pc结构机电安装技术研究与改进科技研发课题计划书.docx
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pc结构机电安装技术研究与改进科技研发课题计划书
建筑工程局有限公司
科技研发课题计划书
课题名称：
PC结构机电安装技术研究与改进
课题申报单位：
建筑工程有限公司（盖章）
课题负责人：
（签字）
起止年限：
年月至年月
一、基本信息
课题名称
PC结构机电安装技术研究与改进
建议单位
第二建筑工程有限公司
参加单位
课题负责人
姓名
职务/职称
副总工程师
电话
e-mail
选题背景
近期，我国对于高层装配式（PC）住宅的建设十分关注，是我国今后住宅现代化发展以及节能环保政策重点发展对象。
降低施工过程的污染、能耗是建筑行业不断追求的目标。
PC建筑的主要构件可以在工厂生产加工，运输到现场后进行拼装建造。
这个特点，相比较传统建筑，对机电系统的设计提出了更高的要求，将施工阶段的问题提前到设计阶段解决，将机电系统的模式由“设计—现场施工—发现问题—提出变更—设计变更—现场施工调整”这种循环往复的模式，转化为“设计—工厂生产—现场施工”的新模式。
这有利于提高我司在PC结构下机电安装的施工水平，并积累施工经验和标准化制定。
将这些成果转变成我司在市场中的技术优势，为今后的类似施工提供指导和借鉴，从而提升机电安装整体水平，也为我司承接到类似工程奠定技术优势。
主要研究内容
第一部分：
预制结构体内管线的深化设计，设计人员需在设计阶段精确定位设备管线并与土建构件一起生成BIM模型提供给预制构件厂家预制人员按照图纸，根据统一的标准对各预制板、墙中的线、盒、箱、套管、洞等进行精确定位的预留预埋。
第二部分：
PC结构进场安装阶段的质量控制，装配式建筑的施工工序不同于传统建筑，工序的调整和改变会对机电安装专业的工序造成影响，如何应对这种影响是我们研究的方向，如传统建筑梁内预留套管是在板面铺完钢筋之后，但PC结构就要在PC板装配之前预留，施工工序的调整会带来哪些质量上的不可控因素，这将是我们重点关注和研究的内容之一。
第三部分：
装饰装修阶段机电安装的质量控制，如装置装修阶段的质量控制要结合PC板结构的特殊性，灯具、支架的固定位置要避开结构板拼接处等。
第四部分：
后期的维护维修，针对PC结构机电安装后期出现的问题，总结原因，研究规避方案，为后续工程提供可供参考的经验。
研究目标与成果
研究目标：
通过阶段性的研究提升PC结构机电安装质量管控并达到预期的经济和社会效益，为承接后续工程打好技术基础。
研究成果：
1、标准：
形成PC叠合板结构机电安装预留预埋施工工艺标准；形成装配式建筑机电安装领域安装阶段施工工艺标准；
2、工法：
编制完成《PC叠合板结构机电安装预留预埋施工工法》；编制完成《装配式结构机电安装安装阶段施工工法》；
3、研究报告：
编制《PC叠合板结构机电安装预留预埋施工工法研究报告》；
4、论文：
撰写并发表论文3篇；
5、人才：
培养专业技术人才4名。
经费总预算
（55.26）万元
申请拨款
10万元
自筹经费
45.26万元
起始日期
2017年10月
完成日期
2019年9月
是否符合费用税前扣除规定项目
规定项目具体条目
二.经费预算表
金额单位：
55.26万元
序号
预算科目名称
合计
局资助经费
自筹经费
1
一、经费支出（合计）
55.26
10
45.26
2
1．设备费
3
（1）购置设备费
3.75
3.75
4
（2）试制设备费
5
（3）设备租赁费（或折旧）
6
2．材料费
12.15
5
7.15
7
3．产品中间试验、工艺装备开发费（包括测试化验费）
7.6
2
5.6
