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浅谈预制装配式建筑电气设计马浩洁

发表时间：2020/5/15 来源：《基层建设》2020年第3期作者：马浩洁

[导读] 摘要：预制装配式建筑是通过工厂进行量化生产，在施工现场完成装配施工的一种新型建筑模式。

        山东建大建筑规划设计研究院山东济南 250014
        摘要：预制装配式建筑是通过工厂进行量化生产，在施工现场完成装配施工的一种新型建筑模式。其具有施工快捷、安全性高、耐久性强等特征，再加上工程建设中对环境、能源等的损耗相对较少，可满足低碳环保建筑的要求。随着预制装配式建筑发展进程的加快，业内对建筑内部各项设计加大了重视力度，电气设计就是其中之一，电气设计的科学合理性对于预制装配式建筑的安全使用有着显著效果。
        关键词：预制装配式；建筑；电气设计
        1国内预制装配式建筑的发展历程
        与发达国家相比，我国引进预制装配式建筑理念的时间相对较晚，在20世纪中期左右，预制装配式建筑才在我国应用，不过由于当时技术、材料、人力等方面因素的不足，使得预制装配式建筑的发展受到限制，很多预制构件的生产均达不到规定的生产要求。实际作业中，工作人员由于对预制装配式建筑的了解不够透彻，不仅组装作业缓慢，组装后的质量也得不到保障。再加上传统钢筋混凝土施工理念的影响，预制装配式建筑在我国的发展较为落后。
        直到21世纪后，我国科技及经济水平得到了显著提升，这也推动了建筑行业的革新，建筑施工技术日益完善，为预制装配式建筑提供了较大空间，预制装配式建筑逐渐向着精细化、规模化的方向迈进。
        预制装配式建筑是利用预制构件在现场的组装及浇筑形成的一种建筑，在实际作业中，大多数构件都是通过工厂直接生产运送到现场完成组装的，省掉了很多中间环节，保障了工程建设效果。预制装配式建筑的形式主要以钢结构、混凝土结构、木结构这三种为主。其中的预制构件以楼板、梁板、柱及剪力墙结构构件为主。在制作过程中，根据预制装配式建筑形式的不同，采用的制作方式也存在一定差异。一般以全预制、半预制、半现浇这三种制作模式为主，其中梁、板结构的预制都是采用半预制为主的。
        2预制装配式建筑的发展意义
        2.1符合国家“节能减排”的发展方向
        据测算，当构件预制率达到90%以上时，施工现场模板用量将减少85%以上，脚手架用量减少50%以上，钢材节约2%，混凝土节约7%，节电10%以上，节水40%以上。相较传统的施工方式，极大程度地减少了建筑垃圾的产生、污水的排放、噪音的干扰以及有害气体和粉尘的污染。
        2.2适应当前劳动力日趋紧张的状况
        实行工业化生产，能够改变施工现场集中作业的操作模式，大量部品、构件在工厂内加工完成，在现场只需技术工人负责安装紧固。这种方式有助于提高准入门槛，改善用工分配，也有利于提升企业技术内涵。
        2.3综合提升建筑管理水平
        以标准化、系列化和工业化为前提的装配式建筑产品，能实现部品、构件质量的均衡和统一，最大限度地改善构件尺寸不准确，为后期装修质量以及设计细节的实现提供了保证。
        2.4促进建筑产业升级
        在社会化大生产和大规模城乡建设的背景下，迫切需要采取机械化、社会化大规模生产的方式进行建造。装配式建筑通过大量采用机械设备替代手工现场作业，可较好地避免安全隐患等传统施工方式存在的通病，全面提高建筑的质量和性能。
        3预制装配式建筑电气设计要点
        3.1科学选址，保证电井设计的有效性
        电井是预制装配式住宅建筑电气设计中较为重要的组成部分，电井选址也是优化预制装配式住宅建筑设计的关键环节。

