前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的中心大廈機電工程論文，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。

1機電工程簡介和特點

上海中心大廈機電工程涵蓋了給排水、消防、供配電、照明、冷暖空調、送排風、智能控制、綜合布線等機電方面幾乎所有的機電系統，且各個專業系統中綠色節能的四新技術應用幾乎一應俱全，諸如給排水系統中的廢水回收、中水處理系統；虹吸雨水排水系統；同層排水系統；消防系統中的高壓細水霧滅火系統、泡沫滅火預留系統；供配電的電能管理系統；智能照明管理系統；LED泛光照明系統；風力發電系統；地源熱泵系統；燃氣冷熱電三聯供系統；冰蓄冷系統等等。由于上海中心大廈的超高層垂直分區特性，機電系統各類子系統眾多，組合應用方式多變，形成了機電系統龐大復雜的特性，如：給水和消防系統的垂直疊加供水、分區重力給水型；排水系統的高低區分段收集、接力式排水型；冷源系統的高低分區、多冷源組合型；熱源系統的蒸汽干管、分區換熱型；通風空調系統的區域獨立型；電力系統的垂直供配、分區供電型，等等。

2建造難點及應對技術

（1）上海中心大廈垂直分區多

建造面積大，管理難度大，上安集團采用分區建造管理模式，按地下室、裙房、辦公區、酒店塔冠區四大區域展開施工和管理。

（2）機電專業深化設計要求高

設備、管線布置難度大，與各中標設備供應商和系統供應商的專業配合程度高。上安集團以BIM模型為先導，以管井、標準層、設備層、機房間為序，逐步開展圖紙深化工作，滿足現場施工進度需求。

（3）超高層建筑的垂直特性

給機電設備和材料的運輸吊裝帶來很大難度，可利用的吊運設備單一、量少，主要依靠塔吊和施工電梯，還要與土建、結構、裝飾單位同時使用，上安集團將機電材料設備進行分類處理、采用最合理的運吊方案和技術措施。

（4）總量57萬m2的機電安裝，涉及管道、電氣、通風系統大量的實物工作量，加工預制的工作量也隨之增大。

而超高層的特性是樓層面積小，不利于設置預制場地；且上海中心的雙層幕墻的結構特性造成空氣流動性差，對施工環境控制的要求高。上安集團對上海中心確定的總體技術路線是加大廠外預制深度和預制量，現場盡量多地裝配施工，現場減少焊接和油漆作業；工廠化預制的全面應用為上海中心大廈的順利建造發揮了重要作用。

（5）上海中心大廈垂直分區多的特點，造就了系統的疊加性和龐大性。

而分區施工管理又把系統進行了分割施工，給水電風各系統的構成開通調試帶來了很大的困難。因此，上安集團根據各專業的系統調試需求、以子系統構成開通調試為基本單元，開展機電系統完整性檢查和子系統收尾；以正式通水、通電，臨水臨電切換為先機，以低區冷熱源系統、高區冷源系統、消防系統調試驗收為主線，開展系統完善收尾調試工作。

（6）在上海中心大廈的機電建造實施過程中，基本建造程序和其它項目比并無特殊，但需確定相關的關鍵過程，作為建造過程中里程碑目標實現的關鍵工序過程，確保進度、質量、安全三統一進行。

例如以變配電站的高壓受電確定的垂直電纜吊裝過程，地下室機房設備的吊裝過程，幕墻部位的V槽LED電子屏和翅片散熱系統的安裝過程。關鍵過程的確定和實施，保證了機電系統的整體安裝的進度、質量和安全。

（7）弱電系統在本項目共配置

13大系統，約30個子系統。運用的特點是系統規模大，應用技術復雜且同時運行的系統多、維護和保養任務重。傳統情況下通常需要大量的專業技術人員來保證各個系統的正常運轉。機電總承包方為突破自身各類資源及相關條件的限制，且為更好地完成總承包合同履約，引進了總集成管理思路及辦法。采用總集成管理能融合非已所長，充分利用各參建單位、企業的軟硬件產品及相應的專業技術支持團隊的力量。總集成管理主要分為技術集成、要素或資源集成和智力集成，還存在信息集成、管理文化集成等形態。技術集成是整個系統總集成的核心關鍵。