8
4．燃料动力费
9
5.出版/文献/信息传播/知识产权事务费
3.6
3.6
10
6.人员费
11
11
11
7.成果论证、评审、验收费（会议费、专家咨询费等）
3
3
12
8.软件、无形资产摊销费
6
3
3
13
9．其他（差旅费等）
8.16
8.16
14
二、经费来源（合计）
55.26
15
1.建筑第二工程局有限公司经费资助
10
10
16
2．自筹经费来源
（1）其他财政拨款
（2）单位自有货币资金
45.26
45.26
（3）其他资金
三、课题计划书
（目录）
（一）课题概述
1.课题基本情况（名称、类型、依托工程等）
课题名称：
PC结构机电安技术研究与改进
课题类型：
技术研究及改进
依托工程：
2.课题申报单位基本情况（单位名称、地址、法人代表、资质等级、规模、业绩、财务收支、联系电话）
单位名称：
第二建筑工程有限公司
地址：
法人代表：
资质等级：
建筑工程特级资质，市政工程特级资质
规模：
注册资本金3亿元。
3.课题负责人基本情况（姓名、性别、职务/职称、专业、联系电话/手机/e-mail、特长、管理能力、与课题相关的主要业绩）
姓名
张俊国
性别
男
职务/职称
副总工程师
专业
土木工程专业
联系电话
手机
E-mail
特长
现场管理经验比较丰富，掌握各分项工程施工控制要点，专业技术知识全面
管理能力
管理能力较强
与课题的主要相关业绩
参与并负责过装配式建筑项目的机电安装工程
（二）课题的可行性分析
1.课题提出的背景（问题的提出）
国务院明确强化建筑节能，推广装配式建筑，全国各省市陆续出台装配式建筑政策，装配式建筑必将迎来黄金时期。
目前，装配式施工在全国各地广泛应用，国家虽已颁布部分技术标准和规范，但机电安装领域尚未形成成熟的施工工艺标准及操作规程，故PC结构下的机电安装工程施工工艺标准的制定迫在眉睫。
2.相关领域国内外技术现状、发展趋势及国内现有工作基础
西欧是预制装配式建筑的发源地，早在20世纪50年代，为解决第二次时间大战后住房紧张问题，欧洲的许多国家特别是西欧一些国家大力推广装配式建筑，掀起了建筑工业化高潮。
上世纪60年代，住宅工业化扩展到美国、加拿大及日本等国家。
目前，西欧5层-6层以下的住宅普遍采用装配式建筑，在混凝土结构中占比达35%-40%。
国务院继2016年8月印发《十三五国家科技创新规划》明确推动装配式建筑发展后，2016年9月14日，李克强总理主持召开国务院常务会议，决定大力发展装配式建筑，推动产业结构调整升级，以京津冀、长三角、珠三角3个城市群和常住人口超过300万的其他城市为重点，加快提高装配式建筑占新建建筑面积的比例。
目前我国装配式建筑发展较好的城市有沈阳、北京、上海、深圳、江苏、合肥等省市。
目前我国国内尚无可供参考的PC结构机电安装工程施工规范。
3.课题实施的意义与必要性
就目前国内外形势和发展趋势，装配式建筑势在必行。
目前国内行业发展热点主要集中在装配式混凝土剪力墙住宅，其他技术体系研究尚少，特别是机电安装工程在装配式建筑中的技术标准仍处于空白，继续补充完善。
4.课题实施的可行性分析（技术、人员、经费）
（1）本项目作为公司重点项目，项目又为公司首次承接的装配式混凝土剪力墙住宅，提高装配式建筑下机电安装工程施工质量，意义重大。
公司将给予项目最大程度的技术支持。
（2）项目部技术人员配置充足，由公司副总工程师担任课题总负责人，现场管理经验丰富，熟知各分项工程施工控制要点，专业技术知识全面。
项目管理人员均为项目骨干力量，技术能力扎实、经验丰富、创新能力强且行动力、落实能力强。
要求项目对整个施工过程进行定点跟踪，及时收集基础资料数据，项目对资料数据进行分析整理后与公司共同研究。
