裝配式住宅建筑的電氣設(shè)計(jì)探討

麻艷虎

天津融錦欣盛房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司 天津 300384

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，傳統(tǒng)粗放式生產(chǎn)的較低品質(zhì)建筑必將被精細(xì)化、工業(yè)化生產(chǎn)方式提供的高品質(zhì)建筑所替代。但我國(guó)對(duì)此研究時(shí)間較短，裝配式建筑的各項(xiàng)技術(shù)還處于起步階段，而電氣設(shè)計(jì)作為建筑中的重要組成部分，在裝配式住宅建筑中，電氣配套技術(shù)、提高裝配式建筑的電氣施工效率及品質(zhì)等問(wèn)題亟待解決。裝配式建筑模體系預(yù)制部件工廠化生產(chǎn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的安全性、保溫性、標(biāo)準(zhǔn)化有重要意義，同時(shí)能使現(xiàn)場(chǎng)吊裝模塊化，提高施工效率，降低施工噪聲、有效減少環(huán)境和固體廢棄物污染，整體符合低碳、綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的理念。

1 裝配式住宅設(shè)計(jì)概述

1.1 裝配式住宅的分類

是指在施工現(xiàn)場(chǎng)使用預(yù)制構(gòu)件組裝而成的建筑，根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的形式和施工方法，可分為板式建筑、砌塊建筑、骨架板式建筑和立管建筑等幾種不同類型。根據(jù)定制化程度，可分為全部預(yù)定制化和半定制化半現(xiàn)場(chǎng)澆筑等類型[1]。

1.2 裝配式住宅的優(yōu)點(diǎn)

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)化住宅構(gòu)件

在工廠預(yù)制后直接運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝?？梢园凑疹A(yù)先設(shè)定的尺寸和樣式生產(chǎn)各種部件，并且可以直接在部件中設(shè)置門、窗和管道。不僅如此，隨著技術(shù)水平的提高，建筑構(gòu)件開(kāi)始向標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，這使得建設(shè)項(xiàng)目的施工更加簡(jiǎn)單，也可以促進(jìn)建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益的提高[2]。

1.2.2 工期短

裝配式建筑施工打破了傳統(tǒng)施工中的分步施工流程和模式，所有構(gòu)件可以同時(shí)生產(chǎn)，模型構(gòu)件和基礎(chǔ)澆筑也可以同步進(jìn)行。這可以顯著提高施工效率，縮短施工周期[3]。

1.3 裝配式住宅設(shè)計(jì)原則

裝配式住宅設(shè)計(jì)需要堅(jiān)持節(jié)能環(huán)保、構(gòu)件安全、整體美觀、維護(hù)方便等幾個(gè)基本原則。

2 裝配式住宅電氣總體設(shè)計(jì)流程

相關(guān)設(shè)計(jì)人員在裝配式住宅電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)堅(jiān)持完整性原則。裝配式住宅電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)以傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)理念為基礎(chǔ)，不斷優(yōu)化整體設(shè)計(jì)流程。在傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先要制定相關(guān)的總體規(guī)劃。然后根據(jù)方案內(nèi)容對(duì)施工圖進(jìn)行有效修改，設(shè)計(jì)方案需要在后續(xù)設(shè)計(jì)工作中不斷深化，需要根據(jù)實(shí)際需要對(duì)原施工圖進(jìn)行有效改進(jìn)。然而，裝配式建筑的電氣設(shè)計(jì)不同于傳統(tǒng)住宅。在裝配式住宅的電氣設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行深入的電氣設(shè)計(jì)。而且在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要加強(qiáng)與其他部門的溝通和溝通，后續(xù)的設(shè)計(jì)工作要經(jīng)過(guò)各方確認(rèn)后才能進(jìn)行。但在裝配式住宅電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了這些前期工作外，還要根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)要求和構(gòu)件廠的要求，對(duì)設(shè)計(jì)圖內(nèi)容進(jìn)行精準(zhǔn)的構(gòu)件設(shè)計(jì)。在裝配式住宅電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于整個(gè)構(gòu)件廠的生產(chǎn)速度比較快，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中要在墻壁或其他位置留出一些孔洞，方便后期開(kāi)槽工作，這就要求相關(guān)設(shè)計(jì)人員要顧全大局，進(jìn)行裝配式住宅電氣設(shè)計(jì)。在施工圖設(shè)計(jì)階段，要準(zhǔn)確界定電氣設(shè)計(jì)的位置，全面調(diào)整機(jī)電管道的碰撞位置。在后續(xù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，可將相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容交由專業(yè)人員審核，不斷提高裝配式住宅電氣設(shè)計(jì)深度，在最終設(shè)計(jì)階段，與廠家確認(rèn)室內(nèi)機(jī)電設(shè)置和孔洞位置，確認(rèn)無(wú)誤后才能完成整個(gè)設(shè)計(jì)工作[4]。