（8）機電系統已完工未交付，又不得不提前使用投運的系統

例如永久電梯、高低壓變配電站、生活消防給水系統、冷凍站冷卻塔系統等均提前投運。如何保證運行管理和施工生產的合理結合，上安集團在上海中心大廈引入了物業化管理概念，把提前投運系統和系統施工有組織的結合和分離，確保機電系統的運行有序和施工安全。

3BIM建模和機電深化設計

（1）以BIM為基礎的深化設計

工作是提高施工質量、控制工程進度的最好支持。上海中心大廈外形輕盈流暢，似一條盤龍直上云霄。然而獨特的外形必定帶來同樣不同一般的復雜結構。同時，上海中心大廈在機電設計中的眾多超新理念又使得整個機電系統極其紛繁。尤其是在幾大施工的重點難點部位，例如：高、低區能源中心、塔冠設備區、各區設備層乃至與幕墻、鋼結構配合緊密的極小細節，如果沒有BIM的三維設計模型，無法想像機電各專業系統之間、機電與土建、鋼結構、幕墻之間是如何搭建各種空間關系的。其次，在機電安裝的實施過程中，由三維模型導出的二維深化設計圖紙，使得深化設計質量得到了保證；以三維形式的施工交底以及四維形式為基礎的工藝安排與施工方案的確立，已經適時地滲透到安裝工程的管理過程中。此外，以BIM參數化設計為基礎的管道預制加工，使得機電安裝工程的模塊化、工廠化進程也進入了數字化、信息化的階段。由于BIM的界入使“上海中心”機電深化設計以及施工管理工作更加的直觀了然，也為后續深化設計提供了堅實的基礎和保障。

（2）以BIM串聯起的協調平臺，是優質深化設計服務最佳方案。

上海中心大廈的BIM工作平臺是一項多專業、多工種協調溝通平臺，相通的語言與相同的標準成為最大限度確保模型信息準確性與即時性的重要保證。因此，上安集團積極與總承包部BIM團隊保持一致，全面采用AutodesdRevit與Navisworks系列軟件并與總包同步升級。同時，將這一要求傳達至各專業分包、系統供應商以及主設備供應商，并對沒有條件的分包、供應商提供技術支持。

（3）基于BIM的管線綜合

傳統的管線綜合設計都是以二維圖紙為基礎，在本項目中利用BIM的三維可視化進行設計。在三維環境下將建筑、結構以及機電等專業的模型進行疊加，并將其導入到Navisworks軟件中進行碰撞檢測，并根據檢測結果加以調整。通過BIM三維可視化的特點彌補個人空間想象不足，實現復雜區域管線合理高效排布，確保各深化區域可行性和合理性。

（4）基于BIM的管線優化

在三維環境下，可以通過任意角度的查看模型中的任意位置。所以，通過BIM軟件進行方案對比，可以根據實際情況選擇最優的管線排布方式，創建更加合理美觀的管線排列。在不影響原管線機能及施工可行性的前提下，將機電管線進行適當調整，優化空間，快速解決碰撞問題，管線合理布留。同時，通過高效的現場資料管理工作，即時修改快速反映到模型中，獲得一個與現場情況高度一致的最佳管線布局方案，有效提高一次安裝的成功率，減少返工。

（5）基于BIM的設計成果檢測

在制定施工圖紙階段，若相關各專業沒有經過充分的協調，可能直接導致施工圖出圖進度的延后，甚至進一步影響到整個項目的施工進度。BIM技術則通過將各專業模型匯總到一起之后應用碰撞檢測的功能，快速檢測到并提示空間某一點碰撞，同時可高亮顯示、以便于快速定位和調整管路，大大提高了工作效率。本項目中利用Navisworks軟件的碰撞檢測功能，直觀地觀察到了管線的碰撞檢測情況和位置。然后，返回到Revit軟件中根據碰撞的情況將各個碰撞點一一調整解決，調整完成之后再次對模型進行第二次的檢測，如有碰撞則繼續進行修改，直至最終檢測結果為“零“碰撞。BIM碰撞檢測流程的制定又為上海中心這一超大型項目的管線綜合提供有效保障。

