装配式建筑电气设计浅析

一、装配式建电气设计的一般要求

装配式混凝土建筑的电气设计要采用标准化、系列化的设计方法，做到设备布置与安装、管线敷设的标准化和系列化，电气管线间的连接应更加可靠和便捷。装配式混凝土建筑的电气设计应根据建筑的装修布置、结构预制构件的布置和型式等因素，合理选择电气设备和管线的布置方式，做到电气系统安全可靠、节能环保、设备布置整体美观。

由于装配式住宅的预制构件无法像普通建筑那样可以在施工现场凿洞、开槽，因此装配式住宅的电气设计应秉持安全可靠、节能环保、维修管理方便、设备布置整体美观的原则，采用标准化、系列化的设计方法，尽量做到设备布置、设备安装、管线敷设及连接的标准化和系列化。下面分别从财务成本、以及与传统建筑电气设计的区别等角度论述装配式电气设计。

图2 设计是装配式建筑的核心与关键

二、装配式建筑电气设计需关注的成本与财务问题

装配式建筑降低成本设计相当重要，尽可能避免或减少电气机房、管井等管线较多场所的内墙和楼板采用预制构件，这样可节省成本并减少后期因专业不交圈导致的拆改风险和成本增加，如图3。墙板预埋件中水电预埋件和结构预埋件的的成本占比分别为15%和85%，内墙的水电预埋件比外墙高22元/m³。

图3 预制构件需提前留好电气管线接口

从电气设备的安装角度，装配式住宅户内配电箱、家居智能箱的设置原则与普通住宅的设置原则基本相同，在满足功能以及规范要求的前提下，尽量满足美观性和实用性的需求。每套住宅的家居配电箱一般暗装在套内玄关、门厅或餐厅等便于操作及进线处。由于户内配电箱进出管线较多、尺寸较大，在每个楼层的位置又相同，为确保结构的安全性，并减少设计施工难度，应尽量将配电箱设于非承重、非预制的墙体上，避免因局部的结构加强导致成本增加。如果建筑的预制率较高，必须将其设于预制墙体上，则应在设计时确定好配电箱的尺寸，以防预留的洞口不合适，导致后期处理增加工时与费用。

图4  电气管线的安装

户内配电箱的入户线缆外径较粗，规范要求至少采用3×10平方的导线，穿线管外径一般为32mm左右。有些地区因当地供电部门要求集中管理，需将电表箱集中设置于地下一层。因此对高层住宅而言由于受电压降的影响，部分楼层入户线缆需选用3×16平方的导线，穿线管外径尺寸会更大。户内分支线中插座回路的管线较多，穿线管管径一般为20mm，加上楼板内钢筋网(横向及纵向)的直径(一般采用φ8mm的钢筋)与15mm厚的混凝土保护层，叠合楼板现浇层的厚度将会达到83mm。因此如果管线发生交叉，叠合楼板的现浇层厚度需达到85mm才可满足要求，这会导致增加施工成本并减少室内净高。因此在选取户内配电箱的位置时，应尽量避免入户管线与户内分支线管相交叉。电气与设备管线也应进行综合设计，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，而增加现浇层厚度导致成本浪费。

图5 户内电箱安装示意

三、装配式建筑电气设计需关注的用户使用问题

对于装配式建筑为方便用户使用，电气平面点位必须提前定位，尤其是涉及到结构装配式板的区域，此区域无论强电还是弱电点位必须精确，一旦预制模板厂房加工后，强弱电点位更改会十分困难，所以在设计前期必须与业主充分沟通，明确使用需求，避免后期返工。设计过程中不仅要像传统设计时主要考虑剪力墙的位置，更需考虑现浇板与装配式板位置关系，明确装配式构件墙的位置。在进行电气设计方案时，应该就装配式建筑中的具体情况进行合理的调整与改进。如业主要求把插座距墙位置由500 mm调整为700 mm，初看似乎可以满足使用要求，但一旦明确现浇剪力墙与装配式混凝土墙板位置（如图6所示），就会发现插座盒的位置在现浇剪力墙与装配式混凝土墙板之间，根本无法预留及安装。最终，插座距墙位置仍调整回距墙边500 mm，以满足现场安装施工要求，因此要求装配式建筑设计要参照业主要求并结合装配式建筑的实际情况进行综合考虑。

