装配式混凝土住宅的建筑设备设计与技术

作者：王颖

单位：北京市建筑设计研究院有限公司

摘 要：文章着重阐述装配式混凝土住宅内有关暖通给排水系统的设计要点和技术措施。通过大量实际工程设计经验总结提炼出暖通空调系统、给水排水系统在设计中与装配式混凝土结构建筑相结合的设计方法和技术措施，并以此为基础，编制装配式混凝土建筑的技术规范和技术措施。

关键词：装配式建筑；混凝土；暖通；给排水；燃气

1装配式混凝土住宅概述

1.1 是社会经济发展的战略需求

自党的十八大提出要发展“新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化”以来，国家多次提出发展装配式建筑的政策要求。进入2016 年后，政策指向更加明显。2016 年2 月6 日，《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》，要求“积极推广应用绿色新型建材、装配式建筑和钢结构建筑，力争用10 年左右时间，使装配式建筑占新建筑比例达到30%”。2016年3 月5 日李克强总理在政府工作报告中提出：在深入推进新型城镇化过程中，要“积极推广绿色建筑和建材，大力发展装配式建筑”。2016 年3 月17 日，《国家十三五纲要》正式发布，“提高建筑技术水平，安全标准和工程质量，推广装配式建筑和钢结构建筑”被明确列为发展方向。形势表明，大力发展新型建筑工业化，发展装配式建筑，已上升为推进社会经济发展的国家战略。

推进装配式建筑工业化是实施建筑节能减排的需要；是发展城镇化建设的需要；是实施供给侧改革的需要；是建筑转型升级的需要。

1.2 面临的困难和问题

装配式建筑工业化是建筑业的一场革命，是生产方式的彻底变革，必然会带来生产力和生产关系的变革，需要整合现代科学技术和现代化管理来适应这场变革。市场潜力巨大，但当前工作基础薄弱，在技术上面临挑战。设计技术体系还没有完善；关键技术及集成技术还没有成熟；行业队伍水平还有待提高。

装配式建筑设计技术体系还不完善，缺乏国家层面的相关规范标准和技术措施；设计技术系统集成不够，注重研究装配式结构而忽视与建筑设备系统的相互配套；从设计、部品生产、装配施工、装饰装修到质量验收的全产业链关键技术缺乏且系统集成度较低；建筑结构和机电设备的一体化程度较低。

1.3 相关对策

加快推进建筑工业化，有几方面对策：设计关键技术研究；集成技术体系研究；绿色化技术集成；BIM 信息技术研究；管理模式创新；产业联盟建设和行业队伍建设。

文章主要针对设计技术体系不完善，缺乏国家相关规范标准和措施，着重阐述在装配式建筑实际工程中运用和提炼出的建筑设备系统的设计要点与技术措施。包括工程设计中的基本原则、遵循的总体技术要求；给排水系统、暖通空调系统、燃气系统在设计过程中的具体技术措施分别进行介绍。

2基本原则

基本原则：①装配式混凝土建筑机电设备管道系统设计应符合国家、行业现行设计标准、规范；满足抗震、防火、节能、隔声、环保及安全性能，符合适用、经济在可能情况下注意美观的原则，同时符合装配式建筑及绿色建筑的要求；②装配式混凝土建筑机电设备管道宜与室内装修一体化设计。宜选用装配化集成部品，其接口应标准化，满足通用性和互换性的要求；③应考虑建筑机电管线与结构体系的关系，宜减少设备机房、管井等管线较多场所的内墙和楼板采用预制构件；④机电设备部品与结构预制墙、板的连接应牢固可靠，与预制墙、板、梁密切关联的部位应根据结构设计模数网格做好预留预埋；⑤装配式建筑的施工图设计文件应完整，应配合预制构件深化设计单位编制预制构件深化图纸，深化图纸应包括预制构件上需预留预埋的孔洞、套管、管槽及预埋件等。预留预埋应在预制构件厂内完成，并进行质量验收；⑥应做好施工组织流程，保证各施工工序的有效衔接，提高效率，缩短施工周期。

