裝配式建筑電氣設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)探究

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摘要：裝配式建筑最早由發(fā)達(dá)國(guó)家提出，并已經(jīng)逐漸被很多發(fā)達(dá)國(guó)家普及。我國(guó)裝配式建筑主要是從2015年開(kāi)始進(jìn)行規(guī)劃和應(yīng)用的。裝配式建筑具有節(jié)能環(huán)保、施工效率高、施工便捷等多方面的優(yōu)勢(shì)，一經(jīng)提出就備受建筑行業(yè)青睞。現(xiàn)如今，我國(guó)很多地區(qū)在政府倡導(dǎo)下都開(kāi)始應(yīng)用裝配式建筑，尤其是工廠建設(shè)中，對(duì)裝配式建筑應(yīng)用較為廣泛。在裝配式建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要重點(diǎn)關(guān)注電氣設(shè)計(jì)，提前合理規(guī)劃設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)各個(gè)設(shè)備設(shè)施的位置、線路走向等，對(duì)預(yù)留位置是否和其他施工作業(yè)產(chǎn)生沖突進(jìn)行重點(diǎn)考慮分析，以避免后期施工中發(fā)生一系列的問(wèn)題。為了進(jìn)一步優(yōu)化裝配式建筑電氣設(shè)計(jì)效果，相關(guān)工作者要了解裝配式建筑的特征和優(yōu)勢(shì)，明確電氣設(shè)計(jì)原則，并且加強(qiáng)各個(gè)要點(diǎn)的合理規(guī)劃，全面提升裝配式建筑電氣設(shè)計(jì)方案的可行性和科學(xué)性。基于此，筆者對(duì)裝配式建筑電氣設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析，并預(yù)測(cè)了它未來(lái)的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑；電氣設(shè)計(jì)；關(guān)鍵技術(shù)

1預(yù)制裝配式建筑主要特征及優(yōu)勢(shì)

1.1預(yù)制裝配式建筑特征

預(yù)制裝配式建筑有著較為廣闊的應(yīng)用范圍以及較為獨(dú)特的性能。比如：該結(jié)構(gòu)體系采用的隔墻質(zhì)量好且輕便，在隔離方面作用顯著。在完善建筑功能方面，可以發(fā)揮石膏板、輕鋼龍骨等材料的特點(diǎn)。在外墻施工中，可以設(shè)置保溫層，達(dá)到節(jié)能的效果。并且裝配式建筑有著良好的密封性，在噪聲控制方面效果良好，具有較好的吸聲作用，可以提高用戶居住的舒適度。此外，該結(jié)構(gòu)體系有著突出的抗震性能，所用的材料大多較為簡(jiǎn)單輕便，可以將整體結(jié)構(gòu)自載量有效減少。相比傳統(tǒng)建筑施工方式，裝配式建筑逐漸朝著集中化生產(chǎn)的方向發(fā)展。大多數(shù)構(gòu)件可以在工廠集中生產(chǎn)，這在節(jié)省施工現(xiàn)場(chǎng)工作量、減少施工時(shí)間方面效果顯著。此外，預(yù)制裝配式建筑的實(shí)用性、環(huán)保性較高，可以集中控制處理類似的問(wèn)題，如可以集中噴刷建筑磨具，有效提高建筑外觀的完整性[1-2]。

1.2預(yù)制裝配式建筑優(yōu)勢(shì)

20世紀(jì)60年代就已經(jīng)涌現(xiàn)出了大量裝配式建筑。早期裝配式建筑有著較為呆板的外形，后來(lái)經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)建筑靈活性和多樣性的增加，豐富了裝配式建筑的樣式。裝配式建筑建造過(guò)程中，主要在車間生產(chǎn)加工部分構(gòu)件，然后在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝，相比于傳統(tǒng)的建筑施工方式可以大大減少現(xiàn)澆作業(yè)，并且裝配式建筑還能夠從很大程度上減少原材料浪費(fèi)問(wèn)題，這和我國(guó)建筑行業(yè)綠色節(jié)能發(fā)展目標(biāo)十分契合。預(yù)制裝配式建筑能夠改進(jìn)建筑施工要求，實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化施工，縮短施工時(shí)間，還可以為建筑提供預(yù)制的鋼板等材料，其中很多材料可以回收再利用[3-4]。此外，在裝配式建筑施工過(guò)程中能夠有效減少施工噪聲污染，并減少人為誤差和錯(cuò)誤，達(dá)到建筑工程精確度提升的效果。

