1、管線布置綜合平衡技術管線布置綜合平衡技術是應用于建筑機電安裝工施工管理技術，涉及 建筑機電工程中通風空調、給排水、電氣、智能化控制等專業的管線安裝。 為確保工程施工工期和工程施工質量，避免因各專業設計不協調和設計變 更產生的“返工”等經濟損失，避免在選用各種支吊架時因選擇用規格過 大造成浪費、選用過小造成事故隱患等現象，通過對設計圖紙的綜合考慮 及深化設計，在施工前先根據需要的施工圖紙進行圖紙“預裝配”通過典 型的截面圖直觀地把圖紙上的問題全部暴露出來，尤其是在施工中各專業 之間的位置“沖突”和標高“打架”問題。通過在圖紙上提前解決，在實 際施工中基本做到一次成活，減少因變更和拆改帶來的經濟損

2、失。通過核 算各個管線支吊架受力強度保證質量安全。管線布置綜合平衡技術是機電 項目總包管理中不可缺少的一項管理技術，對于機電項目總包方尤為重 要，機電項目總包方對分包有管理權，而管理需要細致的工作，如何細致 而又切合實際的管理，就需要通過管線布置綜合平衡技術，這項技術不僅 可以控制分包的施工工序，還可以控制分包的施工質量和成本。一、國內外發展概況隨著建筑物功能的不斷發展，各項新技術、高科技不斷應用于各種建 筑中。機電工程所涉及的專業也越來越多。建筑機電安裝工程已成為一項 十分重要的工作，因為建筑的實際功能大多由機電安裝來實現，建筑機電 安裝工程不再是簡單地將設備裝上連接好，而是要注重最后各項功

3、能的實 現。但是，由于建筑機電工程項目技術含量高，專業性強、各個專業系統在不斷擴充的前提下不斷變化，所以，未來在建筑機電項目安裝工程中唱 主角的將是機電安裝工程的總包，將為業主提供完善的技術服務、專業技 術上的協調和組織領導各專業分包的管理及施工，隨著機電總包方的作用 不斷提升，作為機電總包方自身的管理就顯得尤其重要了，如何協調、管 理好各專業分包單位，就是擺在機電總包方面前的難題。現在建筑市場在市場經濟的影響下投資方或開發方要根據市場的需 要及時改變方案，甚至改變原有結構及功能，尤其對于投資周期比較長的 大型建筑，往往其功能定位會因施工時間較長，市場變化而多次發生變化, 這對于機電項目顯得尤

4、其突出，機電項目經常出現設計藍圖已經無法保證 實際的安裝情況或根本就沒有施工圖紙，通常情況下施工單位會通過開發 方聯系設計進行解決，但有時會出現出圖時間和效果無法保證的情況，因 為施工圖而耽誤很多的時間，這是現在施工中最為突出的問題。同樣由于 設備采購牽扯到多方面的原因，往往設計選用時的設備和最后業主采購的 設備不同，而各廠家產品又都有其各自的技術參數，這就使得原來的設計 圖紙無法繼續使用等等。這就是我國目前在施工和設計方面存在脫節的問 題，但是國家已進入飛速發展的年代，隨著和國際接軌，工程設計模式已 經越來越多地向國際通用模式發展。現在的工程設計趨向于概念性的設 計，它在系統和功能的體現，只

5、對主要參數進行了計算和標注，對很多詳 細具體的參數都省略了，這種設計方式對設計來講方便快捷，但是對工程 的機電總包來講要求很高。承包方需要明白設計的意圖，再根據實際情況 來完善很多圖紙上沒有的細節，以此圖紙來指揮和協調各專業和專業分包，大設計院在這方面已開始進行一些償試，將來可能形成初步設計與施 工圖紙設計完全分離的情況。國際慣例機電項目是由機電總承包商進行全部承包，包括設計圖紙、 設備選型定貨、施工、調試、維修等。這樣的機電總承包商必須是專業的 機電承包商，要擁有較強的實力，除了擁有一定的設計能力處，還要對專 業領域、市場行情都要十分了解，往往這樣的企業都是某些領域中的權威 和技術壟斷者。投

