裝配式住宅建筑電氣設計方法探討

楊 柳

在裝配式住宅建筑電氣設計前期，工程技術人員要充分了解建筑住宅內各構件的分布情況和整體構造，避免施工操作不當產生安全問題。在電路埋線和填充過程中，要保證建筑住宅內各設備的正常運行，工程技術人員可以結合裝配式住宅建筑內零部件和預制構件的分布情況，進行科學、合理的分析，并繪制電氣圖紙。同時，利用建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術，實現裝配式住宅建筑的智能化生產，保證電氣設計質量，結合高效率的信息共享和實時傳遞優勢，為裝配式住宅建筑電氣設計提供更科學的方法[1]。

1 裝配式住宅建筑發展現狀

1.1 國外發展現狀

起初，國外的裝配式住宅建筑只存在簡單的結構外形，通過建筑工程人員的不斷探索與改進，其建筑樣式逐步滿足各領域人群的日常需求，結構形式也逐漸演變為現在的混凝土加鋼架結構。隨著相關構件和預制件生產水平的提高，國外已經形成了裝配式住宅建筑產業鏈，裝配式施工技術應用已經十分成熟，而且建筑性能更加穩固，材料更為環保，多數材料可以進行二次回收利用。另外，國外裝配式住宅建筑內部的結構設計多由疊合板加混凝土結構設計而成，并結合先進的BIM 技術，建筑構件和各配件的生產質量更高，很大程度上保證了建筑工程的整體質量。

1.2 國內發展現狀

目前，國內相關技術人員正在不斷推進裝配式住宅建筑在預制件和配件生產方面的工廠化和產業鏈化，而且裝配式住宅技術已經應用于眾多領域，極大提高了工程建筑的施工質量和效率。我國有關部門結合裝配式住宅建筑發展的實際情況，出臺了相關的政策法規，有效控制了個別企業經營中的不規范行為。在保證工程質量和生產效率的同時，我國裝配式住宅建筑產業鏈正向著BIM 全自動、全方位的方向推進發展，但在配件和預制件的生產方面，還要克服很多技術難題，需要工程技術人員的不斷探索和研究。

2 裝配式住宅建筑的電氣設計分析

2.1 設計流程

首先，工程技術人員結合裝配式住宅建筑內部構件和預制件的分布情況進行科學的分析，并形成初步電氣設計方案。全面掌握室內各項設備和配置后，在圖紙上對電氣設計進行精確定位。其次，工程技術人員結合用戶的實際需求，規劃裝配式住宅建筑內的電氣設計，在工程設計前期對此進行溝通并確認。最后，工程技術人員將最終確定的圖紙交給生產方進行加工。在這一環節中，需進一步溝通確認裝配式住宅建筑內預留管盒、孔洞及線槽的位置，確保無誤后由廠家進行正式的生產加工操作。

2.2 設計原則

進行裝配式住宅建筑電氣設計時，要遵循如下原則。第一，在鋪設管線時，工程技術人員要充分篩選符合工程建設規格的預制構件，且選用的構件種類不宜過多，以方便工程施工操作。第二，預制構件的受力部位不可安裝線盒和布置預留孔洞。第三，裝配式住宅建筑內部電氣開關、插座以及消防設備的安裝，應當嚴格遵守建筑工程建設的相關要求。

2.3 設計要點

首先，工程技術人員在拿到電氣設計圖紙后，要將圖紙中預制構件和電氣設備的定點位置、管線位置、預留孔洞及線盒的位置和分布，在圖紙上標注清晰。其次，在明確預制構件以及電氣設備的相應位置后，要通過合理的技術手段進行安裝，并有針對性地選擇接地手法。對此，工程技術人員在連接管線時，要依據現場實際情況，結合預制構件的分布進行合理的安裝設計。另外，工程技術人員在進行電氣設計時，要嚴格把控各類預制構件的規格，確保其符合工程建設的相關規定[2]。

3 裝配式住宅建筑的電氣拆分設計

電氣拆分作為裝配式住宅建筑中的難點，其設計主要涉及預制構件分布及生產、工程技術人員設計以及最終的工程施工3 個重要環節。在電氣拆分設計過程中，專業的技術人員先要結合工程圖紙，對裝配式住宅建筑的墻板和樓板進行測算規劃，再進行科學拆分。相關工程技術人員在進行電氣拆分工作時，最主要的任務是對以下設備和零部件進行具體定位，即對墻板和樓板內的預制構件進行編號，確定預留孔洞及預留線盒的分布位置，明確管線的具體分布和走向，以及防雷地線的位置與型號。

