摘要:近年来,我国的建筑工程建设有了很大进展,预制装配式建筑越来越多。对比传统形式的建筑工程项目施工而言,很多都是在建筑现场进行实际施工的,可是因为这种施工方式要设立外围支撑板、辅助的脚手架等,实际施工中因为施工场地、物料运输等诸多因素的影响,会让整体施工变得更为繁琐和复杂。鉴于此,预制装配式的建筑施工方式逐渐形成并得到广泛应用。文中对装配式的建筑施工进行阐释,针对装配式建筑物中电气设计工作的要点进行探究。
关键词:预制装配式;建筑;电气设计;关键内容
引言
随着社会经济发展需要,传统粗放式生产的较低品质建筑必将被精细化、工业化生产方式提供的高品质建筑所替代。但我国对此研究时间较短,装配式建筑的各项技术还处于起步阶段,而电气设计作为建筑中的重要组成部分,在装配式住宅建筑中,电气配套技术、提高装配式建筑的电气施工效率及品质等问题亟待解决。装配式建筑模体系预制部件工厂化生产对建筑结构的安全性、保温性、标准化有重要意义,同时能使现场吊装模块化,提高施工效率,降低施工噪声、有效减少环境和固体废弃物污染,整体符合低碳、绿色环保、可持续发展的理念。
1装配式建筑的定义
从概念上看,装配式建筑是用预制部品、部件在工地装配而成的建筑。我们容易将装配式建筑简单地理解为一种结构形式或一种建筑类型。其实不然,装配式建筑的内涵应该包含建筑构件的装配和与之相配套的技术一体化集成。从这个角度来讲,装配式建筑应该被定义为在资金和技术的高度集中、大规模机械生产和社会化供应下,通过工业化和信息化技术相结合的方式,以装配式技术为途径的一种新型的生产组织模式。
2国内预制装配式建筑的发展历程
与发达国家相比,我国引进预制装配式建筑理念的时间相对较晚,在20世纪中期左右,预制装配式建筑才在我国应用,不过由于当时技术、材料、人力等方面因素的不足,使得预制装配式建筑的发展受到限制,很多预制构件的生产均达不到规定的生产要求。实际作业中,工作人员由于对预制装配式建筑的了解不够透彻,不仅组装作业缓慢,组装后的质量也得不到保障。再加上传统钢筋混凝土施工理念的影响,预制装配式建筑在我国的发展较为落后。直到21世纪后,我国科技及经济水平得到了显著提升,这也推动了建筑行业的革新,建筑施工技术日益完善,为预制装配式建筑提供了较大空间,预制装配式建筑逐渐向着精细化、规模化的方向迈进。预制装配式建筑是利用预制构件在现场的组装及浇筑形成的一种建筑,在实际作业中,大多数构件都是通过工厂直接生产运送到现场完成组装的,省掉了很多中间环节,保障了工程建设效果。预制装配式建筑的形式主要以钢结构、混凝土结构、木结构这三种为主。其中的预制构件以楼板、梁板、柱及剪力墙结构构件为主。在制作过程中,根据预制装配式建筑形式的不同,采用的制作方式也存在一定差异。一般以全预制、半预制、半现浇这三种制作模式为主,其中梁、板结构的预制都是采用半预制为主的。
3装配式建筑的发展意义
装配式建筑的发展,体现了国家层面自上而下推进建筑产业转型升级的决心。在此行业背景下,作为一种新型的生产模式,新时期的装配式建筑对国家绿色建筑行动和中长期发展规划都具有重要意义。(1)符合国家“节能减排”的发展方向。据测算,当构件预制率达到90%以上时,施工现场模板用量将减少85%以上,脚手架用量减少50%以上,钢材节约2%,混凝土节约7%,节电10%以上,节水40%以上。相较传统的施工方式,极大程度地减少了建筑垃圾的产生、污水的排放、噪音的干扰以及有害气体和粉尘的污染。(2)适应当前劳动力日趋紧张的状况。实行工业化生产,能够改变施工现场集中作业的操作模式,大量部品、构件在工厂内加工完成,在现场只需技术工人负责安装紧固。