天津117大厦项目机电施工关键技术-中国安装协会超高层机电工程技术交流会
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第十页,共50页。
2、中承压管道设计及施工-施工关键要素
❖ 管道材质选择及壁厚的计算
在《火力发电厂汽水管道设计技术规定》(DL/T 5054-1996)中查得 ,20号碳素钢在20℃时许用应力[σ]t=131MPa ,Q235碳素钢在20℃时 许用应力[σ]t=124MPa 。依据公式:
第十一页,共50页。
第二十三页,共50页。
2、超高层电梯活塞效应的防治
❖ 取消井道隔墙,提高井道与轿厢的比值——占空比。
第二十四页,共50页。
2、超高层电梯活塞效应的防治
在井道上下端增设 泄压孔。
由于温度的不同而产 生空气的密度及压力梯 度最终导致产生气流在
井道及建筑中垂直流动-
烟囱效应
室外 建筑 气流
第二十五页,共50页。
❖管道支架的设计
❖ 传统空调水系统管道固定支架
第十三页,共50页。
2、中承压管道设计及施工-施工关键要素
第十四页,共50页。
2、中承压管道设计及施工-施工关键要素
第十五页,共50页。
2、中承压管道设计及施工-施工关键要素
第十六页,共50页。
2、中承压管道设计及施工-施工关键要素
❖ 管道补偿及连接
第十七页,共50页。
2、中承压管道设计及施工-施工关键要素
❖ 空调水系统管道固定支架设置
第十八页,共50页。
2
超高层电梯活塞效应防治
第十九页,共50页。
2、超高层电梯活塞效应的防治
❖ 电梯总共255部,其中垂直电梯147部,自动扶梯108部,垂直电梯最快速度 ❖ 为12m/s(约43km/h),最大载重量为4.2吨,是全球最大电梯单笔合同。
第二十六页,共50页。
3
超高层建筑抗摆及沉降措施
第二十七页,共50页。
3、超高层建筑抗摆措施
117大厦在结构施工完成后,结构总压缩 量约为20cm,同时在大厦受气候风力的作用下摆动
,建筑物根据模拟实验得到结果,在最不利的条件下
,建筑物的摆幅能够达到建筑物高的1/500,对于 597的超高层建筑物,最大摆幅将达到1.2m。这个摆动
中承压水管弯管应采用转弯半径为1.5倍管道外径的热
压弯头(无缝)。 管道材质及其它要求同直管要求.热压弯头(
无缝)订购前应由供应商提供弯头壁厚计算书,弯头壁厚 计算公式按规范执行。
中承压水管道中的异径管、封头、堵头、伸缩节、法 兰及法兰联接的产品规格、尺寸等均由供应商根据<火力 发电厂汽水管道设计技术规定>中的计算公式及规定等提 供计算书。
❖ 提资二维图纸,三维模型图纸及材料清单。材料清单包含设备尺寸、长度 、材质、外形等多种信息。
第四十七页,共50页。
❖ 管道及风管预制加工制作生产
第四十八页,共50页。
❖ 整合厂家资源完善产品库
❖ 完善117项目三维模型信息 ❖ 加强企业模型产品库规范化应用
第四十九页,共50页。
THANK YOU
8.09(9.0)
8.88(9.0)
600
610
6.76(9.0)
9.26(9.5)
10.20(11.0)
700
711
7.50(12.0)
10.41(12.0) 11.51(12.0)
❖ 在实际实施中需各方面因素对管道壁厚的影响,为了保证其安全,将壁
厚增大一级,提高安全系数。
第十二页,共50页。
2、中承压管道设计及施工-施工关键要素
对机电竖向管线及设备层的设备稳定带来严重性的破 坏。导致管道在承压状态下断裂,设备位移。
第二十八页,共50页。
3、超高层建筑抗摆措施
超高层建筑物,在风力的作用下,变形的及摆动的形状有多种,通过对管 道伸缩量、建筑物的变形特点进行模拟分析,将模拟出管道在各个楼层变形 量及压缩量,在变形量最大部位设置柔性连接装置,该装置及能够满足系统 压力同时满足由于建筑物的摆动带来的挤压和拉伸,保证管道的安全使用。
第四页,共50页。
一、工程概况
117塔楼分为裙房、低区办公、中 区办公、高区办公、酒店会所,共设置
