装配式建筑机电管线预留预埋方法

随着国家住宅工业化进程的加快，已有大量的 预制装配式住宅 建成投入使用，本文以住宅传统内装为基础，分析了我国装配式剪力墙住宅预制构件中机电管线预留预埋的设计方法，并提出了对实现内装工业化的机电设计展望。

预制装配式住宅，顾名思义就是用工厂预制的构件在现场装配而成的住宅。而装配式剪力墙住宅，是指结构承重构件主要由钢筋混凝土墙体来承担的装配式住宅。近年来，随着国家住宅工业化进程的加快，已有大量的装配式剪力墙住宅建成投入使用，这种建筑建造速度快、节约人力成本，并很大程度上提高了建筑质量。

装配式剪力墙住宅常用技术主要有：保温装饰一体化混凝土外墙板、预制楼梯、预制阳台板、 叠合楼板 等结构工业化技术以及整体卫浴、整体厨房、架空地板、同层排水等内装工业化技术。其中内装工业化技术的应用很大程度受住宅交付使用形式的制约。

目前，我国住宅仍以传统装修为主，内装工业化技术还未全面普及推广，因此，在预制结构体上的预留预埋则是当下机电设计的关键。下面对这种形式下的装配式剪力墙住宅机电管线预留预埋设计进行分析总结。

毛坯房中电气设备管线及采暖设备管线一般安装到位，给排水管线只预留总管。一部分简装房，则是在毛坯房基础上将卫生间洁具安装到位。在这种形式下，机电系统设计及管线敷设基本沿用了现行的常规做法：地暖、给水管线垫层敷设、排水管线异层敷设、电气管线浇筑于结构体内。

装配式住宅机电的关键技术就是做好预制结构体内管线的预留预埋。 设计人员需在设计阶段精确定位设备管线并与土建构件一起生成BIM 模型提供给预制构件厂，预制人员按照图纸，根据统一的标准对各预制板、墙中的线、盒、箱、套管、洞等进行精确定位的预留预埋。

电线管的预留预埋在机电中占非常大的比重。对于毛坯交房的住宅，电线管基本上是浇筑在结构体内的：预制墙体内的电线管及线盒，是随结构体在工厂内一次性浇筑成型的；当采用叠合楼板时，水平电线管，是敷设在楼板的现浇叠合层内，仍需要在现场湿作业完成。 叠合板现浇层厚度的确定除考虑结构安全外，还要考虑走线的要求，若管线敷设出现交叉的情况，现浇层的厚度至少需要80mm。

进行管线优化布置，减少管线交叉是电气设计的关键，合理的设计可减小结构层厚度，从而降低工程造价。

为方便和规范构件制作，在预制件中预留的箱体、接线盒应遵照预制件的模数，在预制构件上准确和标准化定位。在预制墙体上设置的插座、开关、弱电设备、消防设备等需要在设计阶段提前预留接线盒，这里采用标准的86型接线盒为宜。另外，叠合楼板内的照明灯具、 消防探测器 等设备需要预留深型接线盒，以便与叠合楼板现浇层内的管线相连接（详见图1），接线盒的具体位置应先由电气专业做初步定位，再由结构专业做精确定位。

图1 叠合楼板内接线盒预留做法

2

点位综合

电气专业系统众多，每个系统都有单独的一套图纸，为确保预制件中的设备点位齐全，避免在施工现场进行剔凿、切割时伤及预制构件，应将各系统所需的预留孔洞、预埋件综合在一张图纸上，方便查漏补缺的同时也便于检查各个系统间的设备点位是否存在冲突、管线路径是否重合，在设计阶段能够及时发现问题并将其解决。

3

管线预留

设备管线应进行综合设计，减少平面交叉，由于装配式建筑的特殊形式，其内部的管道综合尤为重要。当水平管线必须暗敷时，应敷设于叠合楼板的现浇层内，采用包含BIM技术在内的多种手段开展三维管线综合设计，避免在同一地点出现多根电气管线交叉敷设的现象。

混凝土结构装配式建筑中，电气竖向管线宜集中敷设，满足维修更换的需要；钢结构装配式建筑中无须穿钢梁的竖向管线宜集中敷设，必须穿钢梁的竖向管线宜分散敷设以确保结构的安全性。