3 裝配式住宅電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

3.1 疊合樓板

裝配式建筑、預(yù)制樓板和現(xiàn)澆鋼筋混凝土疊合樓板的主要使用方式。首先在加工廠生產(chǎn)預(yù)制底板，運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)吊裝固定，然后澆注固定在現(xiàn)場(chǎng)。這樣可以保證建筑具有一定的承壓和抗震能力，縮短施工時(shí)間，需要提前預(yù)留電氣專業(yè)設(shè)備，在施工現(xiàn)場(chǎng)預(yù)留管線，將隱蔽管線鋪設(shè)在疊合板現(xiàn)澆樓板內(nèi)[5]。

3.2 裝配式墻板

可分為內(nèi)墻板和外墻板，根據(jù)材料的不同又可分為土墻板和輕質(zhì)墻板。裝配式墻板需要提前制作，施工現(xiàn)場(chǎng)只負(fù)責(zé)安裝拼接，裝配式墻體中的專業(yè)電氣設(shè)備和管線需要提前設(shè)計(jì)，在墻板制作過(guò)程中要預(yù)留管線和位置，施工現(xiàn)場(chǎng)安裝。

3.3 裝配式住宅電井位置的合理選擇

電氣設(shè)計(jì)院應(yīng)深入負(fù)荷中心內(nèi)院，縮小低壓配電線路半徑，降低電能損耗。節(jié)約了有色金屬的使用，降低了的電壓損耗，提高了供電質(zhì)量。目前裝配式住宅一般為2-3戶。采用電井遙控器，使水平供電半徑較小時(shí)降低電壓損耗，滿足用戶對(duì)供電質(zhì)量的要求。偏遠(yuǎn)井的內(nèi)部設(shè)計(jì)有多種管道和垂直橋梁，而電井管內(nèi)的地板則有預(yù)留的開(kāi)口，大量的管道埋在墻上，所以在選擇電井位置時(shí)要避免預(yù)制板的偏遠(yuǎn)區(qū)域，以防止住宅預(yù)制件中存在大量管道[6]。

3.4 電氣管道和墻體

為確保電氣管道能夠埋入結(jié)構(gòu)墻內(nèi)，首先必須確保電氣管道的最大外徑不超過(guò)板材厚度的1/3。電氣專業(yè)要對(duì)電氣管道的外徑有足夠的了解，要與建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)確認(rèn)疊層的現(xiàn)澆層、找平層的厚度等信息，才能確定電氣管道可以使用的最大直徑。如果有管道穿越，厚度超標(biāo)，要與其他專業(yè)人員協(xié)商是否可以增加板厚。如果不是，則需要對(duì)管道的路線進(jìn)行優(yōu)化。

3.5 電氣管道預(yù)制墻體中的鋼筋和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

在結(jié)構(gòu)體系中起著非常重要的作用。電氣專業(yè)配合結(jié)構(gòu)專業(yè)時(shí)，既不能折斷這些欄桿，也不能要求它們繞行。因此，應(yīng)盡可能減少管道通過(guò)這些鋼筋的穿透。同時(shí)，預(yù)制墻中的鋼筋與預(yù)制墻中的面筋之間的距離是電氣管道與接線盒之間的路線，兩者之間的空間有限，應(yīng)盡量?jī)?yōu)化電氣管道，以減少管道和交叉；對(duì)于一些較大的交叉節(jié)點(diǎn)，應(yīng)與結(jié)構(gòu)確認(rèn)是否可行，以免造成施工困難[7]。

