預(yù)制裝配式建筑中電氣設(shè)計(jì)與配套技術(shù)

王紀(jì)松,李 瑞,王曉龍

(中國建材國際工程集團(tuán)有限公司,蚌埠 233018)

預(yù)制裝配式建筑中電氣設(shè)計(jì)與配套技術(shù)

王紀(jì)松,李 瑞,王曉龍

(中國建材國際工程集團(tuán)有限公司,蚌埠 233018)

隨著住宅產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn),預(yù)制裝配式(PC)建筑作為一種新興的綠色環(huán)保節(jié)能型建筑將會(huì)有比較大的市場(chǎng)和應(yīng)用,其電氣設(shè)計(jì)和配套部分也需要不停地發(fā)展和提高。

預(yù)制裝配式(PC)建筑; 住宅產(chǎn)業(yè)化; 節(jié)能建筑

預(yù)制裝配式(Prefabricated Concrete Structure,簡(jiǎn)稱PC)建筑是指以預(yù)制構(gòu)件為主要構(gòu)件,經(jīng)裝配、連接而成的混凝土結(jié)構(gòu)。作為新興的綠色環(huán)保節(jié)能型建筑,預(yù)制裝配式(PC)建筑是用預(yù)制的構(gòu)件在工地裝配而成的建筑。這種建筑具有建造速度快、受氣候條件制約小、節(jié)約勞動(dòng)力并可提高建筑質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn),已成為未來房地產(chǎn)行業(yè)發(fā)展的新方向。

預(yù)制裝配式(PC)建筑通過工業(yè)化的生產(chǎn)方式來建造房屋,將建筑的部分或全部構(gòu)件在工廠預(yù)制完成,然后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng),通過可靠的連接方式將構(gòu)件組裝而成。

隨著住宅產(chǎn)業(yè)化在全國的逐步推進(jìn),預(yù)制裝配式(PC)建筑歷經(jīng)了實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用、定型三個(gè)階段,已經(jīng)基本形成了一種符合我國國情、滿足現(xiàn)實(shí)需求的新型住宅制造及消費(fèi)模式,在工業(yè)化的生產(chǎn)方式下,預(yù)制裝配式(PC)建筑也將得到大力推廣。

當(dāng)前,結(jié)合住宅產(chǎn)業(yè)下的預(yù)制裝配式(PC)建筑的特點(diǎn),研究確定相關(guān)的電氣配套技術(shù)、提高建筑電氣施工效率與建筑品質(zhì)也成為一個(gè)急需解決的問題。

1 變配電部分

根據(jù)建筑面積和使用性質(zhì)合理確定用電性質(zhì)和估算用電容量,整個(gè)建筑群的供電線路由電網(wǎng)主線路引入各分區(qū)內(nèi)建筑進(jìn)行供電,建筑群設(shè)置配電總箱,再以放射式配電系統(tǒng)至各分建筑內(nèi)單元配電總箱,由單元配電總箱至樓層電表箱。設(shè)置的變電站位置要接近負(fù)荷中心,供電半徑要合理。低壓配電采用放射式和樹干式相結(jié)合的配電方式,干線采用電纜或密集型母線沿電纜橋架及電纜豎井敷設(shè)。

根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》(GJG 16—2008)、《干式變壓器技術(shù)參數(shù)和要求》(GB/T 10228—2008)等規(guī)范的要求,建議在設(shè)計(jì)中采用SCB11節(jié)能型干式變壓器。設(shè)計(jì)要求變壓器的長期負(fù)荷不超過85%,使變壓器負(fù)荷率處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài),并采用Dyn11接線組別的三相變壓器以提高抑制電網(wǎng)諧波和干擾的能力。同時(shí),在低壓側(cè)進(jìn)行功率補(bǔ)償,要求達(dá)到補(bǔ)償后高于90%的標(biāo)準(zhǔn),并應(yīng)滿足當(dāng)?shù)毓╇姴块T的要求。

2 照明部分

照明節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要求,滿足不同場(chǎng)所的照度、照明功率密度、視覺要求等規(guī)定。在滿足照明質(zhì)量的前提下,盡可能選擇高光效光源,減少照明系統(tǒng)中光能的損失,最大限度地利用光能,采用以下節(jié)能措施。

