裝配式住宅建筑的電氣設(shè)計探討

楊辛愉

（茂名市規(guī)劃設(shè)計研究院 廣東茂名 525000）

0 引言

近年來，國家和地方政府相繼出臺政策鼓勵裝配式建筑發(fā)展，裝配式住宅正以前所未有的速度發(fā)展。裝配式建筑作為一種不同于傳統(tǒng)建筑的綠色環(huán)保技術(shù)，具有工業(yè)化生產(chǎn)、標識生產(chǎn)、無污染、環(huán)保等優(yōu)點。裝配式建筑是由裝配式建筑構(gòu)件組成的，因此需要準確預(yù)留電氣管線和設(shè)備。對裝配式住宅建筑的電氣設(shè)計進行了探討。

1 裝配式住宅設(shè)計概述

1.1 裝配式住宅的分類

是指在施工現(xiàn)場使用預(yù)制構(gòu)件組裝而成的建筑，根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的形式和施工方法，可分為板式建筑、砌塊建筑、骨架板式建筑和立管建筑等幾種不同類型。根據(jù)定制化程度，可分為全部預(yù)定制化和半定制化半現(xiàn)場澆筑等類型。

1.2 裝配式住宅的優(yōu)點

1.2.1 標準化住宅構(gòu)件

在工廠預(yù)制后直接運到施工現(xiàn)場進行組裝。可以按照預(yù)先設(shè)定的尺寸和樣式生產(chǎn)各種部件，并且可以直接在部件中設(shè)置門、窗和管道。不僅如此，隨著技術(shù)水平的提高，建筑構(gòu)件開始向標準化、產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，這使得建設(shè)項目的施工更加簡單，也可以促進建設(shè)項目經(jīng)濟效益的提高。

1.2.2 工期短

裝配式建筑施工打破了傳統(tǒng)施工中的分步施工流程和模式，所有構(gòu)件可以同時生產(chǎn)，模型構(gòu)件和基礎(chǔ)澆筑也可以同步進行。這可以顯著提高施工效率，縮短施工周期。

1.3 裝配式住宅設(shè)計原則

裝配式住宅設(shè)計需要堅持節(jié)能環(huán)保、構(gòu)件安全、整體美觀、維護方便等幾個基本原則。

2 裝配式住宅電氣總體設(shè)計流程

相關(guān)設(shè)計人員在裝配式住宅電氣設(shè)計過程中應(yīng)堅持完整性原則。裝配式住宅電氣設(shè)計過程中，應(yīng)以傳統(tǒng)建筑設(shè)計理念為基礎(chǔ)，不斷優(yōu)化整體設(shè)計流程。在傳統(tǒng)建筑設(shè)計過程中，首先要制定相關(guān)的總體規(guī)劃。然后根據(jù)方案內(nèi)容對施工圖進行有效修改，設(shè)計方案需要在后續(xù)設(shè)計工作中不斷深化，需要根據(jù)實際需要對原施工圖進行有效改進。然而，裝配式建筑的電氣設(shè)計不同于傳統(tǒng)住宅。在裝配式住宅的電氣設(shè)計中，需要根據(jù)專業(yè)知識進行深入的電氣設(shè)計。而且在整個設(shè)計過程中，需要加強與其他部門的溝通和溝通，后續(xù)的設(shè)計工作要經(jīng)過各方確認后才能進行。但在裝配式住宅電氣設(shè)計過程中，除了這些前期工作外，還要根據(jù)實際設(shè)計要求和構(gòu)件廠的要求，對設(shè)計圖內(nèi)容進行精準的構(gòu)件設(shè)計。在裝配式住宅電氣設(shè)計過程中，由于整個構(gòu)件廠的生產(chǎn)速度比較快，相關(guān)設(shè)計人員在實際設(shè)計工作中要在墻壁或其他位置留出一些孔洞，方便后期開槽工作，這就要求相關(guān)設(shè)計人員要顧全大局，進行裝配式住宅電氣設(shè)計。在施工圖設(shè)計階段，要準確界定電氣設(shè)計的位置，全面調(diào)整機電管道的碰撞位置。在后續(xù)設(shè)計過程中，可將相關(guān)設(shè)計內(nèi)容交由專業(yè)人員審核，不斷提高裝配式住宅電氣設(shè)計深度，在最終設(shè)計階段，與廠家確認室內(nèi)機電設(shè)置和孔洞位置，確認無誤后才能完成整個設(shè)計工作。

