超大地块整体开发项目机电设计总控的特点与思考
1 机电设计总控介绍
伴随着城市转型升级,出现了由多个业主同时开发、分块建设、同步竣工的超大地块整体开发项目。为保证项目的整体统一性,对各业主的设计进行总体控制,即总控设计,结合笔者参与的2个机电设计总控案例,阐述机电总控设计工作的内涵,并提出一些设想。
案例一:上海浦东世博B片区央企总部项目
案例二:上海徐汇滨江西岸传媒港项目
超大地块整体开发项目机电系统复杂,同一街坊内有多个业主同时开发,分块建设,他们上下划分或左右划分,且地下建筑空间联为一整体,全面联通,造成各机电系统在各业主之间界面相当复杂。同时,各机电系统又存在集中设置和分散设置等多种情况。由此,需要一个总控角色,事前为各业主设计工作制定一套简单易行的设计导则、为复杂的界面制定一个原则性的规则;事中总体控制设计导则的贯彻实施,发现问题时协调各方解决;事后汇总各业主的设计成果,归档留存。
2 界面划分是机电设计总控最重要的工作
机电设计总控最重要的工作是划分各机电系统在各业主之间的界面。界面划分的原则可归纳为3 条。
(1)厘清界面(最重要)。要求投资界面、设计界面、施工界面、日后维护界面均一致,尽可能避免有界面重叠或遗漏。
(2)控制投资。在满足厘清界面的前提下,经双方业主协商一致,可简化某些界面,合用某些机电系统,减少重复建设、重复投资、降低造价。
(3)便于日后维护。在满足前两条的前提下,为日后物业管理和维修预留良好的条件。
世博B片区央企总部项目案例中,B03C街坊内共有华电、中化、中外运、招商局4家央企,他们以用地红线为界(见图1),界面十分清晰。但如果每户央企设置两路市政进水,则该街坊会出现8个DN300的市政进水管,不仅重复建设,而且市政给水配套接管也存在问题。最终,在协调下,经中化、中外运双方业主协商一致,共用室外消防环管,减少市政进水管,节约了投资。
在西岸传媒港项目中,因双方业主是以1层楼板和地下空间顶板为界,即按上下划分。土建的划分情况简单易行,但机电系统却无法完全按此分界,例如,地上建筑的机房一般设置在地下空间内,往往是地上机电系统的核心所在,从投资、设计、施工和维护等角度看,都应归属于地上业主。因此,机电总控设计结合各机电系统的特点,确定了本项目整体开发中以机电系统的归属主导机电系统的界面划分。以消防水系统为例,界面划分的导则如下:
(1)地下空间与各地块地上建筑分别设置相互独立的消防水系统,地下空间按北区、南区、能源中心及地下快速环路(公共环通道)又分为4个消防水系统。各消防系统的消防泵房独立设置,并设置于地下一层(消防系统设置可参考图2所示消火栓系统示意)。
(2)地上各地块的消防泵房可设于本地块红线内的地下空间,该泵房内的设备、管道、集水坑内设备、配套电气设备均归属于地上单位,同时,地下空间内敷设的地上消防系统的管道也归属于地上单位。
(3)在地上范围内,为地下空间消防服务的设备、管道及配套电气设备,归属于地下空间。主要包括覆土内的地下空间消防进水管、设置于屋顶的地下空间消防高位水箱、地下空间消防水泵接合器等。
以上界面的确定,标志着地上与地下业主在投资、设计、施工、维护等方面的明确分工。以机电系统的归属主导界面划分,有利于系统设计的合理性、机电造价的控制、系统设备及附件采购的一致性和运营管理权责的明确。
3 多方位协调是机电设计总控的全过程工作
在机电系统界面确定后,项目的推进就需要服从于界面划分导则。实际工作中,由于项目本身难度大,合作参与单位多,机电设计总控都需要围绕“界面”开展多方面的技术协调。这些协调工作可概括为“接口”“借用”“合用”3个关键词。
(1)“接口”。各单体建筑机电管线与市政管线之间的接口、各单体之间的机电管线接口、各单体管线与能源中心管线的接口都是机电设计总控的重要协调工作。以西岸传媒港项目为例,由于各街坊之间的道路是建在大地下室上方,道路下敷设的市政管线与地下室顶板标高的关系,与周边各单体建筑总体机电管线接口的管径、位置、标高的关系都是项目推进的难点。机电设计总控经协调各方意见后确定以下设计导则:(1)以项目为单位,设计给水(包括消防)接口。每个项目从2条不同的市政道路各引入一根DN300给水管道,供消防和生活给水用水;(2)生活污水就近接入市政道路上的市政污水管道。每个单体均设置1~2个污水接口,管径建议为DN300。屋面和地面雨水就近排至市政道路上的市政雨水排水管。每个单体设置1~2个雨水接口,建议管径为DN500~600,地上、地下可合用室外雨水管。