1)照度和照明功率密度值嚴(yán)格執(zhí)行《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50034—2013)的規(guī)定。住宅建筑照明功率密度及照度參數(shù),見表1。

表1 住宅建筑照明功率密度及照度參數(shù)

2)充分利用天然光源。除采用側(cè)向采光方式外,還應(yīng)利用導(dǎo)光或反光系統(tǒng)將天然光引入室內(nèi)進(jìn)行照明,靠外墻窗戶一側(cè)的燈具,盡可能單獨(dú)控制。

3)合理設(shè)置燈具。建筑的走廊、樓梯間、門廳等公共場(chǎng)所的照明,采用智能照明控制系統(tǒng),并按建筑使用條件和天然采光狀況采取分區(qū)、分組控制措施;建筑有天然采光的樓梯間、走道的照明,除應(yīng)急照明外,采用節(jié)能自熄開關(guān),每個(gè)照明開關(guān)所控光源數(shù)合理。

4)在經(jīng)濟(jì)合理的前提下,建議采用高光效的LED燈代替?zhèn)鹘y(tǒng)光源。相較于傳統(tǒng)光源,LED照明具有體積小、節(jié)能、壽命長、高亮度、環(huán)保等特點(diǎn),其沒有熱量,也沒有輻射,眩光小,而且廢棄物可回收,沒有污染不含汞元素,冷光源,可以安全觸摸,屬于典型的綠色照明光源。LED燈應(yīng)符合該產(chǎn)品的國家能效標(biāo)準(zhǔn),并就地裝設(shè)補(bǔ)償電容器,使補(bǔ)償后的功率因數(shù)不小于0.9。其指標(biāo)符合《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50034—2013)的規(guī)定。

5)燈具選擇按《建筑照明設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50034—2013)規(guī)定,在滿足眩光限制條件下,采用開啟式燈具,所選燈具的效率大于75%。按室空間比(RCR)選用配光合理的LED燈,該燈管具有光效高、壽命長、顯色性較好的特點(diǎn),配以高效電子鎮(zhèn)流器,功率因數(shù)可以由原來的50%提高到95%以上,減少照明線路損耗和銅材消耗。

6)采用智能照明控制器對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)實(shí)行動(dòng)態(tài)跟蹤,對(duì)公共區(qū)域照明進(jìn)行照明控制,達(dá)到節(jié)能的目的。門廳、走廊采用夜間降低照度的控制方式,每套房間均設(shè)節(jié)能控制開關(guān)。

7)主照明電源線路采用三相供電,以減少電壓損失,并應(yīng)盡量使三相照明負(fù)荷平衡,以免影響光源的發(fā)光效率。照明配電系統(tǒng)選用電阻率較小的線纜,減少線纜長度,適當(dāng)加大線纜截面積以降低線路阻抗來減少配電線路中的電能損耗。

8)設(shè)置電能計(jì)量裝置,用電要分開控制,安裝用電分戶計(jì)量裝置。照明設(shè)備適當(dāng)增加照明分支回路,增設(shè)照明開關(guān),采用分區(qū)控制方式,以減少不必要的能耗,配置建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng),對(duì)建筑物內(nèi)各種機(jī)電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、控制、測(cè)量,使各種機(jī)電設(shè)備安全可靠運(yùn)行,節(jié)約能源、節(jié)省人力、確保建筑內(nèi)環(huán)境舒適。

3 公共設(shè)施的電氣配套方面

電梯設(shè)計(jì)中要選用節(jié)能型號(hào)電梯,配置VVVF永磁同步無齒輪曳引機(jī)。此類型的電機(jī)噪音低、效率高、體積小并采取能量回饋技術(shù),可降低電動(dòng)機(jī)容量等級(jí),減少電量消耗,同時(shí)電梯要求采用智能控制系統(tǒng)。水泵(消防泵除外)、通風(fēng)設(shè)備要求采用變頻控制,空調(diào)選用能效等級(jí)為一級(jí)的變頻空調(diào)設(shè)備。通過這些措施,可以盡量降低建筑整體的能耗水平。