图6 电气点位不应预留在现浇部分与装配式构件交界的部分

由于楼板预制构件分为全预制和叠合楼板两种做法。采用全预制楼板时，电气的接线盒和管线应全部预埋在结构预制构件内。采用叠合楼板时，电气的接线盒应预埋在结构预制构件内，电气管线则通常敷设在叠合楼板的现浇层内，这样电气接线盒和管线的连接就只能在叠合楼板的现浇层内实现，故要求在叠合楼板预制构件中预埋的电气接线盒采用高度达100mm的深型接线盒(如图7)。对于装配式住宅，设计过程中不仅要像传统设计时主要考虑剪力墙的位置，更需考虑现浇剪力墙与装配式混凝土墙板位置关系，明确预制混凝土墙板的位置。同时在设计过程中还应注重合理得规划，尽量保持住宅建筑本身的风格和功能化要求，满足住户对建筑个性化和舒适化的需求。

图7 装配式建筑楼板构件的电气接线盒实物与剖面图

四、装配式建筑电气设计与传统建筑电气设计的区别

在电气设计的施工图设计阶段，电气专业应要求建筑专业确定室内布置，并依此进行灯具、插座及开关面板等点位布置图的设计。设计中应对敷设管道进行准确定型定位，其中关键是必须与预制构件设计相协调。

在预制构件深化图设计阶段，装配式建筑电气设计与普通建筑电气设计最大的不同即在于此阶段，电气专业要配合结构预制构件深化设计单位编制预制构件的加工图纸，需要准确定位和反映构件中电气设备，满足预制构件工厂化生产及机械化安装的需要。电气专业提资的内容包括预制构件上需预留和预埋的孔洞、槽及接线盒、导管等。电气设计人员并应在完成的预制构件深化图中复核上述电气预留和预埋要求，避免在施工现场进行剔凿、切割，伤及预制构件，影响质量及观感。而普通建筑的电气设计则没有此类工序。

由于在楼板中敷设的管线交叉比较多，而墙体敷设则很少出现交叉问题。在预制装配式建筑中，叠合楼板多为半预制半现浇构件，如在预制构件中预埋电气管线，则在工厂加工预制、现场施工时再进行预制板内管线的连接，节约了现场敷设管线的周期，但由于对管线的位置精度要求很高，很难根据现场情况进行调整，灵活性较差。

常规电气设计时，楼梯二内挂壁式广播、声光报警器及手动报警按钮往往与楼梯一设置为镜像关系。但在装配式住宅中，如果此区域采用镜像的话，对于装配式板来说就增加了一种装配式构件模板，增加了营造成本。所以对应楼梯二的挂壁式广播、声光报警器及手动报警按钮应采用如图8所示的安装方式，以减少模板种类，降低成本。类似的问题也会出现在不同房型间、不同房型中的相同尺寸厨房或卧室，应尽量保持电气设备设置的一致性，减少装配式构件模板的种类数量。

图8 互为镜像的部分的点位应尽量一致

五、结语

目前，我国的预制装配式建筑已呈现迅速发展态势，相关的设计、施工、验收规范体系还不是非常成熟和完善，政策要求也是处于逐渐加码的阶段。因此需要各参与方在工程实践中进行积极探索及密切配合。在熟悉装配式建筑的构造、加工、施工等基本特性基础上，针对每个工程项目土建预制装配化程度的具体情况及室内装修的细节，通过整体把控和精细化设计，制定科学合理、经济高效的设备管线敷设方案和排布路由，提供重要节点的大样做法，并及时配合结构专业做好预制构件预留预埋，是顺利完成装配式建筑电气设计的关键。

（责任编辑：奚雅青）

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