6、資方只要選擇好這樣的一家公司，將要實現的功能和初 步設計交由這家公司，其它事情均由這家公司來解決，一般來講國外在建 筑功能定位上較準，對于確定下來的功能由專門的公司來進行管理，每個 不定期理公司都有完備的技術要求，所以設計定型后比較穩定，而且設計、 安裝是一家來統一管理，協調起來很容易。管線布置綜合平衡技術適用于二次深化設計，通過應用該項技術可以 用最小的代價來達到最完善的功能，應用該技術形成的圖紙才是真正符合 施工實際的圖紙，才能和國際運行方式接軌。我們所介紹的該項技術并不 是簡單的一項施工或科學技術，而是一種綜合新概念，但是它是我國現在 建筑領域尤其是機電項目中非常需要的，同時也是未來建筑

7、安裝領域一項 非常實用的技術。二、技術內容作為建筑機電工程管理技術，并且是通過計算機應用與工程實際相結 合產生的技術，不僅在計算機硬件、軟件上有要求，而且在人員配置和操 作流程管理方面應得視。（1）采用管線布置綜合平衡技術的工程應具備電子版圖紙，這是應 用技術的前提條件。（2）設備配置 計算機：符合當前主流配置的主機；要求該建筑工程所涉及到的機電 工程每個專業都應該有獨立的機器；移動存儲：應配備刻錄光驅，同時各個專業都應該有各自的移動存儲 器，便于和設計或現場進行現場交流；打印設備：中等幅面的（ A2 幅面）打印機，有條件可配備大幅面（ A0 幅）打印機、曬圖儀等大型設備，便于輸出圖紙和曬出藍

8、圖； 網絡：有條件可安裝廣域網接入，便于和外界聯系；（3）常用的軟件設備計算機的操作系統： Microsft Win98/2000/Me/XP;CAD 圖紙軟件： Autocadr14/2000/2002/2004/2005； 專業設計軟件（4）管理制度的建立1）建立清楚明了的操作目錄和文件檔案以便查找；2）明確圖紙編制的依據和責權范圍。 以合約為依據，在合約條款中明確，或單獨簽訂合同 甲方提供的設計院的全部機電施工圖紙及施工圖電子版 國家及地方的相關規范3）建立管理體系明確職責(A)建立管理體系(B )明確各自的職責 項目總工：組織、協調各部門的技術管理工作；組織建立技術、 質量管理體系；組

9、織制定管理制體系；組織制定制度細則；組織綜合圖制 作、方案制定；組織協調解決制作過程中的技術問題。 專業工程師：負責編制技術管理工作細則；參與圖紙會審及設計 交底，并解決技術問題，協調各專業間的交叉問題，組織交底；簽認、會 審、交底、記錄；組織制定關健點技術方案，并在簽認后組織實施；綜合 圖簽審核欄；(機電項目副總工：負責按程序標準向甲方報審圖紙方案等，文件 的簽認與組織傳遞；組織項目自審；組織甲方設計審核。(可設計主管：組織綜合圖、大樣圖、深化設計圖的制作；根據規范及交底記錄審核初稿電子版施工圖， 并簽復核欄； 負責按時提供電子版圖 參與交底并簽認。(C)、明確各部門的職責：0設計部：按出圖

10、要求整理、繪制電子版圖紙；參與會審、交底， 并根據交底記錄調整電子版圖；按時提供符合會審要求的電子版圖；根據 甲方意見調整電子版圖。02 物資部：向工程設計部提供有效、準確的鳳備、材料參數。03 技質部、工程部：負責圖紙會審，并將問題及解決方案總結報技 術工程師、總工審批；參加設計交底，做好記錄；審核綜合圖初版圖；將 會審、交底結果匯總后，向設計部交底，并填寫交底記錄。04 行辦：負責保證繪圖用材的及時供應及資料文件的收集和存檔。( 5)工作程序：(流程圖)工作內容參加人員生成文件確定需要繪制圖紙 部位及進度計劃施工員 專業工程師 總工甲方工程師制圖進度計劃 制定劃分文件對施工圖紙進行審核 了