1)防雷與接地。在設(shè)計(jì)中要根據(jù)建筑物的重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的可能性及后果,并按防雷要求進(jìn)行分類,按照《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50057—2010)的規(guī)定,將建筑物防雷類別分為一類、二類、三類三種。同時(shí),在防雷裝置的選用上,要優(yōu)先利用建筑物的金屬結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋等導(dǎo)體。建筑的防雷引下線也要優(yōu)先利用建筑物鋼筋混凝土中的鋼筋或者采用圓鋼、扁鋼。建筑的接地網(wǎng)系統(tǒng)要優(yōu)先利用鋼筋混凝土中的鋼筋作為防雷接地網(wǎng),當(dāng)不具備條件時(shí),可采用圓鋼、角鋼、鋼管或扁鋼等金屬體作為補(bǔ)充人工接地極。

2)綠色建筑設(shè)計(jì)。在電氣設(shè)計(jì)過程中,要響應(yīng)國家在綠色建筑方面的大力宣傳和要求,從集約、智能、綠色、低碳發(fā)展的目標(biāo)角度出發(fā),切合建筑本體的實(shí)際情況,最大限度的節(jié)約資源和利用可再生能源,將建筑節(jié)能和綠色建筑的概念確確實(shí)實(shí)地落實(shí)到實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中來。

通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)工作,可以滿足預(yù)制裝配式(PC)建筑中電氣部分滿足國家的相關(guān)法律法規(guī)的要求。但在實(shí)際的實(shí)施和施工過程中,筆者認(rèn)為,預(yù)制裝配式(PC)建筑中的電氣配套技術(shù)還是存在一些問題的,主要是以下三個(gè)方面:

(1)在裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)體系下,結(jié)合疊合樓板、預(yù)制墻體等特殊結(jié)構(gòu),研究確定電氣預(yù)埋(留)管線的做法。在預(yù)制裝配式(PC)建筑中,疊合板體系中的重要預(yù)制構(gòu)件——疊合樓板為半預(yù)制半現(xiàn)澆構(gòu)件,其中大量的電氣預(yù)埋(留)管線施工方法不能等同于傳統(tǒng)建造方式下的施工方法。在預(yù)制構(gòu)件中預(yù)埋電氣管線存在著施工過程復(fù)雜、精度難以控制等問題,而在現(xiàn)澆層中預(yù)埋管線又面臨著現(xiàn)澆層厚度不夠以及管線在交叉時(shí)如何處理等技術(shù)難點(diǎn)。如果在預(yù)制板中預(yù)埋電氣管線,在施工過程中則難以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,靈活性差;如果在現(xiàn)澆層中預(yù)埋電氣管線,能夠減少預(yù)制板的加工型式、縮短預(yù)制板加工周期。所以,在現(xiàn)有工程中大多采取在現(xiàn)澆層中預(yù)埋電氣管線的方法。但由于疊合板上的現(xiàn)澆層內(nèi)至少會(huì)出現(xiàn)兩層電氣管線交叉的情況,兩層電氣管線厚度為45～50 mm,加上結(jié)構(gòu)保護(hù)層及鋼筋網(wǎng)片的厚度20～25 mm,現(xiàn)澆層的理論厚度已大于60 mm。根據(jù)在建工程現(xiàn)場(chǎng)施工情況,戶內(nèi)配電箱、弱電箱處疊合板塊因出線回路集中,照明、強(qiáng)、弱電插座管線出現(xiàn)兩層交叉情況較多,60 mm的現(xiàn)澆層已不能保證電氣管線及鋼筋網(wǎng)片的鋪設(shè)要求,現(xiàn)澆層厚度至少須保證70 mm,才能保證樓板的施工質(zhì)量;戶內(nèi)其它部位疊合板塊僅有一層電氣管線或兩層管線交叉極少,60 mm現(xiàn)澆層可以滿足施工要求。所以,筆者認(rèn)為在戶內(nèi)配電箱、弱電箱處樓板仍應(yīng)采取現(xiàn)澆樓板,戶內(nèi)其它部位可采取疊合樓板。

