装配式住宅建筑给排水管线的设计分析

2023-01-14程诚

建筑与装饰 2022年4期

程诚

安徽四建控股集团有限公司安徽合肥 230000

引言

随着建筑行业的发展和人们生活水平不断提高，对物质需求要求越来越高，对建筑行业要求也随之增高，在满足低造价的同时对建筑质量也有非常高的要求。所以，装配式住宅建筑应运而生可以基本满足广大用户的需求，但是这种建筑方式需要给排水管线需要科学合理的生产组装，否则极其容易出现各种故障问题。

1 装配式住宅建筑给排水管线设计的现状

随着建筑行业不断发展，各种建筑方法也都层出不穷，目前装配式住宅建筑方法因其自身特点被广泛应用。装配式住宅建筑特点是在工厂将其建筑所需构件提前做好，然后再运送到建筑工地进行组装使用，随着我国工业技术的进步，工厂可以大批量生产装配式住宅建筑的构件，而且其制造种类和技术也多种多样，可以满足不同建筑使用，相比较传统建筑方法装配式住宅建筑缩小了工程工作量的同时，还增加了工程进度、效率，并且比传统建筑安全系数高出很多。另外，因为装配式住宅建筑在组装过程中所使用部件较少，没有给建筑工地制造垃圾等污染物，保护了建筑环境并且比传统建筑节省了很多资源，因此减少了工程建筑成本。

虽然装配式建筑有着众多优点，提升了各方面建筑性能，但同样也给装配式住宅建筑带来了很多建筑弊端。如因为装配式住宅建筑在工厂集中生产的特点，故不能因地制宜的测量、设计，单凭一些初始数据进行设计，没有综合建筑工程现场地理位置条件、建筑条件和环境进行综合性考量，不能实地考察排水管线位置，作出合理布局，导致加大了排水管线设计和施工难度。在设计过程中只能通过预设计，根据预估给排水管线走向预先设计方案，在建造模板上进行修改，然后在进行生产建造装配式住宅建筑构件，从而导致在这个过程中降低了各项数据的精准度。而且装配式住宅建筑构件与传统建筑不同，不能随时随地更改建筑构件，这就导致在建筑工程现场出现构件误差时，只能改变排水管线，造成了许多管线不合理、不正确的拼接现象，严重影响了住宅建筑工程排水管线的质量[1]。

2 装配式住宅建筑给排水管线利用设计的技术难点

装配式住宅建筑在二十世纪初就开始影响着建筑行业，我国目前在《工业化建筑评价标准》中明确提出在我国全面推广装配式住宅建筑，以此来推动我国建筑行业的发展，所以，目前装配式住宅建筑已经成为我国建筑行业重点发展方向，但是装配式住宅建筑有很多技术难点需要建筑团队进行攻破。尤其是在施工前设计阶段，作为装配式住宅建筑最重要的环节，因为预埋套管、孔洞管件、管道支架吊架等都需要在工厂内部集中生产完成，在设计过程中需要严格处理好各项细节将建筑构件与安装分开，同时减少预留孔和预埋件。在设计过程还要充分考虑到给排水管线综合布局，尽量减少预埋件减少管道交叉、管道穿梁板现象。

例如，在装配式住宅建筑给排水管线进行设计时，为了保证日后各种污水雨水能够及时排出并且维修方便，需要将排水管径坡度尽量做大，严格按照排水管线设计标准建筑横向平面上的管线不能出现任何交叉现象，当发生交叉时尽量与中心线保持垂直状态。当给水管和排水管出现交叉时，污水管一定要建在给水管下方；在管线排列安装时，一定要把管线用途考虑进去，避免使用时造成水质污染或腐蚀管道。安装竖向管道时需要从上往下开始安装，可以将给水管道、热力管道、循环管道并排安装，但是不可以交叉，要做好保温措施，以免冻坏管道[2]。