技术管控能力强大，可为课题的顺利开展提供强大的技术支持。
（3）公司重视施工质量，为了将这些成果转变成项管中心在市场中的技术优势，为今后的类似施工提供指导和借鉴，从而提升机电安装整体水平，必要时，可单独为项目专项拨款，可最大限度保证课题的经济来源。
5.课题风险与不确定性（技术、经济、管理）
（1）技术风险：
虽然国家已陆续出台部分技术标准和规范，但目前国内没有任何关于装配式建筑机电安装工程的施工规范和标准可供参考，施工技术相对不成熟，只能在遵循设计规范、验收规范、地方标准以及借鉴类似工程施工经验的基础上，攻克技术重难点，逐步形成企业内部内的技术标准和规范。
（2）管理风险：
在相对较新的领域来讲管理经验不足，施工过程中必须严格控制，加强过程检查和验收，做好现场交底，避免操作人员的马虎大意造成现场施工未能达到预期效果。
（3）经济风险：
由于PC结构生产阶段预留点位质量控制、PC结构安装阶段质量控制均有一个实验过程，对出现的问题必须进行深入研究并制定针对性强、可操作性强的解决措施，最大限度减少材料、人工浪费，影响预期经济指标的完成。
（三）课题实施的目标及主要研究内容
1.课题实施的主要研发目标（预期总目标、阶段性目标）
预期总目标：
保证所施项目达到预期的经济和社会效益，相关质量管控及工艺取得预期效果，建立健全装配化施工的技术管理标准，并最终形成企业内部标准和操作规程，并为后续工程承接和施工奠定基础。
阶段性目标：
首先收集资料考察研究提出问题所在，针对存在问题提出解决的初步方案，再付诸实施不断改善，最终归纳总结形成成果。
2.研究与开发的具体内容（详细描述）
PC结构机电安装技术的研究与改进主要分为四个部分。
第一部分：
预制结构体内管线的深化设计，因为前期预留预埋的精确性对后期安装有很大影响，设计人员需在设计阶段精确定位设备管线并与土建构件一起生成BIM模型提供给预制构件厂家预制人员按照图纸，根据统一的标准对各预制板、墙中的线、盒、箱、套管、洞等进行精确定位的预留预埋。
第二部分：
PC结构进场安装阶段的质量控制，装配式建筑的施工工序不同于传统建筑，工序的调整和改变会对机电安装专业的工序造成影响，如何应对这种影响是我们研究的方向，如传统建筑梁内预留套管是在板面铺完钢筋之后，但PC结构就要在PC板装配之前预留，施工工序的调整会带来哪些质量上的不可控因素，这将是我们重点关注和研究的内容之一。
第三部分：
装饰装修阶段机电安装的质量控制，如装置装修阶段的质量控制要结合PC板结构的特殊性，灯具、支架的固定位置要避开结构板拼接处等。
第四部分：
后期的维护维修，针对PC结构机电安装后期出现的问题，总结原因，研究规避方案，为后续工程提供可供参考的经验。
3.课题研究技术路线
（1）了解装配式结构体系及预制构件组成；
（2）了解管线和点位的布置与预制构件的关系；
（3）协调好机电设计与构件生产和施工安装的关系。
首先，参考国内外装配式建筑相关技术资料，了解当前行业现状，确定课题研究的主题。
其次，通过对预制构件生产厂家实地考察，结合本项目具体情况，注定初步的技术方案和研究重点。
再次，施工过程中对重点部位进行全过程跟踪，收集原始数据并对数据进行分析整理，然后对技术方案进行优化升级。
最后，根据优化升级后的方案，结合比较研究，对应用新技术后所产生的社会效益和经济效益进行测算，同时针对课题研究依托工程的案例研究得出的总结和启示，提出一套标准化的施工技术路线，为公司承接后续工程做准备。
4.课题的技术关键，包括技术难点、创新点
技术难点：
