預制裝配式建筑中電氣設計與配套技術

王紀松,李 瑞,王曉龍

(中國建材國際工程集團有限公司,蚌埠 233018)

預制裝配式建筑中電氣設計與配套技術

王紀松,李 瑞,王曉龍

(中國建材國際工程集團有限公司,蚌埠 233018)

隨著住宅產業化進程的推進,預制裝配式(PC)建筑作為一種新興的綠色環保節能型建筑將會有比較大的市場和應用,其電氣設計和配套部分也需要不停地發展和提高。

預制裝配式(PC)建筑; 住宅產業化; 節能建筑

預制裝配式(Prefabricated Concrete Structure,簡稱PC)建筑是指以預制構件為主要構件,經裝配、連接而成的混凝土結構。作為新興的綠色環保節能型建筑,預制裝配式(PC)建筑是用預制的構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、節約勞動力并可提高建筑質量等優點,已成為未來房地產行業發展的新方向。

預制裝配式(PC)建筑通過工業化的生產方式來建造房屋,將建筑的部分或全部構件在工廠預制完成,然后運輸到施工現場,通過可靠的連接方式將構件組裝而成。

隨著住宅產業化在全國的逐步推進,預制裝配式(PC)建筑歷經了實驗、應用、定型三個階段,已經基本形成了一種符合我國國情、滿足現實需求的新型住宅制造及消費模式,在工業化的生產方式下,預制裝配式(PC)建筑也將得到大力推廣。

當前,結合住宅產業下的預制裝配式(PC)建筑的特點,研究確定相關的電氣配套技術、提高建筑電氣施工效率與建筑品質也成為一個急需解決的問題。

1 變配電部分

根據建筑面積和使用性質合理確定用電性質和估算用電容量,整個建筑群的供電線路由電網主線路引入各分區內建筑進行供電,建筑群設置配電總箱,再以放射式配電系統至各分建筑內單元配電總箱,由單元配電總箱至樓層電表箱。設置的變電站位置要接近負荷中心,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。

根據《民用建筑電氣設計規范》(GJG 16—2008)、《干式變壓器技術參數和要求》(GB/T 10228—2008)等規范的要求,建議在設計中采用SCB11節能型干式變壓器。設計要求變壓器的長期負荷不超過85%,使變壓器負荷率處于經濟運行狀態,并采用Dyn11接線組別的三相變壓器以提高抑制電網諧波和干擾的能力。同時,在低壓側進行功率補償,要求達到補償后高于90%的標準,并應滿足當地供電部門的要求。

2 照明部分

照明節能設計應根據國家現行標準、規范要求,滿足不同場所的照度、照明功率密度、視覺要求等規定。在滿足照明質量的前提下,盡可能選擇高光效光源,減少照明系統中光能的損失,最大限度地利用光能,采用以下節能措施。

1)照度和照明功率密度值嚴格執行《建筑照明設計標準》(GB 50034—2013)的規定。住宅建筑照明功率密度及照度參數,見表1。

表1 住宅建筑照明功率密度及照度參數

2)充分利用天然光源。除采用側向采光方式外,還應利用導光或反光系統將天然光引入室內進行照明,靠外墻窗戶一側的燈具,盡可能單獨控制。

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

4)在經濟合理的前提下,建議采用高光效的LED燈代替傳統光源。相較于傳統光源,LED照明具有體積小、節能、壽命長、高亮度、環保等特點,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燈應符合該產品的國家能效標準,并就地裝設補償電容器,使補償后的功率因數不小于0.9。其指標符合《建筑照明設計標準》(GB 50034—2013)的規定。

5)燈具選擇按《建筑照明設計規范》(GB 50034—2013)規定,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,配以高效電子鎮流器,功率因數可以由原來的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動態系統實行動態跟蹤,對公共區域照明進行照明控制,達到節能的目的。門廳、走廊采用夜間降低照度的控制方式,每套房間均設節能控制開關。

7)主照明電源線路采用三相供電,以減少電壓損失,并應盡量使三相照明負荷平衡,以免影響光源的發光效率。照明配電系統選用電阻率較小的線纜,減少線纜長度,適當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)設置電能計量裝置,用電要分開控制,安裝用電分戶計量裝置。照明設備適當增加照明分支回路,增設照明開關,采用分區控制方式,以減少不必要的能耗,配置建筑設備監控系統,對建筑物內各種機電設備進行監視、控制、測量,使各種機電設備安全可靠運行,節約能源、節省人力、確保建筑內環境舒適。

3 公共設施的電氣配套方面

電梯設計中要選用節能型號電梯,配置VVVF永磁同步無齒輪曳引機。此類型的電機噪音低、效率高、體積小并采取能量回饋技術,可降低電動機容量等級,減少電量消耗,同時電梯要求采用智能控制系統。水泵(消防泵除外)、通風設備要求采用變頻控制,空調選用能效等級為一級的變頻空調設備。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。在設計中要根據建筑物的重要性、使用性質、發生雷電事故的可能性及后果,并按防雷要求進行分類,按照《建筑物防雷設計規范》(GB 50057—2010)的規定,將建筑物防雷類別分為一類、二類、三類三種。同時,在防雷裝置的選用上,要優先利用建筑物的金屬結構和鋼筋混凝土結構中的鋼筋等導體。建筑的防雷引下線也要優先利用建筑物鋼筋混凝土中的鋼筋或者采用圓鋼、扁鋼。建筑的接地網系統要優先利用鋼筋混凝土中的鋼筋作為防雷接地網,當不具備條件時,可采用圓鋼、角鋼、鋼管或扁鋼等金屬體作為補充人工接地極。