3 装配式住宅建筑给排水管线设计的优化措施

3.1 预留孔洞与预埋套管

在装配式建筑给排水管线进行设计时，根据室内设计条件和选用建材的材质、尺寸等对给水管道和消防管道之间设计预留洞和预埋套管。需要在承重墙上留好预留洞口以便给水管道穿墙施工，确保排水管道可以顺利通过承重墙，另外，根据实际情况提前将排水管线的套管提前埋好。在设计地下室外墙时，需要根据工程建筑情况提前预留套管位置，并且根据工程要求选择刚性或柔性的防水套管，在选材上一定要严格根据标准进行选择，避免日后使用时出现用水排水问题。当排水管线穿过楼板时，需提前预留套管，按照施工要求预留适合管道通过的外径。但是在设计和施工过程中，尽量避免排水管道穿过楼板，同时在建筑工地尽量减少预留孔洞与预埋件，可以采用同层排水的管线设计，在一定程度上可以适当减少。

3.2 预埋管道附件

在装配式住宅建筑设计排水管线时，经常因为设计问题导致预留孔洞或预埋套管与实际施工过程不相符现象，所以在排水管道设计中，对于一些管道附件进行预埋，或者直接将不容易安装的附件预留洞进行安装，这种预埋管道附件方法可以有效减少预留孔洞和预埋套管在实际应用中的误差，使住宅建筑可以顺利实施。另外对于空调板、阳台板、屋面这几处需要极其重视，这几处因经常使用预埋套管和预留孔洞极其容易出现错误，同时在预埋和预留时需要严格把控预留件的安全问题，防止出现损坏、腐蚀或堵塞现象，为装配式住宅建筑打好安装基础，提高建筑工程质量。

3.3 管道支吊架

管道支架需要起到支撑和连接作用，所以在选材时需要严格按照规定根据用途和质量进行选择，并且提前确定好支吊架的间距和要求再进行设计。为了安全和统一标准可以根据国家建筑标准进行建造，确保建筑科学合理性。管道两端要固定支吊架，横管两个接头之间也需要支吊架支撑，管道转弯时也需要支吊架支撑，尤其要注意支撑点不能安置在接头上，并且在给水点等重要位置要使用金属管或吊架固定。建筑中冷热水混用情况，需要根据使用标准和要求，安置支吊架并且需要满足管道伸缩问题。混凝土构件在工厂生产之后需要在建筑工地进行浇筑连接，管道支架与预埋件定位需要满足建筑墙面与结构整体设计要求，要留出足够的空间给金属件和混凝土浇筑。

3.4 给水和排水设计

给水与排水设计分为生活给水系统、生活排水系统、雨水排水系统，每一个环节都需要在装配式住宅建筑给排水管道设计中做好精确计算和设计，主要设计方法如下：生活给水系统设计，首先需要在构件生产和给水管线设计过程中对管道进行精确定位和确定预留管道空间。其次，如果设计失误一旦发现定位不准确需要及时进行重新测量和设计，立即进行开槽补救。最后，在工厂生产过程中为了确保其精准率，将可预埋管道先预埋到预制构件内，在安装时只需要将接口与交界处进行连接即可。在设计和生产过程中还需要额外注意管线质量问题，因为其生产程序较大较烦琐，一旦出现故障问题很难进行补救和维修，即使进行了维修同样会浪费大量建材，增加了造价成本。或者在设计初期采用可更换管道预埋技术，但是对于管材要求较高会增加一部分成本。

生活排水系统中同层排水不能跨越本层结构楼板到其他层的排水方式，降板会加大同层排水难度，容易泄露大量污水，而墙排式的同层排水无法设置在距离较远的位置。还有一种是较为传统的下层排水，需要在工厂完成排水预留孔洞浇筑工作，虽然造价低并且在施工现场安装简单，但是这种排水方法给后期维修带来了极大困难。在排水系统上装配式住宅建筑可以选择复制单元生活排水系统，在建筑过程中只需要按照不同标准流程操作，避免交叉和上下层平面布局较大问题即可。这种建筑方法不仅提高了排水系统的安全性能还减少了渗水和漏水问题，并且同时具有同层排水和下层排水的优点，非常适合装配式住宅建筑中排水管线使用。