3.1 設計基本要求

裝配式住宅建筑電氣拆分設計不僅需要工程建設各部門之間的協調配合，而且需符合建筑的基本設計要求。因此，工程技術人員必須充分了解裝配式住宅建筑的整體架構，包括建筑內部各類零部件和預制構件的分布情況及管線走向等。同時，在執行相關操作時，要嚴格依據工程建設標準，結合相應的技術手段，通過科學的方式規劃并制訂電氣設計方案。

3.2 預制電氣管線拆分設計方法

與傳統的電氣設計相比，電氣管線拆分設計能夠很好地保障裝配式住宅建筑內部整體結構與各設備之間的協調性，從而提升建筑的整體性能。因此，工程技術人員在規劃電氣拆分設計方案時，要深刻認識裝配式住宅建筑整體體系和結構，并確切掌握其內部照明設備、消防設備以及排氣設備等的管線分布和聯系，包括照明控制回路、強弱電線路、防雷接地線、墻板和樓板內部接線盒與管線的預留位置、插座周邊的管線布置等，從而保障裝配式住宅建筑的整體質量。同時，為使電氣拆分設計更具標準化，工程技術人員還要準確把握預制構件的生產、設計及安裝環節的各項流程與細節，只有經過仔細研究，才能規劃出標準化的電氣管線拆分設計方法[3]。

3.2.1 復合墻板

首先，施工技術人員要對復合墻板內部的預制管線、線盒以及強電插座和開關位置進行準確定位，并結合裝配式工程建設原始的電氣拆分圖紙，了解內部的線路分布及預制構件的分布情況。其中，配電箱、強弱電線盒以及弱電箱要放置在復合墻板內部硅酸鹽砌塊的固定位置。為避免引發工程質量問題，以上配電設備和預制構件嚴禁放置在復合墻板的肋柱和肋梁位置。

其次，可根據工程建設需要，依據現場實際情況對電氣拆分圖紙進行適當修改。為實現管線分流，減少建筑施工方面的煩瑣步驟，在電氣設計時，可適當取消區域內管線交叉復雜的部位以及較大的配電箱，工程技術人員可合理修改圖紙，減少建筑層面。如果相關設計圖紙無法修改，那么工程技術人員也可利用全現澆樓板進行代替，滿足建筑方面的需求，保證裝配式住宅建筑的整體質量和安全性[4]。

最后，在繪制復合墻板部位的電氣拆分設計圖時，工程技術人員要充分考慮復合墻板內部各管線、接線盒以及強電開關在設計圖上的位置標注，可通過箭頭等指示符號進行明確標注。例如，各設備和預制構件的安裝方位、方向、正反面、是否穿墻以及管線的線路走向等，都要標注清晰，以備后期施工過程中能夠明確區分。設計圖繪制完成后，工程建設人員應檢查各部位預制構件、零部件、電箱分布情況等是否與圖紙相符；同時，查看復合墻板的肋梁和肋柱位置，避免各預制構件及設備位置與其發生碰撞或交叉現象。

3.2.2 疊合墻板

現澆鋼筋混凝土疊合樓板是裝配式住宅建筑中采用的主要墻板材料。在建筑施工過程中，時常會遇到管線預埋及交叉復雜的情況，因此工程技術人員需要依據圖紙充分了解管線、預制件、預留孔洞以及線盒的位置。在電氣拆分設計圖紙完成后，預制件和零部件可以送到加工車間進行生產，在加工過程中要依據電氣拆分圖，對預留部位進行精確加工，并且在此基礎上完成預制底板的生產，避免疊合樓板內普遍存在的管線交叉問題。

通過專業技術人員的合理設計后，將生產好的預制構件和各類零部件運往施工現場進行安裝固定。在鋪設線管時，要注意將線管鋪設在預制底板的上方，完成線管的連接。同時，安裝過程中工程技術人員要把握現澆層的厚度及施工誤差等，根據工程建設標準進行施工，從而實現精確化、合理化的電氣拆分。另外，還要依據電氣拆分圖紙改進并完善設計方案，保障裝配式住宅建筑電氣拆分設計的質量和安全。在完成線管鋪設和開關安裝后，對疊合層進行抹平處理。

