预制装配式住宅建筑的电气设计

李二宝

（保定市建筑设计院有限公司 河北保定 071000）

引言

预制装配式（Prefabricated Contrete Structure，PC）建筑是指以预制构件为主要构件，经装配、连接而成的混凝土结构，从设计到施工由一整套工业化生产技术构成，采用模块化的生产方式来装配建筑。建筑的部分或全部构件被分割成若干单元，在工厂内预制完成，然后运输到施工现场，将构件通过可靠的连接方式搭建。装配式建筑由于建造速度快，成本较低，同时节约能源，已在发达国家得到广泛推广。

1 当前装配式建筑的发展状况

装配式建筑以节能环保、缩短工期、节约人力、提高工程质量四大优点，受到建筑市场各方的青睐。住房城乡建设部要求用10年左右时间使装配式建筑占新建筑的比例达到30%。装配式建筑市场发展广阔。

2 预制装配式住宅建筑的电气设计依据

截止目前，已正式发布的预制装配式建筑的国家与行业规范、规程、图集已有十多种，各地方省市也发布了自己的地方规范、规程及图集等，针对预制装配式住宅建筑的也有，不过大部分的内容都集中在建筑结构方面，对电气专业来说预制构件的内容有管线预埋及防雷连接方面需要重视的，其他设计按常规做法即可。值得注意的是预制装配式建筑的设计都需要用BIM软件建模，建筑信息模型应用统一标准的国标在2017年已经开始实施，与传统的出图方式有很大的不同。

3 工程概况

该小区内设九栋一类高层住宅楼，其中四栋楼为装配式住宅，其余五栋楼为普通框架剪力墙结构。装配式住宅施工图设计之初，经装配式建筑生产厂家技术讲解，对其工艺等有了初步了解。依据装配式建筑结构特点及其物业管理住户装修需要等因素，建议开发商就四栋装配式住宅楼做装修设计，后面详述。本工程核心筒采用普通钢筋混凝土结构形式，住宅部分采用装配式结构形式。

4 设计前期的准备

（1）需要了解装配式建筑的结构特点、工艺等相关知识，特别是其结构对于电气专业的敷设条件以及其生产方式和现场安装方式要有足够的了解。

（2）结合设计项目的实际情况，针对性的查找现行装配式建筑相关的设计规范，对于国内经济发达地区装配式建筑的地方标准可以拿来借鉴。对装配式建筑电气的设计有更进一步的了解，以便设计工作的有序进行。

5 预制装配式住宅建筑的电气设计分析

5.1 电井的选址

在供配电系统中，电井的位置应深入负荷中心，以缩短低压配电半径、降低电能损耗、节约有色金属、减少电压损失、满足供电质量的要求。住宅建筑一般2～3户共用一部电井，因此水平供电半径较小，电压损失极少，能够很好地满足供电质量的要求。由于电井内设有竖向桥架以及管线等，井道内的楼板需要提前预留洞口，同时楼板以及墙体内也会暗埋大量管线，因此为避免预制件中预埋大量管线的现象产生，电井应避免设置于采用预制楼板的区域内。

5.2 电气管线预埋

（1）与电井选址相似，户内配电箱/弱电箱也是进出管线较多的地方，户内配电箱/弱电箱的选址也应尽量避免设置在采用预制墙体的区域内，如需特别定制时，应提前落实好箱体尺寸，以免预留洞口不合适无法安装。

（2）预制装配式住宅建筑电气管线敷设形式

①上配管方式：电气管线需提前预制在楼板的预制层内，到了外墙部分，再与预制外墙板内的预制配电管通过软管连接。地震多发地如日本、台湾等，一般采用上配管方式，可以避免地震时电气管线错位。

②下配管方式：电气管线在外墙部分走预制外墙的内保温层，在预制楼板部分走楼板的现浇层，只需要在外墙预制板上开10mm的插座、接线盒凹槽即可（一般内保温层厚度为40mm，插座、接线盒深度按标准50mm）。照明灯具及火灾报警探测器等有吸顶安装要求的设备也需在叠合楼板预制层预留接线盒。下配管方式一般用于地震不频繁的地区。

本住宅建筑项目就是采用的下配管做法，强弱电箱的选址也选在非预制墙体内，如图1所示。这样提供给PC构件工厂生产用的电气图纸只用定位插座、接线盒凹槽及特殊部位埋管的尺寸、位置即可，大大减少了预制电气配线管用量，提高了装配率，降低了PC构件工厂的生产难度。装配率是衡量单位建筑结构装配化程度的一项重要指标，装配率越高，工业化程度越高。

图1 预制装配式内保温建筑电气管线敷设示意图

（3）预制装配式住宅建筑电气管线预埋的通用问题

①对预埋在建筑预制墙、板内的电气预埋箱、接线盒、沟槽及管线等电气图纸中要有做法标注及详细定位。

②对预埋在建筑预制构件中管线、槽盒、预留空洞及电气构件之间的连接做法应有详细做法说明。

③预制墙内预留安装电气设备时要做好隔声及防火措施；电气管线穿过预制构件部位采取相应的防水、防火、隔声、保温等措施。

④对预埋在预制墙内的插座应布置在钢筋之间，钢筋间距符合结构钢筋模数要求。插座下侧距地200mm高宜预留接线槽，以方便接线。住户内强电箱、弱电箱上部及底部宜各预留300mm接管空间。

