李二寶

（保定市建筑設(shè)計(jì)院有限公司 河北保定 071000）

引言

預(yù)制裝配式（Prefabricated Contrete Structure，PC）建筑是指以預(yù)制構(gòu)件為主要構(gòu)件，經(jīng)裝配、連接而成的混凝土結(jié)構(gòu)，從設(shè)計(jì)到施工由一整套工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)構(gòu)成，采用模塊化的生產(chǎn)方式來裝配建筑。建筑的部分或全部構(gòu)件被分割成若干單元，在工廠內(nèi)預(yù)制完成，然后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，將構(gòu)件通過可靠的連接方式搭建。裝配式建筑由于建造速度快，成本較低，同時(shí)節(jié)約能源，已在發(fā)達(dá)國(guó)家得到廣泛推廣。

1 當(dāng)前裝配式建筑的發(fā)展?fàn)顩r

裝配式建筑以節(jié)能環(huán)保、縮短工期、節(jié)約人力、提高工程質(zhì)量四大優(yōu)點(diǎn)，受到建筑市場(chǎng)各方的青睞。住房城鄉(xiāng)建設(shè)部要求用10年左右時(shí)間使裝配式建筑占新建筑的比例達(dá)到30%。裝配式建筑市場(chǎng)發(fā)展廣闊。

2 預(yù)制裝配式住宅建筑的電氣設(shè)計(jì)依據(jù)

截止目前，已正式發(fā)布的預(yù)制裝配式建筑的國(guó)家與行業(yè)規(guī)范、規(guī)程、圖集已有十多種，各地方省市也發(fā)布了自己的地方規(guī)范、規(guī)程及圖集等，針對(duì)預(yù)制裝配式住宅建筑的也有，不過大部分的內(nèi)容都集中在建筑結(jié)構(gòu)方面，對(duì)電氣專業(yè)來說預(yù)制構(gòu)件的內(nèi)容有管線預(yù)埋及防雷連接方面需要重視的，其他設(shè)計(jì)按常規(guī)做法即可。值得注意的是預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計(jì)都需要用BIM軟件建模，建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)標(biāo)在2017年已經(jīng)開始實(shí)施，與傳統(tǒng)的出圖方式有很大的不同。

3 工程概況

該小區(qū)內(nèi)設(shè)九棟一類高層住宅樓，其中四棟樓為裝配式住宅，其余五棟樓為普通框架剪力墻結(jié)構(gòu)。裝配式住宅施工圖設(shè)計(jì)之初，經(jīng)裝配式建筑生產(chǎn)廠家技術(shù)講解，對(duì)其工藝等有了初步了解。依據(jù)裝配式建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其物業(yè)管理住戶裝修需要等因素，建議開發(fā)商就四棟裝配式住宅樓做裝修設(shè)計(jì)，后面詳述。本工程核心筒采用普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式，住宅部分采用裝配式結(jié)構(gòu)形式。

4 設(shè)計(jì)前期的準(zhǔn)備

（1）需要了解裝配式建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝等相關(guān)知識(shí)，特別是其結(jié)構(gòu)對(duì)于電氣專業(yè)的敷設(shè)條件以及其生產(chǎn)方式和現(xiàn)場(chǎng)安裝方式要有足夠的了解。

（2）結(jié)合設(shè)計(jì)項(xiàng)目的實(shí)際情況，針對(duì)性的查找現(xiàn)行裝配式建筑相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)于國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)裝配式建筑的地方標(biāo)準(zhǔn)可以拿來借鑒。對(duì)裝配式建筑電氣的設(shè)計(jì)有更進(jìn)一步的了解，以便設(shè)計(jì)工作的有序進(jìn)行。

5 預(yù)制裝配式住宅建筑的電氣設(shè)計(jì)分析

5.1 電井的選址

在供配電系統(tǒng)中，電井的位置應(yīng)深入負(fù)荷中心，以縮短低壓配電半徑、降低電能損耗、節(jié)約有色金屬、減少電壓損失、滿足供電質(zhì)量的要求。住宅建筑一般2～3戶共用一部電井，因此水平供電半徑較小，電壓損失極少，能夠很好地滿足供電質(zhì)量的要求。由于電井內(nèi)設(shè)有豎向橋架以及管線等，井道內(nèi)的樓板需要提前預(yù)留洞口，同時(shí)樓板以及墻體內(nèi)也會(huì)暗埋大量管線，因此為避免預(yù)制件中預(yù)埋大量管線的現(xiàn)象產(chǎn)生，電井應(yīng)避免設(shè)置于采用預(yù)制樓板的區(qū)域內(nèi)。

5.2 電氣管線預(yù)埋

（1）與電井選址相似，戶內(nèi)配電箱/弱電箱也是進(jìn)出管線較多的地方，戶內(nèi)配電箱/弱電箱的選址也應(yīng)盡量避免設(shè)置在采用預(yù)制墻體的區(qū)域內(nèi)，如需特別定制時(shí)，應(yīng)提前落實(shí)好箱體尺寸，以免預(yù)留洞口不合適無法安裝。

