一、任务来源
中国建筑一局(集团)有限公司依托青岛国际院士研究院南延项目和长安路片区改造项目立项课题研究任务《KJYF-2021-65 机电工程预留预埋绿色施工关键技术研究》,对公司课题研究的成果进行整合,形成《机电工程预留预埋绿色施工关键技术研究》科技成果。
二、应用领域和技术原理
1.电气类多专业线路敷设综合设计优化研究
机电预留预埋工程中的电气线路预埋较多,密集线管设计有诸多弊端,如造成配管浪费;施工时管道叠加导致楼板保护层减小,有露筋风险;管道间隙小,振捣不密实,有楼板开裂风险,严重的或影响结构安全。
创新性的进行管路共用优化设计、暗敷管路路由位置优化等减少公共走廊区域暗敷管路;通过地下室大面积照明设计为灯线槽施工,减少地下室照明暗敷回路,减少了暗敷管路敷设,施工效果良好。减少了预埋配管浪费、减少了露筋风险、减少了楼板及墙面开裂风险,为类似工况的电气类多专业线路敷设综合设计优化提供参考。
2.混凝土墙体暗敷水管免剔槽技术研究
研发混凝土墙体暗敷水管附模式模具留槽施工技术等多项创新性技术,减少了机电预留预埋的留洞、留槽工作。有以下显著优点:
(1)显著提升留槽质量,成型效果好。留槽模具固定于整体拼装好的墙体模板上,与模板形成整体。混凝土浇筑过程中,留槽模具不会因混凝土振捣而偏位,始终紧贴墙体模板,一次成型效果好。合模后的留槽模具与墙体钢筋的保护层垫块接触,保障了浇筑后墙体钢筋的保护层厚度。与传统的模具固定在墙体钢筋上相比,从根本上解决了墙体钢筋保护层厚度不足甚至留槽后露筋的缺陷,显著提升留槽质量,减少留槽对墙体钢筋保护层造成的不利影响。
(2)周转使用降本增效,工作效率高。留槽模具与墙体模板固定成一个整体,在墙体拆模时一并将留槽模具取出,免除了留槽模具拆除的工序,从根本上解决了传统工艺中因模具偏位等造成的难以取出的缺陷,节约了人工成本。模具可重复利用,特别在具有标准层的工程项目中,更可简单重复使用模具,大大减轻模具定位的深化设计工作,降本增效明显。
(3)施工工艺绿色环保,建筑垃圾少。本创新技术不存在留槽偏位、留槽凹陷等缺陷,不需要剔凿修正,不需要剔凿拆除留槽模具,整套工艺绿色环保,基本不产生建筑垃圾。
3.装配式混凝土预制柱防雷引下线暗敷免剔槽技术研究
现场在装配式预制柱安装中,吊装后的柱内主筋采用的是套筒灌浆连接,对防雷引下线施工造成了不能电气可靠连接的功能性影响。创新研发了“一种装配式建筑中防雷引下线连接结构及其施工方法”,获得发明专利,有效解决了装配式混凝土预制柱防雷引下线电气可靠连接的问题。
4.水暖穿楼板套管精准预埋技术研究
套管直埋工艺是以后发展的必然方向,可最大程度的提高工效,但同时直埋套筒也有较大的弊端就是上下套管同心度有累计偏差,尤其是高层建筑中,其累计偏差或直接影响后续管道的正常安装。如何保障直埋套管工艺的精准度成为行业难题,课题组创新性的研发了《一种成套直埋套筒装置及其施工方法》已申请发明专利。
通过采用上述技术方案,当需要保障后续套筒安装的同心度时,根据传统施工方法确定底层套筒的中心,将装置的钢管穿过底层套筒的中心,启动激光发射器,激光发射器顺着钢管照射到上层楼板上,根据激光发射器标记的位置在上层楼板上安装套筒,套筒安装完成后,在底层楼板将装置取出,重复此步骤,逐层安装套筒,激光发射器使得每层安装套筒的中心位置相同,避免了偏差的累计,达到保障套筒同心度的效果,为高效高质量的完成套管直埋工作提供了一套完整的创新装置和施工方法,推广应用前景较广。
