装配式住宅建筑的电气设计探讨

杨辛愉

（茂名市规划设计研究院 广东茂名 525000）

0 引言

近年来，国家和地方政府相继出台政策鼓励装配式建筑发展，装配式住宅正以前所未有的速度发展。装配式建筑作为一种不同于传统建筑的绿色环保技术，具有工业化生产、标识生产、无污染、环保等优点。装配式建筑是由装配式建筑构件组成的，因此需要准确预留电气管线和设备。对装配式住宅建筑的电气设计进行了探讨。

1 装配式住宅设计概述

1.1 装配式住宅的分类

是指在施工现场使用预制构件组装而成的建筑，根据预制构件的形式和施工方法，可分为板式建筑、砌块建筑、骨架板式建筑和立管建筑等几种不同类型。根据定制化程度，可分为全部预定制化和半定制化半现场浇筑等类型。

1.2 装配式住宅的优点

1.2.1 标准化住宅构件

在工厂预制后直接运到施工现场进行组装。可以按照预先设定的尺寸和样式生产各种部件，并且可以直接在部件中设置门、窗和管道。不仅如此，随着技术水平的提高，建筑构件开始向标准化、产业化方向发展，这使得建设项目的施工更加简单，也可以促进建设项目经济效益的提高。

1.2.2 工期短

装配式建筑施工打破了传统施工中的分步施工流程和模式，所有构件可以同时生产，模型构件和基础浇筑也可以同步进行。这可以显著提高施工效率，缩短施工周期。

1.3 装配式住宅设计原则

装配式住宅设计需要坚持节能环保、构件安全、整体美观、维护方便等几个基本原则。

2 装配式住宅电气总体设计流程

相关设计人员在装配式住宅电气设计过程中应坚持完整性原则。装配式住宅电气设计过程中，应以传统建筑设计理念为基础，不断优化整体设计流程。在传统建筑设计过程中，首先要制定相关的总体规划。然后根据方案内容对施工图进行有效修改，设计方案需要在后续设计工作中不断深化，需要根据实际需要对原施工图进行有效改进。然而，装配式建筑的电气设计不同于传统住宅。在装配式住宅的电气设计中，需要根据专业知识进行深入的电气设计。而且在整个设计过程中，需要加强与其他部门的沟通和沟通，后续的设计工作要经过各方确认后才能进行。但在装配式住宅电气设计过程中，除了这些前期工作外，还要根据实际设计要求和构件厂的要求，对设计图内容进行精准的构件设计。在装配式住宅电气设计过程中，由于整个构件厂的生产速度比较快，相关设计人员在实际设计工作中要在墙壁或其他位置留出一些孔洞，方便后期开槽工作，这就要求相关设计人员要顾全大局，进行装配式住宅电气设计。在施工图设计阶段，要准确界定电气设计的位置，全面调整机电管道的碰撞位置。在后续设计过程中，可将相关设计内容交由专业人员审核，不断提高装配式住宅电气设计深度，在最终设计阶段，与厂家确认室内机电设置和孔洞位置，确认无误后才能完成整个设计工作。

图1 装配式住宅电气设计

3 装配式住宅电气设计要点分析

3.1 叠合楼板

装配式建筑、预制楼板和现浇钢筋混凝土叠合楼板的主要使用方式。首先在加工厂生产预制底板，运至施工现场吊装固定，然后浇注固定在现场。这样可以保证建筑具有一定的承压和抗震能力，缩短施工时间，需要提前预留电气专业设备，在施工现场预留管线，将隐蔽管线铺设在叠合板现浇楼板内，如图2所示。

图2 暗铺管线

3.2 装配式墙板

可分为内墙板和外墙板，根据材料的不同又可分为土墙板和轻质墙板。装配式墙板需要提前制作，施工现场只负责安装拼接，装配式墙体中的专业电气设备和管线需要提前设计，在墙板制作过程中要预留管线和位置，施工现场安装。

3.3 装配式住宅电井位置的合理选择

电气设计院应深入负荷中心内院，缩小低压配电线路半径，降低电能损耗。节约了有色金属的使用，降低了的电压损耗，提高了供电质量。目前装配式住宅一般为2～3户。采用电井遥控器，使水平供电半径较小时降低电压损耗，满足用户对供电质量的要求。偏远井的内部设计有多种管道和垂直桥梁，而电井管内的地板则有预留的开口，大量的管道埋在墙上，所以在选择电井位置时要避免预制板的偏远区域，以防止住宅预制件中存在大量管道。