圖1 裝配式住宅電氣設(shè)計

3 裝配式住宅電氣設(shè)計要點分析

3.1 疊合樓板

裝配式建筑、預(yù)制樓板和現(xiàn)澆鋼筋混凝土疊合樓板的主要使用方式。首先在加工廠生產(chǎn)預(yù)制底板，運至施工現(xiàn)場吊裝固定，然后澆注固定在現(xiàn)場。這樣可以保證建筑具有一定的承壓和抗震能力，縮短施工時間，需要提前預(yù)留電氣專業(yè)設(shè)備，在施工現(xiàn)場預(yù)留管線，將隱蔽管線鋪設(shè)在疊合板現(xiàn)澆樓板內(nèi)，如圖2所示。

圖2 暗鋪管線

3.2 裝配式墻板

可分為內(nèi)墻板和外墻板，根據(jù)材料的不同又可分為土墻板和輕質(zhì)墻板。裝配式墻板需要提前制作，施工現(xiàn)場只負責安裝拼接，裝配式墻體中的專業(yè)電氣設(shè)備和管線需要提前設(shè)計，在墻板制作過程中要預(yù)留管線和位置，施工現(xiàn)場安裝。

3.3 裝配式住宅電井位置的合理選擇

電氣設(shè)計院應(yīng)深入負荷中心內(nèi)院，縮小低壓配電線路半徑，降低電能損耗。節(jié)約了有色金屬的使用，降低了的電壓損耗，提高了供電質(zhì)量。目前裝配式住宅一般為2～3戶。采用電井遙控器，使水平供電半徑較小時降低電壓損耗，滿足用戶對供電質(zhì)量的要求。偏遠井的內(nèi)部設(shè)計有多種管道和垂直橋梁，而電井管內(nèi)的地板則有預(yù)留的開口，大量的管道埋在墻上，所以在選擇電井位置時要避免預(yù)制板的偏遠區(qū)域，以防止住宅預(yù)制件中存在大量管道。

3.4 電氣管道和墻體

為確保電氣管道能夠埋入結(jié)構(gòu)墻內(nèi)，首先必須確保電氣管道的最大外徑不超過板材厚度的1/3。電氣專業(yè)要對電氣管道的外徑有足夠的了解，要與建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)確認疊層的現(xiàn)澆層、找平層的厚度等信息，才能確定電氣管道可以使用的最大直徑。如果有管道穿越，厚度超標，要與其他專業(yè)人員協(xié)商是否可以增加板厚。如果不是，則需要對管道的路線進行優(yōu)化。同時，在實際工程計算中應(yīng)考慮施工誤差等各種因素。預(yù)制組合板的桁架鋼筋高于預(yù)制板表面。當電氣管道與桁架鋼筋相交時，應(yīng)考慮桁架鋼筋的高度（約30mm）。

3.5 電氣管道預(yù)制墻體中的鋼筋和結(jié)構(gòu)特點

在結(jié)構(gòu)體系中起著非常重要的作用。電氣專業(yè)配合結(jié)構(gòu)專業(yè)時，既不能折斷這些欄桿，也不能要求它們繞行。因此，應(yīng)盡可能減少管道通過這些鋼筋的穿透。同時，預(yù)制墻中的鋼筋與預(yù)制墻中的面筋之間的距離是電氣管道與接線盒之間的路線，兩者之間的空間有限，應(yīng)盡量優(yōu)化電氣管道，以減少管道和交叉；對于一些較大的交叉節(jié)點，應(yīng)與結(jié)構(gòu)確認是否可行，以免造成施工困難。

3.6 電氣管道連接

這里電氣管道連接分為兩個方面：①預(yù)制墻與現(xiàn)澆層之間的管道連接。②預(yù)制墻與預(yù)制墻之間的管道連接。預(yù)制壁中的管道連接到現(xiàn)澆層中的管道。因為現(xiàn)澆層中的管線不是一次性定位的，后期可以根據(jù)現(xiàn)場情況進行適當調(diào)整，所以可以先定位安裝現(xiàn)澆層中的管線，再通過調(diào)整現(xiàn)澆層中的管線與其進行可靠的連接。由于工廠內(nèi)預(yù)制墻之間的管道均為一次性澆筑，因此要求做到兩點：①準確定位管道，將誤差降至最低。②設(shè)置適當?shù)娜蒎e空間，使管道鋪設(shè)具有一定的糾偏能力，方便連接操作。這個容錯空間就是在兩條管道的連接處留出一個連接槽，這是基于把所有管道放在兩個地方的原則，通常是200～300mm。管道連接后，就地澆注合攏連接槽，預(yù)制墻中的管道與現(xiàn)澆層中的管道連接時也可應(yīng)用該方法。