(2)電氣戶內(nèi)綜合管線的優(yōu)化,我們要結(jié)合精裝修設(shè)計(jì)條件,優(yōu)化住宅戶內(nèi)電氣管線路由、研究管線布線及管線交叉施工方法。在施工過程中,在住宅戶內(nèi)配電箱、弱電箱出線位置的樓板內(nèi),由于電氣管線比較集中,多會(huì)出現(xiàn)兩層管線交叉情況,還有較少的三層管線交叉情況。如果出現(xiàn)三層電氣管線的交叉疊加,疊合板現(xiàn)澆層的理論厚度就遠(yuǎn)大于60 mm,這時(shí),僅通過減少建筑面層來增加現(xiàn)澆層厚度,也不能解決三層管線敷設(shè)的要求。因此,在施工圖設(shè)計(jì)階段,需結(jié)合疊合板塊的分布情況,根據(jù)復(fù)雜多變的精裝設(shè)計(jì)條件,認(rèn)真進(jìn)行電氣戶內(nèi)綜合管線優(yōu)化。具體做法是把照明燈具、強(qiáng)、弱電插座的預(yù)埋管線匯總到一張圖紙中,對(duì)存在兩層、三層管線交叉的情況,進(jìn)行線路優(yōu)化,使之避免出現(xiàn)三層管線交叉;根據(jù)疊合板塊的分布情況,如果兩個(gè)疊合板塊之間為現(xiàn)澆墻體,則將敷設(shè)至此現(xiàn)澆墻體上強(qiáng)、弱電插座的管線,盡量由強(qiáng)、弱電箱沿現(xiàn)澆墻體敷設(shè),以減少電氣管線在疊合板上兩層交叉的情況。

(3)預(yù)制構(gòu)件內(nèi)精確預(yù)留電氣孔洞。以住宅戶內(nèi)精裝修設(shè)計(jì)條件為前提,結(jié)合疊合樓板及預(yù)制墻體的特殊結(jié)構(gòu),在預(yù)制構(gòu)件中精確定位預(yù)留電氣孔洞,使工業(yè)化生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化,提高建筑電氣施工效率與建筑品質(zhì)。預(yù)制構(gòu)件內(nèi)預(yù)留電氣孔洞主要包括疊合樓板和預(yù)制墻體兩部分。在疊合板上預(yù)留電氣孔洞主要包括兩種類型:在疊合板內(nèi)預(yù)留照明燈具及排氣扇接線盒,接線盒規(guī)格為DH100(深100)的八角接線盒,接線盒敲落孔孔中距盒頂部20 mm,敲落孔直徑20 mm,盒底部與預(yù)制板板底齊平;在疊合板內(nèi)預(yù)留二次砌體墻上照明開關(guān)線管、戶內(nèi)配電箱照明回路出線管穿疊合板的φ100圓洞。在預(yù)制墻體中留洞主要包括強(qiáng)、弱電插座接線盒以及接線盒到疊合樓板現(xiàn)澆層的垂直管線兩部分,接線盒規(guī)格為DH80(深80)的86系列方形接線盒,需要說明的是從電氣插座接線盒到疊合樓板現(xiàn)澆層的垂直管線一定要精確定位,以方便將來與疊合樓板現(xiàn)澆層的水平管線進(jìn)行對(duì)接。

4 結(jié) 語

現(xiàn)階段隨著國家對(duì)住宅產(chǎn)業(yè)化的大力支持和推進(jìn),預(yù)制裝配式(PC)建筑必將有很廣闊的市場(chǎng),但預(yù)制裝配式(PC)建筑作的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收規(guī)范體系還不是非常成熟和完善,還需要各參建方的密切配合。預(yù)制裝配式(PC)建筑中電氣配套技術(shù)仍需不斷改進(jìn)和提高,以最大提高建筑電氣的施工效率,節(jié)約資源,并能降低建筑后期維修維護(hù)成本,有利于推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程和應(yīng)用范圍。

[1] GJG 16—2008,民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] GB 50034—2013,建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] JGJ/T 229—2010,民用建筑綠色設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4] 馬銀峰.玻璃工廠綠色照明技術(shù)淺談[J].中國玻璃,2009,34(1):36-38.

Electrical Design and Coordinated Technology in Prefabricated Concrete Structure

WANG Ji-song,LI Rui,WANG Xiao-long
(China Triumph International Engineering Group Co,Ltd,Bengbu 233018,China)

With the process of housing industrialization pushing ahead,the prefabricated concrete structure(PC)will be applied in greater market as a new kind of nergy-efficient building。Its electrical designing and coordinated technology need to be constantly developed and improved at the same time.

prefabricated concrete structure(PC); housing industrialization; nergy-efficient building

10.3963/j.issn.1674-6066.2014.06.023

2014-08-10.

王紀(jì)松(1976-),高級(jí)工程師.E-mail:wjs@ctiec.net