預制裝配式住宅建筑的電氣設計

李二寶

（保定市建筑設計院有限公司 河北保定 071000）

引言

預制裝配式（Prefabricated Contrete Structure，PC）建筑是指以預制構件為主要構件，經裝配、連接而成的混凝土結構，從設計到施工由一整套工業化生產技術構成，采用模塊化的生產方式來裝配建筑。建筑的部分或全部構件被分割成若干單元，在工廠內預制完成，然后運輸到施工現場，將構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，同時節約能源，已在發達國家得到廣泛推廣。

1 當前裝配式建筑的發展狀況

裝配式建筑以節能環保、縮短工期、節約人力、提高工程質量四大優點，受到建筑市場各方的青睞。住房城鄉建設部要求用10年左右時間使裝配式建筑占新建筑的比例達到30%。裝配式建筑市場發展廣闊。

2 預制裝配式住宅建筑的電氣設計依據

截止目前，已正式發布的預制裝配式建筑的國家與行業規范、規程、圖集已有十多種，各地方省市也發布了自己的地方規范、規程及圖集等，針對預制裝配式住宅建筑的也有，不過大部分的內容都集中在建筑結構方面，對電氣專業來說預制構件的內容有管線預埋及防雷連接方面需要重視的，其他設計按常規做法即可。值得注意的是預制裝配式建筑的設計都需要用BIM軟件建模，建筑信息模型應用統一標準的國標在2017年已經開始實施，與傳統的出圖方式有很大的不同。

3 工程概況

該小區內設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構。裝配式住宅施工圖設計之初，經裝配式建筑生產廠家技術講解，對其工藝等有了初步了解。依據裝配式建筑結構特點及其物業管理住戶裝修需要等因素，建議開發商就四棟裝配式住宅樓做裝修設計，后面詳述。本工程核心筒采用普通鋼筋混凝土結構形式，住宅部分采用裝配式結構形式。

4 設計前期的準備

（1）需要了解裝配式建筑的結構特點、工藝等相關知識，特別是其結構對于電氣專業的敷設條件以及其生產方式和現場安裝方式要有足夠的了解。

（2）結合設計項目的實際情況，針對性的查找現行裝配式建筑相關的設計規范，對于國內經濟發達地區裝配式建筑的地方標準可以拿來借鑒。對裝配式建筑電氣的設計有更進一步的了解，以便設計工作的有序進行。

5 預制裝配式住宅建筑的電氣設計分析

5.1 電井的選址

在供配電系統中，電井的位置應深入負荷中心，以縮短低壓配電半徑、降低電能損耗、節約有色金屬、減少電壓損失、滿足供電質量的要求。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量的要求。由于電井內設有豎向橋架以及管線等，井道內的樓板需要提前預留洞口，同時樓板以及墻體內也會暗埋大量管線，因此為避免預制件中預埋大量管線的現象產生，電井應避免設置于采用預制樓板的區域內。

5.2 電氣管線預埋

（1）與電井選址相似，戶內配電箱/弱電箱也是進出管線較多的地方，戶內配電箱/弱電箱的選址也應盡量避免設置在采用預制墻體的區域內，如需特別定制時，應提前落實好箱體尺寸，以免預留洞口不合適無法安裝。

（2）預制裝配式住宅建筑電氣管線敷設形式

①上配管方式：電氣管線需提前預制在樓板的預制層內，到了外墻部分，再與預制外墻板內的預制配電管通過軟管連接。地震多發地如日本、臺灣等，一般采用上配管方式，可以避免地震時電氣管線錯位。

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

本住宅建筑項目就是采用的下配管做法，強弱電箱的選址也選在非預制墻體內，如圖1所示。這樣提供給PC構件工廠生產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，大大減少了預制電氣配線管用量，提高了裝配率，降低了PC構件工廠的生產難度。裝配率是衡量單位建筑結構裝配化程度的一項重要指標，裝配率越高，工業化程度越高。

圖1 預制裝配式內保溫建筑電氣管線敷設示意圖

（3）預制裝配式住宅建筑電氣管線預埋的通用問題

①對預埋在建筑預制墻、板內的電氣預埋箱、接線盒、溝槽及管線等電氣圖紙中要有做法標注及詳細定位。

②對預埋在建筑預制構件中管線、槽盒、預留空洞及電氣構件之間的連接做法應有詳細做法說明。

③預制墻內預留安裝電氣設備時要做好隔聲及防火措施；電氣管線穿過預制構件部位采取相應的防水、防火、隔聲、保溫等措施。

④對預埋在預制墻內的插座應布置在鋼筋之間，鋼筋間距符合結構鋼筋模數要求。插座下側距地200mm高宜預留接線槽，以方便接線。住戶內強電箱、弱電箱上部及底部宜各預留300mm接管空間。

