裝配式建筑電氣設計優化措施分析

中國機械設備工程股份有限公司 王宇曦

1 裝配式建筑的意義

1.1 滿足節能減排要求

根據相關資料，當PC 構件系數達到90%時，施工上的模板使用量將會大幅度減少85%，施工腳手架的使用量也將會減少50%，而鋼筋和水泥的使用量則會依次減少2%和7%，此外，能源也會有顯著的降低（電能節約10%，節水40%）。裝配式建筑設計在節約和減排工作方面顯著優于傳統建筑方法，具有顯著的優越性[1]。

1.2 提升施工、設計水平

采用標準化設計和工業化生產方式，預制組裝型房屋能夠保證材料和材料的質量平衡，使結構尺寸準確度達到最高水平，并保證后期裝修和工程設計材料的品質。由于社會的集約化，農村建設正在實行大規模發展，農業生產代替人工方式，社會性和大規模生產方式已成當務之急。由于裝配型房屋的發展，機械代替人工方式實行場地維修，不僅能夠解決常規建筑施工的問題，還能進一步提高房屋的品質和可靠性。標準化、模塊化的機電產品實現了“整體的設計、車間的建造、裝配式施工、信息化管理、智能運行”，并且通過將BIM 使用于圖紙的深化設計，結合不同學科的技術和過程，對設施和線路實行科學分割，從而更好地滿足建筑施工的需求，大大提高建筑施工效能，大大降低造價，進一步提高建筑工程品質，實現工程的安全可靠性。通過在工廠預制模塊化機械配件，并將其運送至工地現場完成裝配化建造，能夠大大降低建筑施工經營風險，大大提高裝備效益，節儉工人和建筑材料生產成本，進一步提高設備安裝準確度，減少建造時間，進一步提高裝備品質。與常規的現場上進行施工、焊接和安置相比，這種方式更加安全、高效[2]。

1.3 便于維修更換

裝配式建筑的機械設備與管道分開，管道分層，使得維護更換更加便捷，同時也不會影響主體安全。全部功能空間的固定面裝飾和設備設施都已經裝配完畢，從而到達建筑使用功能和性能的最佳狀態。通過采用綜合管線集成技術，能夠有效地運用內部空間，將房屋支撐體系的結構體與填充體系的各系統管線全部分開，從而大大提高了日后維修更換的效率和便利性。

2 裝配式住宅建筑電氣設計要求

隨著我國城市建設的可持續性發展，使得我國在建筑領域方面的能源利用率逐漸成為重點關注的對象，其也能在一定程度上緩解城市與環境之間的矛盾關系，裝配式建筑工程中的電氣設計需要結合工程運營功能、電力需求，總結既有的電力傳輸與使用原則，對裝配式的電氣網絡進行不斷的優化升級，以此來滿足現階段裝配式建筑內部對電氣的多元化需求。施工單位針對具體的施工情況制定合適的解決措施，以此來確保裝配式建筑電氣設備能夠實現高效地運行。裝配式建筑設計前，設計師需要結合現階段民用電氣設備存在的危害來不斷調整設計方案，以防止危險因素在電氣設備運行過程中的出現。根據以往的電氣設計經驗來更新與引進國外更先進的電氣設備，以從根本上解決能源的利用率。現階段裝配式建筑工程在不斷擴大，如果在電氣設計過程中不考慮節能，電力資源的浪費將更加嚴重。預制建筑工程設計可分為方案設計、初步設計和施工圖設計。為了使電氣設計方案能夠具備可行性與經濟性，需要對設計進行方案演示，制定施工設備的裝配標準，明確設備的安裝位置，完善電氣安裝方案。制造商需要按照圖紙的要求進行設計。與普通建筑工程設計方案相比，預制住宅建筑工程的電氣設計需要關注PC 部件的預埋箱和管道，以避免在后續電力設備安裝過程中損壞部件的內部結構。

3 裝配式住宅建筑電氣設計要點分析

3.1 項目簡介

本項目主要是以陜西省南部的某個住宅小區為研究對象，該小區是一個裝配式混凝土住宅建設試點工程，小區總共有200戶，每戶的住宅面積為232m2，該住宅小區的支撐結構主要是采用鋼筋混凝土為主，樓板的承板是采用鋼筋桁架，墻體主要是采用現澆鋼筋混凝土，以確保建筑物的安全性和穩定性。建筑物的裝配率將超過85%，并且還會擁有更專業的建筑設計、生產與施工隊伍。

3.2 裝配式住宅建筑電氣設計基本流程

在裝配式住宅建筑電氣設計過程中，電氣設計人員必須堅持完整性的原則，以確保設計質量。與傳統住宅不同，裝配式住宅建筑電氣設計需要進行深度分析和拆分，以確保設計質量。深度分析包括對各個配電箱、燈、開關、插座和洞口進行精確定位，并進行尺寸標注，以確保設計質量。裝配式住宅建筑電氣設計的一大挑戰是電氣拆分設計，這需要設計、生產和施工三者之間的協調配合。

