朱有杰
（甘肃建投建设有限公司，甘肃 兰州）
建筑行业的飞速发展推动了装配式技术的进步，和普通的现场施工工艺不同，预制装配式技术真正实现了建筑关键构件的工厂化制造，可有效缩短建筑工程项目施工周期，实现设计和施工的一体化发展。本文结合某高层预制装配式建筑工程，从设计环节入手优化设计方案，对在建筑工程给排水系统设计每个要点进行把关，进而不断完善给排水系统设计，增大建筑的安全系数，提高整个房屋建筑排水的质量水平，减少施工变更发挥重大的作用。
某高层预制装配式建筑工程结构以框架剪力墙结构为主，层高18 层，其中地下两层，地上16 层，该装配式建筑项目占地面积79 850 m2。预制混凝土构件重点针对该工程项目的外墙、悬挑阳台，楼梯段施工。
2.1 生活给水、热水系统应用分析
在房屋建筑中，生活给水系统主要由冷水、热水给水系统构成，生活用水管道位置多位于预留管道井区域，设计人员根据房屋建筑的实际情况做好主立管谁工作。针对支管道进行安装作业的过程中，可采用以下安装技术：
第一，采用管线分离安装方式。施工人员安装生活给水、热水系统的过程中，可将给水管道和建筑结构进行分离设计。在预制结构吊装完成后采用明暗敷设方式。虽然这类给排水管道安装技术安装环节简单，但是若采用明敷方式，则对建筑外观产生影响，若采用暗敷方式会对建筑结构产生破坏，违背了绿色施工理念。
第二，采用预留式设计方式。在制作预制构件的过程中，设计人员可结合设计方案明确管道尺寸、间距、长度等参数，并以此为基础预留管槽。虽然该设计方法可大幅提升给排水系统安装效率，但是对预制管槽有着较高要求，若预制管槽尺寸出现偏差，会对后期的管道安装产生不良影响[1]。
第三，采用预埋式设计方案。施工人员可将管道提前预埋在预制构件中，待预制构件拼装完成后，施工人员仅需将预制构件和管道连接口连接即可。应用该方案可有效提升给排水管道安装质量，但是该设计方案对管材质量有着较高要求，若管材存在渗漏现象，则难以及时修补。除此之外，虽然该设计方案可有效解决更换管道的问题，但是容易导致管材浪费，增加施工单位的成本。
鉴于此，笔者对不同设计方案的优劣性进行梳理后，尝试使用分水器设备设计给水系统，在预制装配式建筑中应用分水器设备具有以下优点：①若管道处于隐蔽位置无接头，可在分水器安装区域设置检修位置，从而为后期的给排水管道维修提供便利；
②如分水器系统管道为软盘管且中间无接头，可显著提升给排水系统防渗性能。③分水器设备使用后可降低热水管道循环时间，节约资源。④可在分水器设备上设置独立的支水管平衡管道压力和水压，满足用户的用水需求。图1 为分水器系统。
图1 分水器系统
2.2 生活排水系统应用
由于装配式建筑卫生间、盥洗室等区域的排水支路管数量较多，施工作业人员如果依然采用传统的异层排水管设计方式，不仅会增加非必要预留孔洞，同时也会对后期的开槽开洞作业产生不便。鉴于此，在本工程项目施工作业过程中，可采用适合装配式建筑的同层排水作业模式。即施工作业人员在布设排水支管时，可在同一层内布设而不穿越楼层，进而实现本层内部所有排水管的有效连接。同层排水技术非常适合应用于高层建筑和预制装配式建筑，目前，该技术的应用已经非常成熟，如图2 所示。
图2 同层排水示意
通常情况下，同层排水技术主要由降板式（图3）和墙排式（图4）构成。
图3 降板式同层排水
图4 墙排式同层排水
前者主要依靠结构降板提前预留出排水支路管位置，降板高度为250 mm。应用该技术可有效减少给排水支路管穿越楼板概率。需要注意，如果在安装作业时排水管道存在渗漏现象，会对沉箱排水产生不良影响。应用墙排式作业时，施工人员可在排水区域先设置一堵假墙，在该墙体上预留排水管区域，此时排水支路管无需穿越楼层也可实现和排水立管的有效连接。需要注意，应用排水方式会对卫生间地漏设计参数影响，要求地漏需接近排水立管。
根据上述排水管安装方式的优缺点，笔者结合本工程项目实际情况采用零降板集成设计方案对卫生间进行设计。零降板集成方式主要是指将卫生间的排水管道、水箱等需要定期养护的排水关键部件，安装在集成检修口区域。零降板集成方案的优势如下：①由于管道集成检修口组装简单，可大幅提升后期管道维修养护效率。②由于排水横向支路管为污水、废水封楼模式，污水可直接流入污水立管，废水集中后经过集水器后并入污水立管，由于排水集水器拥有共用的水封，可大幅提升排水系统的安全性，降低污水渗漏概率。③拥有共有水封的废水管道内部无存水弯，不容易发生管道堵塞[2]。④采用零降板集成设计方案的卫生间防水底盘无孔洞，不容易发生渗漏。图5 为零降板排水卫生间设计。
