淺談預制裝配式建筑電氣設計

嚴佳琦

華匯工程設計集團股份有限公司

1 引言

預制裝配式建筑是通過工廠進行量化生產(chǎn)，在施工現(xiàn)場完成裝配施工的一種新型建筑模式。其具有施工快捷、安全性高、耐久性強等特征，再加上工程建設中對環(huán)境、能源等的損耗相對較少，可滿足低碳環(huán)保建筑的要求。隨著預制裝配式建筑發(fā)展進程的加快，業(yè)內(nèi)對建筑內(nèi)部各項設計加大了重視力度，電氣設計就是其中之一，電氣設計的科學合理性對于預制裝配式建筑的安全使用有著顯著效果。

2 國內(nèi)預制裝配式建筑的發(fā)展歷程

與發(fā)達國家相比，我國引進預制裝配式建筑理念的時間相對較晚，在20世紀中期左右，預制裝配式建筑才在我國應用，不過由于當時技術、材料、人力等方面因素的不足，使得預制裝配式建筑的發(fā)展受到限制，很多預制構(gòu)件的生產(chǎn)均達不到規(guī)定的生產(chǎn)要求。實際作業(yè)中，工作人員由于對預制裝配式建筑的了解不夠透徹，不僅組裝作業(yè)緩慢，組裝后的質(zhì)量也得不到保障。再加上傳統(tǒng)鋼筋混凝土施工理念的影響，預制裝配式建筑在我國的發(fā)展較為落后。

直到21世紀后，我國科技及經(jīng)濟水平得到了顯著提升，這也推動了建筑行業(yè)的革新，建筑施工技術日益完善，為預制裝配式建筑提供了較大空間，預制裝配式建筑逐漸向著精細化、規(guī)?；姆较蜻~進。

預制裝配式建筑是利用預制構(gòu)件在現(xiàn)場的組裝及澆筑形成的一種建筑，在實際作業(yè)中，大多數(shù)構(gòu)件都是通過工廠直接生產(chǎn)運送到現(xiàn)場完成組裝的，省掉了很多中間環(huán)節(jié)，保障了工程建設效果。預制裝配式建筑的形式主要以鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)這三種為主。其中的預制構(gòu)件以樓板、梁板、柱及剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件為主。在制作過程中，根據(jù)預制裝配式建筑形式的不同，采用的制作方式也存在一定差異。一般以全預制、半預制、半現(xiàn)澆這三種制作模式為主，其中梁、板結(jié)構(gòu)的預制都是采用半預制為主的。

3 預制裝配式建筑特征

3.1 疊合樓板

傳統(tǒng)建筑中樓板的建造模式以預制板和現(xiàn)澆板這兩種為主，其中現(xiàn)澆板的優(yōu)勢為抗震性及整體性好，不過在使用中工期及損耗相對較大，所需的模板數(shù)量較多，工業(yè)化程度較低；預制板則不會受到外界因素的影響，工業(yè)化程度相對較高，且制作的構(gòu)件質(zhì)量相對較好，彌補了現(xiàn)澆板中的缺陷，施工效率高，但是預制板結(jié)構(gòu)自身的抗震及整體性能較差，靈活性不高。在預制裝配式建筑中，則采用疊合樓板設計，將傳統(tǒng)預制板及現(xiàn)澆板融合起來，提取兩者優(yōu)勢，規(guī)避傳統(tǒng)樓板設置中存在的問題。預制部分多為薄板，在預制構(gòu)件加工廠完成，施工時吊裝就位，既作為永久模板，又作為樓板的一部分承擔使用荷載，現(xiàn)澆部分在預制板面上完成。

3.2 預制墻板

在預制裝配式建筑中最重要的就是預制墻板，目前最常見到的預制墻板以鋼筋混凝土墻板和輕質(zhì)條板隔墻這兩種為主。預制墻板類型的不同，對于電氣設計的要求自然也會有所差異。在電氣設計時，需要對預制墻板實行細致分析，制定合理的設計方案。在預制鋼筋混凝土墻板中，外墻面磚與構(gòu)件混凝土結(jié)構(gòu)融為一體，框架直接預埋在預制墻板中，且墻板內(nèi)還會設置保溫隔層，以優(yōu)化墻體的整體性能，這就要求電氣設備及管線在工廠加工中一并完成澆筑作業(yè)，無法更改。

對此，在電氣設計中，設計者需對電氣設備及管線的位置予以準確定位，保證建筑電氣系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，減少返工等問題的發(fā)生。再者，輕質(zhì)條板隔墻內(nèi)部均勻排列多個空心孔，具有輕質(zhì)、防火、防潮、抗震、隔聲等優(yōu)良性能，標準寬度為600mm，厚度有90mm、120mm、140mm等多種規(guī)格。

4 預制裝配式建筑電氣設計要點

4.1 設計遵循的基本原則

一是要對預制裝配式建筑各結(jié)構(gòu)構(gòu)造及構(gòu)件分布情況予以了解和掌握，深入研究預制裝配式建筑的施工方案，并根據(jù)施工要求及現(xiàn)場情況，制定電氣管線及設備安裝敷設的總體方案，注重電氣方案的科學性、合理性。

二是預制裝配式建筑的電氣設計，應堅持管線敷設均在吊頂或裝飾墻內(nèi)部的基本原則，做好電氣管線的預埋設計工作，按照精裝修設計的要求，減少管線在混凝土中的預埋數(shù)量，以降低電氣系統(tǒng)后期維護難度，保障系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。