11、解現場實際情況 檢查施行工圖電子版施工員 專業工程師 總工綜合意見整理電子版施工圖設計部制作人員 設計主管經過處理的施工圖紙 電子版設計會審交底設計部制作人員 設計主管會審交底紀要制作綜合圖1L設計部制作人員 設計主管正式綜合圖項目對綜合圖自審、簽認施工員 專業工程師綜合意見向相關單位交底監理工程師 施工員專業工程師 甲萬丄程師交底記錄正式打印報甲方審核設計部制作人員正式綜合圖甲方或設計院審批-甲方工程師 設計院設計人員審批意見正式施工(6)制作計劃時間表圖紙專業審核、電子版圖紙整理、圖紙會審、設計交底、標準層綜合 圖及二次結構留洞圖、各層綜合圖及二次結構留洞圖；樣板綜合圖、其它 大樣圖、基礎

12、圖、深化圖報審。(7)制圖中的具體內容現代建筑中除各種設備外，管道、線路是重要的組成部分，它們品種繁多，數量巨大，材質不同，承擔著輸送介質同、能源、信息、動力等功 能，有些特殊情況還可能存在一定的危險性。這些管線集中分布在建筑物 內的有限空間，如地下室的設備層、技術層、樓層和公共通道的吊頂、管 道井內等等。管線安裝時由于空間有了，多系統交叉施工，一旦安裝順序 遇到接頭等問題很容易出現因相互交叉、擠占空間而引起質量缺陷、檢修 空間不足、降低樓層凈高等等問題，有些甚至會留下危及安全的隱患。管 線布置的綜合平衡就是在施工前解決這樣的問題，以免施工進出現問題而 造成返工。制圖的制作流程是由項目部確定施

13、工整體進度計劃，項目部及設計部 一起確定綜合圖起始部位及整體進度計劃；然后按技術要求組織某部位施 工技術準備，同時施工員審圖，設計部整理電子版圖紙，對各專業進行圖 層及顏色的劃分，疊加整理出綜合圖，并進行會審交底；然后分專業調整 并修改電子版圖，包括繪制剖面圖、留洞圖、各種大樣圖、綜合圖；然后 技術部自審，項目部會審，并正式打印，報甲方單位審核，期若發現問題 應及時與甲方和設計溝通解決；最后出綜合彩圖和正式施工圖。首先在做好技術工作，熟悉建筑能和各怪的使用功能；熟悉建筑有多 少個系統、設備、管線的分布情況；熟悉建筑結構的形式，裝飾裝修的構 造等等；施工單位在收到圖紙以后，應組織有關施工員和專業

14、的技術人員 認真閱讀各專業施工圖紙，主要核對其有無表達不清、圖示不明、缺項漏 項、自相矛盾等問題，做好各個專業之間的交叉會審，在自審的基礎上， 由業主或監理組織設計單位的設計交底難以及各專業之間的交叉會審，重點解決各專業之間的“錯、漏、碰、缺”等問題。這一環節非常關健的， 是制作綜合圖紙的基礎，明確問題所在，找到重點問題，確定哪些位置為 不利點，具體繪制時對那些位置做剖視圖。綜合圖具體制作步驟以一個專業的圖紙為例（以通風平面圖為例）如 下：第一步，就是要整理圖層，打開圖層以后，先查看風管所在圖層，打 開圖層管理器，將此層的名字改為風管圖層，顏色為綠色，然后將此圖層 關閉，接下來，要合并同類圖層

