預制裝配式住宅機電管線設計研究

袁黃峻，華丹才仁，劉陽

（中國建筑第八工程局總承包公司，上海 200120）

預制住宅建筑，顧名思義，是用工廠預制件在現場組裝的。裝配式剪力墻住宅是指主要由鋼筋和混凝土墻承擔重力的裝配式建筑。這幾年，隨著住宅建筑工業化發展的越來越迅速，大批量的裝配式建筑已經拔地而起，我們的建筑施工效率也得到提高。

1 裝配式住宅機電管線預留預埋設計

毛坯房的電氣設備一般安裝在適當位置，僅為排水管道預留主管。一些簡單裝修的房子是在毛坯房屋的基礎上安裝的。這個項目是精裝房，在此基礎上，燈具安裝就位。在目前機電設計及各系統管線在敷設方式上仍然采用以前的方法：給水管道于墊層內敷設、排水管道于異層內敷設、電氣管線還是埋設于澆筑結構內的施工。裝配式住宅機電一體化的關鍵問題是在預制結構中做好管線的預留預埋以及定位。設計者應在設計階段通過比對圖紙的資料對設備準確定位，并將其他建筑構件一起融合于BIM模型之中，提供給廠家。按照圖紙預制，預先對預制板和墻中的線、盒、箱、套管和孔洞進行精確定位。

1.1 電氣管線

在機電系統中，電氣管線的預留預埋所占的比率還是很大的。在毛坯交房的住宅中，電線管基本上是在澆筑結構內的：電線管和電線盒是敷設于預制板中并且在生產車間澆筑成型后運送至現場的。當使用疊層地板時，將水平走向的電氣管線敷設在樓板的現澆堆疊層中。還需在現場濕作業中完成。除了結構的安全性外，還應考慮層合板的現澆層厚度，但也要考慮線路走向是否合理。如果在預埋的過程中出現管線交叉的情況，那么現澆層的厚度也會隨之變厚。設計的關鍵是優化管線的排布，減少管線之間發生疊管現象。通過對管線合理的排布從而減少管線交叉，降低現澆層的厚度，從而降低工程造價。圖1為某一預制板中接線盒與管線預埋的一個案例。接線盒是提前固定在預制板中，電氣管線是在現澆層中與其連接。預制件中接線盒深度為100mm。

圖1

預制板內的管線與現澆層之間的管線連接方式目前有兩種，向上連接或者向下連接。根據盡量減少材料浪費，我們盡量使連接距離最短，標高低的插座可以向下連接到現澆層中的管道，標高高的開關等可以向上連接到現澆層內的管線。在預制墻中，特別要注意預埋線與現澆線之間的連接，在預埋件上（下），通常是150mm（寬）×150mm（高）×80m（深），應留出連接空間，并在連接后澆注混凝土。

在正常情況下，住宅民用建筑的施工順序為：安裝墻板、安裝平臺板、澆注平臺現澆層、安裝上一層墻板，因此當我們進行二次配管時，即使預制墻內的管線埋設位置存在偏差，仍然可以通過在還沒有澆筑的樓層平面通過調整來使管線正常連接。管線往樓層下連接時，現澆層中的水平管線和預制墻中的豎直管線的位置已經被固定，向下連接時位置必須準確，否則將會出現管線無法連接的情況。在實際工程中，為了保證不返工，大多數工程都會多使用一些管線，采用在預制層中的管道與澆注層中的管道相連接的方法。

裝配式住宅戶內配電箱和弱電箱是每戶電源信號的源頭，集中大量的電氣進出管線，應該盡可能的避免其出現在預制墻體上。

1.2 排水管線

隨著現在對住宅的需求量越來越大，對其品質也要求的越來越高，我們的建筑施工技術也隨著進步，使得同層排水的技術也得到了提升。然而，到現階段為止，大多數毛坯交房仍然使用的是異層排水。主要原因在于，毛坯交房時，衛生間中的潔具是沒有進行安裝的，即使是一些簡裝房，雖然衛生間的潔具是安裝了，但是由于是簡裝，潔具產品質量無法達到同層排水潔具的要求，同層排水對衛生潔具和管材有特殊要求，價格相對較高。

