裝配式住宅建筑電氣設計方法

蔣夢香

（濟南市人防建筑設計研究院有限責任公司，山東 濟南 250000）

在裝配式住宅建筑得到廣泛運用的同時，其電氣設計方法還在采用傳統的方案和構造，進而使得管線和材料不能滿足裝配式建筑的特點，導致施工過程中出現資源浪費。所以，在裝配式住宅建筑電氣設計中應該全面了解裝配式建筑的特點，提高建筑的水平和質量。裝配式建筑主要是以預制構件組裝的建筑，又被稱為預制式裝配式住宅，是以工廠預制生產、施工現場裝配的方式進行建筑，具備標準化設計、構件生產、裝配施工、一體化裝修、信息管理等特點，能夠有效實現節能環保的效果，提高建筑生命周期價值。裝配式建筑作為完整的工程項目，包含結構、設備和管線、外圍護、內裝等方面，有效結合了規劃、設計、生產、施工等環節，遵循著“少規格多組合”的設計標準，有效降低了施工現場的噪聲和環境污染，減少了建筑裝配性和濕法操作，是一種工業化特點的建筑類型，并且通過運用BIM 技術實現了信息化管理、智能化技術，有效提高了裝配式住宅建筑電氣設計的質量和效率。在社會的不斷發展過程中，進一步更新電力設備和完善技術標準，從電氣設計方法出發，提高電氣結構的安全性和穩定性，可保障建筑的整體質量。

1 裝配式住宅建筑電氣設計分析

1.1 電氣設計原則

設計人員在對裝配式住宅建筑電氣進行設計時應該遵守基本的設計原則，確保電氣設計的合理性和安全性。

首先，在對電氣設備和管線進行設計時，應該盡量減少預制構件的種類，充分考慮預制構件的規格，為工業化生產提供便利，提高生產的工作效率和質量。

其次，在預制構件的受力位置不能設計接線盒、孔洞等，并且對于隔墻的電氣設備不能直接進行連通。然后，在布置電氣點位時應該嚴格根據電氣設計要求進行，如：開關、插座、消防設備等。

最后，在設計防雷接地時，引入線的選擇應該優先考慮現澆混凝土中的鋼筋[1]。

1.2 電氣設計流程

裝配式住宅建筑電氣設計比傳統住宅要復雜，增加了深化設計和電氣拆分設計，設計人員會經過方案論證，全方位了解和掌握室內精裝定位、項目設備配置，根據建筑工程的要求進行電氣設計，并和建筑方展 開設計方案的溝通和確認，然后進行深化設計，再次確認深化圖紙，并由構件廠根據深化圖紙進行加工和生產。

在分析方案過程中應該要將電氣管線和預制構件之間的關系進行明確。在施工圖紙的設計過程中應該按照裝配要求完成電氣設計的定位，保障電氣設計達到安裝凈高要求。在深化設計環節，設計人員在施工圖的基礎上，精準定位開關、插座、強弱配電箱、洞口等位置，并進行尺寸的標準，確保構件符合裝配式標準，實現深化設計要求，然后通過和多方之間的確認，最終通過廠家大批量的加工生產。電氣拆分屬于電氣設計中的難點，需要設計、生產、施工三方協同合作，由結構專業設計人員對墻板、樓板進行結構拆分，并形成結構拆分圖，電氣設計人員在結構拆分圖的基礎上開展電氣拆分設計，對預制構件進行電氣編號，對預留線盒、暗敷導管、強弱電箱孔洞進行準確定位，確定防雷接地線的位置和型號及線路走向[2]。

1.3 電氣設計要點

一是在建筑工程設計合同的基礎上，將各種預制構件的規格進行劃分，明確預埋套管為、線盒、孔洞、管線定位等。

二是進一步熟悉和掌握構件結構體系和類型，結合實際管線的情況科學合理地開展電氣設計。

三是當明確相關構件位置后，根據現場情況選擇最佳的安裝方式和安裝定點，并結合具體情況合理選取有效的接地方式。

四是在設計圖中應該明確標注相關信息，如：電氣設備定點、連接預制構件管線方式、管線位置、孔洞位置、構件規格、溝槽高度尺寸等。

2 裝配式建筑電氣設計存在的問題

2.1 設計人員設計觀念比較落后

在裝配式住宅建筑電氣設計中部分設計人員缺乏客觀、科學的界定設計思想，其自身所具備的設計觀念比較落后，設計方法比較陳舊，在現代設計中依舊采用傳統電氣設計理念，使得設計方案不能滿足建筑電氣需求，并且對于新材料、新技術的掌握比較少，進而影響電力系統的升級設計。隨著時代的快速發展，設計人員應該樹立與時俱進的設計思想，緊跟時代步伐，積極學習設計相關的新技術，掌握設計中所用的新材料，還應該融入節能環保理念和智能化理念，使得電氣設計更加智能化和節能化，促進建筑行業的長遠發展[3]。

