裝配式建筑电气管线分离及预埋配管设计方法

知识点：电气分离

随着国内建筑工业化的发展及国家政策的引导建筑工业化技术标准体系的技术研究越来越成为国家关注的重点。传统的高能耗、高消耗的建造技术在建造过程中产生了大量建筑垃圾，已经对我国的生态环境造成了浪费和破坏，不利于我国经济可持续发展。对此国家相继出台了一系列支持和推进建筑工业化发展的政策和指导性文件，目的就是要加快建筑工业化技术的推广和发展，使我国的装配式工业化建筑技术能够持续健康发展。

建筑工业化的特点是标准化、模块化、重复化和通用化。目前我国推行的装配式建筑中大量采用预制混凝土(PC构件)技术，即把事先做好的梁、板、柱及墙体等PC构件运到施工现场后象搭乐高积木样再进行组装。对于电气专业来说，电气配管如何配合建筑预埋在预制结构体上或集成在建筑装饰面层内的一体化设计就成了研究的关键。

1 公共部位电气系统的管线设计

对于装配式住宅建筑而言，底层及标准层公共区域一般采用传统的建造模式，以现浇方式为主，套内建筑墙体及楼板才会以装配式预制构件为主。基于上述建筑建造原则，在住宅电气设计中，总配电房、通信机房通常设置于底层，标准的楼层强弱电配电间设置于公共区域内。在此公共区域内敷设的水平电气管线宜在公共区域的吊顶内敷设，当受条件限制必须做暗敷设时，可敷设在现浇层内，以减少在预制构件中预埋大量电气管线。对于竖向管线可集中敷设在预留的孔洞内，垂直电缆桥架及管线通过事先预留的孔洞明装，电气管线与结构体系脱离。

对于设置在公共区域内的需要穿越楼板引上及引下的照明及火灾自动报警系统管线，可将引上、引下配电管线预埋在现浇混凝土墙体内，而不是预埋在预制墙板内。以满足预制构件墙板预埋管线标准化、模块化设计要求。单元强弱电竖井布置如图1所示。

单元强弱电井布置图

2 套内住宅电气预埋配管设计方法

通过笔者对工业化居住建筑电气配管集成设计的研究及市场调研发现，电气配管敷设在工业化建筑体内主要有以下3种方式

a.采用标准化预制构件生产技术，对预埋在预制混凝土墙体(PC构件)内的电气配管进行标准化、模块化的设计，从而将其集成到建筑PC构件中。工厂工人根据设计好的深化设计图纸，对预埋在PC构件内的电气配管及接线盒进行准确定位，并在PC构件板上预留出足够的操作空间，以降低施工人员对预埋在现浇昃叠合楼板上的电气配管与预埋在PC构件内的电气配管直接对接的精度要求对于在叠合楼板內的电气配管预埋，由于叠合板底板上部现浇混凝土层厚度仅为70m左右，在叠合板上可排布的配管空间有限，需要尽可能对强弱电预埋配管分层、错位布置以减少管线二次交叉，避免出现管线三次交叉的情况，以免造成预埋配管外露。电气预埋管外伸大样示意如图2所示。

电气预埋管外伸大样示意图

有关住宅单元强弱电配电箱不宜设置在PC构件內而应设置在现浇墙体内的做法，笔者认为人可不必担心，从技术上分析只要安装在各单元客厅内的住户配电箱与信息配线箱分开、交错布置，在不影响结构安全的前提下都可以通过生产模具将强弱电箱体提前预制在PC构件墙体内。预埋在叠合楼板内的电气配管如图3所示，配电箱安装在预制墙体内做法如图4所示，配管预埋预留操作空间做法如图5所示。

预埋在叠合楼板的电气配管示意图

配电箱及接线盒预埋图

b.电气配管与建筑结构体系采用分离设计。主要利用建筑墙体与内装饰面之间的缝隙敷设电气配管，从而省去了在建筑结构体内预留预埋电气配管的过程，降低了建筑构造对各专业的配合度要求。电气配管与结构体分离做法基本等同于传统的电气施工做法。只有少量预埋在现场叠合楼板现浇层内的照明灯具接线盒为了露出叠合楼板而需要采用深100的接线盒，接线盒的预埋位置还需要考虑结构安全，不能敷设在预制构件的接缝处。与配管预埋在预制墙体内敷设相比，通过采用分离结构设计的电气配管可以直接铺设在轻质隔墙中而不需要预制。电气接线盒及配管也不需要精确定位，能在不损伤结构的情况兄下自由改变、更换电气配管，可灵活应对不同的建筑装修风格设计需求。但由于电气配管需要在现场敷设施工而不能事先预制在构件内，标准化、模块化喪配率及生产施工效率都较低。电气配管安装在装饰面层墙体及面层地板内与结构体系分离的做法如图6所示

管线分离做法示意图

c.采用集成楼盖(双层楼板)的电气配管技术。利用预制密肋板作为楼板结构受力体系，结构上下板和肋都采用预制，利用上下板之间的空腔安装机电管线。以达到装配建筑机电管线模块化、标准化设计要求，如图7所示。