現階段裝配式住宅一般在衛生間等管線比較密集的區域仍然采用現澆樓板，通過現場人工定位，從而達到減少不同形式預制板數量，達到節約成本的目的。當使用疊加的地板時，設計者必須準確地定位圖紙上的每個排水孔。在加工廠中，根據準確的定位設計圖紙，每個排水點都應保留在預制層合板上。在施工現場的現澆層中，將孔洞進行比較，進行同樣規格的二次留洞施工，預留孔的孔徑一般大于排水管外徑50～100mm。

1.3 給水管線

毛坯交房的供水管道埋設方式大多數主要是在吊頂內明裝，在樓面的地坪或沿槽壁敷設在墻體之中。在我國北方地區，基本都有地暖功能，所以需要一定的厚度，所以水管與地暖管都是敷設在墊層之中的，而南方地區大多數地區都是明裝在吊頂內的，由于房子需要后期進行裝修工作，連接到供水點的垂直管道一般是暗敷于墻體內的，壁面上至少應保留60×40mm（寬×深）的墻槽，這對于預制墻來說難以實現。圖2為預制剪力墻的設計，其含有倆個墻槽，左邊為燃氣熱水器冷熱水管預留墻槽，1.2m高，右邊為洗菜盆冷熱水管預留墻槽，0.55m高。墻體厚度為200mm，墻體內的鋼筋與距離墻皮最近的地方只有35mm左右。如果我們要預留60×40mm的墻槽，鋼筋無法避免的只能向外漏出，但規范要求鋼筋最起碼需要15mm的保護層。而在圖中右側墻槽中只有少量鋼筋，并且根據情況還可以通過彎曲鋼筋來進行避讓，而左側墻體就會出現鋼筋外漏的情況，難以處理。通過與專業的人員進行研究，通過在右側墻體留下一定空間的墻槽，來滿足管道敷設的條件，并且管道的保護層不少于10mm。還有一點需要注意，在開墻槽時要根據套管位置進行避讓。

圖2

在預制房屋的設計中，應與建筑中的各個專業緊密合作，通過對房間布置的調整，在預制剪力墻中應避免上述問題的發生，否則在二次裝修的時候，增加了裝飾面的厚度，進而占用內部空間，增加了預制板的規格，提高了預制房屋的造價。

1.4 管道支吊架

如果預制混凝土管道支吊架安裝在預制板中，支吊架根部必須嵌入鋼板或螺栓孔，進而滿足支吊架的安裝要求，管道支吊架的間距和設置要求可參見相關管道安裝圖集。通過提前在預制板中安裝支吊架，并且嵌入鋼板或螺栓孔，使預制墻板更加標準化，同時提高了生產效率，進而降低了成本。

2 裝配式住宅機電設計展望

近年來，隨著我國建筑行業的不斷發展，住宅的建造方式已經開始向裝配式建筑慢慢轉向。雖然在這個過程中會出現各種各樣我們要去面對的問題或困難，但是一旦我們將所有問題與困難解決后，隨之而來的各種規范標準將會使其產業化、工業化、規模化，整個產業鏈也隨之更加完整，同時會使建筑造價的成本變低。我國之前頒布的《住宅建設CSI技術導則》（試行），其中已經明確說明了我國工業化住宅的發展方向。其最主要的內容之一就是“所有機電管線應該與結構分離”。這不僅節省了在結構內預埋管線的過程，也使得設備管道具有可更換性以及可維護性，從而延長了房屋的壽命。我相信，在以后的日子中，建筑行業會出現一個全新的面貌，將不再是傳統結構為主，而是以裝配式建筑為主，不僅僅提高了生產效率，而且還大幅度降低了對環境的污染以及對能源的浪費。

3 結語

裝配式建筑現在已經是我國建筑發展的大趨勢，隨著裝配式建筑與綠色建筑的結合，BIM技術在裝配式住宅中的應用和住宅產業化規模的擴大，可以預期到以后裝配式建筑的市場。在裝配式建筑中，產生工業垃圾最少和對環境污染最小，對資源浪費最小，對其周圍環境影響降低以及自身的環保性、可維護性等都是裝配式建筑的優點。同時在大環境的引導下，為了減少環境污染，城市綠色發展以及推展可持續發展觀念，裝配式建筑以后一定是建筑行業的主流。