2裝配式建筑電氣設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)原則

在設(shè)計(jì)裝配式建筑電氣系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)師需要深刻地認(rèn)識(shí)裝配式建筑的特點(diǎn)和加工方式，深入調(diào)查各個(gè)施工環(huán)節(jié)，做好電氣設(shè)計(jì)、設(shè)備安裝、管線敷設(shè)等細(xì)節(jié)的科學(xué)合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)，保證后續(xù)能夠順利地完成施工作業(yè)。同時(shí)，還要詳細(xì)分析電氣設(shè)計(jì)的各個(gè)分項(xiàng)分部，對(duì)細(xì)節(jié)內(nèi)容反復(fù)考慮，保證能夠和最終的要求相吻合。在安裝設(shè)備、敷設(shè)管線過(guò)程中需要充分尊重實(shí)際，比如在敷設(shè)底盒和管線時(shí)要注意盡量在吊頂或者裝飾墻中進(jìn)行安裝，使混凝土中預(yù)埋管線盡量減少，充分保障預(yù)制板管線預(yù)埋工作順利開(kāi)展。

2.2模塊化設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)師在規(guī)劃設(shè)計(jì)裝配式建筑電氣模塊時(shí)，要充分尊重建筑物本身的特點(diǎn)，比如在模塊化分解戶型時(shí)，要注意以部品為核心合理分解各個(gè)模塊，按照成套型模塊、單位空間模塊、部品模塊等方式進(jìn)行合理的劃分。設(shè)計(jì)師還要注意從空間模塊中分離出戶型空間內(nèi)部模塊，形成墻面、夾層等部品模塊，在其中植入強(qiáng)弱電電盒、照明設(shè)備、連接管線等，實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)。

2.3空間化設(shè)計(jì)

在采用模塊化設(shè)計(jì)理念規(guī)劃設(shè)計(jì)裝配式建筑電氣系統(tǒng)時(shí)，要尊重建筑實(shí)際需求和實(shí)際特點(diǎn)，將建筑的內(nèi)部空間劃分為不同的區(qū)域。建筑空間主要包括辦公室、會(huì)議室、洗漱間等多種功能區(qū)域。以人為本是規(guī)劃設(shè)計(jì)建筑空間和內(nèi)部電氣系統(tǒng)的基本原則，要將建筑服務(wù)于人的功能充分發(fā)揮出來(lái)。因此，在規(guī)劃設(shè)計(jì)電氣設(shè)備系統(tǒng)時(shí)，要按照空間分布模數(shù)來(lái)做好設(shè)計(jì)內(nèi)容的合理確定。比如在規(guī)劃設(shè)計(jì)建筑照明設(shè)備設(shè)施時(shí)，通常按照9 kW以內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)辦公空間照明，按照6 kW/m2的標(biāo)準(zhǔn)限定90 m2以下的戶型照明。在建筑空間內(nèi)部，不同的電氣設(shè)備之間彼此會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響，同時(shí)，各個(gè)設(shè)備還要共同協(xié)作完成電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，在設(shè)計(jì)中要注意對(duì)不同電氣設(shè)備適配性進(jìn)行充分考慮，尤其是同一空間的設(shè)備。在同一空間的建筑中，各個(gè)電氣設(shè)備需要共同協(xié)作保證室內(nèi)環(huán)境條件處于舒適宜居的水平，不同的電氣設(shè)備服務(wù)對(duì)象都是相同的，所以各個(gè)設(shè)備最終的服務(wù)目標(biāo)相同。比如在同一空間中室外采光效果會(huì)受到窗簾開(kāi)合的影響，同時(shí)窗簾的使用也會(huì)對(duì)照明設(shè)備的使用頻率、太陽(yáng)輻射量、空調(diào)的能耗量產(chǎn)生較大的影響。因此，要明確空間中電氣設(shè)備的關(guān)系，提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和科學(xué)性。

