裝配式住宅建筑的電氣設計探討

楊辛愉

（茂名市規劃設計研究院 廣東茂名 525000）

0 引言

近年來，國家和地方政府相繼出臺政策鼓勵裝配式建筑發展，裝配式住宅正以前所未有的速度發展。裝配式建筑作為一種不同于傳統建筑的綠色環保技術，具有工業化生產、標識生產、無污染、環保等優點。裝配式建筑是由裝配式建筑構件組成的，因此需要準確預留電氣管線和設備。對裝配式住宅建筑的電氣設計進行了探討。

1 裝配式住宅設計概述

1.1 裝配式住宅的分類

是指在施工現場使用預制構件組裝而成的建筑，根據預制構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。根據定制化程度，可分為全部預定制化和半定制化半現場澆筑等類型。

1.2 裝配式住宅的優點

1.2.1 標準化住宅構件

在工廠預制后直接運到施工現場進行組裝。可以按照預先設定的尺寸和樣式生產各種部件，并且可以直接在部件中設置門、窗和管道。不僅如此，隨著技術水平的提高，建筑構件開始向標準化、產業化方向發展，這使得建設項目的施工更加簡單，也可以促進建設項目經濟效益的提高。

1.2.2 工期短

裝配式建筑施工打破了傳統施工中的分步施工流程和模式，所有構件可以同時生產，模型構件和基礎澆筑也可以同步進行。這可以顯著提高施工效率，縮短施工周期。

1.3 裝配式住宅設計原則

裝配式住宅設計需要堅持節能環保、構件安全、整體美觀、維護方便等幾個基本原則。

2 裝配式住宅電氣總體設計流程

相關設計人員在裝配式住宅電氣設計過程中應堅持完整性原則。裝配式住宅電氣設計過程中，應以傳統建筑設計理念為基礎，不斷優化整體設計流程。在傳統建筑設計過程中，首先要制定相關的總體規劃。然后根據方案內容對施工圖進行有效修改，設計方案需要在后續設計工作中不斷深化，需要根據實際需要對原施工圖進行有效改進。然而，裝配式建筑的電氣設計不同于傳統住宅。在裝配式住宅的電氣設計中，需要根據專業知識進行深入的電氣設計。而且在整個設計過程中，需要加強與其他部門的溝通和溝通，后續的設計工作要經過各方確認后才能進行。但在裝配式住宅電氣設計過程中，除了這些前期工作外，還要根據實際設計要求和構件廠的要求，對設計圖內容進行精準的構件設計。在裝配式住宅電氣設計過程中，由于整個構件廠的生產速度比較快，相關設計人員在實際設計工作中要在墻壁或其他位置留出一些孔洞，方便后期開槽工作，這就要求相關設計人員要顧全大局，進行裝配式住宅電氣設計。在施工圖設計階段，要準確界定電氣設計的位置，全面調整機電管道的碰撞位置。在后續設計過程中，可將相關設計內容交由專業人員審核，不斷提高裝配式住宅電氣設計深度，在最終設計階段，與廠家確認室內機電設置和孔洞位置，確認無誤后才能完成整個設計工作。

圖1 裝配式住宅電氣設計

3 裝配式住宅電氣設計要點分析

3.1 疊合樓板

裝配式建筑、預制樓板和現澆鋼筋混凝土疊合樓板的主要使用方式。首先在加工廠生產預制底板，運至施工現場吊裝固定，然后澆注固定在現場。這樣可以保證建筑具有一定的承壓和抗震能力，縮短施工時間，需要提前預留電氣專業設備，在施工現場預留管線，將隱蔽管線鋪設在疊合板現澆樓板內，如圖2所示。

圖2 暗鋪管線

3.2 裝配式墻板

可分為內墻板和外墻板，根據材料的不同又可分為土墻板和輕質墻板。裝配式墻板需要提前制作，施工現場只負責安裝拼接，裝配式墻體中的專業電氣設備和管線需要提前設計，在墻板制作過程中要預留管線和位置，施工現場安裝。

3.3 裝配式住宅電井位置的合理選擇

電氣設計院應深入負荷中心內院，縮小低壓配電線路半徑，降低電能損耗。節約了有色金屬的使用，降低了的電壓損耗，提高了供電質量。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降低電壓損耗，滿足用戶對供電質量的要求。偏遠井的內部設計有多種管道和垂直橋梁，而電井管內的地板則有預留的開口，大量的管道埋在墻上，所以在選擇電井位置時要避免預制板的偏遠區域，以防止住宅預制件中存在大量管道。

