裝配式鋼結構建筑電氣設計分析*

張祥文

(蘭州交大設計研究院有限公司 蘭州 730070)

1 電氣配套技術問題及處理

1.1 電氣預埋管線

1.1.1 問題

首先,管線布置不合理會導致管線交叉密集、走向混亂或缺乏標識,給后續的設備安裝和維修帶來困難。例如,若管線交叉密集,會導致電纜之間相互干擾,增加故障排查和維修的難度。而管線走向混亂或缺乏標識,將使得維修人員在維護和檢修時難以準確定位故障點,耗費時間和精力。

其次,電氣預埋管線的材料選擇和安裝質量也是一個關鍵問題。低質量的管線材料容易受到腐蝕、老化或機械損傷,導致電氣故障和安全隱患。同時,安裝過程中的施工質量問題,如管線連接不牢固、漏水漏電等,也會影響電氣系統的正常運行。此外,一些建筑在使用過程中,由于管線故障的及時排查和維修不到位,導致故障擴大或影響其他系統的正常運行[1]。

1.1.2 策略

針對管線布置混亂、難以維修和擴展的問題,可以在設計階段采用合理的管線規劃和布置。通過充分了解建筑的用電負荷和電氣設備布置需求,合理劃分管線走向,避免交叉密集和管線缺乏標識的情況;還可以預留足夠的維修和擴展空間,方便后續的設備安裝和管線維護工作,同時,對于管線材料選擇和安裝質量問題,應該注重選用高質量的管線材料,并確保在施工過程中嚴格控制質量。在進行材料的質量檢測時,與可靠的供應商合作,確保管線材料的耐久性和可靠性。加強施工質量管理,確保管線連接牢固、無漏水漏電等問題,減少后續維修和故障排除的工作量。為解決電氣預埋管線的維護和管理問題,建立健全的管線維護管理機制至關重要,包括定期進行管線巡檢和維護,及時處理管線故障和隱患。采用定期維護計劃,清理管線附近的雜物和堆積物,確保管線暢通無阻。此外,建立操作手冊和標識系統,方便維修人員迅速定位和處理問題,并引入智能化的監測和管理系統,例如,在管線的關鍵部分,如接口、轉向處等安裝監測設備,溫度、壓力、濕度傳感器,以實時監測管線的運行狀態。實時監測管線狀態,通過無線或有線的方式,將傳感器收集的數據傳輸到數據處理中心,對收集的數據進行處理和分析,以判斷管線的運行狀態和可能的異常情況,及時發現問題并采取相應措施。管理人員通過用戶界面可以實時查看管線的運行狀態,調整運行參數,處理異常情況等,不僅可以實現對電氣預埋管線的實時監測,還可以實現對管線的有效管理。

1.2 綜合管線優化

1.2.1 問題

首先,不同管線系統之間的沖突是一個常見的問題。由于各個系統的管線走向和布置需求存在沖突,如電氣管線與給排水管線相交或重疊,導致管線之間的干擾和沖突,安裝困難、維修復雜以及管線故障的風險增加。

其次,綜合管線的空間占用和管線孔洞預留也是一個挑戰。在裝配式建筑中,空間利用率非常重要,而各個管線系統對空間的需求有時會相互競爭。預留管線孔洞的大小和位置如果規劃不合理,也會影響后續維修以及改造。另一個問題是不同管線系統的維護和管理。在綜合管線優化后,不同系統的管線交叉、縱橫交錯,可能導致維護和管理的困難,例如,當需要對某個系統進行維修時,需要移動其他系統的管線或設備,增加了維修工作的復雜性和風險[2]。

1.2.2 策略

首先,解決不同管線系統之間的沖突問題,應在設計階段進行綜合協調和規劃。例如,某大型商業綜合體的設計階段,電氣管線設計由于復雜的建筑結構和眾多的電氣設備,出現了多處管線碰撞和不合理的布局。通過采用先進的建筑信息模型(BIM)技術,將建筑結構模型、電氣設備模型和電氣管線模型集成到一個BIM 模型中,形成一個全面的三維建筑信息模型。然后使用BIM 軟件的碰撞檢測功能,自動檢測出所有的管線碰撞問題,并將結果以圖形和報告的形式展現出來,通過BIM 模型設計人員也發現了一些管線布局不合理的問題,例如,有些管線的走向過于曲折,有些管線與電氣設備的連接位置不合理等。設計人員對這些問題進行了修改和優化,使得管線布局更加合理和高效。通過BIM 技術的應用,設計團隊成功解決了所有的管線碰撞問題,并優化了管線布局,提高了電氣系統的安全性和效率。

