裝配式建筑電氣設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)探究

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摘要：裝配式建筑最早由發(fā)達國家提出，并已經(jīng)逐漸被很多發(fā)達國家普及。我國裝配式建筑主要是從2015年開始進行規(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，一經(jīng)提出就備受建筑行業(yè)青睞?，F(xiàn)如今，我國很多地區(qū)在政府倡導(dǎo)下都開始應(yīng)用裝配式建筑，尤其是工廠建設(shè)中，對裝配式建筑應(yīng)用較為廣泛。在裝配式建筑設(shè)計過程中，需要重點關(guān)注電氣設(shè)計，提前合理規(guī)劃設(shè)計電氣系統(tǒng)各個設(shè)備設(shè)施的位置、線路走向等，對預(yù)留位置是否和其他施工作業(yè)產(chǎn)生沖突進行重點考慮分析，以避免后期施工中發(fā)生一系列的問題。為了進一步優(yōu)化裝配式建筑電氣設(shè)計效果，相關(guān)工作者要了解裝配式建筑的特征和優(yōu)勢，明確電氣設(shè)計原則，并且加強各個要點的合理規(guī)劃，全面提升裝配式建筑電氣設(shè)計方案的可行性和科學(xué)性。基于此，筆者對裝配式建筑電氣設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)進行了分析，并預(yù)測了它未來的發(fā)展方向。

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

1預(yù)制裝配式建筑主要特征及優(yōu)勢

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。在外墻施工中，可以設(shè)置保溫層，達到節(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)場工作量、減少施工時間方面效果顯著。此外，預(yù)制裝配式建筑的實用性、環(huán)保性較高，可以集中控制處理類似的問題，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

20世紀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，后來經(jīng)過不斷改進設(shè)計，實現(xiàn)建筑靈活性和多樣性的增加，豐富了裝配式建筑的樣式。裝配式建筑建造過程中，主要在車間生產(chǎn)加工部分構(gòu)件，然后在現(xiàn)場進行組裝，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問題，這和我國建筑行業(yè)綠色節(jié)能發(fā)展目標十分契合。預(yù)制裝配式建筑能夠改進建筑施工要求，實施標準化施工，縮短施工時間，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程中能夠有效減少施工噪聲污染，并減少人為誤差和錯誤，達到建筑工程精確度提升的效果。

2裝配式建筑電氣設(shè)計

2.1設(shè)計原則

在設(shè)計裝配式建筑電氣系統(tǒng)時，設(shè)計師需要深刻地認識裝配式建筑的特點和加工方式，深入調(diào)查各個施工環(huán)節(jié)，做好電氣設(shè)計、設(shè)備安裝、管線敷設(shè)等細節(jié)的科學(xué)合理的規(guī)劃設(shè)計，保證后續(xù)能夠順利地完成施工作業(yè)。同時，還要詳細分析電氣設(shè)計的各個分項分部，對細節(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)管線過程中需要充分尊重實際，比如在敷設(shè)底盒和管線時要注意盡量在吊頂或者裝飾墻中進行安裝，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)埋工作順利開展。

2.2模塊化設(shè)計

設(shè)計師在規(guī)劃設(shè)計裝配式建筑電氣模塊時，要充分尊重建筑物本身的特點，比如在模塊化分解戶型時，要注意以部品為核心合理分解各個模塊，按照成套型模塊、單位空間模塊、部品模塊等方式進行合理的劃分。設(shè)計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，在其中植入強弱電電盒、照明設(shè)備、連接管線等，實現(xiàn)模塊化設(shè)計。

2.3空間化設(shè)計

在采用模塊化設(shè)計理念規(guī)劃設(shè)計裝配式建筑電氣系統(tǒng)時，要尊重建筑實際需求和實際特點，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、會議室、洗漱間等多種功能區(qū)域。以人為本是規(guī)劃設(shè)計建筑空間和內(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。因此，在規(guī)劃設(shè)計電氣設(shè)備系統(tǒng)時，要按照空間分布模數(shù)來做好設(shè)計內(nèi)容的合理確定。比如在規(guī)劃設(shè)計建筑照明設(shè)備設(shè)施時，通常按照9 kW以內(nèi)的標準設(shè)計辦公空間照明，按照6 kW/m2的標準限定90 m2以下的戶型照明。在建筑空間內(nèi)部，不同的電氣設(shè)備之間彼此會產(chǎn)生不同程度的影響，同時，各個設(shè)備還要共同協(xié)作完成電氣系統(tǒng)的正常運行。因此，在設(shè)計中要注意對不同電氣設(shè)備適配性進行充分考慮，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)對象都是相同的，所以各個設(shè)備最終的服務(wù)目標相同。比如在同一空間中室外采光效果會受到窗簾開合的影響，同時窗簾的使用也會對照明設(shè)備的使用頻率、太陽輻射量、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)備運行的穩(wěn)定性和科學(xué)性。

