度计安装位置横成排、纵成列。
（4）生层二维图、剖面图及大样图报审
待三维模型调整完后，参照三维图生产二维平面图、剖面图及大样图报业主及顾问审批。
将通过审批的图纸作为正式施工图，指导现场施工。
5、车库综合管线深化
车库管线密集，各专业首先对二维图纸作初步处理，确定管线末端位置并初步确定各专业管线安装高度。
在确定标高时应充分考虑利用梁内空间，当桥架及有压管道在与风管发生碰撞时，桥架及有压管道上翻至梁内空间避开风管。
当二维图纸初步调整完后，建立各专业三维模型并叠加进行“预装配”，让碰撞等问题暴露出来。
争对出现的问题逐一调整最后确定管线最终走向及标高。
下图为该工程车库负三层的一角，此处有两处明显的碰撞即桥架之间的碰撞和桥架与风管之间的碰撞。
未调整的碰撞处
此处风管底部安装高度为2800mm，为了保证足够的净空高度及充分利用梁内空间，桥架选择上翻走风管之上，解决桥架与风管碰撞的问题；另此处三趟桥架如果依然走高低位并考虑到后期电缆敷设施工，风管上的空间明显不够，所以此处三趟桥架水平安装。
调整后效果如下图所示：
桥架上翻后效果图
查找碰撞点的时候利用软件“碰撞检测”功能可以全面的检测到整张图纸上的碰撞点。
待所有碰撞交汇点逐一调整完毕后生成二维综合图及局部空间剖面图、大样图，所有图纸经内部审核后报送业主及顾问公司审批。
第四章机电工程深化设计质量进度保证措施
一、深化设计进度保证措施
1、组建深化设计团队
待业主正式施工图发放后，总包将牵头正式成立机电深化设计团队，深化设计团队将按总包全过
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