（2）預(yù)制裝配式住宅建筑電氣管線敷設(shè)形式

①上配管方式：電氣管線需提前預(yù)制在樓板的預(yù)制層內(nèi)，到了外墻部分，再與預(yù)制外墻板內(nèi)的預(yù)制配電管通過軟管連接。地震多發(fā)地如日本、臺(tái)灣等，一般采用上配管方式，可以避免地震時(shí)電氣管線錯(cuò)位。

②下配管方式：電氣管線在外墻部分走預(yù)制外墻的內(nèi)保溫層，在預(yù)制樓板部分走樓板的現(xiàn)澆層，只需要在外墻預(yù)制板上開10mm的插座、接線盒凹槽即可（一般內(nèi)保溫層厚度為40mm，插座、接線盒深度按標(biāo)準(zhǔn)50mm）。照明燈具及火災(zāi)報(bào)警探測(cè)器等有吸頂安裝要求的設(shè)備也需在疊合樓板預(yù)制層預(yù)留接線盒。下配管方式一般用于地震不頻繁的地區(qū)。

本住宅建筑項(xiàng)目就是采用的下配管做法，強(qiáng)弱電箱的選址也選在非預(yù)制墻體內(nèi)，如圖1所示。這樣提供給PC構(gòu)件工廠生產(chǎn)用的電氣圖紙只用定位插座、接線盒凹槽及特殊部位埋管的尺寸、位置即可，大大減少了預(yù)制電氣配線管用量，提高了裝配率，降低了PC構(gòu)件工廠的生產(chǎn)難度。裝配率是衡量單位建筑結(jié)構(gòu)裝配化程度的一項(xiàng)重要指標(biāo)，裝配率越高，工業(yè)化程度越高。

圖1 預(yù)制裝配式內(nèi)保溫建筑電氣管線敷設(shè)示意圖

（3）預(yù)制裝配式住宅建筑電氣管線預(yù)埋的通用問題

①對(duì)預(yù)埋在建筑預(yù)制墻、板內(nèi)的電氣預(yù)埋箱、接線盒、溝槽及管線等電氣圖紙中要有做法標(biāo)注及詳細(xì)定位。

②對(duì)預(yù)埋在建筑預(yù)制構(gòu)件中管線、槽盒、預(yù)留空洞及電氣構(gòu)件之間的連接做法應(yīng)有詳細(xì)做法說明。

③預(yù)制墻內(nèi)預(yù)留安裝電氣設(shè)備時(shí)要做好隔聲及防火措施；電氣管線穿過預(yù)制構(gòu)件部位采取相應(yīng)的防水、防火、隔聲、保溫等措施。

④對(duì)預(yù)埋在預(yù)制墻內(nèi)的插座應(yīng)布置在鋼筋之間，鋼筋間距符合結(jié)構(gòu)鋼筋模數(shù)要求。插座下側(cè)距地200mm高宜預(yù)留接線槽，以方便接線。住戶內(nèi)強(qiáng)電箱、弱電箱上部及底部宜各預(yù)留300mm接管空間。

⑤電氣戶內(nèi)綜合管線設(shè)計(jì)要優(yōu)化，減少管線交叉重疊，無法的避免的部位要特別處理，都應(yīng)提前考慮好。

⑥現(xiàn)澆板內(nèi)的敷設(shè)的電氣管線的管徑不宜超過板厚的1/3，管線暗敷時(shí)，外保護(hù)層不應(yīng)小于15mm。

5.3 設(shè)計(jì)實(shí)例中設(shè)備安裝

5.3.1 戶內(nèi)箱體安裝

（1）相關(guān)規(guī)范規(guī)定：北京市地方標(biāo)準(zhǔn)DB11/T970-2013裝配式剪力墻住宅建筑技術(shù)規(guī)程第10．1．4條：“戶內(nèi)配電箱與智能家居布線箱宜分開設(shè)置，并進(jìn)行室內(nèi)管線綜合設(shè)計(jì)”；第10．4．1條：“分戶墻兩側(cè)暗裝電氣設(shè)備不應(yīng)連通設(shè)置”。

（2）本工程具體措施：住戶強(qiáng)、弱電箱體的布置，關(guān)系室內(nèi)管線排布及日后的使用和維護(hù)等，其布置較為關(guān)鍵。住戶家居配電箱、家居配線箱分暗敷設(shè)于住戶門內(nèi)側(cè)口部附近；住戶家居配電箱、家居配線箱分開布置或錯(cuò)位布置；箱體盡可能避免安裝于預(yù)制墻體上，安裝于現(xiàn)澆墻，便于豎向進(jìn)、出管線的排布，避免交叉，當(dāng)無法避免時(shí)，需綜合建筑及結(jié)構(gòu)專業(yè)綜合條件研判箱體的安裝位置、方式等；分戶墻兩側(cè)暗裝的箱體，錯(cuò)位布置，避免箱體背靠背安裝。