3.4 电气管道和墙体

为确保电气管道能够埋入结构墙内，首先必须确保电气管道的最大外径不超过板材厚度的1/3。电气专业要对电气管道的外径有足够的了解，要与建筑结构专业确认叠层的现浇层、找平层的厚度等信息，才能确定电气管道可以使用的最大直径。如果有管道穿越，厚度超标，要与其他专业人员协商是否可以增加板厚。如果不是，则需要对管道的路线进行优化。同时，在实际工程计算中应考虑施工误差等各种因素。预制组合板的桁架钢筋高于预制板表面。当电气管道与桁架钢筋相交时，应考虑桁架钢筋的高度（约30mm）。

3.5 电气管道预制墙体中的钢筋和结构特点

在结构体系中起着非常重要的作用。电气专业配合结构专业时，既不能折断这些栏杆，也不能要求它们绕行。因此，应尽可能减少管道通过这些钢筋的穿透。同时，预制墙中的钢筋与预制墙中的面筋之间的距离是电气管道与接线盒之间的路线，两者之间的空间有限，应尽量优化电气管道，以减少管道和交叉；对于一些较大的交叉节点，应与结构确认是否可行，以免造成施工困难。

3.6 电气管道连接

这里电气管道连接分为两个方面：①预制墙与现浇层之间的管道连接。②预制墙与预制墙之间的管道连接。预制壁中的管道连接到现浇层中的管道。因为现浇层中的管线不是一次性定位的，后期可以根据现场情况进行适当调整，所以可以先定位安装现浇层中的管线，再通过调整现浇层中的管线与其进行可靠的连接。由于工厂内预制墙之间的管道均为一次性浇筑，因此要求做到两点：①准确定位管道，将误差降至最低。②设置适当的容错空间，使管道铺设具有一定的纠偏能力，方便连接操作。这个容错空间就是在两条管道的连接处留出一个连接槽，这是基于把所有管道放在两个地方的原则，通常是200～300mm。管道连接后，就地浇注合拢连接槽，预制墙中的管道与现浇层中的管道连接时也可应用该方法。

4 装配式智能建筑BIM技术应用

发展装配式建筑是建设方式的重大转变，是推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展的重要举措，强调技术体系的融合协调。随着装配式建筑施工体系的不断成熟和信息智能技术的快速发展，装配式建筑与智能建筑相结合的装配式智能建筑将是新时代装配式建筑发展的新趋势。

在设计阶段，各专业设计人员可以利用BIM技术实现并行协同设计，专业设计信息实时交换，自动检查不同专业之间的碰撞情况，使建筑电气、智能化设计中的综合管线设计更加准确合理，设计模型显示更加直观，生成设计施工图，从而提高设计精度和设计效率。

在生产阶段，BIM模型包含每个预制构件的详细信息，可以准确、完整、直观地将每个构件的参数信息表达给构件生产工厂。通过规范组件生产操作，应用3D打印技术，可以直接提取BIM模型中各组件的参数，用于预制件的并行批量打印生产，提高了组件标准化程度，提高了工厂的生产效率。

施工阶段，BIM模型应包含工程实体的基本信息，结合组网技术增减装配式建筑信息平台，每个构件模型都有唯一的识别码，代表构件从生产到拆除的标识，将标准化构件科学合理地运到现场有序放置，可视化的BIM三维模型与现场吊装施工实际相结合。大大提高了装配精度和施工效率。同时，利用BIM技术对不同的施工组织方案进行仿真，并根据仿真结果选择最优的施工方案。

在建筑物的整个生命周期中，运维阶段耗时最长，成本最高。根据实际运维管理需求，通过BIM模型将实际施工设备信息参数化，作为各系统管理程序交互的底层数据。同时，将VR技术与AR技术相结合，可以更清晰、直观地表达大楼各设施的运行状态。

在建筑物改建或拆除阶段，利用BIM数据库中的有用信息来判断某些建筑构件是否可以回收利用，以满足可持续发展的要求。

5 结束语

现阶段装配式建筑电气配套技术还需要不断改进和完善，结合其他相关技术，提高建筑电气设计施工效率，减少施工现场环境污染，降低后期维护成本。实现装配式住宅标准化设计、工程生产、装配式施工、一体化装修和信息化管理。装配式建筑转型升级离不开技术创新和管理创新。在相关政策的支持下，相关标准规范和先进技术不断发展，装配式建筑借用其他领域的先进技术。先进制造技术、信息自动化技术和现代管理技术相结合，可以提高生产效率、产品质量和项目管理水平。更高水平提升建筑性能和质量，加快装配式建筑蓬勃发展。