⑤電氣戶內綜合管線設計要優化，減少管線交叉重疊，無法的避免的部位要特別處理，都應提前考慮好。

⑥現澆板內的敷設的電氣管線的管徑不宜超過板厚的1/3，管線暗敷時，外保護層不應小于15mm。

5.3 設計實例中設備安裝

5.3.1 戶內箱體安裝

（1）相關規范規定：北京市地方標準DB11/T970-2013裝配式剪力墻住宅建筑技術規程第10．1．4條：“戶內配電箱與智能家居布線箱宜分開設置，并進行室內管線綜合設計”；第10．4．1條：“分戶墻兩側暗裝電氣設備不應連通設置”。

（2）本工程具體措施：住戶強、弱電箱體的布置，關系室內管線排布及日后的使用和維護等，其布置較為關鍵。住戶家居配電箱、家居配線箱分暗敷設于住戶門內側口部附近；住戶家居配電箱、家居配線箱分開布置或錯位布置；箱體盡可能避免安裝于預制墻體上，安裝于現澆墻，便于豎向進、出管線的排布，避免交叉，當無法避免時，需綜合建筑及結構專業綜合條件研判箱體的安裝位置、方式等；分戶墻兩側暗裝的箱體，錯位布置，避免箱體背靠背安裝。

5.3.2 燈具，強、弱電插座的安裝

（1）相關規范規定：北京市地方標準DB11/T970-2013裝配式剪力墻住宅建筑技術規程第10．4．2條：“凡在預制墻體上設置的電氣開關、插座、弱電插座及其必要的接線盒、連接管等均應由結構專業進行預留預埋”；第10．4．4條：“沿疊合板現澆層暗敷的照明管路，應在預制樓板燈位處預埋深型接線盒”。

（2）本工程具體措施：依據結構專業及生產廠家要求，預制板為受力構件，不得在現場隨意踢槽、鑿孔、洞等破壞構件安全性的改造。故在設計初期建議裝配式住宅樓部分做裝修設計，將房間內所有設備精確定位，再由結構專業配合生產廠家確定生產工藝圖。這樣可以最大限度的防止住戶破壞結構的安全性。避免產生大量的建筑垃圾和污染源，減少不必要的返工。依據裝配式建筑疊合層的敷設條件，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）相關規范規定：JGJ242-2011住宅建筑電氣設計規范第7．2．1條：“住宅建筑套內配電線路布線可采用金屬導管或塑料導管。暗敷的金屬導管壁厚不應小于1．5mm，暗敷的塑料導管管壁厚度不應小于2．0mm”。北京市地方標準DB11/T970-2013裝配式剪力墻住宅建筑技術規程第10．4．6條：“暗敷的電氣管路宜選用有利于交叉敷設的難燃可撓管材”。

（2）本工程具體措施：依據裝配式結構敷設管線的條件及其相關規范的規定，住戶內配線的導管要選用可撓管材，以便施工時盡可能的避免交叉、便于施工。本工程戶內普通照明、插座及弱電線路布線均穿壁厚為2．0mm的剛性阻燃PVC導管暗敷設；消防負荷配電線路及火災自動報警系統線路布線采用壁厚為1．5mm的緊定式鋼管。

5.5 預制裝配式住宅建筑防雷設計

（1）采用預制結構內鋼筋作為防雷引下線時，應注意作為引下線的鋼筋在預制柱連接處、與屋面接閃帶的連接處等都應做好可靠的電氣連接，應注明引下線鋼筋、連接件規格及詳細做法。

（2）當女兒墻采用預制構件時，構件生產的時候需要在該構件頂部的室外側預埋支持接閃帶用的鋼板。

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

5.6 BIM軟件在電氣領域的應用

BIM，即建筑信息模型（Building Information Modeling）是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，進行建筑模型的建立，貫穿于建筑物全生命周期。BIM軟件可以在裝配式建筑規劃設計階段形成模數化和構件化，在設計階段就已經把所有構件進行拆分，還可以進行直觀的管線綜合，優化圖紙，更精準的把控每一個環節，縮短整個項目的建設周期。相對而言，預制裝配式住宅建筑比較簡單，RevitMEP能完全滿足PC構件工廠生產用的電氣出圖要求。預制裝配式住宅建筑設計就是由二維轉為二維+三維的設計過程，各專業都在同一個三維模型下完成圖紙，最后提交的成果也需包含這個電子文件的三維模型，而不再是單純的二維圖紙。

6 結語

隨著預制裝配式建筑在全國各地逐漸推廣和國家政策的扶持，未來預制裝配式住宅建筑將擁有更龐大的市場。作為走在最前沿的設計師們更需要不斷提升自己的能力，學習新規范、新技術、新軟件，才能跟得上高速信息化時代的節奏。