3裝配式建筑電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

在裝配式建筑電氣設(shè)計(jì)中，要堅(jiān)持以標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)為指導(dǎo)，加強(qiáng)智能化裝配式建筑的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，將裝配式建筑的共性基本單元明確，將標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)程度提高。建筑統(tǒng)一空間內(nèi)的空調(diào)、照明、門禁、電源插座、廣播等機(jī)電設(shè)備配置是否合理，直接決定了其服務(wù)水平。采用模塊和模塊組合的方式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)能夠?qū)?biāo)準(zhǔn)化少規(guī)格、多組合的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)。在裝配式建筑電氣設(shè)計(jì)中，要對(duì)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)給予足夠的重視，盡量減少構(gòu)件種類，從而提升現(xiàn)場(chǎng)安裝效率和工廠化生產(chǎn)效率。

3.2電氣管線設(shè)計(jì)

裝配式建筑電氣設(shè)計(jì)的核心為管線設(shè)計(jì)。當(dāng)前，很多裝配式建筑電氣設(shè)計(jì)中主要采取現(xiàn)場(chǎng)澆筑層內(nèi)和工廠預(yù)制構(gòu)件中兩種預(yù)埋管線的方式。隨著裝配式結(jié)構(gòu)體系的不斷改進(jìn)創(chuàng)新，可以實(shí)現(xiàn)在工廠內(nèi)一次性澆筑預(yù)制墻體內(nèi)電管和線盒的效果。在疊合樓板應(yīng)用過(guò)程中可以將水平管線敷設(shè)于樓板現(xiàn)澆疊合層中，不過(guò)需要現(xiàn)場(chǎng)制作完成。同構(gòu)件的管線過(guò)渡和互聯(lián)方式是不通過(guò)預(yù)埋管線管理的重點(diǎn)，在優(yōu)化布置管線過(guò)程中，要盡量減少交叉環(huán)節(jié)，提高電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的安全性，同時(shí)達(dá)到節(jié)約施工成本的效果。

3.3室內(nèi)配電箱定位

配電箱作為裝配式建筑室內(nèi)強(qiáng)電箱，需要符合電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。通常情況下，配電箱安裝于套內(nèi)走廊、起居室、門廳等位置，要保證箱底高度超過(guò)1.6 m。室內(nèi)配電箱要盡量和負(fù)荷中心接近，保證科學(xué)合理地安裝配電箱，減小電能傳輸距離，降低電能損耗，將配電箱的功能和作用全面發(fā)揮出來(lái)。配電箱有著較多的進(jìn)出管線，安全隱患較多，為了盡可能地提高其使用安全性和穩(wěn)定性，需要避免在預(yù)制樓板區(qū)域內(nèi)安裝配電箱，避免在預(yù)制樓板內(nèi)預(yù)埋管線，要盡量簡(jiǎn)化構(gòu)件，將工廠加工和施工現(xiàn)場(chǎng)安裝的難度盡量降低。

3.4電井選址

在規(guī)劃設(shè)計(jì)裝配式建筑電氣系統(tǒng)過(guò)程中，要加強(qiáng)關(guān)注電井這一重要內(nèi)容。設(shè)計(jì)師要加強(qiáng)優(yōu)化電井選址等方面的內(nèi)容，注意所選位置的安全性，盡量采取有效措施，避免發(fā)生電井損壞問(wèn)題。通常預(yù)制裝配式建筑的構(gòu)件是集中在工廠生產(chǎn)然后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝，在實(shí)際操作中要盡量減少開(kāi)鑿等施工作業(yè)，以免施工不當(dāng)降低構(gòu)件的安全性和穩(wěn)定性，增加裝配式建筑整體的安全風(fēng)險(xiǎn)，要盡量保證建筑物整體穩(wěn)定性。

