预制装配式建筑之电气设计探讨

范素会 董亚岩

内蒙古北方时代设计研究院股份有限公司 内蒙古 赤峰 024000

引言

1 国内预制装配式建筑的发展历程

我国预制装配式建筑较晚得到应用的原因是受当时国家的发展，相关的技术和人员以及材料的不完善等条件的限制。直到21世纪我国科技与经济水平都得到了跳跃性的突破，连带着推动了建筑行业的发展，建筑施工工艺不但日益完善而且日新月异，这也为预制装配式建筑的发展提供了很大的帮助。预制装配式建筑的作业方式，是将已经在工厂加工完成的预制构件运输到施工方现场进行就地组装和浇筑。由于大多数构件都是在工厂直接生产并运送到施工现场进行组装不仅保证了工期而且节省了大量的人工成本[1]。

2 预制装配式建筑特征

2.1 叠合楼板

在传统的建筑施工中楼板的施工通常为现浇板和预制板两种模式。和预制板相比，现浇板具有抗震性高、整体性良好的优势，但是现浇板在施工过程中所花费的工期较长并且在施工时产生材料损耗也较大，因此成本较高；反之预制板不会因为外界因素而受到影响，工业化程度相比于现浇板也较高，所使用的构件质量也较好，可以弥补现浇板的不足并且预制板施工效率高，预制板的缺点在于自身的抗震能力不足，整体性能也较差并且灵活性较低。在预制装配式建筑施工过程中常采用叠合楼板设计模式，即将传统的预制板和现浇板配合使用各取二者的优势，有效地避开了两者的不足之处。预制构件运输到施工现场进行吊装就位，既可以起到永久模板的作用，又可以作为楼板的承重而后在预制板的基础上完成现浇板的作业。

2.2 预制墙板

预制墙板是预制装配式建筑中最重要的主城部分，常见的预制墙板主要有两种，即为钢筋混凝土墙板和轻质条板隔墙。基于预制墙板的类型不同，对于电气工程设计的要求也存在相应的差别。在电气设计前期，设计师需要了解墙板的类型并对预制墙板进行分析之后才能制定设计方案。例如，由于预制钢筋混凝土墙板的框架是直接预埋在预制墙板中，并且为了优化墙体的功能，在预制墙板内部还会设有保温隔层，因此要求预制墙板在工厂加工时，将需要的电气设备以及管线和构件一起加工进行，但这样又产生了电气设计无法更改的弊端。除此之外，电气设计师在设计前还需对电气设备及管线的位置进行准确定位，确保电气系统的安全可靠的运行，减少事故隐患[2]。

3 装配式电气工程设计的概述

3.1 电气设计的原则

通常来说建筑预制构件在工厂进行预制加工后运到施工现场。到达现场后不在进行钻孔等二次作业，为了避免损坏构件。电气设计的过程中要坚守安全、环保、美观等一系列设计原则。在设计过程中应当根据实际情况，不断提高电气布置、安装以及管线敷设的设计标准程序。

3.2 设计流程

在装配式建筑的电气设计中，应当注意从头到尾的设计需要达到一体化的标准。与传统的设计流程不同的是在装配式建筑电气设计的流程为：首先确定电气设备的配置标准，并进行方案论证。其次确定室内安装点的位置，做到精准定位，而后开展相对应的电气设计工作，设计完成后设计方案需要经过各方相关单位确认后，便可进行提资装配式的专业深化设计方案探讨。在各相关部门完成了设计图纸的深化之后，发送至构件厂由构件厂严格按照设计图进行生产加工。预制装配式建筑的电气设计虽然与传统设计不同，但是它融合了传统设计过程的每个阶段。

3.3 预制装配式建筑电气设计要点

首先，设计遵循基本原则，要对预制装配式建筑各环节的构造及构件分布情况进行了解，在按照电气设计的科学合理性的原则下，根据预制装配式建筑的施工方案和施工现场情况和要求来制定电气系统的设计、施工方案。

其次，要遵守电气设备线路的敷设应均安装在建筑吊顶或墙板内部的安装规范，进行电气系统管线的铺设设计工作，为了降低后期的维护难度，应适当减少管线预埋在混凝土中的数量。

再者，根据具体的施工方案对电气系统的设计方案进行相对应的优化调整，确保各项指标和数据的准确性，根据实际的建筑结构做好预制构件预设工作。

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最后，在管线铺设设计中应适当减少管线与预制板和现浇板中的交叉作业，特别是减少网线、有线电视信号线、电气管线的交叉，规避在运行中相互干扰产生影响。做到严格贯彻精细化的设计要求以及施工过程的全程管控、做好电气设备及管线的精准定位，为后续的施工作业提供基础并且加强建筑的实用性[3]。

4 建筑电气设计安全中存在的不足之处

4.1 存在一定的电气安全隐患

通常建筑发生安全事故多是因为电气产生的安全隐患所导致的，因此电气安全受到了社会的关注，国家也对电气设计制定了相关的法律法规，但是电气的安全隐患仍然无法做到完全的避免，大部分原因是居民对电气的不规范使用以及部分电气设计缺乏科学性考虑。

4.1.1 缺乏安全防护措施。在建筑电气的实际设计和导线敷设的过程中，常常未采取防护措施就将其与照明开关进行连接，这就在无形中埋下了极大的安全隐患并增加了开关短路的发生率。