9个设备层,空调制冷机房、主要高低压
变配室设置在地下一层,设备层内设置 空调转换设备、变配电所、给排水转换
水箱接水泵。117组团电梯扶梯共255 台,其中电梯147台,扶梯108台。电 梯最高提升高度为597米,提升速度为 12m/s
❖模拟结果
--建筑外立面风压分布(Left)
93 & 93m
62 & 62m
47 31 18
第三十四页,共50页。
❖模拟结果
--建筑外立面风压分布(Front)
93 & 93m
62 & 62m 47 31 18
第三十五页,共50页。
4、超高层室内外风压平衡
第三十六页,共50页。
BIM技术
应用
BIM专业技术应用
3、BIM专业应用--管道预制化加工
第四十五页,共50页。
制作预制加工图纸
❖ 根据模型出二维图纸及三维图纸。将管道系统划分为多个预制加工段,再对
每个预制加工段进行配件定位。对每个预制加工段、管道配件进行详细的尺
寸标注。根据现场组合安装顺序要求,对所有管道和配件进行编号。
第四十六页,共50页。
提资给加工厂
5.83(6.5)
300
325
4.66(7.5)
5.99(7.5)
6.49(7.5)
350
356
4.90(8.0)
6.36(8.0)
6.91(8.0)
400
406
5.26(9.0)
6.93(9.0)
7.55(9.0)
450
457
5.64(9.0)
7.51(9.0)
8.22(9.0)
500
508
6.01(9.0)
天津117大厦项目机电施工关键技 术-中国安装协会超高层机电工程 技术交流会
第一页,共50页。
117
大厦
第二页,共50页。
一、工程概况
中央商务区一期工程整体效果图
第三页,共50页。
一、工程概况
本项目占地面积:100040㎡,建筑面积:
846943㎡(其中地上497156㎡)。建筑高度:117
大厦597m,共130层,是目前在建结构最高的超高 层建筑。靠山楼197.15m,共39层。
第五页,共50页。
二、超高层施工技术与研究
超高层施工技术与研究
1
超高
层中
承压 管道 设计 与施
工
2
超高 层电 梯活 塞效 应防
治
3
超高 层建 筑抗 摆沉 降措
施
4
超高 层统 室内 外风 压平
衡
第六页,共50页。
1
中承压管道设计与施工
第七页,共50页。
1、中承压管道设计及施工-系统优化
❖ 对系统进行优化,将水泵设置在接近中间位置。
第四十页,共50页。
专业深化设计图纸
第四十一页,共50页。
BIM管线综合剖面图
❖ 模型图纸指导现场施工
第四十二页,共50页。
三维建模
117塔楼酒店制冷机房模型
❖ 根据设计院图纸进行三维建模。利用碰撞检测功能将模型调整到零碰撞。
第四十三页,共50页。
3、BIM专业应用--管道预制化加工
第四十四页,共50页。
第二十九页,共50页。
3、超高层建筑抗摆措施
❖ 机电设备安装的抗摆措施
第三十页,共50页。
4
超高层室内外风压平衡
第三十一页,共50页。
4、超高Байду номын сангаас室内外风压平衡
117塔楼机电设备层 从6层至塔楼顶层分布有 9个设备层。
塔楼室外风压与通风 系统风量平衡技术的研究 对确保117塔楼内各通风 系统正常运转至关重要。
第五十页,共50页。
第八页,共50页。
2、中承压管道设计及施工-施工关键要素
第九页,共50页。
2、中承压管道设计及施工-施工关键要素
❖ 管道材质选择及壁厚的计算 依据《火力发电厂汽水管道设计技术规定》(DLT5054-1996)
第3章及第4章相关规定,1.6MPa<PN≤2.5MPa的中压管道材质选用Q235 碳素钢;2.5MPa<PN≤3.0MPa需选用20号优质碳素钢。
第二十页,共50页。
2、超高层电梯活塞效应的防治
活塞效应的起因
空气具有粘性和可压缩性 高速电梯在井道中运行时 --吸入与电梯运行方向相反的空气 --压缩电梯前进方向的空气往任何一处
可能的缝隙高速挤出
活塞效应的影响
v 引起电梯运行噪音,产生啸叫声 v 引起电梯振动,造成乘梯人心里恐慌
