裝配式住宅建筑電氣設計的探索與思考

黃凌潔, 劉 軼

(中國建筑標準設計研究院有限公司,北京 100048)

0 引言

自《工業化建筑標準》發布以來,裝配式建筑在全國開始大力推行,經過數年發展,取得飛速進展。2020 年初,各省市公布了大力發展裝配式建筑的舉措,作為我國建筑業未來發展的方向。

本文通過對比分析裝配式住宅建筑的電氣管線體系,電氣設備、管線在建筑結構體內敷設,或結合建筑內裝部品體(即SI 住宅裝配式內裝體系)敷設的設計要點、施工難點,提出適合裝配式建筑電氣設計的設計原則和注意事項。

1 裝配式住宅的共用電氣管線體系

1.1 核心筒公共區域的電氣設備、管線設計

為便于強弱電系統主干線的安裝、敷設、維護、檢修,強弱電系統主干線應在公共區域內的強弱電豎井內設置。 由強弱電井至戶內管線數量較多,每戶通常有配電進戶管線、通訊、有線電視、可視對講等至少4 根管線,住宅公用部位的電氣管線總數為4H(H 為戶數)。 當每個豎井所帶戶數超過一定戶數時,公區管線會大量交叉。 公用部位電氣管線設計應遵循以下設計原則。

(1)在方案階段與建筑專業配合優化電氣用房、強弱電豎井的條件,保證電氣用房盡量居中,位置合理;強弱電豎井盡量設置在核心筒周圍,并居中設置。

(2)在方案階段與結構專業溝通,考慮建筑機電管線與結構體系的關系,減少設備機房、管井等管線較多場所的內墻和樓板采用預制構件。

(3)若強弱電豎井所覆蓋戶數過多時,由強弱電井宜引出線槽的形式為各戶進線。 應與建筑和結構專業協同設計,經由建筑與結構專業策劃計算后確定公用部位的管線布置方案。

1.2 樓梯間內電氣設備、管線設計

預制鋼筋混凝土樓梯是建筑最常用的預制構件。 在裝配式住宅建筑中,根據結構的不同布置形式,預制樓梯可以分為帶平臺和不帶平臺兩種類型。 樓梯間內電氣管線通常在剪力墻上豎向貫通,若休息平臺為現澆結構,電氣設備、管線可隨結構施工進行預留預埋;若休息平臺與梯跑預制加工,那么休息平臺處的照明設備就需要考慮豎向管線與水平管線的連接,如圖1 預制樓梯平臺與現澆墻體電氣管線連接節點圖所示,在預制平臺板處預留操作空間和容錯空間。

圖1 預制樓梯平臺與現澆墻體電氣管線連接節點圖

2 裝配式住宅建筑套內電氣設備、管線體系

裝配式鋼結構建筑的電氣設計,應根據建筑的結構形式合理選擇電氣設備和布線方式。 戶內管線有兩種布置方式:一是結合結構體進行設計,即電氣套內管線在建筑結構體內敷設;一種是結合內裝部品進行設計,即使用管線分離的SI 裝配式內裝體系。

2.1 疊合樓板中電氣設備、管線設計

裝配式住宅采用疊合樓板時,水平構件中的線盒通常采用86×86×100 的深盒,水平管線敷設在疊合樓板現澆層內。 疊合樓板的現澆層厚度通常有60～80mm,可排布電氣保護管的空間僅有35 ～55mm。 如圖2 疊合樓板模板圖& 桁架鋼筋示意圖所示,疊合樓板現澆層厚度為60,可排布電氣保護管的空間僅45mm。 水平管線的設計應遵循以下原則。

(1)在進戶管線集中的公共部位,應避免采用預制水平構件。

(2)選取戶配電箱位置時應避免入戶保護管與配電箱出線相交叉。

(3)利用BIM 或常規CAD 合圖手段,將住宅套內的照明系統、電氣系統及弱電系統的所有水平電氣保護管、線盒進行整體管線綜合,僅允許出現兩管交叉,避免出線三管在一點交叉。

(4)電氣線盒應盡量避開板縫處,電氣線盒的布置應遵循標準化、模數化的原則,減少水平構件的拆板種類。

(5)適當考慮水平預埋管與垂直預埋管連接的誤差消除措施。

(6)在施工圖設計階段應結合建筑室內布置對所有電氣設備準確定型定位,并與預制構件深化相協調,配合預制構件深化單位進行預制構件加工圖紙設計,復核所有電氣點位、節點大樣等內容。

