装配式办公建筑暖通应用

易 凯，丁 德，杨 毅，潘大红

（浙江大学建筑设计研究院有限公司，浙江 杭州310028）

1 装配式办公建筑背景介绍

装配式建筑是指用预制部品部件在工地装配而成的建筑。2016年国务院办公厅颁布了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》，旨在节约资源能源，减少施工污染，提升劳动生产效率和质量安全水平。自此，装配式建筑得到了快速发展。

不过从目前发展情况来看，装配式建筑结构发展较快，而与其配套的机电设备发展较为落后。关键技术还没有成熟，缺乏相关的技术体系及规范标准。特别是装配式办公建筑，由于建筑本身较为复杂，建筑结构和机电设备的一体化程度较低。基于目前装配式办公建筑的实际情况，本文根据在装配式办公建筑的实际工程中总结的技术要点，提出暖通空调系统的应用方案。

2 基于BIM系统的装配式办公建筑暖通系统的实现

2.1 装配式办公建筑暖通系统实现步骤

传统建筑在设计时，建筑结构、机电设备等同步进行，相对独立。而装配式建筑，建筑结构、机电设备需进行一体化集成设计，各专业间联系紧密。需要在设计前结合装配式建筑特点，确定合理设计方案，施工图纸完成后需要通过BIM进行二次深化设计，对施工进行精细化管理。因此装配式建筑暖通设计主要分为以下几个步骤：施工图设计→BIM二次深化设计→拆分设计→构件生产、运输→现场施工。

2.2 装配式办公建筑暖通设计要求

1）装配式建筑中要求设备管线优先考虑与结构系统、外围护系统、内装系统等部品部件相分离，并尽可能减少在预制构件上的预留预埋［1］。暖通空调系统包含的管线种类繁多，主要管线占用安装空间大，支管较多。为了尽量提高管线分离率，建议采用以下具体措施［2］：

①暖通管线应优先利用公共管井、吊顶、架空地面等做法实现管线与结构分离。暖通管线应优先通过管井设置竖向系统。水平方向管线应成排、紧凑布置，便于实现管线综合和管道综合支吊架安装。规范要求内衬风管的管道井内，应预留成品风管安装空间，其安装要求见图1［3］。

图1 暖通管线安装要求

②对于装配式钢结构建筑，可以采用钢结构蜂窝梁形式。钢结构蜂窝梁通过适当地改变切割途径和组合方式，组合成适合特殊需要和外观需求的空腹构件，如变截面梁、圆形、矩形、八角形孔洞的蜂窝梁。

由于扩张后增大了截面惯性矩和抵抗矩，所以显著提高了梁的刚度和强度，可以应用于更大的跨度，并且节省钢材和运输安装费用，有很可观的经济价值。蜂窝梁腹板的孔洞用于设备管线穿越，在建筑层高不变的情况下可以增加楼层净高，同时减少管线在预制构件上的预留预埋。钢结构蜂窝梁形式见图2。

图2 钢结构蜂窝梁示意

③独立分体式空调室外机的安装应与建筑进行一体化设计，保证室外机空间充足、安装便利、通风良好；空调冷媒管和凝水管穿墙孔应统一设计并预留，采用专用套管并做好密封。空调外机安装示意见图3。

图3 空调外机安装

2）装配式建筑暖通设计应遵循“标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理、智能化应用”的原则，并结合装配式建筑实际情况选择与之相匹配的技术措施，鼓励采用集成化新技术、新产品为装配式建筑服务。

①装配式制冷机房 装配式制冷机房一般由冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、分集水器、水处理器、管道等组成。首先利用BIM技术对机电设备和管线进行二次深化设计，其次将制冷机房各个设备、管道根据安装及组合形式拆成不同的模块单元，最后将各模块单元在工厂内进行标准化生产后，运输至现场进行安装。见图4。

图4 装配式制冷机房管段分组

②模块化集成楼板 模块化集成楼板是将楼板结构主体（一般为钢桁架楼板）、地面铺装、吊顶、顶面设备终端及其管线根据设计要求模块化整合，工厂化预制，现场装配安装。见图5。

图5 模块化集成楼板

③装配式支架 装配式支架（包括抗震支架）是成品支架，工厂化预制，现场装配安装，解决了现场切割、焊接、防腐刷漆等问题，且安装简便、性能可靠，可减少人力成本，缩短工期，便于后期维护。根据各设备管线设计要求可利用为综合支吊架。见图6。

图6 装配式支架

④装配式暖通管线 暖通空调系统包含空调风系统、空调水系统、供暖系统、通风系统、防排烟系统等。管线种类繁多，安装复杂。暖通管线在设计时应采用模数化、标准化设计，工厂加工成型，现场拼接安装，以提高施工质量，缩短空调设备施工周期。

3 结 语

装配式办公建筑暖通设计与传统建筑暖通设计相比，涉及的专业更多，与其他专业的联系更为紧密。装配式办公建筑暖通设计应当是设计—施工—管理全专业全过程参与的一体化设计。暖通专业在设计时应当充分利用BIM设计的优势优化暖通管线分布和走向，及时发现管线碰撞及预留预埋问题，积极采用装配式建筑中与暖通相关的新技术、新产品，促进新产业、新动能的发展。最终实现装配式建筑节约资源能源，减少施工污染，提升劳动生产效率和质量安全水平。