淺談預(yù)制裝配式建筑電氣設(shè)計

嚴(yán)佳琦

華匯工程設(shè)計集團(tuán)股份有限公司

1 引言

預(yù)制裝配式建筑是通過工廠進(jìn)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(shè)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(yù)制裝配式建筑發(fā)展進(jìn)程的加快，業(yè)內(nèi)對建筑內(nèi)部各項設(shè)計加大了重視力度，電氣設(shè)計就是其中之一，電氣設(shè)計的科學(xué)合理性對于預(yù)制裝配式建筑的安全使用有著顯著效果。

2 國內(nèi)預(yù)制裝配式建筑的發(fā)展歷程

與發(fā)達(dá)國家相比，我國引進(jìn)預(yù)制裝配式建筑理念的時間相對較晚，在20世紀(jì)中期左右，預(yù)制裝配式建筑才在我國應(yīng)用，不過由于當(dāng)時技術(shù)、材料、人力等方面因素的不足，使得預(yù)制裝配式建筑的發(fā)展受到限制，很多預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)均達(dá)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(yù)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(yù)制裝配式建筑在我國的發(fā)展較為落后。

直到21世紀(jì)后，我國科技及經(jīng)濟(jì)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(shù)日益完善，為預(yù)制裝配式建筑提供了較大空間，預(yù)制裝配式建筑逐漸向著精細(xì)化、規(guī)模化的方向邁進(jìn)。

預(yù)制裝配式建筑是利用預(yù)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(shè)效果。預(yù)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(yù)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(yù)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(yù)制、半預(yù)制、半現(xiàn)澆這三種制作模式為主，其中梁、板結(jié)構(gòu)的預(yù)制都是采用半預(yù)制為主的。

3 預(yù)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(yù)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(yù)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(yù)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(yù)制裝配式建筑中，則采用疊合樓板設(shè)計，將傳統(tǒng)預(yù)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(shè)置中存在的問題。預(yù)制部分多為薄板，在預(yù)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(dān)使用荷載，現(xiàn)澆部分在預(yù)制板面上完成。

3.2 預(yù)制墻板

在預(yù)制裝配式建筑中最重要的就是預(yù)制墻板，目前最常見到的預(yù)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(yù)制墻板類型的不同，對于電氣設(shè)計的要求自然也會有所差異。在電氣設(shè)計時，需要對預(yù)制墻板實行細(xì)致分析，制定合理的設(shè)計方案。在預(yù)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(yù)埋在預(yù)制墻板中，且墻板內(nèi)還會設(shè)置保溫隔層，以優(yōu)化墻體的整體性能，這就要求電氣設(shè)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(shè)計中，設(shè)計者需對電氣設(shè)備及管線的位置予以準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)寬度為600mm，厚度有90mm、120mm、140mm等多種規(guī)格。

4 預(yù)制裝配式建筑電氣設(shè)計要點

4.1 設(shè)計遵循的基本原則

一是要對預(yù)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(yù)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(shè)備安裝敷設(shè)的總體方案，注重電氣方案的科學(xué)性、合理性。

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

三是按照土建預(yù)制裝配式施工方案的具體要求，對電氣設(shè)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(biāo)的準(zhǔn)確性，且根據(jù)具體區(qū)域疊合樓板及預(yù)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(shè)路由排布方案，及時配合結(jié)構(gòu)專業(yè)做好預(yù)制構(gòu)件預(yù)留預(yù)埋，必要時可協(xié)商、干預(yù)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(shè)計中，減少管線在預(yù)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(yán)格貫徹全過程管控及精細(xì)化設(shè)計要求，做好電氣設(shè)備及管線位置的精準(zhǔn)定位，從而提高設(shè)計質(zhì)量，為后續(xù)安裝作業(yè)提供引導(dǎo)，加強預(yù)制裝配式建筑的實用性。

4.2 科學(xué)選址，保證電井設(shè)計的有效性

電井是預(yù)制裝配式住宅建筑電氣設(shè)計中較為重要的組成部分，電井選址也是優(yōu)化預(yù)制裝配式住宅建筑設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為此，要求設(shè)計人員加大對電井選址的重視力度，采取合理保護(hù)措施，降低對電井及內(nèi)部構(gòu)件的損害。預(yù)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(yīng)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(yù)制裝配式住宅建筑電氣系統(tǒng)的運行風(fēng)險，威脅建筑居住安全。此外，電井中有大量的電氣管線進(jìn)出，所以為防止將大量的管線預(yù)埋在預(yù)制樓板中，需要在電井中對管線進(jìn)行科學(xué)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(yù)埋設(shè)計

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

（2）管線敷設(shè)。管線敷設(shè)以上配管和下配管這兩種方式為主。前者多被應(yīng)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(shè)過程中，需要提前在樓板預(yù)制層對管線實施預(yù)制處理，之后再利用軟管及預(yù)制外墻板對其予以連接，完成管線敷設(shè)。后者敷設(shè)方式與前者相反，也是目前預(yù)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(shè)在預(yù)制外墻的保溫層及樓板現(xiàn)澆層中，并在預(yù)制外墻安裝10mm左右的插座及接線盒。

（3）管線預(yù)埋中的注意事項。一是對于預(yù)埋在墻、板內(nèi)的預(yù)埋箱、接線盒、溝槽及管線等構(gòu)件，需要在設(shè)計過程中，將其明確標(biāo)注在設(shè)計圖紙中，確保工作人員明確掌握不同設(shè)備的預(yù)埋位置，保證預(yù)埋質(zhì)量。二是電氣設(shè)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(yù)制構(gòu)件或管線，需要做好相應(yīng)的保護(hù)措施設(shè)計，如防火、防水、隔熱等。四是插座需預(yù)埋在預(yù)制墻的鋼筋結(jié)構(gòu)間，加強鋼筋間距設(shè)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(yù)留不小于300mm的接管空間。五是在電氣設(shè)計中，對綜合管線的設(shè)計進(jìn)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(shè)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(hù)厚度在15mm以內(nèi)。

4.4 電氣系統(tǒng)防雷設(shè)計

預(yù)制裝配式建筑電氣系統(tǒng)的防雷設(shè)計需要注意以下兩點內(nèi)容：一是在使用預(yù)制鋼筋結(jié)構(gòu)作為引下線時，需保證鋼筋在預(yù)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(yù)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(yù)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(shè)計上還存在一些需要完善的內(nèi)容。設(shè)計人員應(yīng)加大重視力度，注重電氣設(shè)計的科學(xué)性、可靠性，以此優(yōu)化預(yù)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)。