3遵循的技术要求

技术要求：①装配式混凝土住宅的机电设备管道应进行综合设计，并宜采用管线分离方式。竖向管线宜集中设置，水平管线的排布及走位应充分考虑减少各工种之间的交叉和干扰；②装配式混凝土住宅公共部分和户内部分的管线连接宜采用架空连接的方式，如需暗设，宜结合结构楼板及建筑垫层或架空层进行设计；③当管线需与预制结构构件结合时，预制结构构件中应预埋管线或预留沟、槽、孔、洞；严禁在围护结构安装后凿剔沟、槽、孔、洞；④装配式住宅机电设备管道宜采用同层敷设方式；给水、采暖水平管线宜暗敷于本层地面下的垫层或架空层内；排水管道宜同层排水；空调水平管线宜布置在本层顶板下；电气水平管线宜暗敷于结构楼板叠合层中，也可布置在本层顶板下；⑤隐蔽在装饰墙体内的管道，其安装应牢固可靠，管道安装部位的装饰结构应该采取方便更换、维修的措施；⑥户内配电盘与智能家居布线箱位置宜分开设置；⑦机电管线支吊架设计安装应满足《建筑机电工程抗震设计规范》GB50981 中的抗震要求。

4给排水系统设计技术措施

主要内容：①装配式混凝土住宅共用给水、排水立管应设在独立的管道井内。公共功能的控制阀门、检查口和检修部件应设在公共部位。雨水立管、消防管道应布置在公共部位；②装配式混凝土住宅套内给水管道宜敷设在墙体、吊顶或楼地面的架空层或垫层内，并考虑隔声减噪和防结露等措施；③装配式混凝土住宅套内排水管道宜采用同层敷设。并应结合建筑层高、楼板跨度、卫生部品及管道长度等因素确定方案。同层排水的卫生间地坪应有可靠的防渗漏水措施。宜做上下层两层防水；④装配式混凝土住宅整体卫浴、整体厨房的同层排水管道和给水管道，均应在设计预留的安装空间内敷设。同时预留和明示与外部管道接口的位置；⑤固定设备、管道及其附件的支吊架安装应牢固可靠，并具有耐久性，支吊架应安装在实体结构上，支架间距应符合相关工艺标准的要求，同一部品内的管道支架应设置在同一高度上；⑥成排管道或设备应在预制构件上预埋用于支吊架安装的埋件；

⑦太阳能热水系统集热器、储水罐等的安装应考虑与建筑一体化，做好预留预

埋；⑧给水、消防管穿预制墙、梁、楼板预留普通钢套管尺寸。管材为焊接钢管、镀锌钢管、钢塑复合管；⑨排水管穿越预制梁或墙预留普通钢套管尺寸（见表1）；排水管穿预制楼板预留孔洞尺寸（见表2）。管材为塑料排水管和金属排水管；⑩阳台地漏、采用非同层排水方式的厨卫排水器具及附件预留孔洞尺寸（见表3）； ⑪装配式混凝土建筑消防给水系统设计应遵守《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014）、《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）、《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001（2005 年版））、《建筑灭火器配置设计规范》（GB50140-2005）等相关现行国家及地方法规、规范及标准； ⑫ 消火栓箱应于预制构件上预留安装孔洞，孔洞尺寸各边大于箱体尺寸20mm。箱体与孔洞之间间隙应采用防火材料封堵。并应考虑消火栓所接管道的预留做法。