雨水排水系统中的雨水管道的数量和位置需要根据排水数量和区域来选择，因为装配式住宅建筑的基本构建大部分都是在工厂生产的，所以需要建筑设计者充分结合建筑地的地形特点、排水特点、气候条件等进行综合性考量。同时还要考虑到建筑物外墙管道设计方式，减少管道之间互相影响，对雨水管道坡度进行适当调节，并且集中布置立管，将雨水科学合理的引入到集中管井中。

3.5 使用BIM技术

在装配式住宅建筑给排水管线设计中BIM技术起到了至关重要的作用，为设计初期和施工都做好了充足的准备，并且提供了极大的便利条件，减少了设计和施工误差。BIM技术在装配式住宅建筑给排水管线设计的优势有以下几点。第一，BIM技术具有非常好的直观和实时性能，保证了工程信息在传递过程中的完整、统一和实效。第二，BIM在绘制技术上是站在全局观念上进行分析和处理，全面把控了工程建筑中给排水管线的细节，并对其细节部分修改起来比传统设计修改要简单很多。第三，BIM视图技术，在整体设计过程中可以将设计方法和原理清晰呈现，并且会形成非常具体的建筑模型，设计人员可以根据模型进行绘制和修改。第四，BIM模型可以通过体感交互直观看到给排水管线分布情况，并且可以模拟出日后在建设乃至使用过程中所遇到的问题，进行科学合理的修改。第五，BIM技术通过漫游功能模拟出建筑内部构造以及管线走向，对于整体建筑布局都会非常清晰呈现，有利于设计者不在工地现场也可以参照模型进行合理规划。

BIM技术对排水管线的安装涉及排水横管、立管和支管的位置、高度、坡度等信息进行综合评估，这对于空间管线布置及设备连接有很大帮助，避免了人为疏忽造成的错误或遗漏，并且可以对不同类型的管道参数进行设定或者先选定一个管道参数后期再调整与修改。BIM技术能够自动生成三维视图，将系统图与平面图设计进行统一处理。简化之前烦琐的工作流程并且提高准确率。

例如，在传统绘制技术下当某一个管道出现问题时所有设计图纸都需要作出相应的修改，非常的耗费时间和精力并且极其容易出错，BIM模型在进行修改某一处设计信息时，其系统内部会自动分析修改信息，对整体设计模型进行修改的同时还会对修改内容进行评估是否合理，如果出现不合理情况系统会自动作出提示，并且设计者还可以对设计模型所修改区域进行多角度的观察，利用可视化功能可以对平面图、截面图、三维视图等进行细节放大或缩小进一步的进行优化设计方案。

BIM技术对管线碰撞交叉检查具有重要作用，当建立好装配式住宅排水管线模型后需要对整体管线设计进行系统排查，BIM技术具有自动碰撞检查功能，将所有基础信息、数据和排查要求输入到系统当中，就可以对初始三维信息模型进行系统的检查，科学合理的排查给排水管线交叉问题。在这个过程中设计者也可以再对模型进行深入观察以免出现错误，深入分析建筑工程所有层面，对可能出现的问题进行提早发现并且预防，同时模拟安装流程确保其顺利安装，有利于提高生产模型与实地应用的匹配度和建筑工程的质量。

另外，在检查和修复完装配式住宅给排水管线模型后，可以通过BIM技术对管线计量进行分析和计算，可以清晰统计出在整个装配式住宅给排水管线模型设计过程中的管线和给排水系统具体的构件数量。装配式住宅给排水管线模型可以清晰呈现出每个区域、每个楼层、每个房间所需要的管线数量、属性、材质等，并且自动生成一份详细的管材用量表。减轻了设计人员工作难度和压力，简化了工作流程，提供了非常准确的参考资料。所以BIM技术在装配式住宅建筑给排水管线设计中具有非常大的设计优势，将传统工程建筑中存在的问题做到了科学合理的解决，及早发现及早处理，减少了工程失误，节省了建筑工期，对装配式住宅建筑做出了巨大贡献[3]。