装配式住宅建筑电气设计方法研究

装配式住宅建筑电气设计方法研究

臧奇

深圳市建筑设计研究总院有限公司

摘要：装配式建筑是由预制部品、部件在工地装配而成的建筑，以工厂预制化生产、现场装配化施工为模式，以标准化设计、构件化生产、装配化施工、一体化装修和信息化管理为特征，集成了设计、工业化生产、现场装配化施工各个业务领域的特点，可以实现建筑的节能、环保、全生命周期价值的最大化。

关键词：装配式住宅；建筑电气；设计方法

引言

装配式建筑是全专业全过程的系统集成结果，以工业化建造方式为基础，可以实现结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统四大系统的一体化，以及策划、设计、生产与施工的一体化。装配式建筑强调少规格、多组合的设计标准化；高质量、环保的生产工厂化；减少湿作业的施工装配化；基于BIM协同和条码的管理信息化；安全、便捷的技术智能化。近年来，随着经济社会的快速发展，用电设备不断更新，各类规范正在逐渐完善。为此，针对装配式建筑，必须着眼于电气设计，使设计更合理、科学，以提高建筑的安全性。

1装配式建筑概况

装配式建筑是由结构系统、外维护系统、设备与管线系统、内装系统的主要部分采用预制构件集成的建筑。装配式建筑分为三类：装配式混凝土结构建筑、装配式木结构建筑、装配式钢结构建筑。主要研究装配式混凝土结构建筑，其中的预制构件包括：预制柱、预制梁、预制楼梯、预制复合墙板、预制叠合楼板等。涉及电气部分的预制构件主要有墙板和楼板。预制构件目前一般采用半预制半现场浇筑方式，具体方法为设计完成后进入生产车间，按拆分图纸生产预制构件，预留线槽、线盒和洞口，在施工现场进行装配、线管连接，完成后现场浇筑。施工过程中禁止对构件进行再加工，开槽、凿洞和改变形状都会对建筑质量产生影响。因此在装配式建筑设计过程中，设计人员需要绘制施工图、深化图、拆分图，以免后续破坏构件，保证生产和施工正常进行。

2国内发展现状

我国在远古（河姆渡文化）时代就开创了“梁柱式”建筑的“榫卯结构”，开始实施“装配式建筑”，并一直流传至今。我国的建筑工业化发展始于20世纪50年代，在“一五”计划中提出借鉴苏联及东欧各国经验，在国内推行标准化、工厂化、机械化的预制构件和装配式建筑。此后，我国不断发展和优化装配式建造理论和技术。现阶段，很多领域装配式建造技术已经得到了有效应用，并且施工质量也实现了极大的提升。结合装配式建筑的实际情况，国家相关部门出台了各种指导方针和意见，制定了装配式建筑的相关规范，为提升建筑工程的质量和效率构建了更有利的外部环境。各级政府对相关政策进行了细化，对建筑产业工业化起到了积极的促进作用。虽然不断加强探索和研究的力度，从目前实际情况来看，仍然有很多挑战和难题亟需解决。

3装配式住宅建筑电气设计基本流程

电气设计人员在装配式住宅建筑电气设计过程中需要坚持完整性原则。装配式住宅建筑的电气设计不同于传统住宅，需要进行深化设计和电气拆分设计。深化设计是指在施工图的基础上，结合各专业设计问题综合考虑，对各个强/弱配电箱、灯、开关、插座和洞口精准定位的同时进行尺寸标注。电气拆分设计是装配式住宅建筑电气设计的一大特点，同时也是难点。这一步需要设计、生产与施工三者之间密切配合。设计过程中结构专业设计人员对楼板和墙板进行结构拆分，电气专业设计人员在结构拆分图上进行电气拆分设计，主要设计任务是对每一块预制构件进行电气编号、预留线盒的精准定位、暗敷导管的具体定位、强/弱电箱的孔洞预留定位，确定线路大致走向，防雷接地线的型号及位置等。

