裝配式建築電氣管線分離及預埋配管設計方法

裝配式建築電氣管線分離及預埋配管設計方法

隨著國內建築工業化的發展及國家政策的引導,建築工業化技術標準體系的技術研究越來越成為國家關注的重點。傳統的高能耗、高消耗的建造技術在建造過程中產生了大量建築垃圾,已經對我國的生態環境造成了浪費和破壞,不利於我國經濟可持續發展。對此國家相繼出臺了一系列支持和推進建築工業化發展的政策和指導性文件,目的就是要加快建築工業化技術的推廣和發展,使我國的裝配式工業化建築技術能夠持續健康發展。

建築工業化的特點是標準化、模塊化、重複化和通用化。目前我國推行的裝配式建築中大量採用預製混凝土(PC構件)技術,即把事先做好的梁、板、柱及牆體等PC構件運到施工現場後象搭樂高積木一樣再進行組裝。對於電氣專業來說,電氣配管如何配合建築預埋在預製結構體上或集成在建築裝飾面層內的一體化設計就成了研究的關鍵。

公共部位電氣系統的管線設計

對於裝配式住宅建築而言,底層及標準層公共區域一般採用傳統的建造模式,以現澆方式為主,套內建築牆體及樓板才會以裝配式預製構件為主。基於上述建築建造原則,在住宅電氣設計中,總配電房、通信機房通常設置於底層,標準的樓層強弱電配電間設置於公共區域內。在此公共區域內敷設的水平電氣管線宜在公共區域的吊頂內敷設,當受條件限制必須做暗敷設時,可敷設在現澆層內,以減少在預製構件中預埋大量電氣管線。對於豎向管線可集中敷設在預留的孔洞內,垂直電纜橋架及管線通過事先預留的孔洞明裝,電氣管線與結構體系脫離。

對於設置在公共區域內的需要穿越樓板引上及引下的照明及火災自動報警系統管線,可將引上、引下配電管線預埋在現澆混凝土牆體內,而不是預埋在預製牆板內。以滿足預製構件牆板預埋管線標準化、模塊化設計要求。單元強弱電豎井佈置如圖1所示。

裝配式建築電氣管線分離及預埋配管設計方法

圖1 單元強弱電豎井佈置圖

套內住宅電氣預埋配管設計方法

通過筆者對工業化居住建築電氣配管集成設計的研究及市場調研發現,電氣配管敷設在工業化建築體內主要有以下3種方式:

a. 採用標準化預製構件生產技術,對預埋在預製混凝土牆體(PC構件)內的電氣配管進行標準化、模塊化的設計,從而將其集成到建築PC構件中。工廠工人根據設計好的深化設計圖紙,對預埋在PC構件內的電氣配管及接線盒進行準確定位,並在PC構件板上預留出足夠的操作空間,以降低施工人員對預埋在現澆層疊合樓板上的電氣配管與預埋在PC構件內的電氣配管直接對接的精度要求。

對於在疊合樓板內的電氣配管預埋,由於疊合板底板上部現澆混凝土層厚度僅為70 mm左右,在疊合板上可排布的配管空間有限,需要儘可能對強弱電預埋配管分層、錯位佈置,以減少管線二次交叉,避免出現管線三次交叉的情況,以免造成預埋配管外露。電氣預埋管外伸大樣示意如圖2所示。

裝配式建築電氣管線分離及預埋配管設計方法

圖2 電氣預埋管外伸大樣示意圖

有關住宅單元強弱電配電箱不宜設置在PC構件內而應設置在現澆牆體內的做法,筆者認為大可不必擔心,從技術上分析只要安裝在各單元客廳內的住戶配電箱與信息配線箱分開、交錯佈置,在不影響結構安全的前提下都可以通過生產模具將強弱電箱體提前預製在PC構件牆體內。預埋在疊合樓板內的電氣配管如圖3所示,配電箱安裝在預製牆體內做法如圖4所示,配管預埋預留操作空間做法如圖5所示。

裝配式建築電氣管線分離及預埋配管設計方法

圖3 預埋在疊合樓板內的電氣配管示意圖

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圖4 配電箱安裝在預製牆體內做法示意圖

裝配式建築電氣管線分離及預埋配管設計方法

圖5 配管預埋預留操作空間做法示意圖

b. 電氣配管與建築結構體系採用分離設計。主要利用建築牆體與內裝飾面之間的縫隙敷設電氣配管,從而省去了在建築結構體內預留預埋電氣配管的過程,降低了建築構造對各專業的配合度要求。

電氣配管與結構體分離做法基本等同於傳統的電氣施工做法。只有少量預埋在現場疊合樓板現澆層內的照明燈具接線盒為了露出疊合樓板而需要採用深100的接線盒,接線盒的預埋位置還需要考慮結構安全,不能敷設在預製構件的接縫處。與配管預埋在預製牆體內敷設相比,通過採用分離結構設計的電氣配管可以直接鋪設在輕質隔牆中而不需要預製。電氣接線盒及配管也不需要精確定位,能在不損傷結構的情況下自由改變、更換電氣配管,可靈活應對不同的建築裝修風格設計需求。但由於電氣配管需要在現場敷設施工而不能事先預製在構件內,標準化、模塊化、裝配率及生產施工效率都較低。電氣配管安裝在裝飾面層牆體及面層地板內與結構體系分離的做法如圖6所示。

裝配式建築電氣管線分離及預埋配管設計方法

圖6 電氣配管安裝在裝飾面層牆體及面層地板內,與結構體系分離做法示意圖

c. 採用集成樓蓋(雙層樓板)的電氣配管技術。利用預製密肋板作為樓板結構受力體系,結構上下板和肋都採用預製,利用上下板之間的空腔安裝機電管線。以達到裝配建築機電管線模塊化、標準化設計要求,如圖7所示。

裝配式建築電氣管線分離及預埋配管設計方法

圖7 集成樓蓋技術,機電管線集成在樓板內示意圖

設備管線預埋在結構樓板空腔內的做法在國外已很普遍,也有成熟案例的應用,與國內目前普遍採用的預埋在現場疊合樓板二次現澆層上的電氣配管技術相比,預埋在結構樓板空腔內的設備管線,可以在工廠內根據圖紙進行模塊化、標準化生產,運至施工現場後,可根據不同的組合在現場進行裝配,從而減少了現場預埋溼作業的工作量。

預埋在結構樓板空腔內的管線可根據建築構件形式組成不同的管線接口模塊,各管線模塊之間的連接通過管線接口技術在現場進行靈活組裝,避免了傳統預埋電氣配管的施工做法,基本實現了電氣配管與主體結構的分離設計,具有較高的靈活性和適用性。如何合理利用樓板密肋間的空間,配合工業化電氣集成管線技術,值得進一步研究和探討。


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