三是按照土建預制裝配式施工方案的具體要求，對電氣設計方案的內(nèi)容及操作流程實行調(diào)整和優(yōu)化，加強各項參數(shù)指標的準確性，且根據(jù)具體區(qū)域疊合樓板及預制墻體的具體分布和特殊構(gòu)造，制定合理、可行的“重點區(qū)域”管線敷設路由排布方案，及時配合結(jié)構(gòu)專業(yè)做好預制構(gòu)件預留預埋，必要時可協(xié)商、干預局部板墻構(gòu)件的結(jié)構(gòu)拆分及形式方案。

四是在管線布置設計中，減少管線在預制板、現(xiàn)澆板中的交叉作業(yè)，尤其要減少三交叉問題的產(chǎn)生，規(guī)避管線運行中的相互影響，減少干擾因素。

五是嚴格貫徹全過程管控及精細化設計要求，做好電氣設備及管線位置的精準定位，從而提高設計質(zhì)量，為后續(xù)安裝作業(yè)提供引導，加強預制裝配式建筑的實用性。

4.2 科學選址，保證電井設計的有效性

電井是預制裝配式住宅建筑電氣設計中較為重要的組成部分，電井選址也是優(yōu)化預制裝配式住宅建筑設計的關鍵環(huán)節(jié)。為此，要求設計人員加大對電井選址的重視力度，采取合理保護措施，降低對電井及內(nèi)部構(gòu)件的損害。預制裝配式住宅建筑的電井構(gòu)件也是在工廠加工組裝而成的，所以在實際作業(yè)中，應盡可能減少開鑿、鑿洞等對其影響，以免削弱構(gòu)件穩(wěn)定性，增加預制裝配式住宅建筑電氣系統(tǒng)的運行風險，威脅建筑居住安全。此外，電井中有大量的電氣管線進出，所以為防止將大量的管線預埋在預制樓板中，需要在電井中對管線進行科學處理，既要降低管線間的影響，也需保證管線規(guī)劃的清晰性。

4.3 電氣管線預埋設計

（1）配電箱與弱電箱。戶內(nèi)配電箱與弱電箱的設計要求與電井設計類似，需要盡可能遠離預制墻體區(qū)域，減少干擾問題的產(chǎn)生，同時要對箱內(nèi)進出管線實行科學劃分，避免不良影響的產(chǎn)生。其中，若箱體一定要設置在預制墻體中，則應根據(jù)箱體規(guī)格尺寸來預留洞口，以此促進安裝作業(yè)的順利進行。

（2）管線敷設。管線敷設以上配管和下配管這兩種方式為主。前者多被應用在地震多發(fā)區(qū)域內(nèi)，以規(guī)避地震帶來的管線錯位問題，避免危險事故的加劇。在敷設過程中，需要提前在樓板預制層對管線實施預制處理，之后再利用軟管及預制外墻板對其予以連接，完成管線敷設。后者敷設方式與前者相反，也是目前預制裝配式建筑電氣系統(tǒng)中最常使用的一種方式，其是將管線敷設在預制外墻的保溫層及樓板現(xiàn)澆層中，并在預制外墻安裝10mm左右的插座及接線盒。

（3）管線預埋中的注意事項。一是對于預埋在墻、板內(nèi)的預埋箱、接線盒、溝槽及管線等構(gòu)件，需要在設計過程中，將其明確標注在設計圖紙中，確保工作人員明確掌握不同設備的預埋位置，保證預埋質(zhì)量。二是電氣設計圖紙中，構(gòu)件及管線的連接需要注明連接方式。三是對于存在穿墻的預制構(gòu)件或管線，需要做好相應的保護措施設計，如防火、防水、隔熱等。四是插座需預埋在預制墻的鋼筋結(jié)構(gòu)間，加強鋼筋間距設置的合理性。此外，為接線方便，插座與地面的距離不得小于200mm。對于戶內(nèi)強電箱、弱電箱來說，要在其上部與下部預留不小于300mm的接管空間。五是在電氣設計中，對綜合管線的設計進行優(yōu)化和調(diào)整，防止多線交叉或重疊問題的出現(xiàn)。六是現(xiàn)澆板內(nèi)敷設的電氣管線，如果是明線，則需保證管徑厚度在現(xiàn)澆板厚度的1/3 以內(nèi)，如果是暗線，則確保其外保護厚度在15mm以內(nèi)。

4.4 電氣系統(tǒng)防雷設計

預制裝配式建筑電氣系統(tǒng)的防雷設計需要注意以下兩點內(nèi)容：一是在使用預制鋼筋結(jié)構(gòu)作為引下線時，需保證鋼筋在預制柱連接處、屋面接閃帶等位置的電氣連接效果，確保雷擊過程中，鋼筋結(jié)構(gòu)能夠?qū)㈦娏饔枰詣澐郑档屠讚糁须娏鬟^大帶來的影響。二是對于高層預制裝配式建筑，盡可能使用疊合梁中現(xiàn)澆層的主鋼筋作為均壓環(huán)，以強化建筑防雷效果。

5 結(jié)束語

現(xiàn)階段，預制裝配式建筑在我國的發(fā)展已經(jīng)相對成熟，不過在電氣設計上還存在一些需要完善的內(nèi)容。設計人員應加大重視力度，注重電氣設計的科學性、可靠性，以此優(yōu)化預制裝配式建筑的使用性能，延長其使用壽命，全面改善人們的生活品質(zhì)。