3.6 電氣管道連接

這里電氣管道連接分為兩個(gè)方面：①預(yù)制墻與現(xiàn)澆層之間的管道連接。②預(yù)制墻與預(yù)制墻之間的管道連接。預(yù)制壁中的管道連接到現(xiàn)澆層中的管道。因?yàn)楝F(xiàn)澆層中的管線不是一次性定位的，后期可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，所以可以先定位安裝現(xiàn)澆層中的管線，再通過(guò)調(diào)整現(xiàn)澆層中的管線與其進(jìn)行可靠的連接。由于工廠內(nèi)預(yù)制墻之間的管道均為一次性澆筑，因此要求做到兩點(diǎn)：①準(zhǔn)確定位管道，將誤差降至最低。②設(shè)置適當(dāng)?shù)娜蒎e(cuò)空間，使管道鋪設(shè)具有一定的糾偏能力，方便連接操作。這個(gè)容錯(cuò)空間就是在兩條管道的連接處留出一個(gè)連接槽，這是基于把所有管道放在兩個(gè)地方的原則，通常是200-300mm。管道連接后，就地澆注合攏連接槽，預(yù)制墻中的管道與現(xiàn)澆層中的管道連接時(shí)也可應(yīng)用該方法。

4 裝配式智能建筑BIM技術(shù)應(yīng)用

隨著裝配式建筑施工體系的不斷成熟和信息智能技術(shù)的快速發(fā)展，裝配式建筑與智能建筑相結(jié)合的裝配式智能建筑將是新時(shí)代裝配式建筑發(fā)展的新趨勢(shì)。在設(shè)計(jì)階段，各專業(yè)設(shè)計(jì)人員可以利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)并行協(xié)同設(shè)計(jì)，專業(yè)設(shè)計(jì)信息實(shí)時(shí)交換，自動(dòng)檢查不同專業(yè)之間的碰撞情況，使建筑電氣、智能化設(shè)計(jì)中的綜合管線設(shè)計(jì)更加準(zhǔn)確合理，設(shè)計(jì)模型顯示更加直觀，生成設(shè)計(jì)施工圖，從而提高設(shè)計(jì)精度和設(shè)計(jì)效率。在生產(chǎn)階段，BIM模型包含每個(gè)預(yù)制構(gòu)件的詳細(xì)信息，可以準(zhǔn)確、完整、直觀地將每個(gè)構(gòu)件的參數(shù)信息表達(dá)給構(gòu)件生產(chǎn)工廠。通過(guò)規(guī)范組件生產(chǎn)操作，應(yīng)用3D打印技術(shù)，可以直接提取BIM模型中各組件的參數(shù)，用于預(yù)制件的并行批量打印生產(chǎn)，提高了組件標(biāo)準(zhǔn)化程度，提高了工廠的生產(chǎn)效率。施工階段，BIM模型應(yīng)包含工程實(shí)體的基本信息，結(jié)合組網(wǎng)技術(shù)增減裝配式建筑信息平臺(tái)，每個(gè)構(gòu)件模型都有唯一的識(shí)別碼，代表構(gòu)件從生產(chǎn)到拆除的標(biāo)識(shí)，將標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件科學(xué)合理地運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)有序放置，可視化的BIM三維模型與現(xiàn)場(chǎng)吊裝施工實(shí)際相結(jié)合。大大提高了裝配精度和施工效率。同時(shí)，利用BIM技術(shù)對(duì)不同的施工組織方案進(jìn)行仿真，并根據(jù)仿真結(jié)果選擇最優(yōu)的施工方案。在建筑物的整個(gè)生命周期中，運(yùn)維階段耗時(shí)最長(zhǎng)，成本最高。根據(jù)實(shí)際運(yùn)維管理需求，通過(guò)BIM模型將實(shí)際施工設(shè)備信息參數(shù)化，作為各系統(tǒng)管理程序交互的底層數(shù)據(jù)[8]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)階段裝配式建筑電氣配套技術(shù)還需要不斷改進(jìn)和完善，結(jié)合其他相關(guān)技術(shù)，提高建筑電氣設(shè)計(jì)施工效率，減少施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境污染，降低后期維護(hù)成本。實(shí)現(xiàn)裝配式住宅標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工程生產(chǎn)、裝配式施工、一體化裝修和信息化管理。裝配式建筑轉(zhuǎn)型升級(jí)離不開(kāi)技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新。