（6）圖紙會審、技術交底

項目施工前，上安集團項目部對施工圖進行初步熟悉與復核，通過深入了解設計意圖與系統情況，為施工進度與施工方案的編制提供支持。通過對施工設計的了解，查找項目重點、難點部位，制定合理的專項施工方案。將施工設計中不明確、不全面的問題記錄下來，與設計院、業主進行溝通與討論。例如：系統優化、機電完成標高以及施工關鍵方案的確定等問題。本項目中，利用BIM模型的設計能力與可視性進行技術交底，減少各方的溝通障礙，提供最為便利、直觀的溝通方式，從而提高工作效率。基于BIM技術的工程出圖在確保模型“零”碰撞的情況下，利用模型指導深化設計出圖。根據調整后的模型，有效指導深化設計出圖，每一類圖紙都有其固定的出圖流程以確保圖紙準確性及可靠性。通過BIM模型輔助深化設計出圖，不僅能夠確保圖紙精確性，便于施工安裝，還能利用BIM模型的三維可視性模型配圖方式，方便現場施工人員理解辨認系統，上海中心項目部根據現場實際情況配以剖面、平面、軸測、大樣圖等多種形式輔助施工人員施工，有效提升施工效率。

4工業化建造，預制技術

由于施工現場面積有限，故管道的加工采用工廠預制的形式。上海中心的空調通風系統的風管加工，分為標準件和加工件，全部由上安集團的暖通設備加工廠在工廠內完成加工生產；樓層內水、電、風、弱電的各類支吊架全部采用輕型組合支吊架，只進行切割作業和組合安裝，避免了焊接和油漆等大量的聲、光、味的環境影響；管道安裝涉及溝槽、螺紋等非焊接連接的安裝，各區域就近建立小型預制場地，盡量加大預制深度，高比例的工廠化預制施工技術切實推進了安裝實物量的進程。風管工廠加工實現了機械化流水線生產，工人只要將風管的尺寸參數輸入計算機，車床就可根據輸入的信息進行切割。另外，風管的咬口、翻邊和角碼帖附等工作也使用機械裝置，跟傳統的手工捶打成型相比不僅提高了生產效率也保證了產品質量。空調水管的預制加工主要以塔冠區的DN800冷卻水管為主，制作中以業主確認的深化圖為依據，現場管理人員經過實地復核后，將圖紙中的管段尺寸轉化到單線圖中；繪圖員根據施工員出具的單線圖或尺寸復核圖，繪制管段加工圖；加工圖得到確認后，交付后方預制加工組。同時，后方管道加工工廠根據項目部提供的加工圖和現場施工計劃，按時保質完成相應管段成品或半成品的預制加工工作。支吊架的預制加工，傳統工藝制作支吊架的方式為現場切割、鉆孔、焊接，對于材料的用量不易控制，經常會造成嚴重浪費，且無法做到統一的外觀，切割、焊接和涂裝都會產生外觀的缺陷。本工程中各類輕型管槽支吊架采用工廠化預制，制作流程為型材切割、煨彎、焊接、鉆孔，最后進行刷漆。大部分支吊架的預制都經過鍍鋅、熱浸鋅或噴塑的表面處理，送至現場安裝時就已是美觀大方的成品。同時，支吊架加工后送至現場，無須動火，支架重量輕，組裝方便。

5垂直運輸管理和技術

（1）設備和大宗材料吊裝和運輸的工程量巨大，樓層材料垂直吊運4000t，樓層設備吊運、安裝共3500t；地下室材料垂直吊運2000t，地下室設備吊運、安裝共2500t;總計12000t。

設備安裝的數量多,且接收單位復雜。施工周期和施工高峰期長。垂直吊運機械資源緊張。設備層的物資進場難，外部施工協調困難，大型設備吊裝的高度高，施工環境復雜，技術難度也高。