其次,解決綜合管線的空間占用和管線孔洞預留問題,應在設計階段充分考慮不同系統的空間需求,并采用合理的管線布置策略。對于空間競爭問題,可以優先考慮集成管線設計和裝配式構造技術,將不同系統的管線集成到同一空間中,減少沖突和空間浪費。對于管線孔洞預留問題,應根據不同系統的需要,合理規劃管線孔洞的大小和位置,并留出足夠的維修和改造空間。借助先進的建筑信息模型和模擬軟件,可以對管線系統進行三維模擬和優化,以最大程度地提高空間利用率和管線布置的效果。

最后,建立完善的管線維護和管理機制。這需要建立清晰的管線標識和記錄系統,確保每個管線系統都有明確的標識和文檔記錄,方便維修和管理人員進行定位和操作,并制定定期檢查和維護計劃,對各個管線系統進行定期巡檢和維護,及時發現和排除潛在問題。引入智能化的管線監測和管理系統,通過傳感器和遠程監控技術,實時監測管線系統的運行狀態,及時發現異常情況并采取相應措施,提高維護工作的效率和準確性。例如,可以在管線系統中安裝壓力、溫度和流量傳感器,通過無線網絡將這些數據實時傳輸到數據中心。數據中心的軟件可以分析這些數據,自動檢測出異常情況,并向管理人員發出警報,管理人員可以立即采取措施,避免或減小潛在的損害。

1.3 預留電氣孔洞

1.3.1 問題

首先,不合理的孔洞尺寸和位置可能導致電氣線纜敷設困難。如果孔洞尺寸太小,電纜難以通過;反之,如果孔洞尺寸太大,將會浪費空間并增加施工成本;孔洞位置的選擇也至關重要,如果孔洞位置不合理,電纜的路徑可能會受到限制,導致電氣系統的布線不夠靈活和高效。

其次,預留電氣孔洞可能會破壞建筑結構的完整性。在進行孔洞預留時,需要對建筑結構進行削弱或穿孔處理,以便電纜通過。不當的施工操作或孔洞尺寸過大損壞建筑結構的強度和穩定性,對建筑的結構安全造成潛在風險。此外,孔洞預留的數量和位置無法滿足未來的電氣設備安裝和維護需求。在建筑使用的過程中,電氣設備的增減或更換是常見的情況。如果預留孔洞的數量和位置不足或不合理,將導致新設備的安裝困難或需要進行大規模的改造,這不僅增加了工程成本,還會影響正常使用和維護的便利性。

1.3.2 策略

首先,針對孔洞尺寸和位置選擇困難的問題,應在設計階段充分考慮電纜尺寸和布線要求。通過與電氣工程師密切合作,了解各種電纜的尺寸和敷設要求,以確保預留孔洞的尺寸能夠容納電纜的通過。同時,利用先進的建筑信息模型(BIM)技術,進行三維模擬和優化,以準確確定孔洞的位置和布局,避免尺寸過小或過大的問題,并確保電纜的敷設路徑合理、布線靈活。

其次,解決孔洞施工對建筑結構完整性的影響問題,需要采取合適的孔洞處理方法。

在進行穿孔或削弱結構的施工時,應嚴格按照設計要求和標準進行操作,并采用先進的工藝和技術,以減少對建筑結構的損傷。例如,可以采用機械穿孔或激光切割等精確的工藝,確保孔洞的精度和規范性;同時,使用專門的結構加固措施,如加裝鋼板或鋼筋混凝土補強,以提高結構的強度和穩定性。通過這些措施,可以保證孔洞施工對建筑結構的影響最小化,確保建筑的安全性和可靠性。

此外,為了滿足未來需求的孔洞數量和位置,應在設計階段充分考慮未來的電氣設備安裝和維護需求。與電氣工程師和建筑設計師密切合作,了解未來設備的規模和布局需求,并相應增加預留孔洞的數量和合理分布。可以采用靈活的孔洞設計,如使用可移動的孔洞蓋板或預留孔洞的模塊化設計,以便根據實際需要進行孔洞的開啟或關閉,提高電氣系統的靈活性和可擴展性,滿足未來設備變更和維護的需求。

2 結語

裝配式鋼結構建筑電氣設計的分析不僅關乎建筑的運行和使用效果,更關系到人們的生活質量和安全。隨著裝配式建筑技術的不斷發展和普及,電氣設計將面臨更多的挑戰和機遇,應該繼續深入研究和探索,結合新技術、新材料和新理念,不斷優化電氣設計方案,提高建筑的智能化、可持續發展水平。同時,還需注重電氣設計人員的專業技能培養和團隊協作能力的提升,推動建筑行業朝著更加安全、高效、環保的方向邁進。未來裝配式鋼結構建筑電氣設計將為建筑行業帶來更大的發展空間,推動建筑工程的可持續發展,為人們創造更加安全、舒適和環保的建筑空間。