4电气拆分设计

4.1预制电气管线拆分设计方法

预制电气管线拆分设计主要包括弱电线路、照明控制回路、设备箱等。同时要注意强电插座的管线预制标准化设计预留以及叠合楼板内各种接线盒的设计预留，如照明设备、排气扇、消防探头等的设计预留。与传统设计过程相比，拆分设计能够保证电气设计与结构设计紧密结合，提升建筑的整体性。预制电气管线拆分设计，首先应从整体上充分认识装配式建筑体系，同时还要对生产、设计、安装预制构件的内容精确掌握，只有这样在拆分电气管线时才能使设计更加标准化和专业化。桁架钢筋混凝土叠合楼板构造示意图如图1所示。

叠合板内需暗敷电气管线时，应该与建筑结构专业人员进行有效沟通。对施工误差和现浇层厚度等信息进行准确掌握，从而可以更加精确、合理地敷设电气管线，保证结构安全免受相关因素的影响。根据具体情况改善规划的合理性，应尽量在原有建筑设计中开展工作，并以满足用户需求为宗旨，对原有的电气设计方案进行适当优化。根据预制墙板设计和电气管线预留，有效优化叠合楼板现浇层存在的多层管线交叉问题，避免设备结构碰撞和管线交叉的情况。同时有效配合其他专业人员，保证设计具有较高的准确性和科学性，最终完成预制构件设计图纸。线管连接完成后进行现场浇筑，最后将叠合层抹平。叠合楼板的三维示意图如图2所示。

图1桁架钢筋混凝土叠合楼板构造示意图

图2普通叠合楼板三维示意图

4.2防雷设计

以某十二层住宅建筑为例分析防雷设计要点。按照规范要求，该十二层住宅建筑的防雷等级为三级。在房屋屋顶利用Φ12镀锌圆钢作为接闪器，屋顶接闪带连接线网格不大于20m×20m或24m×16m。屋顶所有接闪装置连接成电气通路，不同标高接闪带用镀锌扁钢连接，女儿墙铝合金压顶作接闪器与引下线连接。利用所有预制剪力墙现浇边缘构件内主筋作防雷引下线，边缘构件内2根直径不小于Φ10的主筋从接地网至女儿墙铝合金压顶通长焊接。所有暴露于屋面的金属管道、金属爬梯、金属栏杆、建筑装饰金属构件及设备金属外壳、钢构架等金属体，均就近与防雷装置相连。金属栏杆、金属门窗、钢构架等金属物通过金属预埋件、支撑构件与防雷装置可靠连接。外墙内、外竖直敷设的金属管道每三层与混凝土结构内钢筋通过预埋件互相连接，并在其顶端和底端与防雷装置等电位连接。由于预制墙下连，钢筋并不相连，钢筋用套管注浆纵向连接，必须在预制墙柱中增加1根导线，然后用钢筋焊接联通预埋件内部，并将其与其他预埋件内的导线联通，从而使附加导线与其他预埋件内部的导线进行电连通。

4.3配电系统设计中的应用

将BIM技术应用到建筑电气的配电系统设计中，具体的流程主要是：首先，设计人员需要根据工程建设的整体情况做好准备工作，比如配电系统的电气视图配置等。其次，在系统的视图中，依照流程顺序设计布局有关的用电设备，同时注意收集各类设备的动力参数。再者，借助BIM软件，对配电系统的电力线路进行合理设计，明确各个用电设备之间存在的内部关联。最后，建立配电系统线路布设方案，以BIM技术为基础为设计方案提供指导，提高配电系统设计的可行性。

结束语

总而言之，建筑电气设计在建筑工程的整体设计中是非常关键的环节，因此需要重视设计的有效性提升。随着科技的不断进步，BIM技术被逐渐应用到建筑行业和其他领域，在进行电气设计时，使用BIM技术，可以对设计方案进行不断完善，对于电气设计的质量和效率提升都起到良好的促进作用。

参考文献

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