（2）設備、大宗材料垂直吊運和設備安裝的施工機械準備上安集團項目部根據上海中心的業務范圍、特點和難點，對機械和機具做了精心準備。

常規的吊機、鏟車、卷揚機、液壓搬運車、葫蘆、鋼絲繩等機械和機具,一應俱全。針對高空吊裝的特點，定制了10t級（尺寸5500×3500）與20t級（尺寸6000×3500）兩套吊裝平臺。此外還添置了6t級電動牽引車；5t級液壓搬運車和5t級加長液壓搬運車，設備在吊裝平臺內定位和吊裝，這一做法在平臺到樓面口后的定位中發揮了奇效。2013年4月，地下5層的冰蓄冷設備大批排管，由于沒有吊裝孔，排管只能從坡道運入地下室。由于排管的幾何尺寸較大，卡車裝太高，叉車運太長，小平車運沒有剎車不安全，為此添置一臺低重心（600）大車盤2m×6m掛車。為了提高施工電梯使用效率,滿足大批量散件的運吊，項目上定制了9輛1t級的手推廂式搬運車。廂式搬運車尺寸為長1.3m，寬0.8m，高0.6m。該車的前、后兩扇門為翻板式，需要時可運4m長的材料。

（3）材料和設備吊裝、運輸主要采用設備吊運重心位移法和設備吊裝移動平臺拖運法。

6關鍵建造過程的確定和機電四新技術實施

關鍵建造過程的確定和實施，保證了機電系統整體安裝的進度、質量和安全。在上海中心大廈機電工程的各系統中，四新技術的應用層出不窮，諸如給排水系統中的廢水回收、中水處理系統；虹吸雨水排水系統；同層排水系統；消防系統中的高壓細水霧滅火系統、泡沫滅火預留系統；供配電的電能管理系統；智能照明管理系統；LED泛光照明系統；風力發電系統；地源熱泵系統；燃氣冷熱電三聯供系統；冰蓄冷系統等等。項目部正確理解各系統的原理，合理準確地進行深化設計，嚴謹科學地方案組織，規范地施工管理實施，最終實現系統的功能合并。

7弱電工程總集成技術

（1）項目部為使上海中心大廈建筑內的環境達到舒適、安全、快捷的目的，配置安裝了各種用途的系統和設備。

包括：各大型機電系統，如給排水系統、消防水系統、虹吸系統、水處理系統（中水、雨水）、高壓細水霧滅火系統、大堂地暖系統、暖通空調系統（AHU、FPB、VAV等大型設備）、防排煙系統、送排風系統、加藥系統、三聯供系統、冰蓄冷系統、地源熱泵系統、變配電系統、電氣火災系統、應急照明系統、SPD系統、風力發電系統及泛光照明、燈光秀等系統。為使上述這些復雜而又相對獨立的設備、系統能協同工作，并保證各系統自動化、正常通信、穩定的運行，項目部設計配備了種類繁多的智能化系統設備，項目上共配置13大系統，約30個子系統，如：

1）綜合布線系統、固話通信系統、信息系統；

2）無線對講系統（消防用、物業用）；

3）衛星通訊系統、衛星電視系統、有線電視系統；

4）消防報警系統、公共/應急廣播系統；

5）一卡通系統（含出入口控制及電子巡更、訪客管理、速通門、梯控）、電子鑰匙管理系統；

6）安全防范系統（含視頻監控系統、防盜報警系統、視頻分析系統）；

7）車庫管理系統、防爆安全檢查系統；

8）樓宇自控BA系統、能源計量管理系統；

9）CPMS多能源管理系統；

10）IBMS、時鐘系統；•EMC合同能源管理系統；•通訊配套系統、室內無線覆蓋；•會議系統、擴聲系統、舞臺燈光系統等。這些機電及弱電系統在本項目上運用的特點是系統規模大，應用技術復雜且同時運行的系統多、維護和保養任務重，傳統情況下通常需要大量的專業技術人員來保證各個系統的正常運轉。為了解決這個問題，引進了總集成管理思路及辦法。