这种方式有助于提高准入门槛,改善用工分配,也有利于提升企业技术内涵。(3)综合提升建筑管理水平。以标准化、系列化和工业化为前提的装配式建筑产品,能实现部品、构件质量的均衡和统一,最大限度地改善构件尺寸不准确,为后期装修质量以及设计细节的实现提供了保证。(4)促进建筑产业升级。在社会化大生产和大规模城乡建设的背景下,迫切需要采取机械化、社会化大规模生产的方式进行建造。装配式建筑通过大量采用机械设备替代手工现场作业,可较好地避免安全隐患等传统施工方式存在的通病,全面提高建筑的质量和性能。
4预制装配式建筑电气设计要点
4.1设计遵循的基本原则
一是要对预制装配式建筑各结构构造及构件分布情况予以了解和掌握,深入研究预制装配式建筑的施工方案,并根据施工要求及现场情况,制定电气管线及设备安装敷设的总体方案,注重电气方案的科学性、合理性。二是预制装配式建筑的电气设计,应坚持管线敷设均在吊顶或装饰墙内部的基本原则,做好电气管线的预埋设计工作,按照精装修设计的要求,减少管线在混凝土中的预埋数量,以降低电气系统后期维护难度,保障系统的正常运转。三是按照土建预制装配式施工方案的具体要求,对电气设计方案的内容及操作流程实行调整和优化,加强各项参数指标的准确性,且根据具体区域叠合楼板及预制墙体的具体分布和特殊构造,制定合理、可行的“重点区域”管线敷设路由排布方案,及时配合结构专业做好预制构件预留预埋,必要时可协商、干预局部板墙构件的结构拆分及形式方案。四是在管线布置设计中,减少管线在预制板、现浇板中的交叉作业,尤其要减少三交叉问题的产生,规避管线运行中的相互影响,减少干扰因素。五是严格贯彻全过程管控及精细化设计要求,做好电气设备及管线位置的精准定位,从而提高设计质量,为后续安装作业提供引导,加强预制装配式建筑的实用性。
4.2布线及箱柜安装设计要点
设备安装及管线敷设时做好如下几点前期设计规划工作:(1)建筑物末端暗装的强/弱电箱在现浇墙体或现场砌筑的墙体上安装,避免在预制混凝土墙板上安装尺寸较大的强/弱电箱。(2)叠合楼板上安装的照明灯具应在相应位置预埋深型接线盒及连接管;预制混凝土墙板、楼梯板上照明灯具、开关、插座处应预埋暗装接线盒及连接管。预制构件内的接线盒、电气导管应在构件生产时一并预留、预埋。(3)叠合楼板处水平敷设的电气导管在其现浇层内敷设,预制墙板内竖向电管和叠合楼板现浇层内水平电管的连接按如下原则处理:安装在低位的插座电管向下与本层地坪现浇层内水平电管连接;安装在高位的插座及开关电管向上与本层顶板现浇层内水平电管连接。(4)不应在预制构件受力部位和节点连接区域设置孔洞及接线盒,隔墙两侧的电气和智能化设备不应直接连通设置。叠合楼板现浇层内水平管线应合理布置,避免三层交叉情况的发生。装配式工程在设计中把握上述原则,能有效做好强/弱电管线在叠合板中的线路规划。
4.3管线分离敷设方式
将结构构件与内装填充体这两种使用寿命不一致的系统集成在一起,既加大了结构体浇筑或预制的难度与成本,也为装修工程后期的检修更换设置了巨大的障碍。无论是住宅还是公建,管线预埋带来的后期问题一直是专业设计人员要力争解决的。内装将主体结构与机电管线分离,能够提高结构的耐久性和机电管线的可更新性。通过将机电管线敷设于架空地板、墙面夹层、隔墙内衬墙或吊顶等室内架空层内,实现主体结构和填充体的基本分离,提高施工效率,方便机电管线维修、更换。但对于层高限定尤其是住宅项目,以及受限于资金成本控制的项目,这种做法目前没有得到广泛应用。但它极大地提高了装配式建筑的质量,促使内装部品成套化、集成化和定型化,应作为未来的应用发展方向。