v 火灾时会将火苗或浓烟引入其余楼层 v 对井道墙体形成压力
STEP
第三十七页,共50页。
❖ 117塔楼标准层模型
❖ 117办公制冷机房模型
❖ 总部办公楼综合管线
第三十八页,共50页。
❖ 整体模型效果
钢建整结机结筑合构电构模模型型型
❖ 结构专业、建筑专业及机电专业模型整合
第三十九页,共50页。
碰撞报告
❖定期组织各专业深化会议,出具碰撞检查报告,反馈图纸问题,并提供参考解决方案。
井道 轿厢
2、超高层电梯活塞效应的防治
灵活的三种操作模式 + 模糊逻辑 + 双层电梯 界面将提供舒适的乘坐体验
操作模式 + 人机界面
❖ 通过特殊按钮(右图)乘客可以了解他们可去的楼层
❖ 中间横的LED灯指示可以服务的楼层
下轿厢 – 只有奇数层的LED 亮 上轿厢 – 只有双数层的 LED 亮
❖ 当乘客按下按钮LED 灯环亮直至到达此楼层
第二十一页,共50页。
2、超高层电梯活塞效应的防治
噪音强度分析:
❖ 声学建模,确定噪声主因。
❖ 双外壳轿厢密封有效性分析 ❖ 轿厢内部噪音映射
空气动力学分析:
v 电脑流体动力学建模 辅助空气动力学设计
v 风洞测试 v 盖板优化设计
第二十二页,共50页。
2、超高层电梯活塞效应的防治
单井道电梯TF3,TF4气流计算结果计算结果
第三十二页,共50页。
4、超高层室内外风压平衡
通过对天津117位置近五年气象数据分析,结合117 周边建筑分布的情况,我们建立了CFD仿真模拟模型。
统计天津市西青区2009-2013年逐日气象资料,取天津市10m高基本风速10.5m/s,此
时近5年的不保证率为10%
10.5
第三十三页,共50页。
4、超高层室内外风压平衡
2、中承压管道设计及施工-施工关键要素
公称直径(DN) 200
外径(Do) 219
壁厚(1.6MPa)
Q235
最小壁厚(壁厚)
3.89(6.0)
壁厚(2.5MPa)
Q235
最小壁厚(壁厚)
4.79(6.0)
壁厚(3.0MPa)
20#
最小壁厚(壁厚)
5.13(6.0)
250
273
4.29(6.5)
5.41(6.5)
2、中承压管道设计及施工-施工关键要素
❖ 管道材质选择及壁厚的计算
在《火力发电厂汽水管道设计技术规定》(DL/T 5054-1996)中查得 ,20号碳素钢在20℃时许用应力[σ]t=131MPa ,Q235碳素钢在20℃时 许用应力[σ]t=124MPa 。依据公式:
第十一页,共50页。
第二十三页,共50页。
2、超高层电梯活塞效应的防治
❖ 取消井道隔墙,提高井道与轿厢的比值——占空比。
第二十四页,共50页。
2、超高层电梯活塞效应的防治
在井道上下端增设 泄压孔。
由于温度的不同而产 生空气的密度及压力梯 度最终导致产生气流在
井道及建筑中垂直流动-
烟囱效应
室外 建筑 气流
第二十五页,共50页。
❖管道支架的设计
❖ 传统空调水系统管道固定支架
第十三页,共50页。
2、中承压管道设计及施工-施工关键要素
第十四页,共50页。
2、中承压管道设计及施工-施工关键要素
第十五页,共50页。
2、中承压管道设计及施工-施工关键要素
第十六页,共50页。
2、中承压管道设计及施工-施工关键要素
❖ 管道补偿及连接
第十七页,共50页。
2、中承压管道设计及施工-施工关键要素
❖ 空调水系统管道固定支架设置
第十八页,共50页。
2
超高层电梯活塞效应防治
第十九页,共50页。
2、超高层电梯活塞效应的防治
❖ 电梯总共255部,其中垂直电梯147部,自动扶梯108部,垂直电梯最快速度 ❖ 为12m/s(约43km/h),最大载重量为4.2吨,是全球最大电梯单笔合同。
第二十六页,共50页。
3
超高层建筑抗摆及沉降措施
第二十七页,共50页。
3、超高层建筑抗摆措施
117大厦在结构施工完成后,结构总压缩 量约为20cm,同时在大厦受气候风力的作用下摆动
,建筑物根据模拟实验得到结果,在最不利的条件下
,建筑物的摆幅能够达到建筑物高的1/500,对于 597的超高层建筑物,最大摆幅将达到1.2m。这个摆动