此外，钢结构装配式建筑应尽量避免竖向管线穿越钢梁及在有梁处布置需要由顶板敷设至墙面的管线。公共区域应尽量选用灯头自带声光控开关的灯具，声光警报器、应急广播尽量选用吸顶安装的方式，另外可通过电井内明敷的方式减少穿钢梁的暗埋管线。

4

管线衔接

管线间的衔接十分关键，主要分为预制构件之间的管线及预制构件与现浇层中管线之间的衔接，若连接不好，轻则影响建筑的美观，重则会破坏结构的墙体以及梁板。

预制墙内的管线与现浇层内管线连接一般有向上接及向下接两种方式。依据管线最短原则，距地面近的插座等可采用向下与现浇层内管线连接；距楼面近的开关等可采用向上与现浇层内管线连接的方法。需要特别注意的是，预制墙内预埋线路与现浇相应线路连接时，墙面预埋盒上（下）应预留接线空间，一般为150mm( 宽)x150mm( 高)x80mm(深)， 连接后用混凝土浇筑。

对于插座、户内配电（线）箱等，由于管线是由设备向下敷设至本层楼板内的现浇层，与现浇层内的水平管线连接以确保管线之间能够顺利连接，所以通常在预制墙体下方的连接处留有管线连接孔洞，详见图2。

图2 管线连接预留孔洞

对于户内的照明开关、公共区域的手动报警按钮和消火栓按钮、安全出口指示灯具等设备管线需要与上一层叠合板现浇层内的水平管线连接，通常在预制墙体上方的连接处留有管线连接孔洞。

由于向上敷设管线可能需要穿结构梁，因此预制混凝土结构梁应提前在 叠合梁 中预留管线；钢结构梁需提前预留孔洞（预留位置不应影响结构安全），以便于预制墙体中的竖向管线连接，详见图3。

图3 管线穿梁处连接详图

装配式住宅的防雷等级划分原则、防雷措施以及接地做法等与非装配式住宅相同，且均是优先利用钢筋混凝土中的钢筋作为防雷装置，区别主要在于防雷接地的具体做法。住宅的防雷设计首先要确定防雷等级，然后采取相应的防雷措施，防雷措施又分为外部防雷措施（直击雷、侧击雷）、内部防雷措施（防闪电感应、防反击以及防闪电电涌侵入和防生命危险）以及防雷击电磁脉冲。

在防直击雷措施方面，装配式住宅与普通住宅相同，均是在屋顶设置接闪器，利用柱内或剪力墙内钢筋作为防雷引下线，借用建筑物基础内的钢筋作为接地极，其中接闪器以及接地极的做法相同，主要的差异在于防雷引下线的做法：对于钢结构形式的装配式住宅，可以利用钢结构中的钢柱作为防雷引下线；对于混凝土结构的装配式住宅，可以采用预制混凝土结构柱或剪力墙内满足防雷要求的钢筋作为防雷引下线，并确保接闪器、引下线及接地极之间通长、可靠的连接 。

装配整体式框架结构中，框架柱的纵筋连接宜采用套筒灌浆连接；装配式整体剪力墙结构中，预制剪力墙竖向钢筋的连接可根据不同部位，分别采用套筒灌浆连接、浆锚搭接连接。套筒灌浆连接与浆锚搭接连接做法大同小异，即一侧柱体端部为钢套筒，另一侧柱体端部为钢筋，钢筋插入套筒后注浆，钢筋与套筒之间隔着混凝土砂浆。由于钢筋之间不连续，不能满足电气贯通的要求，因此，若采用实体柱内的钢筋作为防雷引下线，同时连接处采用套筒灌浆连接或浆锚搭接连接，则连接处需采用同等截面积的钢筋进行跨接，以达到电气贯通的目的，具体做法详见图5。

图4 防雷跨接

在防侧击雷措施方面，装配式住宅防侧击雷的设计难点在于均压环和外墙上的栏杆、门窗以及太阳能热水器、太阳能面板等较大金属物防雷接地的做法：普通住宅一般采用结构圈梁内满足防雷要求的主筋可靠连接作为均压环；混凝土结构装配式住宅的结构梁一般采用叠合梁，可以利用叠合梁（圈梁）现浇层中满足防雷要求的主筋可靠连接作为均压环；钢结构装配式住宅的圈梁为钢结构且施工时均可靠连接，可以直接利用每层的钢结构圈梁作为均压环。