4.4点位的预留与综合设计
为了保证预制构件制作的规范性,确保设备点位齐全,在进行点位预留和综合设计的过程中,需要关注几个核心问题:①无论是箱体还是接线盒,在进行预留的过程中,都必须依照预先定制的模数做好准确定位,确保预留构件的标准化和规范化;②如果需要在预制墙体上设置开关、插座或者其他与电气系统相关的设备,则需要在墙体预制过程中提前留好接线盒的位置,优先选择86型接线盒;③对于需要设置在楼板内的设备,同样必须预留出深型接线盒的位置,确保接线盒能够实现与管线的可靠连接;在这个过程中必须注意,接线盒的位置确定后,需要先由电气专业人员认定,然后再由结构专业人员复核,发现问题及时进行处理;④在所有的设计中,孔洞以及构件的定制都必须能够在一张图纸上综合展示出来,这样才能保证装配式建筑电气设计整体结构的直观性,方便技术人员及时发现并解决问题。
4.5电气系统防雷设计
预制装配式建筑电气系统的防雷设计需要注意以下两点内容:一是在使用预制钢筋结构作为引下线时,需保证钢筋在预制柱连接处、屋面接闪带等位置的电气连接效果,确保雷击过程中,钢筋结构能够将电流予以划分,降低雷击中电流过大带来的影响。二是对于高层预制装配式建筑,尽可能使用叠合梁中现浇层的主钢筋作为均压环,以强化建筑防雷效果。
4.6空间化设计思路
模块化、标准化是装配式建筑可以快速建设的关键。从这个关键点出发,研究装配式智能化,以找到在不同建筑中可以复制的共性基本单元。人在建筑中的活动是以“空间”为单元进行的。办公室、会议室、大堂、电梯间、洗手间、停车场等,都是人活动的空间。建筑空间及其内部机电设备配置存在为人类服务的“共性”。在进行机电设备系统设计时,各种设备按照空间的分布存在某种“模数”。例如:在照明设计中,对于办公空间,我们按不超过9W/㎡设计;对于一个90㎡以下的户型,我们通常会按6kW/户加以限定。设备专业也是如此。其实空间内部不同种类机电设备间的相互影响和彼此协作的需求,远高于在不同空间的同类机电设备之间的需求。同一建筑空间中的照明、空调、电源插座、门禁、电动窗帘、视频监控、广播等各种设备,其作用首先是为了满足人的安全舒适需求。在同一个空间中,不同种类机电设备因服务对象是在共同空间的同一群人,所以彼此影响、联系紧密。例如,在同一个空间中,窗帘的开合影响室外自然采光,进而影响照明设备运行;窗帘的开合还会影响进入室内的太阳辐射量,进而影响空调能耗;相对的,在不同空间中,即使属于同一子系统的设备,也可能几乎不互助影响。
结语
总而言之,预制的装配式建筑具有传统建筑所不具备的优势,其在现代化科技发展的基础之上,推动混凝土预制件建筑的发展,并且其已经成为现代建筑行业领域实际发展当中的主导趋势。可是,现代预制装配式建筑在实际施工中还有很多问题存在,特别是在电气系统的实际设计中,需要相关工作者依据电气系统设计工作的实际情况,实施科学、有效的规划处理,对我国现代的混凝土预制件建筑当中电气系统设计方案进行完善与优化。
参考文献
[1]周默超.中西部地区装配式建筑发展的现状与对策[J].科技创新与应用,2018(5):195–196.
[2]沈程.装配式建筑在村镇建筑中的发展对策研究[J].科技经济导刊,2017(1):65–66.
[3]中国建筑业协会智能建筑分会.装配式智能建筑建设导则[M].北京:中国建筑工业出版社,2018.
[4]窦春叶,王海松.装配式住宅电气设计要点[J].智能建筑电气技术,2017,11(2):35–39.