（1）国内目前尚无关于PC工程机电安装相关规范；PC叠合板在生产过程中对混凝土的振捣方式为通过机器对整体板块进行振捣，因此生产过程中预埋线盒点位的准确性较难控制，如果点位留错需要在PC预制叠合板上开孔，势必会对结构造成一定影响，线盒接头处与PC叠合板之间的空间高度决定板面PVC线管能否与线盒连接；PC叠合板板面桁架筋高度最多为四公分半，即留给机电穿管的高度只有四公分半，pvc20线管与pvc25线管两管交叉处理论上刚好可以通过，pvc40线管与其他管线交叉处很难配管；电梯前室处为SC20钢管，因为钢管材质的特点，在桁架筋处很难预埋机电管线；电箱位置处配管较难。
（2）毛坯房给水管的敷设方式主要有沿室内楼板下明装敷设、在楼（地）面的垫层内敷设或沿墙在管槽内敷设。
在我国北方地区，由于做地板采暖需一定厚度的垫层，所以给水管一般与采暖管一起敷设在垫层内；南方地区则多明装在楼板下，由住户二次装修时处理。
接给水点的垂直管线一般均为暗装，需在墙板上预留出至少60mmx40mm（宽x深）的墙槽，这对于预制剪力墙是很难实现的。
在预制装配式住宅设计中，我们应与建筑专业密切配合，通过调整房间布局，避免将给水点设在预制剪力墙上，否则不仅二次装修时墙体加厚，占用室内空间，还会增加预制板规格，增加造价。
（3）在通风空调专业施工中，住宅卫生间通风器需要在外墙预留孔洞时，应特别注意卫生间外窗与梁之间是否有足够的孔洞预留空间。
住宅厨房应根据选用的成品烟道尺寸，在预制楼板上预留相应的孔洞。
厨房排烟管道不宜设置过长，通常情况下水平距离最长不应超过15m且需设置有20%的坡度，水平末端设置活接头，以方便清理油垢。
机电专业应与建筑专业配合，明确分体空调室外机安装位置，确定冷媒管穿墙位置，标高，尺寸。
公共建筑通风、空调设计应进行管线综合排布，明确管线安装高度后，对于穿越预制墙板、预制楼板、梁、剪力墙的管线，均应明确预留孔洞尺寸、标高。
（4）装配式建筑机电安装施工中一定要注意设备及材料的通用化，尽量减少设备规格、型号；尽量减少部件的规格、材料品种；尽量减少尺寸变化。
机电系统的管线往往是预留预埋在预制构件内的，对以后的维修有一定的影响，应考虑采用新工艺、新技术，尽量实现机电系统与装配式建筑土建主题的分离，尽量减少预制构件内的预埋管线。
在安装过程中严格按照设计方案操作，严格遵照设备的设计规范和安装要求进行安装，以提升工作效率减少不必要的时间与材料的浪费，最后，待整体安装完成后，清理现场并仔细检查安装的成果之后进入调试步骤。
创新点：
（1）经公司设计团队深化设计，采用了“全员、全专业、全过程”的一体化BIM应用。
建立装配式建筑协同平台，制定企业标准，对设计资源标准、设计行为标准、设计交付标准做出约定。
所有项目都要求在同一平台、服务器上、模型上进行设计。
完成的成果里不仅有结构、建筑、内装、洁具、还包括厨房卫生间、轻钢龙骨、吊顶等，完整地按照这个模型实现。
第一，全员BIM，不止是三维画图，而是全员共用共享；第二，全专业BIM，所有专业都要在同一模型，一体设计；第三，全过程BIM，设计加工装配都要做到一体化的管理。
通过这个模型，可以解读一个标准层的全部构件，从叠合梁、预制外墙板、预制内墙板、叠合楼板、到具体现浇节点，都实现BIM化、数据化。
建筑专业对所有构件尺寸进行控制，结构专业有所有构件配筋，有钢筋则直接生成用料清单，就可以在工厂进行数控加工，机电安装专业提前确定PC叠合板板面的管线走向，生产的同时在不影响结构的情况下在PC叠合板板面预留Ω型槽，为机电预埋线管提供敷设空间；住宅户内电箱管线较多，需穿PC叠合板下翻，通过对线管的合理深化排布，在PC叠合板对应电箱位置处留成品模具，极大的降低施工现场开孔作业，解决PC叠合板线管预留洞的难题。
（2）一般情况下，装配式住宅土建的施工顺序是：