中承压水管弯管应采用转弯半径为1.5倍管道外径的热
压弯头(无缝)。 管道材质及其它要求同直管要求.热压弯头(
无缝)订购前应由供应商提供弯头壁厚计算书,弯头壁厚 计算公式按规范执行。
中承压水管道中的异径管、封头、堵头、伸缩节、法 兰及法兰联接的产品规格、尺寸等均由供应商根据<火力 发电厂汽水管道设计技术规定>中的计算公式及规定等提 供计算书。
❖ 提资二维图纸,三维模型图纸及材料清单。材料清单包含设备尺寸、长度 、材质、外形等多种信息。
第四十七页,共50页。
❖ 管道及风管预制加工制作生产
第四十八页,共50页。
❖ 整合厂家资源完善产品库
❖ 完善117项目三维模型信息 ❖ 加强企业模型产品库规范化应用
第四十九页,共50页。
THANK YOU
8.09(9.0)
8.88(9.0)
600
610
6.76(9.0)
9.26(9.5)
10.20(11.0)
700
711
7.50(12.0)
10.41(12.0) 11.51(12.0)
❖ 在实际实施中需各方面因素对管道壁厚的影响,为了保证其安全,将壁
厚增大一级,提高安全系数。
第十二页,共50页。
2、中承压管道设计及施工-施工关键要素
对机电竖向管线及设备层的设备稳定带来严重性的破 坏。导致管道在承压状态下断裂,设备位移。
第二十八页,共50页。
3、超高层建筑抗摆措施
超高层建筑物,在风力的作用下,变形的及摆动的形状有多种,通过对管 道伸缩量、建筑物的变形特点进行模拟分析,将模拟出管道在各个楼层变形 量及压缩量,在变形量最大部位设置柔性连接装置,该装置及能够满足系统 压力同时满足由于建筑物的摆动带来的挤压和拉伸,保证管道的安全使用。
第四页,共50页。
一、工程概况
117塔楼分为裙房、低区办公、中 区办公、高区办公、酒店会所,共设置
9个设备层,空调制冷机房、主要高低压
变配室设置在地下一层,设备层内设置 空调转换设备、变配电所、给排水转换
水箱接水泵。117组团电梯扶梯共255 台,其中电梯147台,扶梯108台。电 梯最高提升高度为597米,提升速度为 12m/s
❖模拟结果
--建筑外立面风压分布(Left)
93 & 93m
62 & 62m
47 31 18
第三十四页,共50页。
❖模拟结果
--建筑外立面风压分布(Front)
93 & 93m
62 & 62m 47 31 18
第三十五页,共50页。
4、超高层室内外风压平衡
第三十六页,共50页。
BIM技术
应用
BIM专业技术应用
3、BIM专业应用--管道预制化加工
第四十五页,共50页。
制作预制加工图纸
❖ 根据模型出二维图纸及三维图纸。将管道系统划分为多个预制加工段,再对
每个预制加工段进行配件定位。对每个预制加工段、管道配件进行详细的尺
寸标注。根据现场组合安装顺序要求,对所有管道和配件进行编号。
第四十六页,共50页。
提资给加工厂
5.83(6.5)
300
325
4.66(7.5)
5.99(7.5)
6.49(7.5)
350
356
4.90(8.0)
6.36(8.0)
6.91(8.0)
400
406
5.26(9.0)
6.93(9.0)
7.55(9.0)
450
457
5.64(9.0)
7.51(9.0)
8.22(9.0)
500
508
6.01(9.0)
天津117大厦项目机电施工关键技 术-中国安装协会超高层机电工程 技术交流会
第一页,共50页。
117
大厦
第二页,共50页。
一、工程概况
中央商务区一期工程整体效果图
第三页,共50页。
一、工程概况
本项目占地面积:100040㎡,建筑面积:
846943㎡(其中地上497156㎡)。建筑高度:117
大厦597m,共130层,是目前在建结构最高的超高 层建筑。靠山楼197.15m,共39层。
第五页,共50页。
二、超高层施工技术与研究
超高层施工技术与研究
1
超高
层中
承压 管道 设计 与施
工
2
超高 层电 梯活 塞效 应防