5暖通空调系统设计技术措施

主要内容： a.装配式混凝土住宅供暖通风和空气调节系统及冷热源方式的选择，应根据气候分区、能源利用状况、经济技术条件确定。并应符合《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736 的规定；b.装配式混凝土住宅应采用适宜节能技术，使室内既能维持良好的热舒适性又能降低建筑能耗和减少环境污染的设计。室内热环境设计指标应符合国家及当地现行建筑节能设计标准。并且应充分考虑自然通风效果；c.装配式混凝土住宅设计应保证空气质量，合理组织自然通风；厨房、卫生间应采取有效通风措施；通风换气次数、室内空气污染物浓度应符合《住宅建筑规范》GB50368 的标准要求。如需设置机械通风设施，应预留孔洞及安装位置；d.装配式混凝土住宅室内供暖系统宜采用低温热水地面辐射供暖系统；也可采用散热器供暖系统；e.装配式混凝土住宅供暖系统的主立管及分户控制阀门等部件应设置在公共部位管道井内；由公共部位进入户内的供暖管道应做好预留预埋；户内供暖管线宜设置为独立环路；f.装配式混凝土住宅建筑有外窗的卫生间，当采用整体卫浴或采用同层排水架空地板时，宜采用散热器供暖；g.散热器的挂件或可连接挂件的预埋件应预埋在实体结构上。 散热器宜避免在预制外墙上安装，以减少预制外墙上的预埋件；h.穿预制外墙的新（排）风口应预留孔洞，孔洞尺寸应根据产品确定，位置应避开预制结构外墙的钢筋，避免断筋。严寒和寒冷地区应考虑因此带来的热桥影响；i.卫生间及厨房排油烟机的排气管道可通过竖向排气道或外墙排向室外。当通过外墙直接排至室外时，应在室外排气口设置避风、防雨和防止污染墙面的构件，并应在预制外墙上预留孔洞。通过外墙排至室外的位置不宜设置在建筑凹口处；j.装配式混凝土住宅安装燃气设备的房间应预留安装位置及排气孔洞位置。安装在预制墙体上的燃气热水器，其挂件或可连接挂件的预埋件应预埋在预制墙体上； k.整体卫浴、整体厨房内的设备及管道应在部品安装完成后进行水压试验，并预留和明示与外部管道的接口位置； l.安装在预制构件上的暖通空调、防排烟设备，其设备基础和构件应连接牢固，并按设备技术文件的要求预留地脚螺栓孔洞；m. 吊装形式安装的暖通空调、防排烟设备应在预制构件上预埋用于支吊架安装的埋件； n.暖通空调、防排烟设备、管道及其附件的支吊架应固定牢靠，应固定在实体结构上预留预埋的螺栓或钢板上，并有防晃措施； o. 装配式住宅的通风、空调系统设计中，当采用土建风道作为通风、空调系统的送风道时，应采取严格的防漏风和绝热措施；当采用土建风道作为新风进风道时，应采取防结露绝热措施；p.装配式混凝土住宅建筑的土建风道在各层或分支风管连接处在设计时应预留孔洞或预埋管件。

5燃气系统设计技术措施

主要内容：①装配式混凝土建筑燃气系统设计应遵守《城镇燃气设计规范》(GB50028-2006)、《住宅建筑规范》(GB50368-2005)、《住宅设计规范》(GB50096-2011) 等相关现行国家或地方法规、规范及标准；②装配式混凝土住宅建筑内设置的燃气设备和管道，应满足与电气设备及相邻管道的净距要求，具体要求参见《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006） 表10.2.36 室内燃气管道与电气设备、相邻管道之间的净距；③装配式混凝土住宅燃气系统设计应与住宅同步设计，所有燃气管道穿越预制墙板、楼板等结构预制构件处应预留孔洞或预埋钢套管，不应后期在预制构件上开凿孔洞；④装配式混凝土住宅户内燃气灶应安装在通风良好的厨房、阳台内；燃气热水器等燃气设备应安装在通风良好的厨房、阳台内或其他非居住房间；⑤装配式混凝土住宅燃气热水器的烟气必须排至室外，排气管严禁与厨房燃具排油烟道合用，排气口应采取防风措施。安装燃气热水器的房间，其外墙采用预制构件时，燃气热水器应预留排至室外的燃气热水器专用排气孔洞（孔径Ф100）；⑥装配式混凝土住宅厨房或服务阳台采用预制楼板或外墙采用预制构件时，燃气立管穿越楼板及燃气横管穿越预制墙体构件处，应预埋钢套管，套管直径应比燃气管直径大两档，套管上端应高出楼板80 ～ 100mm，下端与楼板齐平，套管与燃气管之间用不燃材料填实，套管内管道不得有接头。

7结束语

到目前为止，已有近300 万m2 的工程遵循了上述的技术措施指导工程设计和施工。今后还需在实践中不断修正，特别是同层排水系统的适用性和通用性，需要特别关注其防水防渗漏问题，以及管材的选择、使用、安装，沉降板内或架空层内的管道防漏和渗漏水排放问题，仍然是没有很好解决的现存问题。

参考文献：

[1] 北京地标, 装配式剪力墙住宅建筑设计规程[S].DB11/T970-2013.

[2] 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].GB50736-2012.

[3] 建筑给水排水设计规范[S].GB50015-2003(2009 年版).

[4] 建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范[S].GB50242.

[5] 建筑同层排水技术规程[S].CECS247:2008.

注：本文章已经在《住宅与房地产》期刊发表。