3.4 電氣管道和墻體

為確保電氣管道能夠埋入結構墻內，首先必須確保電氣管道的最大外徑不超過板材厚度的1/3。電氣專業要對電氣管道的外徑有足夠的了解，要與建筑結構專業確認疊層的現澆層、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，要與其他專業人員協商是否可以增加板厚。如果不是，則需要對管道的路線進行優化。同時，在實際工程計算中應考慮施工誤差等各種因素。預制組合板的桁架鋼筋高于預制板表面。當電氣管道與桁架鋼筋相交時，應考慮桁架鋼筋的高度（約30mm）。

3.5 電氣管道預制墻體中的鋼筋和結構特點

在結構體系中起著非常重要的作用。電氣專業配合結構專業時，既不能折斷這些欄桿，也不能要求它們繞行。因此，應盡可能減少管道通過這些鋼筋的穿透。同時，預制墻中的鋼筋與預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，應盡量優化電氣管道，以減少管道和交叉；對于一些較大的交叉節點，應與結構確認是否可行，以免造成施工困難。

3.6 電氣管道連接

這里電氣管道連接分為兩個方面：①預制墻與現澆層之間的管道連接。②預制墻與預制墻之間的管道連接。預制壁中的管道連接到現澆層中的管道。因為現澆層中的管線不是一次性定位的，后期可以根據現場情況進行適當調整，所以可以先定位安裝現澆層中的管線，再通過調整現澆層中的管線與其進行可靠的連接。由于工廠內預制墻之間的管道均為一次性澆筑，因此要求做到兩點：①準確定位管道，將誤差降至最低。②設置適當的容錯空間，使管道鋪設具有一定的糾偏能力，方便連接操作。這個容錯空間就是在兩條管道的連接處留出一個連接槽，這是基于把所有管道放在兩個地方的原則，通常是200～300mm。管道連接后，就地澆注合攏連接槽，預制墻中的管道與現澆層中的管道連接時也可應用該方法。

4 裝配式智能建筑BIM技術應用

發展裝配式建筑是建設方式的重大轉變，是推進供給側結構性改革和新型城鎮化發展的重要舉措，強調技術體系的融合協調。隨著裝配式建筑施工體系的不斷成熟和信息智能技術的快速發展，裝配式建筑與智能建筑相結合的裝配式智能建筑將是新時代裝配式建筑發展的新趨勢。

在設計階段，各專業設計人員可以利用BIM技術實現并行協同設計，專業設計信息實時交換，自動檢查不同專業之間的碰撞情況，使建筑電氣、智能化設計中的綜合管線設計更加準確合理，設計模型顯示更加直觀，生成設計施工圖，從而提高設計精度和設計效率。

在生產階段，BIM模型包含每個預制構件的詳細信息，可以準確、完整、直觀地將每個構件的參數信息表達給構件生產工廠。通過規范組件生產操作，應用3D打印技術，可以直接提取BIM模型中各組件的參數，用于預制件的并行批量打印生產，提高了組件標準化程度，提高了工廠的生產效率。

施工階段，BIM模型應包含工程實體的基本信息，結合組網技術增減裝配式建筑信息平臺，每個構件模型都有唯一的識別碼，代表構件從生產到拆除的標識，將標準化構件科學合理地運到現場有序放置，可視化的BIM三維模型與現場吊裝施工實際相結合。大大提高了裝配精度和施工效率。同時，利用BIM技術對不同的施工組織方案進行仿真，并根據仿真結果選擇最優的施工方案。

在建筑物的整個生命周期中，運維階段耗時最長，成本最高。根據實際運維管理需求，通過BIM模型將實際施工設備信息參數化，作為各系統管理程序交互的底層數據。同時，將VR技術與AR技術相結合，可以更清晰、直觀地表達大樓各設施的運行狀態。

在建筑物改建或拆除階段，利用BIM數據庫中的有用信息來判斷某些建筑構件是否可以回收利用，以滿足可持續發展的要求。

5 結束語

現階段裝配式建筑電氣配套技術還需要不斷改進和完善，結合其他相關技術，提高建筑電氣設計施工效率，減少施工現場環境污染，降低后期維護成本。實現裝配式住宅標準化設計、工程生產、裝配式施工、一體化裝修和信息化管理。裝配式建筑轉型升級離不開技術創新和管理創新。在相關政策的支持下，相關標準規范和先進技術不斷發展，裝配式建筑借用其他領域的先進技術。先進制造技術、信息自動化技術和現代管理技術相結合，可以提高生產效率、產品質量和項目管理水平。更高水平提升建筑性能和質量，加快裝配式建筑蓬勃發展。