15、，把風閥、風口等放置在風管圖層。完成風管的圖層后，查看風管標注的所在圖層，將此圖層的名字改為 風管標注，顏色同樣定為綠色，再將此圖層關閉。最后，對風管的定位層進行整理，將此層的名字改為風管定位，顏色 也為綠色，將此層關閉。此時檢查圖中是否遺漏的部分，檢查完畢后，作一條定位基準線，一 般選取柱子的一角，將此基準線放置在風管定位層，打開被關閉的風管圖 層、風管標注、風管定位這三個圖層，然后關閉其它圖層，圖層的整理就 完成了。將這三個圖層生成塊，另存為一個文件，至此，對通風圖紙的整 理就完成了。依照上述同樣的方法以，對空調水、給排水及電氣等各個專業的圖紙 進行相同的整理。第二步，將做好的各個專業圖塊

16、以定位基準線與柱子的交點為插入 點，將各圖塊分別插入同一建筑結構圖中第三步，這是制作中的重點，就是對已經合在一起的圖紙進行二次深 化，主要是通過圖紙來進行“預裝配”，在未施工前就找到施工時會碰見 的問題。在圖紙上先解決各專業之間的位置沖突和標高打架問題。找到有 問題的區域，通過截面圖直觀的把設計圖紙上的問題全部暴露出來，再重 新布置圖紙中各專業的走向和標高，直到達到要求為止，再通過截面圖把 改變標高后的情況表示出來，通過平面圖將走向改變后的情況表示出來， 在業主對吊頂標高或布置安排上有改動時，同樣利用綜合圖可以直觀地看 到各專業的情況，綜合考慮各專業的相互關系和相互影響， 做到統籌考慮， 再通

17、過截面圖和平面圖來表示出新的布局和標高。調整時需掌握的基本原則 是：電氣讓水管、水管讓風管、小管讓大管、 有壓管讓無壓管、一般性管道讓動力性管道、同等情況下造價低的讓造價 高的（具體問題根據實際情況來定）。這就是一張綜合圖的簡單制作過程，實際制作中還要考慮多重因素和 各方要求。對于各專業在圖紙顏色分層上的具體要求，各圖層名稱應以方便和便 于識別來確定，圖層顏色一般應按管道實際涂色來區分。般民用智能化綜合工程圖紙分層要求專業名稱圖層名稱圖層顏色空調風專業空調風圖層綠色空調風標注綠色空調風定位綠色空調水專業空調水圖層140號空調水標注140號空調水定位140號給水專業給水圖層給水：藍色 熱水、熱回

18、水：紅色空調加濕：152號給水標注給水：藍色 熱水、熱回水：紅色 空調加濕：152號給水定位給水：藍色 熱水、熱回水：紅色 空調加濕：152號排水專業排水圖層黃色排水標注黃色排水定位黃色雨水專業雨水圖層40號雨水標注40號雨水定位40號噴淋專業自動噴灑圖層P青色自動噴灑標注青色自動噴灑定位青色消防專業消火栓及消防水炮圖層30號消火栓及消防水炮標注30號消火栓及消防水炮定位30號防排煙專業防排煙專業圖層紫色防排煙專業標注紫色防排煙專業定位r紫色電力專業動力干線線槽圖層紫色動力干線線槽標注紫色動力干線線槽定位紫色消防干線系統圖層ii號消防干線系統標注ii號消防干線系統定位ii號消防設備圖層ii號消

19、防設備標注ii號消防設備定位ii號樓宇干線系統圖層20i號樓宇干線系統標注20i號樓宇干線系統定位20i號動力母線圖層ii6號動力母線標注ii6號動力母線定位ii6號照明母線圖層橙色照明母線標注橙色照明母線定位橙色照明燈具圖層橙色照明燈具標注橙色建筑圖建筑圖層8號文字圖層8號(8) 些簡單實用的小型計算、校核和局部小樣圖紙實際的工程中存在著很多各方都認為不應該是自己管的問題，尤其 是設計單位，設計對于一些和實際情況聯系十分緊密的小型驗算和由于后 期改動造成的局部圖紙，一般不愿意接手，這時機電總承包發揮自己的實 力為業主解決一些實際的困難，就會更加突出公司的實力，同時會得到業 主和設計單位的多方