3裝配式建筑電氣設(shè)計要點

3.1標準化設(shè)計

在裝配式建筑電氣設(shè)計中，要堅持以標準化設(shè)計為指導(dǎo)，加強智能化裝配式建筑的研究、開發(fā)和應(yīng)用，將裝配式建筑的共性基本單元明確，將標準化作業(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行標準化設(shè)計能夠?qū)藴驶僖?guī)格、多組合的設(shè)計優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。在裝配式建筑電氣設(shè)計中，要對構(gòu)件標準化生產(chǎn)給予足夠的重視，盡量減少構(gòu)件種類，從而提升現(xiàn)場安裝效率和工廠化生產(chǎn)效率。

3.2電氣管線設(shè)計

裝配式建筑電氣設(shè)計的核心為管線設(shè)計。當前，很多裝配式建筑電氣設(shè)計中主要采取現(xiàn)場澆筑層內(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)體系的不斷改進創(chuàng)新，可以實現(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)用過程中可以將水平管線敷設(shè)于樓板現(xiàn)澆疊合層中，不過需要現(xiàn)場制作完成。同構(gòu)件的管線過渡和互聯(lián)方式是不通過預(yù)埋管線管理的重點，在優(yōu)化布置管線過程中，要盡量減少交叉環(huán)節(jié)，提高電氣系統(tǒng)設(shè)計的安全性，同時達到節(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)強電箱，需要符合電氣設(shè)計標準規(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1.6 m。室內(nèi)配電箱要盡量和負荷中心接近，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。配電箱有著較多的進出管線，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，要盡量簡化構(gòu)件，將工廠加工和施工現(xiàn)場安裝的難度盡量降低。

3.4電井選址

在規(guī)劃設(shè)計裝配式建筑電氣系統(tǒng)過程中，要加強關(guān)注電井這一重要內(nèi)容。設(shè)計師要加強優(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)然后運輸?shù)浆F(xiàn)場進行組裝，在實際操作中要盡量減少開鑿等施工作業(yè)，以免施工不當降低構(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，要盡量保證建筑物整體穩(wěn)定性。

3.5點位預(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)準確定位預(yù)制構(gòu)件。在預(yù)制墻體上通常需要做好開關(guān)插座、弱電設(shè)備、消防設(shè)備的預(yù)留工作，設(shè)計人員要做好預(yù)留接線盒位置的合理設(shè)置，通常接線盒選用86標準。此外，還要預(yù)留好疊合樓板中消防探測器、照明燈具等設(shè)備，為疊合板樓板現(xiàn)澆層內(nèi)管線連接奠定堅實的基礎(chǔ)。要由專業(yè)測量人員準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

在進行裝配式建筑電氣系統(tǒng)防雷設(shè)計中需要注意，引下線可以使用預(yù)制鋼筋結(jié)構(gòu)，通過連接引下鋼筋，避免雷擊威脅裝配式建筑電氣系統(tǒng)。通常可以利用鋼筋屋面接閃、預(yù)制柱鋼筋形成一個系統(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?，使雷擊對建筑物產(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)，達到優(yōu)化防雷效果、保護裝配式建筑的目的。

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確地確定好，避免發(fā)生串聯(lián)接地等不良問題。通常在布置室內(nèi)接地裝置時，要對屋內(nèi)分布的各種用電配電裝置和地角型鋼等進行充分考慮，加強檢查接地線的接入口和臨時檢修處，為了保證后續(xù)施工作業(yè)的便捷，還要用接地標志進行明確的標記。工作人員要嚴格按照施工標準布置連接電氣設(shè)備的接地線，同時加強對施工質(zhì)量的驗收。施工人員在布置電纜溝的接地時，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連接方式連接支架和主接地網(wǎng)。在驗收階段，技術(shù)人員要注意嚴格檢查3方面的內(nèi)容：1）采用活動接頭連接戶外電纜溝的支架接地引線；2）嚴格按照規(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模塊化機電設(shè)計