图5 零降板同层排水卫生间
2.3 整体卫浴的应用
由于整体卫浴模压底板是一体的，其防渗漏效果较好，施工作业人员在安装时仅需要将模压底盘安装在基层即可，无需应用沙、水泥材料进行封闭，仅需要采用胶黏剂和螺钉材料进行粘合即可。应用该施工作业方式不仅可有效提升卫生间施工质量，同时还可以减少非必要成本支出，整体卫浴非常适合应用于装配式建筑的卫生间设计中。在本工程项目中，有部分楼层为小型公寓，空间较小，非常适合安装整体卫浴。
2.4 BIM 技术的应用
针对预制装配式建筑而言，在安装给排水系统管线时，预留孔洞已存在于预制构件中，无法就那些后期调整。如果在工程项目设计阶段未做好预留孔洞尺寸、位置、大小等参数设计工作，会对后期的给排水管道安装产生不良影响。鉴于此，在工程项目设计阶段要精确定位预留孔洞位置和尺寸，同时还要结合施工图纸进行再三核对，避免延误工期。可在预制装配式建筑给排水系统设计中应用BIM 技术，该技术的应用可进一步提升预制构件设计精确度，减少预留孔洞设计偏差，减少施工失误概率，大幅度提升施工单位的经济效益。基于此，在本工程项目设计阶段，应用BIM 技术构建对应的三维模型，依据三维模型检测预留孔洞存在的设计问题并开展对应的管线碰撞试验，从而确保施工设计图纸的精确性[3]。
2.4.1 实验准备
为确保预制装配式建筑给排水系统设计效果，提升施工单位的经济效益，有效缩短成本，笔者尝试应用BIM 技术在软件中构建三维仿真模型，模型如图6所示。
图6 预制装配式建筑三维仿真模型
将三维仿真模型应用于本工程给排水系统模拟施工过程中，主要模拟内容如下：①给排水管道附件安装情况；
②给排水管道碰撞检查；
③管材用量情况。应用ATP 三维模拟仿真技术进行模拟时，施工人员可在软件中输入给排水管道相关信息并构建对应的文件夹来统计该建筑工程项目给排水系统施工时应用的管材类型和数量，以管材的直径、材质作为限制参数[4]。
结合实际的施工案例可知，将管材粗糙程度作为参考属性后数值为0.005 mm，管材尺寸数值控制在80 mm～160 mm，管材可调节尺寸值为20 mm。由于三维仿真系统参数源于实际工程项目，针对给排水系统进行安装作业时要做好以下工作：第一，管道安装之前需要针对管材标高进行重新检测，确保管道标高和坡度符合设计要求；
第二，当排水主立管安装完成后要进行通球实验，当通球率为100%时方可使用；
第三，反复检验支撑架和滑托的连接情况，一般情况下，要求管道承压需大于0.6 兆帕[5]。
2.4.2 实验结果分析
将预制装配式建筑给排水管道参数导入到ATP软件中，可根据管道标高和轴线数据检测各项数据是否和三维模型相匹配，进而完成碰撞试验。为进一步提升碰撞试验的精确度，施工人员要提前对建筑工程项目每层楼使用的管材数量进行统计分析，并明确管材材质，从而实现对施工成本的有效控制。
根据表1 可知，为应用BIM 技术后的管材使用情况，结合上述数据计算出每层给排水管道成本为2 251 元，若采用传统的给排水管道安装方式，成本为3 612 元，节约成本1 361 元。
表1 给排水管道材料统计
综上所述，随着经济水平的不断发展，装配式技术的不断成熟，极大地推动了我国建筑行业的进步和发展，给排水系统作为建筑工程项目的核心组成部分之一，为进一步提升房屋建筑给排水系统的安装质量和后期使用舒适度，要求相关的设计人员针对装配式建筑给排水系统进行设计时，不仅要结合房屋建筑的实际情况进行设计，还可以在给排水系统设计阶段引入先进的设计理念和设计技术，确保设计图纸的精确性，为后期的预制装配式构件组装提供便利。除此之外，设计人员还要考虑传统给排水系统设计理念的局限性，引入BIM 技术进行模拟实验，有效提升给排水系统设计质量。
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