2.2 電氣設計方式比較單一

由于國家居民整體素質在不斷提升，對于電力系統的需求也是呈現多元化發展，設計人員傳統的設計方法已經不能達到電力系統的發展標準，在國家的發展過程中，對于裝配式住宅建筑應該通過豐富多樣的電氣設計方法進行設計，有效提升電氣的設計水平，提高電力系統的穩定性和安全性。

3 裝配式住宅建筑電氣設計方法

3.1 優化設計方案和施工進度

在設計過程中，設計人員可以利用BIM 技術進行并行化協同設計，將系統信息實現實時更新和交互，對不同專業的碰撞進行自動檢查，有效解決傳統手工繪圖的缺陷，使得電氣設計中的預留開關、管道、線盒、洞口等設計更為合理和精確。并在設計中遵循檢驗、優化、再檢驗的基本原則，不斷改進產品設計，還可以利用3D 視圖進行產品建模，有效提升設計的準確性，提高建筑電氣設計工作效率。

另外，設計人員可以通過BIM 技術實現三維仿真，進而更加清楚、直觀地看到結構鋼筋、預留開關、洞口、管線、線盒、其他專業設備之間的矛盾，并結合物聯網技術，構件唯一識別碼代表構件身份，然后通過科學方式將標準化構件運輸到施工現場指定地點，并將構件合理擺放。在建筑的現澆混凝土和節點上，充分發揮BIM 技術的可視化性，對現場的實際施工進度進行預組裝，避免預制件和現澆接頭部位發生碰撞，同時還可以針對不同的碰撞自動選取最佳的施工方案和安裝方法，有效提高裝配式住宅建筑電氣的質量。另外，在改建和拆除建筑過程中，也可以利用BIM 數據庫的數據，將可回收和可利用的建筑構件進行篩選，有效提高工作效率，節省企業施工成本[4]。

3.2 疊合樓板和樓梯間內的電氣設計

疊合樓板屬于一種整體式樓板，是裝配式住宅建筑中經常使用的一種樓板形式，主要是通過現澆鋼筋混凝土和預制板層疊合成的。通過預制板廠制作出大小合適的預制底板，然后將預制底板運輸到建筑施工現場進行澆灌和固定，有效強化樓板的連續性、整體性，使得建筑物具備很強的抗震性能。將疊層樓板運用在裝配式住宅建筑物中，需要在電氣設計過程中在預制板上預留和確定管路，并且在施工澆筑過程中把提前預留的位置安裝上管線，然后埋設在澆筑后的疊合樓板中。在裝配式住宅中預制樓梯是一種常用的結構形式，根據類型和應用部位不一樣可以劃分為平臺和無平臺兩種形式。大多數建筑樓梯間的電氣設計是從剪力墻頂部穿過垂直線，當靠近樓梯的平臺是預處理式樓梯結構時，則在鋪設電源線過程中應該考慮管道的橫向和垂直向的連接處走線，當靠近樓梯的平臺是施工現場澆筑的混凝土結構時，應該在結構施工過程中進行電氣設計的定位和預埋。

3.3 公共區域電氣設計

在建筑的公共區域的強弱電豎井中制定主干線，能夠有效提高電力系統主干線相關的工作效率，如：安裝、維護、鋪設等，強弱電井和用戶室之前的管線是非常多的，每天家庭至少有網絡、樓宇門可視化系統、有線電視、通訊等四根管線和強弱電井相連。當強弱電豎井中的管道數量非常多時，管線就會產生交叉問題，所以，在鋪設公共區域內的電氣管線時，設計人員應該遵循基本的設計原則，在進行公共區域電氣設計方案時，應該和建筑方達成合作和配合，對電氣用房和強弱電豎井的條件進行優化，使得電氣用房的建設位置盡可能地接近房子中心，強弱電豎井的建設位置盡可能地圍繞核心管，并保證是在最中心的位置。另外，設計人員還需要和施工方進行專業化的溝通和交流，根據現場實際施工的工程機電管線和結構系統的關系，刪減掉不能滿足設備的機房、管井要求的內墻、樓板預構件等，當強弱電豎井需要覆蓋大量家庭用戶時，應該在此基礎上引出線槽為每個家庭進行入線。同時，公共區域的電氣設計應該在建筑和結構專業協同下開展設計，并經過專業策劃和計算，最終明確公共區域的電氣布置方案，提高電氣設計的科學性、合理性[5]。