圖2 疊合樓板模板圖 桁架鋼筋示意圖

2.2 預制墻體內電氣設備、豎向管線設計

強弱電的插座、照明開關、戶配電箱、戶內家居布線箱均是安裝在墻體上的。 裝配式建筑的預制墻體上的電氣保護管與構件外部保護管連接時,需要在構件內導管連接處預留施工操作空間,并應設置連接頭或接線盒,如圖3～4 為插座及強電箱在預制墻體上預留與水平管線連接做法所示。 豎向管線的設計應遵循以下原則。

(1)對于配電箱、柜等尺寸較大的電氣設備,應盡量避免安裝在預制構件(預制剪力墻、內墻等)上,當必須安裝在預制構件上時,應采取預留預埋的安裝方式;當采用膨脹螺栓、釘接、粘接等固定方式后期安裝時,應在預制構件性能允許范圍內實施,且不得剔鑿預制構件,影響結構安全。

圖4 強電箱預留與水平管線連接做法

(2)預制墻體內的豎向管線宜統一設置在墻板內,保持安全間距,避免電氣設備連通。 預制墻體兩側的電氣設備應錯開布置,避免連通。

(3)豎向管線在預制墻體內敷設時,應避開邊緣構件范圍。

2.3 電氣管線、設備結合建筑內裝部品敷設

裝配式住宅建筑的內裝部品分為集成化部品和模塊化部品。 裝配式隔墻、裝配式吊頂、裝配式樓地面等屬于集成化部品,整體廚房、整體衛浴、整體收納等屬于模塊化部品。 電氣管線結合建筑內裝部品敷設,實現電氣管線與建筑結構體完全分離,也就是SI 裝配式內裝體系,其中S 是Skeleton的縮寫,指結構體,又稱支撐體;I 是Infill 的縮寫,在裝配式內裝體系中指內裝和管線。

全部采用SI 裝配式內裝體系的建筑,戶內的水平電氣管線和設備通常敷設于吊頂或架空地板內,如圖5 架空層內電氣管線和設備做法所示;豎向管線敷設在二次墻體,如輕鋼龍骨內隔墻內,若在分戶隔墻等無二次墻體的位置,可以由裝配式內裝根據建筑使用功能設計局部裝飾面層,電氣豎向管線敷設在局部裝飾面層內。 電氣管線結合建筑內裝部品敷設應遵循以下原則。

(1)當電氣管線敷設在架空層、吊頂內時,應穿保護管;根據GB 50016-2014《建筑設計防火規范》(2018 版)和GB 51348-2019《民用建筑電氣設計標準》規定,在有可燃物的悶頂和封閉吊頂內明敷的配電線路,應采用金屬導管或金屬槽盒布線。 其他弱電各系統的保護管應根據各系統規范選擇保護管管材。

(2)開關、插座和照明燈具靠近可燃物時,應采取隔熱、散熱等防火措施。

(3)整體衛浴、廚房的用點點位應與模塊化部品一體化協同設計,電氣管線應在預留空間內安裝完成,且應預留統一接口,在接口連接處設置檢修口。

(4)整體衛浴的局部等電位聯接應與整體衛浴協同設計,局部等電位聯接端子箱宜采用高位設計,與統一接口毗鄰設計,可用同一檢修口進行檢修。

圖5 架空層內電氣管線和設備做法

3 結束語

國內部分交房形式為毛坯交房,采用電氣設備、管線均在結構體內敷設。 在住戶收房后,通常委托家裝公司或工長自行裝修。 自行裝修過程中通常會進行二次水電改造,從而大量的剔鑿墻體、地面、頂面會增加墊層,甚至會拆改隔墻,嚴重破壞了建筑的安全性,也給日后的維修帶來不便。

若采用電氣設備、管線均在結構體內敷設,可以參照常規現澆混凝土建筑的情況,對建筑凈高沒有影響。 若全部采用SI 裝配式內裝體系,居室空間使用架空地板和吊頂,衛生間采用局部降版、同層排水技術,均會損失部分凈高,因此若維持凈高,在產品策劃初期,需考慮增加50mm 左右的層高,由此增加了部分項目建造成本。

各項目初期策劃階段,應從產品定位、面向群體、造價等多方面考慮,設備專業及早介入產品策劃,積極探索、密切配合,研發出適合中國國情和企業訴求的裝配式住宅產品。