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为此，要求设计人员加大对电井选址的重视力度，采取合理保护措施，降低对电井及内部构件的损害。预制装配式住宅建筑的电井构件也是在工厂加工组装而成的，所以在实际作业中，应尽可能减少开凿、凿洞等对其影响，以免削弱构件稳定性，增加预制装配式住宅建筑电气系统的运行风险，威胁建筑居住安全。此外，电井中有大量的电气管线进出，所以为防止将大量的管线预埋在预制楼板中，需要在电井中对管线进行科学处理，既要降低管线间的影响，也需保证管线规划的清晰性。
        3.2电气管线预埋设计
        （1）配电箱与弱电箱。户内配电箱与弱电箱的设计要求与电井设计类似，需要尽可能远离预制墙体区域，减少干扰问题的产生，同时要对箱内进出管线实行科学划分，避免不良影响的产生。其中，若箱体一定要设置在预制墙体中，则应根据箱体规格尺寸来预留洞口，以此促进安装作业的顺利进行。
        （2）管线敷设。管线敷设以上配管和下配管这两种方式为主。前者多被应用在地震多发区域内，以规避地震带来的管线错位问题，避免危险事故的加剧。在敷设过程中，需要提前在楼板预制层对管线实施预制处理，之后再利用软管及预制外墙板对其予以连接，完成管线敷设。后者敷设方式与前者相反，也是目前预制装配式建筑电气系统中最常使用的一种方式，其是将管线敷设在预制外墙的保温层及楼板现浇层中，并在预制外墙安装10mm左右的插座及接线盒。
        （3）管线预埋中的注意事项。一是对于预埋在墙、板内的预埋箱、接线盒、沟槽及管线等构件，需要在设计过程中，将其明确标注在设计图纸中，确保工作人员明确掌握不同设备的预埋位置，保证预埋质量。二是电气设计图纸中，构件及管线的连接需要注明连接方式。三是对于存在穿墙的预制构件或管线，需要做好相应的保护措施设计，如防火、防水、隔热等。四是插座需预埋在预制墙的钢筋结构间，加强钢筋间距设置的合理性。此外，为接线方便，插座与地面的距离不得小于200mm。对于户内强电箱、弱电箱来说，要在其上部与下部预留不小于300mm的接管空间。五是在电气设计中，对综合管线的设计进行优化和调整，防止多线交叉或重叠问题的出现。六是现浇板内敷设的电气管线，如果是明线，则需保证管径厚度在现浇板厚度的1/3以内，如果是暗线，则确保其外保护厚度在15mm以内。
        3.3BIM软件在装配式住宅中的应用
        BIM也就是建筑信息模型，是二维图纸的三维化，利用数字化技术，建立建筑的三维模型并提供完整的工程资料信息库。在设计阶段BIM软件可以把所有构件进行拆分和构件，还能进行建筑设备、建筑电气管路的碰撞试验，可以通过碰撞试验优化管路的走向，精确设计，缩短整个建设周期，节约成本。在建筑电气设计阶段，由于电气设备种类繁多、管线类型不同，全部自定义需要会耗费很多的时间和精力，并且无法将全部参数在同一三维模型中体现出来，不过还是可以采用RevitMEP软件做管线综合，可以与建筑设备、建筑消防、暖通空调等多个专业一起进行管线碰撞检查，可以直观看出管线的冲突，进行管线优化。
        3.4电气系统防雷设计
        预制装配式建筑电气系统的防雷设计需要注意以下两点内容：一是在使用预制钢筋结构作为引下线时，需保证钢筋在预制柱连接处、屋面接闪带等位置的电气连接效果，确保雷击过程中，钢筋结构能够将电流予以划分，降低雷击中电流过大带来的影响。二是对于高层预制装配式建筑，尽可能使用叠合梁中现浇层的主钢筋作为均压环，以强化建筑防雷效果。
        结论
        随着当前建筑行业的持续性发展，装配式建筑电气设计越来越重要，相关设计部门应当加强对电气设计人员的培训，使每个电气设计人员能够一丝不苟地完成自身的本职工作，并且在后续设计的过程中能够及时的发现存在于装配式建筑电气设计方案中的不足之处，加强和现场技术人员之间的沟通和交流，从而使得装配式建筑电气设计方案更加完善。
        参考文献：
        [1]赵志刚.装配式住宅建筑电气设计[J].建筑电气，2019（5）：57-59.
        [2]马文浩.装配式住宅建筑电气设计要点探讨[J].建材与装饰，2019（11）：154-155.