装配式钢结构建筑电气设计需要注意的问题

南 阳

(大同市二院建筑设计研究有限责任公司，山西 大同 037000)

推进装配式建筑的发展和应用是实现整个建筑行业升级转型和可持续发展的必由之路。钢结构建筑天然就是符合装配式建筑特点的结构形式。目前国内应用比较广泛的钢结构建筑主要有：钢—混凝土混合结构多高层建筑体系，各类型大跨度空间结构体系，轻钢型及重型钢结构厂房体系等。对于各类型大跨度空间结构体系，轻钢型及重型钢结构厂房体系来说，电气设备及管线基本采用明装、明敷的方式，或者是结合内装修完成电气线路的敷设，很少采用预埋管线的方式。但是钢结构装配式建筑，特别是此类型的住宅、办公建筑等，在电气管线预埋的设计及施工上有很多需要注意的地方。

1 装配式钢结构建筑的相关特点

1.1 墙体

1)结构体系：以方钢管混凝土组合异形柱结构体系及钢管束组合剪力墙结构体系为例。方钢管混凝土结构是在焊接方钢管、冷弯成型方钢管或挤压成型方钢管中灌入混凝土，是钢材和混凝土共同工作的一种组合结构。钢管束组合剪力墙是由几个标准化、模数化的部件钢管并排连接在一起，在它的内部浇筑混凝土形成结构的竖向抗侧力和承重构件。这两种结构体系受力构件(钢柱、钢管束剪力墙)均无法预埋电气设备及管线，因此对于插座等电气点位大量暗装的住宅及部分公建来说，受力构件的布置应尽量避开有插座、开关等电气设备布置的场所。例如：住宅客厅的多媒体要求较多，需要布置强电插座、弱电插座(通讯、网络、电视、音响等)以及相关的穿线管等，此时，钢剪力墙若布置在客厅电视墙，将给住户装修改造带来很大的影响。

2)预制墙体：预制墙体是装配式钢结构建筑的重要组成部分，主要有装配式轻钢龙骨灌浆板、轻钢龙骨墙板、EPS轻质混凝土复合夹芯条板、预制钢筋混凝土墙板、陶粒混凝土板等。预制墙体在工厂加工时，宜将电气所需的预留穿线管、预埋件、插座底盒及开关底盒等一并完成，以满足工业化，装配化，施工现场干式施工的需求。

1.2 楼板

目前在装配式钢结构建筑上应用较广的楼板为叠合楼板及现浇楼板。现浇楼板的施工布线与常规混凝土建筑无异，但不符合装配式建筑工业化生产的要求。叠合楼板是将楼板中的钢筋在工厂加工成钢筋桁架，并将钢筋桁架与镀锌压型钢板焊接成一体的组合模板，由预制部分和现浇部分组成，由于钢筋桁架楼承板的底模在使用阶段不受力，当楼板混凝土浇筑并养护好后，可拆除底模镀锌钢板，做好底面处理，可达到与现浇混凝土楼板底面相同的效果。叠合楼板的电气接线盒、灯头盒等应预埋在叠合楼板预制部分内，电气管线则通常敷设在叠合楼板的现浇层内，这样电气接线盒和管线的连接在叠合楼板的现浇层内实现，故要求在叠合楼板预制构件中预埋的电气接线盒应采用深型接线盒。

2 装配式钢结构建筑在电气设计上需要注意的问题

1)装配式建筑由于工业化生产的需求，大量采用预制构件，因此，电气设备、管线的设计应充分考虑预制构件的标准化设计，以适应工厂化生产和施工现场装配安装的要求，提高生产效率。这里需要注意的一个方面是：传统建筑的电气设计中，有左右对称的房间及场所设计师往往在使用CAD等制图软件绘制图纸的过程中采用镜像的命令。但在装配式钢结构建筑中，这样的设计会增加工厂加工预制墙体的种类。因此要尽量避免此种情况发生，即尽量减少预制墙体的种类。

2)叠合楼板敷设管线的问题。由于叠合楼板现浇层的厚度相比现浇板较薄，大约为50 mm～80 mm，板内埋设的电气支线套管一般为16 mm～32 mm，再综合其埋深要求、叠合板内钢筋等因素，无法满足两根以上管线的交叉。因此设计时要综合排布在板内暗敷的电气管线，尽量避免电气管线的交叉；且要尽量选择有利于交叉敷设及满足相关规范规程要求的穿线管。

3)墙体和楼板之间的管线对接问题。目前国内装配式钢结构建筑墙体与楼板之间的电气管线对接尚无标准化、模块化的做法。因此，设计阶段，应准确定位灯具、插座、开关等点位位置，并应对敷设管道的路径做准确性定位，并与预制构件设计相协调；预制构件在工厂加工时，要尽量提高精度，减少误差；施工安装做到严丝合缝，安装精确。做到以上几点可减少电气管线安装对接时产生的误差。墙体内已经集成电气管线，实际施工存在误差的情况下，楼板与预制墙体内的电气管线对接可以用此方式解决：调整未浇筑的叠合楼板部分的水平管线位置，使其可与预制墙体内的电气管线连接。当预制墙体采用轻质隔墙板等内部可以现场穿管的墙体时，可以施工现场作业埋管。

4)精装一体化设计。根据GB/T 51129—2017装配式建筑评价标准及《山西省装配式建筑行动方案2017》第六条：“推进我省装配式住宅全装修，推行装配式建筑全装修与主体结构、机电设备一体化设计和协同施工，推广集成厨房和卫生间，预制隔墙、主体结构与管线相分离等技术体系。推行装配式住宅全装修成品交房。”的指导意见，装配化装修是装配式建筑的倡导方向，精装修交房的工程，应在建筑设计的同时进行室内装修设计，即采用精装一体化设计。设计阶段，电气专业应要求建筑及内装专业确定室内布置，并根据布置进行灯具、插座、开关等电气点位布置图的设计，对敷设管道的路径做准确性定位，并与预制构件设计相协调。同时宜采用管线分离的方式，减少传统内装在墙体和楼板内埋设管线的做法，使建筑主体结构与设备管线部分相分离，确保主体结构具有优良的耐久性，并保证建筑内装部品具有优良的可变性和适应性。

5)电气管线的敷设要求。

a.电气干线：由于装配式钢结构建筑自身的特点，以及考虑到维修、管理、安全等因素，配电强弱电干线在水平方向宜沿桥架或穿保护管敷设；竖向干线宜在公共区域的电气竖井内设置。

b.根据JGJ 16—2008民用建筑电气设计规范第8章配电线路布线系统的有关规定；GB 50016—2014建筑设计防火规范第10．1．10条“消防配电线路应满足火灾时连续供电的需要，其敷设应符合下列规定：……保护层厚度不应小于30 mm”；JGJ 242—2011住宅建筑电气设计规范第7.2.1，7.2.2，7.2.3条“住宅建筑套内配电线路布线可采用……明敷的金属导管应做防腐、防潮处理”；因此，在装配式钢结构建筑电气布线时，特别是采用精装一体化设计的情况下，要注意管线的敷设满足以上规范的要求。

3 结语

钢结构作为结构比较成熟的装配式建筑技术，已经得到社会、政府广泛关注和重视。随着装配式建筑的大力推广，预制构件生产技术及施工装配技术的日益成熟，电气设计人员也要尽快了解装配式建筑的特点，宜采用建筑信息模型(BIM)技术，合理设计预制构件内的电气设备、管线和预留洞槽，做到精准定位，合理走线；并减少与其他设备专业的管线交叉，尽量减少现场施工的难度，满足预制构件工厂化生产及机械化安装的需求[3]。