(2)“借用”。整体开发中,相邻项目间的管线借用对方空间是十分普遍的,在西岸传媒港项目的机电系统界面划分导则中,地上与地下均有敷设在对方空间范围内的机电管线及相应设备。为了保证这些机电管线的合理设置,不影响某一方的净高,机电设计总控提出了“互为提资”“互为复核”“互为确认”的协调要点,即在机电设计总控的参与下,双方需将位于对方范围内的机房、设备、管线提资对方,并由对方平衡管线,复核、调整其位置或标高,满足功能要求,双方达成一致后互为确认,推进落实。最终成果由机电设计总控再次整合检验,确保满足设计导则。
(3)“合用”。整体开发中,几个开发主体可以通过合用某些机电系统来达到节约投资的目的,同时,还可以利用系统规模效应实现节能减排目的。世博B片区央企总部项目案例中的合用进水管网就是该类协调工作的体现。在西岸传媒港项目中,为了节约投资和避免单个地块雨水回收处理规模小,不利于系统运行的问题,机电设计总控提出多个地块合用雨水收集池和处理系统的协调方案,得到了各地块的积极响应。由机电设计总控牵头,通过多次协调,最终有效地落实了该合用方案。
4 调整规则,解决新问题里机电设计总控的动态工作
虽然设计导则已经确定,但是项目推进中还需要根据项目的具体情况,及时调整规则、解决新问题。在西岸传媒港项目案例实施过程中,恰遇国家大力推进地下综合管廊的建设,出台了多项指导意见和补贴奖励政策来推进综合管廊建设。西岸传媒港项目基于城市定位和发展目标,地下室及地上公共区域整体开发,面临覆土小,管线交叉等问题,需要充分利用地下空间资源与市政管线整体配套,所以决定以市政管廊方式敷设地下管线。据此,机电设计总控牵头协调各方制定了管廊设计单位、地下空间设计单位与专业市政管线公司之间的机电设计界面,作为项目界面划分导则的补充:管廊自身的机电按系统切分,管廊相关机电设施由管廊设计单位设计;管廊机电管线进入地下空间内,管线综合由地下空间设计单位统一考虑,管廊设计单位提资和配合;廊内市政管线、支架及廊外与用户连接段由专业市政管线公司设计。
在管廊的专项中,机电设计总控需要协调管廊类型和地块管线接入两大工作。该项目的管廊需要具备:(1)结合市政道路和地下空间共同建设;(2)廊内各类管线运营及管理相对独立,具备各类管线单位可分别独立管理的条件。同时,西岸传媒港整体开发中,为确保地下商业部分的净高,必须优化道路下方的管线布局,尽量减少占用空间。在高度受限的条件下,难以按照支线综合管廊形式,将管线集中于1~2个舱室布置。经过协调,按结建式整体管廊,采用独立分舱方式敷设市政管线。
由于需要保证道路下方的地下商业净高,造成了管廊底部的覆土十分有限,如何保证各地块管线接入,成为机电设计总控急需解决的问题。通过协调管廊设计单位和各地块开发团队,确定了如下解决方案:地块管线引入管(即管廊引出管)平面位置集中,通过管廊上方设置前后错开的接出井,管线接出后以直埋或沟槽方式从管廊上方接入地块。图3为雨污水接入管廊剖面示意情况,雨水和污水同舱,雨水采用箱涵兼具调蓄能力,污水采用管道布置,埋入雨水导流槽内。在雨水舱侧壁预埋防水套管,雨水支管接入。污水支管接入处设置污水井,井筒上升到道路路面,便于污水的检修。

图3 西岸传媒港项目雨污水接入管廊剖面示意
Fig.3 Pipe gallery section of wastewater and rainwater in west coast media port project
图4为项目给水接出管廊剖面示意,在给水舱出线处设置出线井,引出支管,支管覆土厚度约70cm,出线井顶部设置井盖,作为给水舱逃生或人员出入口。
通过以上的总控协调,市政管廊终于在西岸传媒港项目成功落地并投入建设
5 结语
设计总控是伴随项目开发模式转型升级而生成的新的工作领域,是在超大地块整体开发中,为复杂的界面制定一个简单且可操作的规则,在全过程中注重“接口”“借用”“合用”等多方位的协调落实,并根据新情况,实时调整,最终协调一致,推动项目顺利施行。
[2] 上海徐汇滨江地区综合开发建设管理委员会.西岸传媒港整体开发设计导则[R].
[3] 上海市城市建设设计研究总院,上海燃气工程设计研究有限公司.徐汇滨江龙文路、规划九路市政管廊工程设计方案[R].