所謂模塊化設(shè)計，主要是實現(xiàn)設(shè)計一體化、工廠生產(chǎn)一體化，將機電設(shè)計的智能技術(shù)、信息技術(shù)進行充分利用，借助BIM等現(xiàn)代信息技術(shù)深化設(shè)計機電工程圖紙，對設(shè)備各個專業(yè)的施工工藝和施工工序進行充分考慮，合理分段設(shè)備和管線，完成模塊化機電部品的工廠預(yù)制生產(chǎn)，最后集中運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場完成組裝。和傳統(tǒng)的現(xiàn)場制作、焊接、安裝等施工工藝相比，模塊化機電設(shè)計減少了施工現(xiàn)場作業(yè)，節(jié)省了施工現(xiàn)場所用時間，無需明火操作，將安裝過程中的安全風(fēng)險大大降低，有助于安裝效率的提升，在保證安裝精度的同時可以大幅度節(jié)省人工、材料成本。不過，模塊化機電設(shè)計方式需要在前期投入大量的資金，準備工作多且煩瑣，對各方人員的模塊化設(shè)計施工技術(shù)水平有著嚴格的要求。當前，裝配式設(shè)備機房、模塊化機電管線等是模塊化機電設(shè)計的主要內(nèi)容。模塊化機電管線等例如墻面設(shè)備管線，是模塊化機電設(shè)計的主要內(nèi)容，如圖1所示。模塊化機電設(shè)計的基本流程：1）收集機電工程管線產(chǎn)品資料；2）利用BIM技術(shù)深化設(shè)計；3）分組、分段開展模塊化設(shè)計和預(yù)制工作；4）工廠按照詳細圖紙進行加工；5）運輸?shù)跹b；6）現(xiàn)場拼裝，并且進行調(diào)試和驗收。在裝配式建筑電氣設(shè)計中，可以加強BIM等信息技術(shù)的應(yīng)用，編碼各個構(gòu)件，將構(gòu)件的編號、名稱、規(guī)格等詳細信息錄入編碼當中，保證現(xiàn)場作業(yè)時工作人員能夠明確構(gòu)件具體信息，有序開展施工作業(yè)。

5裝配式建筑電氣設(shè)計的未來發(fā)展

隨著現(xiàn)代建筑行業(yè)持續(xù)發(fā)展，未來裝配式建筑將會進一步朝著智能化、節(jié)能環(huán)保方向進步。建筑內(nèi)部存在諸多不同結(jié)構(gòu)的機電設(shè)備系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和空間結(jié)構(gòu)，電氣工程也會越來越多地應(yīng)用自動化、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)好各項數(shù)據(jù)信息，將其上傳到中央處理器中，然后做好遠程監(jiān)控、智能化控制。在數(shù)據(jù)信息傳輸過程中，可能會出現(xiàn)智能建筑和裝配式建筑難以高效融合的問題，無法保證電氣系統(tǒng)實現(xiàn)智能化、自動化控制的效果。所以，設(shè)計師要注意加強智能建筑框架的改善優(yōu)化，深入分析智能化電氣設(shè)計要求，結(jié)合裝配式建筑特點和要求，全面考慮各項因素，綜合開展設(shè)計工作。設(shè)計師可以劃分不同的智能化空間，加強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)，拼接多個單元，最終形成一個完整的整體[5]。

6結(jié)束語

綜上所述，隨著我國裝配式建筑不斷發(fā)展，電氣工程也要隨之改進優(yōu)化。當前裝配式建筑電氣設(shè)計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和需求，合理設(shè)計電氣系統(tǒng)，提高各個電氣系統(tǒng)和電氣設(shè)備運行的穩(wěn)定性、可靠性，提升裝配式建筑整體設(shè)計水平，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：

[1]黃凌潔，劉軼.裝配式住宅建筑電氣設(shè)計的探索與思考[J].智能建筑電氣技術(shù)，14(6)：4.

[2]王圣杰.裝配式建筑電氣設(shè)計要點及解決方案[J].江西建材，2020(4)：78-79.

[3]馬云輝.關(guān)于裝配式住宅建筑電氣設(shè)計方案[J].居舍，2020(9)：87.

[4]范玉華，鮑建寧.裝配式建筑電氣設(shè)計要點解析[J].現(xiàn)代建筑電氣，2020，11(2)：1-4.

[5]趙蘊.裝配式建筑電氣設(shè)計現(xiàn)狀及發(fā)展[J].建設(shè)科技，2020(Z1)：32-37.

作者:白金彪 單位:河北拓樸建筑設(shè)計有限公司