浅谈高大空间增设转换层用于机电安装

浅谈高大空间增设转换层用于机电安装

何川王凯达岳俊峰刘宇

天津市海洋局天津市300000

摘要：本文结合国家海洋博物馆项目具体情况，针对高大空间内机电管线安装过程中遇到的困难，通过对现场实际情况和周围环境进行分析，解决高大空间下机电管线安装难题。

关键词：机电管线安装；高大空间

一、工程概况

国家海博馆建筑面积8万平方米，建筑层数4层，建筑高度达33.80m，结构类型为钢结构，外部为异型、超高、大跨度、门式管桁架框架结构体系，内部为钢框架及桁架板楼板体系。整个建筑外形为四条“鱼跃”的造型组合而成。工程主体由四大场馆和中央大厅组成。

各展馆包含大量展厅区域，展厅区域钢结构形式为门式桁架结构，门式钢桁架结构体系成拱型状横跨于楼层结构两侧。门式桁架最大跨度43.2m，最大倾斜度28.8度，展厅最大高度为33.8m，每个场馆门式桁架组合的两端部位，均为悬挑结构托门式桁架组合体系，每个悬挑桁架组合均在6m层以上进行悬挑设计，随楼层增高，悬挑距离越来越大，最大悬挑距离为3号馆北端，超过了38m。大跨度长悬挑高大空间的钢结构形式为展厅区域机电管线安装提出了巨大难度要求。如此高空间、大跨度、长悬挑空间在以往工程中十分罕见。

国家海洋博物馆建筑造型效果图

二、高大空间下机电管线安装难点及应对措施

2.1国家海洋博物馆各场馆均为门式桁架结构，外屋面为曲面的金属屋面，通过效果图可以看出，本工程金属屋面有别于传统平面钢构顶面，结构造型变换复杂。金属拱形门式桁架下机电管线密集，而门式桁架下可供作为吊点的节点有限，如果各专业机电管线的支架自行独立施工，将会造成吊点数量不足并且杂乱的竖向吊杆，最终势必会影响机电管线正常走向，同时也将造成大量浪费。

转换层位置位置机电管线图

由上图可看出，场馆顶部的机电管道是何等密集。机电管线的安装施工繁复，运行荷载非常高。采用传统支架形式存在较大安全隐患。

2.2为保证精装效果，所有机电管线均应作隐蔽处理，不能外漏。同时由于该装修作法无法承重，机电管线若采用传统支吊架形式，极不利于上人检修调试及后期物业运维管理。

结合现场实际情况，经过深入研究讨论，与澳大利亚COX设计方以及天津建筑设计院协商，机电管线不能按照传统方式进行支架生根固定。应该统一设置钢结构转换层，合理利用门式桁架钢结构上有限的节点，将所有机电管线和设备都集成到转换层上，最大化节省吊顶空间，如同芯片一样。最后决定引入“转换层”的概念——高大空间包含机电管线区域建议增设转换层，以解决机电各专业管线安装难题。

经过对相应位置进行深化后，设计院对转换层结构受力进行复核，澳大利亚COX设计对转换层外观效果进行把控，终于将此难题攻克。转换层效果既得到了外方设计以及天津建筑设计院的一致认可。

三、增设钢结构转换层的优点

3.1结构稳固性

经过设计专业论证，增设安装转换层可有效避免传统支吊架施工对钢结构的破坏。因转换层与钢结构模型一体焊接，在荷载允许的情况下，增强了钢结构斜向支撑的水平受力。

3.2施工安全性

海博馆桁架最大跨度43.2m，最大倾斜度28.8度，展厅最大高度为33.8m。从以上数值中不难得出结论，此处施工难度大，危险性极高。

统计数据表明高空坠落是建筑安装施工作业中造成工伤死亡的主要原因，每年高空坠落事故高达40000到75000起，而80％以上是死亡事故。因此，建筑安装施工中对高空作业的管理是安全管理的重中之重。

增设“安装转换层”，在施工过程中施工人员可利用转换层进行安装防护，机械设备工具可固定或连接到钢结构上。有效减少事故发生率，避免安全事故的发生，

3.3提高施工经济性、缩短施工周期

传统大空间施工采用满堂脚手架或升降机施工时存在诸多不便。首先施工工种工序交叉，造成现场施工机械较多。其次，各工序施工时难免会因场地不足，造成施工滞后，无法多工种同时作业。与此同时，租赁机械、搭设满堂脚手架等方式费用较高。

3.4可检修

因此处机电管线较多，精装异形吊顶内存在较多的设备、管道、阀门等机电设备。增设钢结构转换层后，可作为检修维护人员的工作平台，极大的方便了建筑运行后的运营管理。

增设该转换平台后，在故障发生时通过检修口进入转换平台即可排查故障位置，进行检查修理。避免了在故障发生时大面积拆除吊顶的情况，减少维修费用。消除维修作业时的安全隐患。

综上所述，在异形钢结构空间内进行机电安装施工时可优先考虑增设钢结构转换层用于机电安装的方式。以维持钢结构稳定性，提高施工安全性，减少施工费用支出、缩短施工周期，方便检修维护。

参考文献：

[1]杨林华.机电安装工程电气施工关键工序控制与管理[J].科技创新与应用,2015,01:85.

[2]焦富祥.机电安装工程电气施工关键工序控制与管理[J].江西建材,2014,06:217.