3.4 預制墻板電氣設計

墻體板材主要是在預制廠房中通過對鋼筋混凝土進行加工制成的，可以稱之為預制墻板，根據預制墻板的材料可以劃分為輕型墻板和土墻，根據預制墻板的作用可以劃分為外墻和內墻。預制墻板是裝配式建筑的一種形式，需要提前進行加工生產，并運輸到施工現場然后進行組裝。因此，預制墻板的電氣設計應該提前規劃，在墻體板材的加工過程中預留出管道的通道，便于在裝配后能夠直接利用預留通道。裝配式住宅建筑的電源盒、照明開關、插座等都需要安裝在墻上，所以在預制墻板的電源護管和外護管進行連接時，應該在連接位置為施工和裝配預留充足的空間，同時設置好接線設備。

3.5 照明系統電氣設計

在電氣系統中照明系統是非常重要的一部分，裝配式住宅建筑中應該注重照明系統設計，根據相關法律要求和國家現行標準進一步明確不同場合的照明強度、照明功率、照明視覺要求。不僅要滿足住宅建筑的照明需求，還要盡可能地節約能源消耗，盡可能地選取高光效的照明設備，使得光能資源的價值被充分發揮出來?？梢詫㈦姎庹彰骱妥匀还庥行ЫY合，利用反光和導光的手段將自然光引進室內，使得室內照明需求和標準得到滿足，在不能利用自然光時應該通過單獨電源線路對照明進行控制。對于樓梯、走廊、大廳等位置的照明應該利用智能照明控制系統，并根據采光情況合理實行分組、分區的控制工作，假如采光效果比較好，可以通過手動控制類型的開關實現照明，達到節約資源的效果。另外，在設計照明系統中還可以利用LED 節能燈具，降低熱量的損耗，避免輻射問題，還可以增加使用時間，并進行回收處理，有效降低建筑工程施工成本，滿足節能環保的要求。因此，在裝配式住宅建筑的電氣設計中應該充分考慮LED 光源的問題，由于其內部存在補償電容器裝置，使用功率因數大于90%，根據建筑室內空間大小、內部采光合理選擇燈具，配合LED 光源，使得光源使用功率因數有效提升，達到節能效果。并通過智能照明控制器實時控制公共區域的照明情況，同時還能夠對照明系統的實際運行進行動態監測，有效節約照明資源。

3.6 電氣設計和內裝產品的敷設

在裝配式住宅建筑中內部構件可以分為模塊構件、整體構件。部品主要是存在標準的工業化產品，通過現代工業技術生產的保溫墻、疊合板、掛墻板、預制板、預制樓梯、疊合梁等，都屬于建筑構件和部品。內部部品主要有兩種，一種是地板、吊頂、隔墻等集成化的部品，另一種是整體儲物、整體衛浴、整體廚房等模塊化的部品。在裝配式住宅建筑的電氣設計中融入內部部品的敷設，能夠有效分開電氣設計和建筑物本體，這種模式稱為SI 組裝式內部敷設系統，而S 是結構體的簡寫，I 是內裝和管道的簡寫。當在裝配式住宅建筑中運用SI 系統，可以將建筑內部的裝置和水平導線設計在地面或屋頂上，將垂直導線管設計在二次墻內或者是建筑裝飾里。

綜上所述，裝配式住宅建筑電氣設計方法應該優化設計方案和施工進度，提高設計準確性和施工效率，并積極優化疊合樓板和樓梯間內的電氣設計、公共區域電氣設計、預制墻板電氣設計，將電氣設計和內裝產品的敷設進行結合，節省生產費用和時間，提高施工裝配效率，使得裝配式住宅建筑更加智能化發展，提高建筑的品質和性能，推動建筑行業的可持續化發展。