吊装墙板→吊装平台板→浇注平台现浇层→吊装上一层墙板，所以电气管线从本层板墙内往上引入到顶板的平台现浇层内进行连接时，即使预制墙内管线有误差，也可以通过现场移动尚未浇筑的现浇层内水平管线保证连接。
而向下接时，现浇层内水平管线与预制墙内竖直管线均已固定位置，要求定位必须精确，否则无法相接。
实际工程中，为了保证连接而不至于返工，多数项目均采用了预制墙内管线与现浇层内管线上接的方法。
装配式住宅户内配电箱、弱电箱是每户电源信号的源头，集中大量的电气进出管线，宜尽可能避免安装在预制墙体上。
（3）为减少不同形式预制板数量，节约成本，装配式住宅卫生间等管线较多区域一般采用现浇楼板，现场定位。
当采用叠合楼板时，设计人员则要在图纸上精确定位每一个排水管孔洞。
在加工厂内要根据准确定位的设计图纸将每一个排水点在预制叠合板上进行留洞，在施工现场现浇层内对照原先预留好的预留洞口，进行同样规格的二次留洞，预留洞孔径一般比排水管道外径大50mm~100mm。
（4）热水地板辐射供暖从安装方式上主要有混凝土填充式、预置沟槽保温板及预置轻薄供暖板。
混凝土填充式，是用水泥砂浆或豆石混凝土作为固定加热管的填充层，虽未埋设在结构层内，但现场填充，仍为湿法施工，与装配式建筑理念不符，但由于价格便宜，目前应用较多。
预置沟槽保温板及预置轻薄供暖板均为工厂预制，按一定的模数制成板块，现场拼装。
这两种干式地暖安装方式体现了装配式建筑的节材、降低现场扬尘及提高安装效率的特点，是装配式建筑应提倡和推广的技术。
5.可能获得的成果和知识产权（专利、软件著作权、标准、规范、工法、新产品、研究报告、论文、专著、人才等）
（1）标准：
形成PC叠合板结构机电安装预留预埋施工工艺标准；
形成装配式建筑机电安装领域安装阶段施工工艺标准；
（2）工法：
编制完成《装配式结构机电安装预留预埋施工工法》；
编制完成《装配式结构机电安装安装阶段施工工法》；
（3）研究报告：
编制《PC叠合板结构机电安装技术研究报告》；
（4）论文：
编制《浅谈PC结构机电安装与土建专业的配合施工》；
编制《装配式住宅机电管线设计研究》；
编制《预制装配式建筑机电系统各专业应注意哪些问题》；
（5）人才：
培养专业技术人才4名。
（四）课题投资预算、资金筹措及来源渠道
1.经费预算表（见第2页）
2.经费预算说明（对各科目支出的主要用途、与课题研究的相关性及测算方法、测算依据进行详细分析说明）（见后附）
3.大额费用明细单（见后附）
（五）技术、经济效益分析
1.技术、经济效益分析（经济、社会、环境）
1）经济效益：
通过研究，能达到标准化施工，优化施工工艺，节约施工成本，加快施工进度，取得或超过预期的经济效益。
2）社会效益：
项目使用新技术，按期或提前完工，获得当地政府和业主的好评，有利于提高公司的知名度，对后续类似工程的开拓和承接奠定了基础。
3）环境效益：
新技术新工艺的使用，相比之下更能保护环境，减少对周围环境的影响，充分利用资源，具有明显的环境效益。
2.推广应用前景分析（产业化可行性）
相关施工技术在本领域处于行业领先地位，可形成成套的施工工法、施工技术或施工专利，有利于开拓和承接类似的工程，并加以推广应用，取得实际的经济效益和社会效益。
3.对公司提高经营业绩的作用
新技术的输出和推广使用，保证了工程的顺利实施，提高了公司在当地的声誉和知名度，并继续保持公司在相关施工领域的优势地位，使得在后续类似工程投标中能轻松通过资格预审，而且在保证一定的经济效益的条件下，以最低的价格获得工程，使公司在所在领域持续稳定发展。
（六）课题进度安排
1.课题研究完成年限
研究完成年限：
2017年～2019年
2.课题分阶段任务安排
每个相关施工技术都将分以下阶段和任务：
第一阶段：