4 裝配式智能建筑BIM技術(shù)應(yīng)用

發(fā)展裝配式建筑是建設(shè)方式的重大轉(zhuǎn)變，是推進供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的重要舉措，強調(diào)技術(shù)體系的融合協(xié)調(diào)。隨著裝配式建筑施工體系的不斷成熟和信息智能技術(shù)的快速發(fā)展，裝配式建筑與智能建筑相結(jié)合的裝配式智能建筑將是新時代裝配式建筑發(fā)展的新趨勢。

在設(shè)計階段，各專業(yè)設(shè)計人員可以利用BIM技術(shù)實現(xiàn)并行協(xié)同設(shè)計，專業(yè)設(shè)計信息實時交換，自動檢查不同專業(yè)之間的碰撞情況，使建筑電氣、智能化設(shè)計中的綜合管線設(shè)計更加準確合理，設(shè)計模型顯示更加直觀，生成設(shè)計施工圖，從而提高設(shè)計精度和設(shè)計效率。

在生產(chǎn)階段，BIM模型包含每個預(yù)制構(gòu)件的詳細信息，可以準確、完整、直觀地將每個構(gòu)件的參數(shù)信息表達給構(gòu)件生產(chǎn)工廠。通過規(guī)范組件生產(chǎn)操作，應(yīng)用3D打印技術(shù)，可以直接提取BIM模型中各組件的參數(shù)，用于預(yù)制件的并行批量打印生產(chǎn)，提高了組件標準化程度，提高了工廠的生產(chǎn)效率。

施工階段，BIM模型應(yīng)包含工程實體的基本信息，結(jié)合組網(wǎng)技術(shù)增減裝配式建筑信息平臺，每個構(gòu)件模型都有唯一的識別碼，代表構(gòu)件從生產(chǎn)到拆除的標識，將標準化構(gòu)件科學(xué)合理地運到現(xiàn)場有序放置，可視化的BIM三維模型與現(xiàn)場吊裝施工實際相結(jié)合。大大提高了裝配精度和施工效率。同時，利用BIM技術(shù)對不同的施工組織方案進行仿真，并根據(jù)仿真結(jié)果選擇最優(yōu)的施工方案。

在建筑物的整個生命周期中，運維階段耗時最長，成本最高。根據(jù)實際運維管理需求，通過BIM模型將實際施工設(shè)備信息參數(shù)化，作為各系統(tǒng)管理程序交互的底層數(shù)據(jù)。同時，將VR技術(shù)與AR技術(shù)相結(jié)合，可以更清晰、直觀地表達大樓各設(shè)施的運行狀態(tài)。

在建筑物改建或拆除階段，利用BIM數(shù)據(jù)庫中的有用信息來判斷某些建筑構(gòu)件是否可以回收利用，以滿足可持續(xù)發(fā)展的要求。

5 結(jié)束語

現(xiàn)階段裝配式建筑電氣配套技術(shù)還需要不斷改進和完善，結(jié)合其他相關(guān)技術(shù)，提高建筑電氣設(shè)計施工效率，減少施工現(xiàn)場環(huán)境污染，降低后期維護成本。實現(xiàn)裝配式住宅標準化設(shè)計、工程生產(chǎn)、裝配式施工、一體化裝修和信息化管理。裝配式建筑轉(zhuǎn)型升級離不開技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新。在相關(guān)政策的支持下，相關(guān)標準規(guī)范和先進技術(shù)不斷發(fā)展，裝配式建筑借用其他領(lǐng)域的先進技術(shù)。先進制造技術(shù)、信息自動化技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)相結(jié)合，可以提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和項目管理水平。更高水平提升建筑性能和質(zhì)量，加快裝配式建筑蓬勃發(fā)展。