集成楼盖管线预埋示意图

设备管线预埋在结构楼板空腔内的做法在国外已很普遍，也有成熟案例的应用，与国内目前普遍采用的预埋在现场叠合楼板二次现浇层上的电气配管技术相比，预埋在结构楼板空腔内的设备管线，可以在工厂内根据图纸进行模块化、标准化生产，运至施工现场后，可根据不同的组合在现场进行装配，从而减少了现场预埋湿作业的工作量预埋在结构楼板空腔内的管线可根据建筑构件形式组成不同的管线接口模块，各管线模块之间的连接通过管线接口技术在现场进行灵活组装，避免了传统预埋电气配管的施工做法，基本实现了电气配管与主体结构的分离设计，具有较高的灵活性和适用性。如何合理利用楼板密肋间的空间，配合工业化电气集成管线技术，值得进一步研究和探讨。

3 整体厨房、整体卫浴技术

与传统的厨房及卫浴设施设计相比，装配式厨房、卫浴采用模块化设计和组装，所有的电器元器件在设备出厂时就已集成，模块间的布线可采用标准化预制电缆，接头可以直接在工厂封装，使现场能够即插即用，提高了现场安装效率。

整体卫浴根据规范定义为“由一件或一件以上的卫生洁具、构件和配件经工厂组装或现场组装而成的具有卫浴功能的整体”。对于电气设计专业来说，整体卫浴内部的电气线路在工厂已设计并制造完成，在现场只需在卫生间顶部预留电源及接地接线盒接口方便整体卫浴设备管线接入，而无需再进行额外布线。浴室的电气控制开关及等电位接地箱应置于整体卫浴阃外，整体浴室内所有裸露的金属管线相互连接及接地都已在工厂内预制好，只需通过对外预留的PE线的接线端子与预埋在卫生间内的辅助等电位端子箱相连即可。

整体厨房根据规范定义为“将厨房家具、厨房设备和设施进行整体布置设计而建成的供使用者进行炊事、餐饮等活动的功能空间”。由于人们生活方式的不同，需要对厨房进行模块化设计，使橱柜通用化和系列化，以此来满足人们对厨房多样化的要求。厨房用电设备较多采用独立回路供电。配合整体厨房机电一体化的设计，需要在厨房间吊顶部位预留电源接线盒，以方便整体厨房设备管线接入。目前电表和水表都已做到在公共走道设备管井内统一安装只有燃气表计安装位置还未作统一的规定，大部分都安装在住宅厨房单元内，因此燃气表的安装位置对厨房的装修及使用影响很大。随着技术的进步，采用远程抄表技术管理替代传统的抄表方式也越来越多。为了配合远程抄表技术则需要在燃气表旁预留网络接口。为了减少弱电管线的预埋，方便集成，设于厨房的燃气表计量可考虑采用无线远传数据技术，预埋的管线与设备接口应相互匹配，并满足燃气表计量及使用功能的要求。

由于我国缺乏整体厨房、整体卫浴各种产品标准化、模块化、配套化及统一的标准及规范，整体卫浴及整体厨房技术还远未普及，造价也偏高，这也限制了整体卫浴及整体厨房技术进一步推广和应用。

4 工业化住宅建筑的防雷与接地设计

装配式住宅的防雷与接地做法应符合国家现行标准GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》的规定。

当建筑结构形式为剪力墙结构装配式建筑时，防雷接地做法基本等同于非装配式建筑，根据防雷等级要求在屋面设置接闪器，直接利用钢筋混凝土中的主筋作为防雷引下线及接地网。当建筑结构形式为装配式框架结构并利用实体柱子主筋作为防雷引下线时，需要把两段实体柱内的等截面钢筋焊接起来，以达到贯通的目的。当建筑物高度大于45m时需要采取防侧击雷的措施。装配式住宅可利用结构圈梁中钢筋与引下线主筋可靠连接作为均压环;对于45m以上外墙上的栏杆、门窗等较大金属物可直接通过预埋件与均压环可靠连接。为了方便外墙上的栏杆、门窗等较大金属物与均压环连接，应每两层就设置均压环并同防雷装置引下线作可靠连接。

5 结语

随着经济的不断发展，人们对生活品质的追求也越来越高，人们可能多次对自己所居住的空间内部重新进行分隔与装修，这就需要对住宅空间进行可变式设计来不断满足住户灵活多变的需求。目前在我国建造的保障性住房装配式建筑项目中，大量的还是沿用电气配管预埋在现浇楼板内及PC构件内的施工做法，配管及接线盒预埋位置相对固定，不利于设备的维护和更换。

采用电气配管与建筑结构体系分离设计是一个比较好的解决方案。但如果只是单纯地采取设备管线与结构主体分离设计而不是通过新的技术措施把设备管线集成到建筑结构体系中的话，还是与装配式建筑强调的标准化、模块化设计理念相违背。而电气管线预制在双层楼板内的集成楼盖(双层楼板)的电气配管技术的出现较好地解决了这一问题，它巧妙地对安装在楼板内的电气管道进行合理拆分和组装，既满足了装配式住宅预制电气配管标准化、模块化的建造要求，同时又能减轻现场施工人员预埋的工作量，为今后同类型装配式建筑项目电气管线的集成设计的实施提供一种新的设计思路。

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