人员物质准备，研究项目立项；
第二阶段：
多方调查研究，技术方案准备；
第三阶段：
现场实地试验，结果分析调整；
第四阶段：
现场实施操作，过程详细记录；
第五阶段：
数据收集整理，总结推广使用。
（七）课题的组织管理及相关保障、支撑条件
1.课题的组织构架与管理措施
课题将在公司的统一安排协调下，结合各相关施工项目开展进行，并配备足够的技术人员深入研究和监控，保证相关成果按期完成，达到预期目标。
2.主要研发团队人员情况表（姓名、性别、年龄、工作单位、职务/职称、专业、本课题中担任任务）
课题负责人
序号
姓名
性别
年龄
工作单位
职务/职称
投入本课题的全时工作时间（人月）
在本课题中承担的具体任务
1
男
32
第二建筑工程有限公司
公司副总工程师/工程师
24
课题总负责
主要研究人员
2
女
41
第二建筑工程有限公司
公司副总工程师/高级工程师
24
课题组织实施
3
男
41
第二建筑工程有限公司机电安装项目管理中心
分公司总经理/高级工程师
24
课题组织实施
4
男
32
第二建筑工程有限公司机电安装项目管理中心
分公司总工/工程师
24
课题组织实施
5
男
35
第二建筑工程有限公司
科技部经理/工程师
24
课题组织实施
6
男
22
第二建筑工程有限公司
科技部科员/助理工程师
24
课题组织实施
7
男
32
第二建筑工程有限公司机电安装项目管理中心
部门经理/助理工程师
24
课题组织实施
8
男
29
第二建筑工程有限公司机电安装项目管理中心
机电负责/助理工程师
24
课题组织实施
9
男
46
第二建筑工程有限公司机电安装项目管理中心
大项目经理/工程师
24
课题组织实施
10
男
24
第二建筑工程有限公司机电安装项目管理中心
技术员/助理工程师
24
课题组织实施
11
男
25
第二建筑工程有限公司机电安装项目管理中心
工长/助理工程师
24
课题组织实施
12
女
26
第二建筑工程有限公司机电安装项目管理中心
科员/助理工程师
24
参与编制
13
男
29
第二建筑工程有限公司机电安装项目管理中心
部门经理/助理工程师
24
参与编制
3.课题申请单位已作的相关工作和获得的成果
4.课题实施的物资条件
5.其他
（八）主要结论
（九）申报单位科技主管部门意见（并加盖公章）
1、设备费--购置/试制设备预算明细表
课题编号：
课题名称：
PC结构机电安装技术研究与改进
金额单位：
3.75万元
填表说明：
1.设备分类代码：
A购置、B试制；
2.试制设备不需填列本表（7）列、（8）列；
3.单价≥1万元的设备需填写明细。
序号
设备名称
设备分类
单价
（元/台件）
数量
（台件）
金额
购置设备
型号
购置设备生产国别与地区
主要技术
性能指标
用途（与课题研究任务的关系）
1
砂轮切割机
0.3
5
1.5
J3GY-LD-400A
国产—济宁
380V-2.2KV-2800rpm
管道切割
2
水钻开孔机
0.15
5
0.75
OB-255
国产—上海
220V-4250W-580r/min
混凝土钻孔
3
混凝土强度测试仪
1.5
1
1.5
Q62
国产-江苏
50KHz
检测混凝土强度
单价1万元以上购置设备合计
单价1万元以上试制设备合计
单价1万元以上租赁设备合计
单价1万元以下购置设备
单价1万元以下试制设备
单价1万元以下租赁设备
累计
3.75
2、材料费预算明细表
课题编号：
课题名称：
PC结构机电安装技术研究与改进
金额单位：
12.15万元
填表说明：
大宗及贵重材料，是指课题研究过程中消耗数量过多或单位价格较高、总费用在1万元及以上的材料，需填写明细。
序号
材料名称
计量单位
单价（
升级会员 