5.3.2 燈具，強(qiáng)、弱電插座的安裝

（1）相關(guān)規(guī)范規(guī)定：北京市地方標(biāo)準(zhǔn)DB11/T970-2013裝配式剪力墻住宅建筑技術(shù)規(guī)程第10．4．2條：“凡在預(yù)制墻體上設(shè)置的電氣開關(guān)、插座、弱電插座及其必要的接線盒、連接管等均應(yīng)由結(jié)構(gòu)專業(yè)進(jìn)行預(yù)留預(yù)埋”；第10．4．4條：“沿疊合板現(xiàn)澆層暗敷的照明管路，應(yīng)在預(yù)制樓板燈位處預(yù)埋深型接線盒”。

（2）本工程具體措施：依據(jù)結(jié)構(gòu)專業(yè)及生產(chǎn)廠家要求，預(yù)制板為受力構(gòu)件，不得在現(xiàn)場(chǎng)隨意踢槽、鑿孔、洞等破壞構(gòu)件安全性的改造。故在設(shè)計(jì)初期建議裝配式住宅樓部分做裝修設(shè)計(jì)，將房間內(nèi)所有設(shè)備精確定位，再由結(jié)構(gòu)專業(yè)配合生產(chǎn)廠家確定生產(chǎn)工藝圖。這樣可以最大限度的防止住戶破壞結(jié)構(gòu)的安全性。避免產(chǎn)生大量的建筑垃圾和污染源，減少不必要的返工。依據(jù)裝配式建筑疊合層的敷設(shè)條件，裝配式部分燈具的接線盒采用加厚型（100）。

5.4 電氣線路管材的選用

（1）相關(guān)規(guī)范規(guī)定：JGJ242-2011住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范第7．2．1條：“住宅建筑套內(nèi)配電線路布線可采用金屬導(dǎo)管或塑料導(dǎo)管。暗敷的金屬導(dǎo)管壁厚不應(yīng)小于1．5mm，暗敷的塑料導(dǎo)管管壁厚度不應(yīng)小于2．0mm”。北京市地方標(biāo)準(zhǔn)DB11/T970-2013裝配式剪力墻住宅建筑技術(shù)規(guī)程第10．4．6條：“暗敷的電氣管路宜選用有利于交叉敷設(shè)的難燃可撓管材”。

（2）本工程具體措施：依據(jù)裝配式結(jié)構(gòu)敷設(shè)管線的條件及其相關(guān)規(guī)范的規(guī)定，住戶內(nèi)配線的導(dǎo)管要選用可撓管材，以便施工時(shí)盡可能的避免交叉、便于施工。本工程戶內(nèi)普通照明、插座及弱電線路布線均穿壁厚為2．0mm的剛性阻燃PVC導(dǎo)管暗敷設(shè)；消防負(fù)荷配電線路及火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)線路布線采用壁厚為1．5mm的緊定式鋼管。

5.5 預(yù)制裝配式住宅建筑防雷設(shè)計(jì)

（1）采用預(yù)制結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋作為防雷引下線時(shí)，應(yīng)注意作為引下線的鋼筋在預(yù)制柱連接處、與屋面接閃帶的連接處等都應(yīng)做好可靠的電氣連接，應(yīng)注明引下線鋼筋、連接件規(guī)格及詳細(xì)做法。

（2）當(dāng)女兒墻采用預(yù)制構(gòu)件時(shí)，構(gòu)件生產(chǎn)的時(shí)候需要在該構(gòu)件頂部的室外側(cè)預(yù)埋支持接閃帶用的鋼板。

（3）對(duì)于預(yù)制裝配式高層住宅建筑，一般采用疊合梁現(xiàn)澆層中滿足規(guī)范要求的主鋼筋可靠連接作為均壓環(huán)，其余做法跟常規(guī)建筑相同。

5.6 BIM軟件在電氣領(lǐng)域的應(yīng)用

BIM，即建筑信息模型（Building Information Modeling）是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，貫穿于建筑物全生命周期。BIM軟件可以在裝配式建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)階段形成模數(shù)化和構(gòu)件化，在設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)把所有構(gòu)件進(jìn)行拆分，還可以進(jìn)行直觀的管線綜合，優(yōu)化圖紙，更精準(zhǔn)的把控每一個(gè)環(huán)節(jié)，縮短整個(gè)項(xiàng)目的建設(shè)周期。相對(duì)而言，預(yù)制裝配式住宅建筑比較簡(jiǎn)單，RevitMEP能完全滿足PC構(gòu)件工廠生產(chǎn)用的電氣出圖要求。預(yù)制裝配式住宅建筑設(shè)計(jì)就是由二維轉(zhuǎn)為二維+三維的設(shè)計(jì)過程，各專業(yè)都在同一個(gè)三維模型下完成圖紙，最后提交的成果也需包含這個(gè)電子文件的三維模型，而不再是單純的二維圖紙。

6 結(jié)語

隨著預(yù)制裝配式建筑在全國(guó)各地逐漸推廣和國(guó)家政策的扶持，未來預(yù)制裝配式住宅建筑將擁有更龐大的市場(chǎng)。作為走在最前沿的設(shè)計(jì)師們更需要不斷提升自己的能力，學(xué)習(xí)新規(guī)范、新技術(shù)、新軟件，才能跟得上高速信息化時(shí)代的節(jié)奏。