3.2.3 準確定位預留

在裝配式住宅建筑電氣拆分設計過程中，技術人員應對預留孔洞、線管接線盒及電配箱、強弱電箱等預制構件和零部件的位置進行準確的預留定位。同時，對裝配式住宅建筑墻板的正反面位置，墻板之間預留縫隙的大小、厚度等因素都要精確把控?？梢罁O計圖紙進行數據分析后，確定預留定位設計。另外，預留定位的準確性能夠保證生產車間的生產質量，保障裝配式住宅建筑預制構件及各設備部件在電氣拆分設計中發揮有效作用。

3.2.4 管線預埋方法

電氣拆分管線的預埋要注意以下要點。第一，管線線槽、預留孔洞以及接線盒的位置、分布與朝向，要在電氣拆分設計圖中準確注明，以便于后續各類預制構件和設備在預制墻內的預埋設計。第二，電氣拆分管線與設備在復合墻板中進行預制時，需要做好防火與保溫措施。第三，在管線鋪設前，工程技術人員需通過技術手段對管線進行碰撞實驗，從而避免鋪設過程中出現交叉及重疊的情況。第四，對于現澆板層內暗敷的管線設備，應在其外部添加管線保護層[5]。

4 裝配式住宅建筑電氣設計智能化

裝配式住宅建筑與傳統建筑在建造方面有著很大的不同，裝配式建筑不僅提升了建造效率，而且大部分材料還可以實現回收和二次利用，符合可持續發展理念。同時，裝配式建筑還可以結合科學信息技術實現更便捷的發展。首先，工程建設人員可以通過BIM 技術實現裝配式住宅建設內部板材、預制構件、設備以及各類零部件的加工生產，實現生產過程的自動化與全面化。其次，裝配式建筑產業鏈的各個生產環節都可以實現信息共享與傳遞，以可視化的模式為工程建設與生產人員提供便利；同時，通過科技手段監控板材上預制孔洞、管線、接線盒及各類設備的精細化生產過程，實現科學合理的管控。

4.1 設計方案優化

工程設計人員在規劃裝配式住宅建筑電氣設計方案時，可借助BIM 技術，通過線上平臺實現與其他專業人員之間的交流分享，實時傳遞信息及數據參數。同時，在數據分析環節，可以通過BIM技術對板材、管線、接線盒以及預制構件等各類設備，在規格與適配方面進行綜合實驗分析。在此基礎上，工程建設人員可以做到精確設計方案，保證設計方案的科學性。通過模擬建模技術，查找各部位存在的細節問題，以更直觀的形式進行展示并解決問題，提高方案規劃的效率和精確性。

4.2 生產精度優化

在生產環節，工程技術人員能夠利用3D 打印技術，對裝配式住宅建筑內部采用的預制構件及各類零部件實現精確化生產。首先，將各類預制構件的規格信息通過數據化形式錄入線上生產操作平臺，通過分析數據參數，能夠更準確地把握構件的完整度及規格精度。其次，通過3D 模擬技術提取各個預制構件及設備的參數，實現預制構件及各類零部件的自動化生產。這樣不僅能夠保證生產精度，還能有效提升生產效率。

4.3 施工進度優化

互聯網信息技術及BIM 建模技術的應用，能夠有效提高裝配式住宅建筑電氣設計方面的施工進度。通過互聯網編碼為各類預制構件編排唯一的編號信息，再采用信息技術建立數據庫，在此基礎上實現標準化生產，提高生產效率。同時，生產質量直接關系到裝配式住宅建筑電氣設計的施工進度，應用BIM 技術能夠很好地保證裝配效率，為施工現場運輸符合標準要求的預制構件及設備，從而保障了施工進度。

4.4 運營維護控制優化

在裝配式住宅建筑電氣設計后期的運營維護階段，工程技術人員也可以利用BIM 模型技術及虛擬現實（Virtual Reality，VR）技術，觀測住宅內部各處建筑設備的運行情況，進行實時監測，并對出現的問題進行及時的線上反饋，通知相關部門人員進行落地檢修。在拆除裝配式住宅建筑時，也可通過BIM 數據分析優勢，合理篩選可再利用的預制構件及材料，從而滿足建筑工程需要。

5 結語

裝配式住宅建筑可以結合信息化技術手段，實現產業的自動化、全面化和可視化發展，在提升生產效率的同時，進一步提高裝配式住宅建筑的整體性能與品質，促進其在建筑領域的發展。目前，裝配式住宅建筑在電氣設計方面仍需不斷研究創新，加強與高新技術的融合，從而有效提升電氣工程的設計質量及建筑的整體質量。