治
3
超高 层建 筑抗 摆沉 降措
施
4
超高 层统 室内 外风 压平
衡
第六页,共50页。
1
中承压管道设计与施工
第七页,共50页。
1、中承压管道设计及施工-系统优化
❖ 对系统进行优化,将水泵设置在接近中间位置。
第四十页,共50页。
专业深化设计图纸
第四十一页,共50页。
BIM管线综合剖面图
❖ 模型图纸指导现场施工
第四十二页,共50页。
三维建模
117塔楼酒店制冷机房模型
❖ 根据设计院图纸进行三维建模。利用碰撞检测功能将模型调整到零碰撞。
第四十三页,共50页。
3、BIM专业应用--管道预制化加工
第四十四页,共50页。
第二十九页,共50页。
3、超高层建筑抗摆措施
❖ 机电设备安装的抗摆措施
第三十页,共50页。
4
超高层室内外风压平衡
第三十一页,共50页。
4、超高Байду номын сангаас室内外风压平衡
117塔楼机电设备层 从6层至塔楼顶层分布有 9个设备层。
塔楼室外风压与通风 系统风量平衡技术的研究 对确保117塔楼内各通风 系统正常运转至关重要。
第五十页,共50页。
第八页,共50页。
2、中承压管道设计及施工-施工关键要素
第九页,共50页。
2、中承压管道设计及施工-施工关键要素
❖ 管道材质选择及壁厚的计算 依据《火力发电厂汽水管道设计技术规定》(DLT5054-1996)
第3章及第4章相关规定,1.6MPa<PN≤2.5MPa的中压管道材质选用Q235 碳素钢;2.5MPa<PN≤3.0MPa需选用20号优质碳素钢。
第二十页,共50页。
2、超高层电梯活塞效应的防治
活塞效应的起因
空气具有粘性和可压缩性 高速电梯在井道中运行时 --吸入与电梯运行方向相反的空气 --压缩电梯前进方向的空气往任何一处
可能的缝隙高速挤出
活塞效应的影响
v 引起电梯运行噪音,产生啸叫声 v 引起电梯振动,造成乘梯人心里恐慌
v 火灾时会将火苗或浓烟引入其余楼层 v 对井道墙体形成压力
STEP
第三十七页,共50页。
❖ 117塔楼标准层模型
❖ 117办公制冷机房模型
❖ 总部办公楼综合管线
第三十八页,共50页。
❖ 整体模型效果
钢建整结机结筑合构电构模模型型型
❖ 结构专业、建筑专业及机电专业模型整合
第三十九页,共50页。
碰撞报告
❖定期组织各专业深化会议,出具碰撞检查报告,反馈图纸问题,并提供参考解决方案。
井道 轿厢
2、超高层电梯活塞效应的防治
灵活的三种操作模式 + 模糊逻辑 + 双层电梯 界面将提供舒适的乘坐体验
操作模式 + 人机界面
❖ 通过特殊按钮(右图)乘客可以了解他们可去的楼层
❖ 中间横的LED灯指示可以服务的楼层
下轿厢 – 只有奇数层的LED 亮 上轿厢 – 只有双数层的 LED 亮
❖ 当乘客按下按钮LED 灯环亮直至到达此楼层
第二十一页,共50页。
2、超高层电梯活塞效应的防治
噪音强度分析:
❖ 声学建模,确定噪声主因。
❖ 双外壳轿厢密封有效性分析 ❖ 轿厢内部噪音映射
空气动力学分析:
v 电脑流体动力学建模 辅助空气动力学设计
v 风洞测试 v 盖板优化设计
第二十二页,共50页。
2、超高层电梯活塞效应的防治
单井道电梯TF3,TF4气流计算结果计算结果
第三十二页,共50页。
4、超高层室内外风压平衡
通过对天津117位置近五年气象数据分析,结合117 周边建筑分布的情况,我们建立了CFD仿真模拟模型。
统计天津市西青区2009-2013年逐日气象资料,取天津市10m高基本风速10.5m/s,此
时近5年的不保证率为10%
10.5
第三十三页,共50页。
4、超高层室内外风压平衡
2、中承压管道设计及施工-施工关键要素
公称直径(DN) 200
外径(Do) 219
壁厚(1.6MPa)
Q235
最小壁厚(壁厚)
3.89(6.0)
壁厚(2.5MPa)
Q235
最小壁厚(壁厚)
4.79(6.0)
壁厚(3.0MPa)
20#
最小壁厚(壁厚)
5.13(6.0)
250
273
4.29(6.5)
5.41(6.5)