2)綠色建筑設計。在電氣設計過程中,要響應國家在綠色建筑方面的大力宣傳和要求,從集約、智能、綠色、低碳發展的目標角度出發,切合建筑本體的實際情況,最大限度的節約資源和利用可再生能源,將建筑節能和綠色建筑的概念確確實實地落實到實際的設計工作中來。

通過嚴謹的設計工作,可以滿足預制裝配式(PC)建筑中電氣部分滿足國家的相關法律法規的要求。但在實際的實施和施工過程中,筆者認為,預制裝配式(PC)建筑中的電氣配套技術還是存在一些問題的,主要是以下三個方面:

(1)在裝配整體式剪力墻結構體系下,結合疊合樓板、預制墻體等特殊結構,研究確定電氣預埋(留)管線的做法。在預制裝配式(PC)建筑中,疊合板體系中的重要預制構件——疊合樓板為半預制半現澆構件,其中大量的電氣預埋(留)管線施工方法不能等同于傳統建造方式下的施工方法。在預制構件中預埋電氣管線存在著施工過程復雜、精度難以控制等問題,而在現澆層中預埋管線又面臨著現澆層厚度不夠以及管線在交叉時如何處理等技術難點。如果在預制板中預埋電氣管線,在施工過程中則難以根據現場情況進行適當調整,靈活性差;如果在現澆層中預埋電氣管線,能夠減少預制板的加工型式、縮短預制板加工周期。所以,在現有工程中大多采取在現澆層中預埋電氣管線的方法。但由于疊合板上的現澆層內至少會出現兩層電氣管線交叉的情況,兩層電氣管線厚度為45～50 mm,加上結構保護層及鋼筋網片的厚度20～25 mm,現澆層的理論厚度已大于60 mm。根據在建工程現場施工情況,戶內配電箱、弱電箱處疊合板塊因出線回路集中,照明、強、弱電插座管線出現兩層交叉情況較多,60 mm的現澆層已不能保證電氣管線及鋼筋網片的鋪設要求,現澆層厚度至少須保證70 mm,才能保證樓板的施工質量;戶內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現澆層可以滿足施工要求。所以,筆者認為在戶內配電箱、弱電箱處樓板仍應采取現澆樓板,戶內其它部位可采取疊合樓板。

(2)電氣戶內綜合管線的優化,我們要結合精裝修設計條件,優化住宅戶內電氣管線路由、研究管線布線及管線交叉施工方法。在施工過程中,在住宅戶內配電箱、弱電箱出線位置的樓板內,由于電氣管線比較集中,多會出現兩層管線交叉情況,還有較少的三層管線交叉情況。如果出現三層電氣管線的交叉疊加,疊合板現澆層的理論厚度就遠大于60 mm,這時,僅通過減少建筑面層來增加現澆層厚度,也不能解決三層管線敷設的要求。因此,在施工圖設計階段,需結合疊合板塊的分布情況,根據復雜多變的精裝設計條件,認真進行電氣戶內綜合管線優化。具體做法是把照明燈具、強、弱電插座的預埋管線匯總到一張圖紙中,對存在兩層、三層管線交叉的情況,進行線路優化,使之避免出現三層管線交叉;根據疊合板塊的分布情況,如果兩個疊合板塊之間為現澆墻體,則將敷設至此現澆墻體上強、弱電插座的管線,盡量由強、弱電箱沿現澆墻體敷設,以減少電氣管線在疊合板上兩層交叉的情況。

(3)預制構件內精確預留電氣孔洞。以住宅戶內精裝修設計條件為前提,結合疊合樓板及預制墻體的特殊結構,在預制構件中精確定位預留電氣孔洞,使工業化生產標準化,提高建筑電氣施工效率與建筑品質。預制構件內預留電氣孔洞主要包括疊合樓板和預制墻體兩部分。在疊合板上預留電氣孔洞主要包括兩種類型:在疊合板內預留照明燈具及排氣扇接線盒,接線盒規格為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,盒底部與預制板板底齊平;在疊合板內預留二次砌體墻上照明開關線管、戶內配電箱照明回路出線管穿疊合板的φ100圓洞。在預制墻體中留洞主要包括強、弱電插座接線盒以及接線盒到疊合樓板現澆層的垂直管線兩部分,接線盒規格為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澆層的水平管線進行對接。

4 結 語

現階段隨著國家對住宅產業化的大力支持和推進,預制裝配式(PC)建筑必將有很廣闊的市場,但預制裝配式(PC)建筑作的設計、施工、驗收規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。預制裝配式(PC)建筑中電氣配套技術仍需不斷改進和提高,以最大提高建筑電氣的施工效率,節約資源,并能降低建筑后期維修維護成本,有利于推進住宅產業化的進程和應用范圍。

[1] GJG 16—2008,民用建筑電氣設計規范[S].

[2] GB 50034—2013,建筑照明設計標準[S].

[3] JGJ/T 229—2010,民用建筑綠色設計規范[S].

[4] 馬銀峰.玻璃工廠綠色照明技術淺談[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.

王紀松(1976-),高級工程師.E-mail:wjs@ctiec.net