（2）本項目采用系統總集成管理

除了能取長補短、資源整合、集中調配等優勢外，其根本性目的是為了：

1）集中管理：對各系統進行集中統一監視和管理，將各集成系統的信息統一存儲、顯示和管理在同一平臺上，并為其他信息系統提供數據訪問接口。

2）分散控制：各系統進行分布式控制，保持各系統的相對獨立性，利于分離故障、分散風險，便于排查和管理。

3）系統聯動：以各系統的狀態能數為基礎，要根據可設置的條件實現各系統之間的相關硬件、軟件聯動。

4）優化運行：在各系統運行良好的基礎上，提供設備節能控制、運行計劃制定，優化策略設定、實施、評估等功能。

（3）本項目中組成系統總集成管理的基本類型總集成管理可以主要分為技術集成、要素或資源集成和智力集成，技術集成是整個系統總集成的核心關鍵，根據技術集成管理辦法梳理了以下界面內容：

1）系統功能界面；

2）系統操作平臺接口與界面；

3）系統應用軟件的界面；

4）設備材料、軟件供應界面確定；

5）系統的技術接口界面確定；

6）施工安裝界面的確定。根據工程不同的承包方式,對上述各道工序由誰來負責施工和指導應該事先予以明確。主要管理內容包括以下幾點：•明確并落實主要設備安裝負責人。•明確并落實未端設備安裝負責人。•明確并落實執行機、閥門等控制設備安裝、施工負責人及配合單位負責人。•明確并落實線槽、管線敷設負責•各子系統單體調試負責人。集成系統的調試,由系統集成商負責。

8物業化管理融入技術

上海中心項目中機電系統已完工未交付，卻又不得不提前投運的系統，例如永久電梯、高低壓變配電站、生活消防給水系統、冷凍站冷卻塔系統等，上安集團項目部引入機電臨時物業管理概念，組建施工過程中的機電物業化管理，保證關鍵部位和設施的正常運行。

（1）電梯運行管理

隨著臨時施工電梯的逐步退出，正式電梯逐步進入提前使用，按照原規劃的Y1~Y9電梯，分批投入使用，由機電臨時物業開始管理永久電梯臨時使用，納入工程協調部的統一管理。項目部對依次投入運行的9臺電梯進行24h運行維護管理。電梯運行管理：電梯轎廂內運行維護人員負責每日電梯的開啟、關閉、操作、人員出入核實、材料運行檢查等工作，確保每臺運行的電梯外觀完好，運行平穩，施工用梯安全、有序、規范。電梯維護管理：電梯運行管理人員做好電梯及轎廂內設施日常的清潔、維護管理，同時在運行過程中發現電梯故障，做好記錄，并上報主管部門，并配合專業維修單位做好維修、保養工作，確保電梯設備全生命周期管理。

（2）變配電站運行管理

在10kV變配電站施工完成，高壓端受電完成，低壓端準備向大樓開始供電之前，由機電臨時物業人員接手管理變配電站。他們從施工狀態中，提前脫離，進入正式移交使用前的準工作狀態，以確保此類關鍵部位和設備設施處于安全受控臨時使用狀態。為了保證上海中心大廈已經投入運營的10kV變電站安全、正常運行，項目部派駐變電所運行人員對10kV變電站進行24h運行管理，確保變電所運行從施工到正式運行的無縫鏈接。每天至少4次對所有變電站設備巡視檢查，做好巡視記錄，包括：高壓進線的電壓、電流、低壓總開關電流的計量記錄，變壓器溫度等相關記錄。并負責已投入運行變配電站的日常操作、維護、緊急故障處置匯報、突發事故處理、停、送電操作。

（3）冷凍機房運行管理

在低區冷凍機組完成調試以后，低區冷源系統進入調試階段，為保證機組設備的有序管理和運行安全，由專業物業管理人員介入，接手冷凍機房內的機組開關、控制室、系統閥門的開關等工作，并做好相關記錄，參與整個系統的調試工作。結束語上海市安裝工程集團有限公司承建了上海中心大廈的全部水電風、弱電的機電安裝工程，為公司在超高層摩天大樓的機電建造方面積累了寶貴的經驗，施工管理技術也得到了長足的發展，可為今后的其他工程建設提供借鑒。

作者：潘健 單位：上海市安裝工程集團有限公司