4.1.2 电气材料安全系数低。为了节省成本施工方往往选择了安全系数较低的电气材料，特别是在室内线路铺设时，对管线的选择往往使用铝芯塑料线，这种类型的导线熔点较低并且管线表面容易氧化，以至于当线路负荷过量时发生火灾的可能性大大增加。

4.1.3 缺乏电气设计深度。在对电气进行设计时，众多线路很难达到国家规定的标准，存在线路浅短的设计，由于线路设计深度的不合格为电气的使用埋下了巨大的安全隐患。

4.2 缺乏完善的消防电气系统

在城市化扩张的变革下，电气设备的种类也在不断增多，随着安全隐患的增多安全事故的频繁发生，社会对电气安全关注点转向了火灾消防安全。在建筑电气设计中，缺乏消防电气系统的设计是安全隐患最关键的问题。

4.3 电气节能设计缺乏合理性

在积极响应国家对节能减排和环保的倡导下，电气设计的过程中，应采用低能耗和高效率相结合的设备，但是目前我国还尚未达到这种状态。在电气系统的设计上，涉及最多的就是照明系统，但大部分的照明系统缺乏合理性的亮度选择，出现大量浪费现象。并且在设计是存在对供电系统缺乏合理的电压选择以及未对变压器容量进行合理的选择等问题，一列的电力问题导致电力设备在运行或者转换过程中浪费了大量的电力[4]。

5 电气设计中的节能措施

5.1 建筑供配电系统的节能措施

5.1.1 合理设计供配电所与变电站的位置。供配电系统是民用建筑电气设备主要能源来源，为了响应国家号召做到环保和节能减排，在设计供配电系统时，要考虑变配电所的建设位置，减小电力供应半径以达到减少配电过程中电力的损耗。

5.1.2 合理配置变压器的数量和容量。变压器供配电系统中电力耗损较大的电气设备，但是其有起到重要的作用，因此不可缺少。从节能性与经济实用性的角度出发，大型居民小区为了保证居民的灵活用电以及使用的稳定性可以考虑配置两台或者两台以上的变压器，这样一来可以减少因变压器轻载产生的电力浪费。在变压器容量的选择上，不应当仅仅只根据变压器所能负荷的功率来进行判断选择，而是应当对建筑全体的用电情况以及负荷进行考察并根据供配电系统的实际负荷变压器的容量进行计算和配置。

5.1.3 保证供配电系统的高功率因数。当民用建筑的供电能总量固定不变时，为了充分满足建筑物的用电需求，必须保证供配电系统的高功率因数，通过此种手段来提升民用建筑中电气设备的功率因数，这样可以避免供配电系统中的无功电流流出，导致的线路功率损耗，提高线路的使用寿命。

5.2 降低建筑线路电能损耗

电线线路是保证建筑工程电气系统正常运行基础条件，电能必须以线路作为介质进行传输，把电力运送到指定的配件上再进行操作。因此，电力在线路的传送过程中很可能产生较多的电能浪费。为了达到节能减排的目的，电气系统可从降低线路电能损耗开始，首先在建筑电气系统设计中，设计人员应从建筑的实际需求出发，选择低压线路截面并减少电线的传输距离，可以选择电阻率小或能耗低的材料或者变压器，降低在电线上的传输损耗[5]。

6 常用的绿色建筑电气技术

6.1 建筑能耗监控技术

能耗监控技术是对建筑物内的能耗进行监控的系统，可以控制整个建筑物中的光源系统。能耗监控系统在西方先进国家已经得到了普及，目前在我国一些一线城市也得到了使用。这套系统的工作方式，是借助先进的自助传感器设备根据建筑内的光线的明暗程度对灯具的亮度作出合理调节操控。不仅如此，这套设备还可以与施工需求相结合对电梯等设备进行调整，起到节能作用。

6.2 合理运用太阳能

太阳能作为被广泛使用的新型的清洁能源，在日常生活中的我们使用的太阳能热水器等电器方便了我们的生活，同时还有降低人们对电能的消耗，起到了非常有效的环保作用。如果将其与电气技术相结合，可以大力其发挥节能环保的功效。众所周知，太阳能是自然资源，如果用太阳能代替传统的电力产生的光照将大大提升了建筑的环保性。因此，在电气系统的设计上要合理地对太阳能进行运用，可以在设备上加装可吸收太阳能的设施，用太阳能代替电能。

6.3 节能照明技术

节能照明技术不仅仅被使用在建筑上，各家各户也都在使用节能照明，最常见的就是节能灯。节能照明技术通常被用在LED灯等照明设备上，LED灯和传统的照明设备相比其优势在于节约电能、亮度较高并且使用寿命更长，是普通灯泡的十倍以上。电气照明系统中节能照明技术的充分使用即可到达对光照的需求，提升照明效果而且也响应了国家节能减排的号召。由于该项技术的强烈优势，目前国家正在积极推广和使用该项技术。

7 结束语

在电气设计的绿色节能上，应该多将绿色节能技术结合到设计中去。通过不断的实践探索，科学合理地发展预制装配建筑的电气设计行业，使电气设计的安全性得到保障的同时拓展绿色电气设计，以此做到不断提升电气设计的水平。