5.精准预留预埋标准工序研究
通过调研收集、综合分析、总结标准工序三个阶段,对套管类、孔洞类、箱盒类预留预埋进行了归纳,本着更高效率、高质量、低返工率为目的研究总结了各类型预留预埋的标准工序。通过各类具体的样式、应用场景及常规设计尺寸总结,常见质量通病及应对措施的分析总结,研究总结出各类型机电预留预埋工作的标准工序,为机电工程预留预埋工作提供指导。
三、性能指标
1.通过对密集电气线路配管优化设计研究,减少了管路暗敷工程量,进而减少了剔凿开孔等工作,有效的减少了建筑垃圾的产生,为建筑行业绿色建造做出了贡献。
2.通过对机电免留洞免开槽技术研究,研发了混凝土墙体暗敷水管附模式模具留槽施工技术等多项创新性技术,减少了机电预留预埋的留洞、留槽工作。同时通过对现有机电预留预埋工艺的集成分析,为现场机电预留预埋施工工艺提供了使用的技术参考,提高了机电预留预埋工作的质量,有效降低成本,有利于机电行业的整体发展。
3.通过对机电精准预留预埋技术研究,收集分析机电预留预埋过程中容易出现的问题,研发了针对套管、孔洞、箱盒等不同预留预埋工作内容的标准化工序,不仅提高了施工效率、增加了施工精度、降低了人工成本,同时也保证了各类预留预埋工作的施工质量,为后序其他工序打下良好的基础。
四、与国内外同类技术比较
国内相关文献中未见其它单位与本项目相同的“机电工程预留预埋绿色施工关键技术研究”的相关报道,本项目具有新颖性。
五、成果的创新性、先进性
本项目与国内最先进技术相比其总体技术水平、主要技术、经济等方面均能领先于国内同类技术先进水平。
六、作用意义
1.经济效益
两个项目通过混凝土墙体暗敷水管留槽施工技术应用,在机电工程预留预埋的分部施工中,产生企业经济效益达14.5万元,产生其他潜在经济效益明显。
2.社会效益
研究的推广应用实施将培育发展机电工程预留预埋成套技术的发展,极大的推动我国机电工程施工的节能与可持续发展的步伐,有利于建筑机电行业精细化管理及高质量发展,突破现有建造施工技术以及绿色建造发展瓶颈制约、推动传统建筑产业升级。研究成果对促进建筑机电行业的健康协调发展,具有重大的和长远的社会效益,有利于社会的可持续发展。
一、推广应用的范围、条件和前提
本次研究的内容主要应用在机电工程施工领域,尤其是对机电工程预留预埋实施提供直接的技术支持,改进传统施工工艺,其发挥的作用集中体现了:施工操作简便,减少施工难度,提高工效和质量,缩短工期,降低造价。具有适用性、安全性、灵活性、高效性、经济性、环保性等优点,有良好的推广应用前景。
二、存在的问题和改进意见
本课题研究过程中,团队人员积极创新的实现了目标,取得了多项成果,为企业后期发展总结出多项经验成果,但这过程中因研究与生产互相衔接,出现部分细节工作未做到位,部分要点未掌握清楚,研究不够深入的问题。此外本研究课题主要依托在施房建类项目的机电预留预埋工程,存在以下几项局限性。
1.本课题重点研究机电预留预埋与土建结构施工之间的施工工艺,对于多专业之间的衔接和配合,或应有更深入的研究。
2.机电施工工艺发展较快,各类新设备、新工艺或收集不够全面,或应有更广泛的调研,更能具有代表性问题,供后续研究。
在今后的发展中,我们需要有更充足的时间去调研收集问题,深入分析原因,积极研发创新,勇于总结改进。