20、配合，也有利于自身的施工和管理。如支架承重校核 計算及支吊架選型；空調負荷計算；衛生間給水排水的管道平面及系統圖 等。(9)制定詳細記錄用表格，規定詳細的文件格式等三、支吊架受力分析及選型計算校核管道支吊架受力分析及選型計算校核是對管道施加給支架的受力情 況進行分析，詳細闡明支架強度計算會遇到的各種形式，希望以此可以使 大家對支架進行校核計算時更加明確受力計算，提高選型時的安全性、經 濟性，提高企業在所有工程施工中的標準化程度。支架的受力分析，管道一般分為豎向布置和水平布置。無論支架的形 式是怎樣的，支架都是用來承擔管路系統的力，這里的力一般有以下幾種:1) 由支架所承擔的質量在地球引力下產生

21、，它的方向總是垂直向 下；2) 由支架所承擔的管道熱脹冷縮變形和受壓膨脹引起的；它的方向一般沿軸線方向；3) 由于管道內介質壓力、流速產生的推、拉力，在管道有口徑變 化和盲端時才產生。大家都比較重視垂直管道的固定支架，其實水平管道的固定支架 也很重要。管道口徑越大，固定支架的受力也就越大，垂直管道固定 支架更因為高度增加，支架不但要承擔補償的反力而且管道及管道內 介質重力全部作用在固定支架上。一般管道下粗上細，管道內壓力產 生的推力向上，如管道上粗下細，則管道內壓力產生的推力下，波紋 補償器的盲端力在豎向管道中與管道及管道中介質重力相互抵消可 以不計算在內，而在水平管道的計算中起主要作用。水平

22、管道受力因 管道及管道內介質重力與補償器產生的力成垂直分布，所以分兩部 分：首先固定支架要在垂直方向能承受管道及管道內介質重力，其次 固定支架要在沿管道方向能承受波紋補償器的變形反力和波紋補償器的盲端力。具體計算見下：D管道外徑 ;L 管道長度 ;p水一水密度=1000Kg/m3管道重量二n (D2-d2) L p鐵 管道中介質重量二n d2 L p水 式中：n -圓周率3.14;d管道內徑 ;p 鐵鐵密度 =7800Kg/m3另一種力可以從補償器樣本里查出或由補償器廠家提供。這里應該注 意的是補償器的盲端力。由于補償器的形式不同，其產生的變形反力也不 同。本文略去方型補償器、 L 型補償器、

23、 z 型補償器等自然補償方式，只考慮波紋和套管式補償器因變形產生的彈力。管道內的水壓力產生的推力是在管道內的水壓力的作用下，當管徑發 生變化或在管道的盲端都會產生推力。管道水壓力的作用，會在垂直于管 道內壁內壁面上產生壓力，這個壓力在垂直管道軸線方向合力為零，而在 沿管道軸線根據管徑的不同變化會產生推力。強度計算支吊架的作用是支撐或承擔它所要支撐或承擔的重理和受力，但是這 些重量和受力要多大的型鋼才能承受得住，就需要通過計算來驗證。在受 力方面架子主要有壓力、拉力和橫向的推力，一般來說，壓力過大會造成 支架失穩發生變形，破壞原有受力平衡造成破壞；拉力過大會造成支架發 生塑性破壞，拉斷型鋼；橫向

24、推力過大會造成支架失穩發生變形破壞。如 何選用合適規格的材料來加工支架就是我們要解決的問題。下面我們從三 個方面進行驗算。關于壓桿受力穩定驗算受壓力的支架是否會出現失穩狀態是一個常被大家疏忽的問題，失穩狀態 主 要指當一段支架兩端受壓達到一定程度時，支架受到橫向力后變形無 法恢復，這時兩端受的力就是該支架的失穩的臨界壓力，對于屬于細長桿 的部分我們就要進行穩定驗算：關于壓桿受力穩定驗算（1）長細比計算兀 EJ(2) 計算臨界壓力PkPk二一2(L)(3) 實際作用力與實際可以承受的力比較(因為兩者截在一致，這 里直接使用臨界力)；根據作用在支架上的力Ps要求此力為垂直作用在支 架上的力，如斜的