3.5點(diǎn)位預(yù)留

為了盡量提高構(gòu)件制作的便捷性和規(guī)范性，通常需要在預(yù)制件中完成箱體、接線盒的預(yù)留，根據(jù)預(yù)制件模數(shù)準(zhǔn)確定位預(yù)制構(gòu)件。在預(yù)制墻體上通常需要做好開(kāi)關(guān)插座、弱電設(shè)備、消防設(shè)備的預(yù)留工作，設(shè)計(jì)人員要做好預(yù)留接線盒位置的合理設(shè)置，通常接線盒選用86標(biāo)準(zhǔn)。此外，還要預(yù)留好疊合樓板中消防探測(cè)器、照明燈具等設(shè)備，為疊合板樓板現(xiàn)澆層內(nèi)管線連接奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。要由專業(yè)測(cè)量人員準(zhǔn)確地定位接線盒位置，然后由專業(yè)電氣安裝人員完成安裝作業(yè)。

3.6電氣系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)

在進(jìn)行裝配式建筑電氣系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)中需要注意，引下線可以使用預(yù)制鋼筋結(jié)構(gòu)，通過(guò)連接引下鋼筋，避免雷擊威脅裝配式建筑電氣系統(tǒng)。通?？梢岳娩摻钗菝娼娱W、預(yù)制柱鋼筋形成一個(gè)系統(tǒng)的防雷接地裝置。裝配式建筑一旦遭受雷擊，這一鋼筋結(jié)構(gòu)體系能夠?qū)㈦娏Ψ至鞯降孛?，使雷擊?duì)建筑物產(chǎn)生的傷害盡量降低。另外，在高層預(yù)制裝配式建筑中可以連接疊合梁的現(xiàn)澆層柱鋼筋，形成均壓環(huán)，達(dá)到優(yōu)化防雷效果、保護(hù)裝配式建筑的目的。

3.7室內(nèi)、電纜溝接地布置

工作人員要根據(jù)配電裝置分布情況做好室內(nèi)接地布置，將不同裝置和接地線的連接線路準(zhǔn)確地確定好，避免發(fā)生串聯(lián)接地等不良問(wèn)題。通常在布置室內(nèi)接地裝置時(shí)，要對(duì)屋內(nèi)分布的各種用電配電裝置和地角型鋼等進(jìn)行充分考慮，加強(qiáng)檢查接地線的接入口和臨時(shí)檢修處，為了保證后續(xù)施工作業(yè)的便捷，還要用接地標(biāo)志進(jìn)行明確的標(biāo)記。工作人員要嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)布置連接電氣設(shè)備的接地線，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)施工質(zhì)量的驗(yàn)收。施工人員在布置電纜溝的接地時(shí)，要以戶外電纜溝的布局情況為基礎(chǔ)，做好接地線的合理敷設(shè)。通常情況下，采用焊接的方式完成電纜支架的連接，施工期間要采用多點(diǎn)連接方式連接支架和主接地網(wǎng)。在驗(yàn)收階段，技術(shù)人員要注意嚴(yán)格檢查3方面的內(nèi)容：1）采用活動(dòng)接頭連接戶外電纜溝的支架接地引線；2）嚴(yán)格按照規(guī)范焊接接頭接觸面；3）盡量保證構(gòu)支架接地引下線處于一致方向。

4模塊化機(jī)電設(shè)計(jì)