3.3 裝配式住宅建筑電氣深化設計方法

裝配式住宅建筑電氣深化設計示例如圖1所示。可以看出，在對住宅建筑之內的衛生間的燈具進行設計與定位時，必須考慮到給排水設備和水管是否會與電氣設備發生碰撞，因此，應根據專業知識和設計經驗，精確確定燈具的尺寸。在安排起居室空調的出口位置時，應該特別注意避免與室外雨水管發生碰撞，以確保安全性。

3.4 預制構件電氣設備拆分設計方法

3.4.1 疊合樓板

預制樓板在生產車間進行加工，根據電氣拆分圖預留線盒、線管和洞口，加工之后的預制樓板；接著，將預制樓板運送至施工現場，將線管穿鋼筋鋪設在預制樓板上方，并進行連接；最后，將疊合樓板進行現場澆筑，并將其抹平。

3.4.2 復合墻板

在復合墻板電氣拆分設計中，為了確保電氣設備的準確性和可靠性，必須準確位置強電控制器、電源插座連接盒、弱電連接盒、敷設線路和洞口的位置，這必須在施工平面圖、深化平面圖、電氣設備表、控制系統圖等基礎上進行綜合考慮，以確保電氣設備的安裝位置準確無誤。依據圖紙和深化圖，確認配電箱與墻壁之間的水平距離，并使用設備表精確測量，以確保安裝時的準確性。此外，還必須依據系統圖和平面布置圖，精密選定線路的走向，并精確控制每根進出線管之間的距離，以確保安裝質量。

在制定電氣拆分圖時，應特別注意每個開關、線盒和管線在墻板上的位置，并且要按照結構專家提供的箭頭指示，準確地將正面、背面以及穿墻布置的線盒和管線分開，以確保拆分圖的準確性和可靠性。

在繪制完畢后，應當仔細檢查所有開關電源、線盒、管道有無與預制復合墻板的肋梁和肋柱發生撞擊，盡可能將其設置在復合墻板中粉煤灰加氣硅酸鹽砌塊區域，以確保安全可靠，如果有需要，可以對原來電氣設置水平圖中的開關電源、線盒、管道作出一定的修改，以確保安全可靠。如圖2所示，圖2展示了一種新的機械拆分設計方案，用于制造復合型模板。

圖2 裝配式復合墻板電氣拆分設計

4 裝配式建筑智能化技術應用

4.1 設計方案優化

利用BIM 方法，各學科專業能夠進行協作開發，即時發布網絡消息，并且能夠自動檢測各學科專業相互之間的相互撞擊狀況，從而有效地避免人工繪制圖樣時出現的碰撞問題，使裝配型建筑電氣、智能工程產品設計中的安裝控制器、線盒、管道、洞口等工程更為準確、合理，從而提高工程質量和效率。“測試→優化→再測試”的原理提供了一個完善的方案，以確保裝配式生產和實施的順利。此外，三維視圖方法能夠更為精確地展示設計模型，從而大大提升了產品設計的準確性和效率。

4.2 生產精度優化

由于使用BIM 三維模擬技術，可以清晰地檢測出控制器、線盒、管線、孔洞與建筑框架或任何專用機械設備之間的碰撞情況，從而有效地預防現澆構件與現澆連接節點之間的碰撞。此外，采用建筑信息模型的可視化技術，可以更加準確地模擬現場裝配，從而更好地滿足施工要求[3]。

4.3 施工進度優化

使用BIM 三維模擬技術，可以清晰地看出開關、線盒、管線、洞口與結構鋼筋或其他專業設備之間是否存在沖突。在完成現澆預制模型和現澆節點深化后，可以利用建筑信息模型的可視化技術提前模擬現場裝配，從而避免預制構件與現澆連接節點之間發生碰撞。通過綜合分析各種碰撞結果，可以自動選擇最佳的安裝和施工方案。

4.4 運營維護控制優化

通過使用建筑信息模型，可以將項目中各個參與方和階段的數據整合到一個數據庫中，并且后期運營維護人員可以訪問這個數據庫，以便了解建筑物的實際運行情況。通過這個數據庫，可以實時監控運行狀態，并且可以完成對各種專業設備的有效維護，從而達到可視化和智能，建立一個完善的裝配式建筑全生命周期管理系統，以提升建筑物的使用效率和安全性。

5 結語

隨著裝配式住宅建設的迅猛發展，電氣設計技術更應該不斷創新與發展。因此，“施工圖、深化圖、拆分圖”三步走的建筑設計技術應運而生，將把常規的施工電氣設計技術和裝配式施工與住宅設計技術相結合，結合了施工、設計、機械等多種的技術工藝，從而盡可能地降低了生產過程的技術生產成本，并提升了施工過程的裝配與施工質量。在未來，裝配式住宅設計將充分運用信息化技術與智慧科技，實現智能化建造，從而大大提升建筑物的智能化水平。