25、應轉為垂直力；同樣力作用在斜的支架上，也要轉為垂 直的。當p P S,表示支架受力沒有達到失穩狀態，支架校核通過。相以表示支架受力會發生失穩，這時首先應對支架形式進行改變，如在長桿中間 加附加支撐以破壞細長比等措施，再進行計算。如光靠改變支架形式無法 達到要求，還可以再加大支架的選型，再進行計算，其次就是重新制定支 架方式，以避免出現長桿失穩狀態以達到最后計算通過為止。抗拉力計算S橫截面要小于本計算主要針對支架受到的由于管道及管內介質的南量引起的拉力 可能將支架拉斷，要求所選定的型鋼在受拉力方面能達到 應力0，這樣選定型鋼就可以使滿足強度的要求， 可求得橫截面S來找到 型鋼的型號。剪切力計算本

26、計算主要針對支架受到的橫向力可能將支架橫向斬斷，要求所選定的型鋼在橫向力方面能達到m受力S橫截面要小于應力0，這樣所選的型鋼就可以滿足強度的要求。可求得橫截面 S來找到型鋼型號。膨脹螺栓受力計算支架受到的橫向力可能將支架橫向斬斷，膨脹螺栓也可能因受橫向力 被斬斷。本計算主要為了確定所選定膨脹螺栓是否承受得住受到的剪切力 和有足夠的拉力不致脫離混凝土或被拉斷。剪切力能達到迂力要小于許用應力0，這樣選定的型鋼就可以S橫截面滿足強度要求。每個支架n個膨脹螺栓中，必須假設有50%完全承受剪切 力，即n/2個膨脹螺栓。計算出膨脹螺栓的有效截面積 S（ cm2）與螺栓樣 本中的截面積比較選擇合適的螺栓。若

27、有直接查膨脹螺栓樣本中所標明的 設計抗剪力再乘上所計算的螺栓數量，再和所受到的剪力進行比較，只要計算的抗剪力大于實際受力就可以了。抗拉力同樣直接查膨脹螺栓樣本中所標明的設計抗拉力再乘上所計算的螺栓數量，再和受到的力進行比較。只要計算的抗拉力大于實際受力 就可以了。這里要注意不同的水泥強度等級參數有所不同。最后由于支架形式不同，具體問題應該具體分析，所出現的問題也會 不盡相同，綜合的運用和細致的分析是關鍵。該技術在實際工程中的運用（1）實際應用該技術的工程介紹一工程總建筑面積20萬平米，工程性質為新建，由地上塔樓、商業裙房、地下室部分組成，地下部分為連通式共 3層，地下一層為 商業、餐廳等，地下

28、二三層為停車及設備用房，結構形式均為框架剪 力墻結構，工程為綜合性高檔智能商用寫字樓。這樣規模的工程機電安裝項目按一般通常做法會因為圖紙標注 位置有沖突，造成施工時各專業位置重疊而不得不返工拆改，工程量 往往達到全部總工程量的 20%左右，對于因功能或其它原因改變而產 生的變更拆改更是驚人。由于各種原因能夠辦理變更洽商的量并不 多，而且能力理時又與辦理變更洽商的水平和責任心有關，所以發生 拆改對安裝企業是十分不利的，應該盡量避免發生變更拆改，即是發 生也要越少越好。使用該項技術后由于事先對可能發生位置沖突部位進行了圖紙 “預裝配”，相關內容做了調整，同時所有施工人員加深了驛圖紙的 認識。整體工程沒有因為施工企業自身沒有全面吃透圖紙而發生任何 重大工的返工量，全部是一次安裝到位