所謂模塊化設(shè)計(jì)，主要是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)一體化、工廠生產(chǎn)一體化，將機(jī)電設(shè)計(jì)的智能技術(shù)、信息技術(shù)進(jìn)行充分利用，借助BIM等現(xiàn)代信息技術(shù)深化設(shè)計(jì)機(jī)電工程圖紙，對(duì)設(shè)備各個(gè)專業(yè)的施工工藝和施工工序進(jìn)行充分考慮，合理分段設(shè)備和管線，完成模塊化機(jī)電部品的工廠預(yù)制生產(chǎn)，最后集中運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)完成組裝。和傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)制作、焊接、安裝等施工工藝相比，模塊化機(jī)電設(shè)計(jì)減少了施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，節(jié)省了施工現(xiàn)場(chǎng)所用時(shí)間，無(wú)需明火操作，將安裝過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)大大降低，有助于安裝效率的提升，在保證安裝精度的同時(shí)可以大幅度節(jié)省人工、材料成本。不過(guò)，模塊化機(jī)電設(shè)計(jì)方式需要在前期投入大量的資金，準(zhǔn)備工作多且煩瑣，對(duì)各方人員的模塊化設(shè)計(jì)施工技術(shù)水平有著嚴(yán)格的要求。當(dāng)前，裝配式設(shè)備機(jī)房、模塊化機(jī)電管線等是模塊化機(jī)電設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。模塊化機(jī)電管線等例如墻面設(shè)備管線，是模塊化機(jī)電設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，如圖1所示。模塊化機(jī)電設(shè)計(jì)的基本流程：1）收集機(jī)電工程管線產(chǎn)品資料；2）利用BIM技術(shù)深化設(shè)計(jì)；3）分組、分段開(kāi)展模塊化設(shè)計(jì)和預(yù)制工作；4）工廠按照詳細(xì)圖紙進(jìn)行加工；5）運(yùn)輸?shù)跹b；6）現(xiàn)場(chǎng)拼裝，并且進(jìn)行調(diào)試和驗(yàn)收。在裝配式建筑電氣設(shè)計(jì)中，可以加強(qiáng)BIM等信息技術(shù)的應(yīng)用，編碼各個(gè)構(gòu)件，將構(gòu)件的編號(hào)、名稱、規(guī)格等詳細(xì)信息錄入編碼當(dāng)中，保證現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)工作人員能夠明確構(gòu)件具體信息，有序開(kāi)展施工作業(yè)。

5裝配式建筑電氣設(shè)計(jì)的未來(lái)發(fā)展

隨著現(xiàn)代建筑行業(yè)持續(xù)發(fā)展，未來(lái)裝配式建筑將會(huì)進(jìn)一步朝著智能化、節(jié)能環(huán)保方向進(jìn)步。建筑內(nèi)部存在諸多不同結(jié)構(gòu)的機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和空間結(jié)構(gòu)，電氣工程也會(huì)越來(lái)越多地應(yīng)用自動(dòng)化、智能化技術(shù)和設(shè)備。在應(yīng)用智能化技術(shù)中，要充分做好配置工作。為了緊密地聯(lián)系同一空間下的不同設(shè)備，必須要協(xié)調(diào)好各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，將其上傳到中央處理器中，然后做好遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能化控制。在數(shù)據(jù)信息傳輸過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)智能建筑和裝配式建筑難以高效融合的問(wèn)題，無(wú)法保證電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化控制的效果。所以，設(shè)計(jì)師要注意加強(qiáng)智能建筑框架的改善優(yōu)化，深入分析智能化電氣設(shè)計(jì)要求，結(jié)合裝配式建筑特點(diǎn)和要求，全面考慮各項(xiàng)因素，綜合開(kāi)展設(shè)計(jì)工作。設(shè)計(jì)師可以劃分不同的智能化空間，加強(qiáng)不同空間智能化控制技術(shù)的應(yīng)用，控制空間電力設(shè)備。還可以建設(shè)智能化系統(tǒng)，拼接多個(gè)單元，最終形成一個(gè)完整的整體[5]。

6結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)裝配式建筑不斷發(fā)展，電氣工程也要隨之改進(jìn)優(yōu)化。當(dāng)前裝配式建筑電氣設(shè)計(jì)中仍然存在一定的不足，需要相關(guān)工作人員明確裝配式建筑的特點(diǎn)和需求，合理設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)，提高各個(gè)電氣系統(tǒng)和電氣設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性，提升裝配式建筑整體設(shè)計(jì)水平，提高裝配式建筑的功能性、舒適性、安全性，保證其更好地服務(wù)于民眾。

參考文獻(xiàn)：

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作者:白金彪 單位:河北拓樸建筑設(shè)計(jì)有限公司