⑤电气户内综合管线设计要优化，减少管线交叉重叠，无法的避免的部位要特别处理，都应提前考虑好。

⑥现浇板内的敷设的电气管线的管径不宜超过板厚的1/3，管线暗敷时，外保护层不应小于15mm。

5.3 设计实例中设备安装

5.3.1 户内箱体安装

（1）相关规范规定：北京市地方标准DB11/T970-2013装配式剪力墙住宅建筑技术规程第10．1．4条：“户内配电箱与智能家居布线箱宜分开设置，并进行室内管线综合设计”；第10．4．1条：“分户墙两侧暗装电气设备不应连通设置”。

（2）本工程具体措施：住户强、弱电箱体的布置，关系室内管线排布及日后的使用和维护等，其布置较为关键。住户家居配电箱、家居配线箱分暗敷设于住户门内侧口部附近；住户家居配电箱、家居配线箱分开布置或错位布置；箱体尽可能避免安装于预制墙体上，安装于现浇墙，便于竖向进、出管线的排布，避免交叉，当无法避免时，需综合建筑及结构专业综合条件研判箱体的安装位置、方式等；分户墙两侧暗装的箱体，错位布置，避免箱体背靠背安装。

5.3.2 灯具，强、弱电插座的安装

（1）相关规范规定：北京市地方标准DB11/T970-2013装配式剪力墙住宅建筑技术规程第10．4．2条：“凡在预制墙体上设置的电气开关、插座、弱电插座及其必要的接线盒、连接管等均应由结构专业进行预留预埋”；第10．4．4条：“沿叠合板现浇层暗敷的照明管路，应在预制楼板灯位处预埋深型接线盒”。

（2）本工程具体措施：依据结构专业及生产厂家要求，预制板为受力构件，不得在现场随意踢槽、凿孔、洞等破坏构件安全性的改造。故在设计初期建议装配式住宅楼部分做装修设计，将房间内所有设备精确定位，再由结构专业配合生产厂家确定生产工艺图。这样可以最大限度的防止住户破坏结构的安全性。避免产生大量的建筑垃圾和污染源，减少不必要的返工。依据装配式建筑叠合层的敷设条件，装配式部分灯具的接线盒采用加厚型（100）。

5.4 电气线路管材的选用

（1）相关规范规定：JGJ242-2011住宅建筑电气设计规范第7．2．1条：“住宅建筑套内配电线路布线可采用金属导管或塑料导管。暗敷的金属导管壁厚不应小于1．5mm，暗敷的塑料导管管壁厚度不应小于2．0mm”。北京市地方标准DB11/T970-2013装配式剪力墙住宅建筑技术规程第10．4．6条：“暗敷的电气管路宜选用有利于交叉敷设的难燃可挠管材”。

（2）本工程具体措施：依据装配式结构敷设管线的条件及其相关规范的规定，住户内配线的导管要选用可挠管材，以便施工时尽可能的避免交叉、便于施工。本工程户内普通照明、插座及弱电线路布线均穿壁厚为2．0mm的刚性阻燃PVC导管暗敷设；消防负荷配电线路及火灾自动报警系统线路布线采用壁厚为1．5mm的紧定式钢管。

5.5 预制装配式住宅建筑防雷设计

（1）采用预制结构内钢筋作为防雷引下线时，应注意作为引下线的钢筋在预制柱连接处、与屋面接闪带的连接处等都应做好可靠的电气连接，应注明引下线钢筋、连接件规格及详细做法。

（2）当女儿墙采用预制构件时，构件生产的时候需要在该构件顶部的室外侧预埋支持接闪带用的钢板。

（3）对于预制装配式高层住宅建筑，一般采用叠合梁现浇层中满足规范要求的主钢筋可靠连接作为均压环，其余做法跟常规建筑相同。

5.6 BIM软件在电气领域的应用

BIM，即建筑信息模型（Building Information Modeling）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，贯穿于建筑物全生命周期。BIM软件可以在装配式建筑规划设计阶段形成模数化和构件化，在设计阶段就已经把所有构件进行拆分，还可以进行直观的管线综合，优化图纸，更精准的把控每一个环节，缩短整个项目的建设周期。相对而言，预制装配式住宅建筑比较简单，RevitMEP能完全满足PC构件工厂生产用的电气出图要求。预制装配式住宅建筑设计就是由二维转为二维+三维的设计过程，各专业都在同一个三维模型下完成图纸，最后提交的成果也需包含这个电子文件的三维模型，而不再是单纯的二维图纸。

6 结语

随着预制装配式建筑在全国各地逐渐推广和国家政策的扶持，未来预制装配式住宅建筑将拥有更庞大的市场。作为走在最前沿的设计师们更需要不断提升自己的能力，学习新规范、新技术、新软件，才能跟得上高速信息化时代的节奏。