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装配式建筑电气设计关键技术研究

发布时间:2021-11-16 15:16所属平台:学报论文发表咨询网浏览:

摘 要:装配式建筑最早由发达国家提出,并已经逐渐被很多发达国家普及。我国装配式建筑主要是从2015年开始进行规划和应用的。装配式建筑具有节能环保、施工效率高、施工便捷等多方面的优势,一经提出就备受建筑行业青睐。现如今,我国很多地区在政府倡导下都开始应用装

  摘 要:装配式建筑最早由发达国家提出,并已经逐渐被很多发达国家普及。我国装配式建筑主要是从2015年开始进行规划和应用的。装配式建筑具有节能环保、施工效率高、施工便捷等多方面的优势,一经提出就备受建筑行业青睐。现如今,我国很多地区在政府倡导下都开始应用装配式建筑,尤其是工厂建设中,对装配式建筑应用较为广泛。在装配式建筑设计过程中,需要重点关注电气设计,提前合理规划设计电气系统各个设备设施的位置、线路走向等,对预留位置是否和其他施工作业产生冲突进行重点考虑分析,以避免后期施工中发生一系列的问题。为了进一步优化装配式建筑电气设计效果,相关工作者要了解装配式建筑的特征和优势,明确电气设计原则,并且加强各个要点的合理规划,全面提升装配式建筑电气设计方案的可行性和科学性。基于此,笔者对装配式建筑电气设计关键技术进行了分析,并预测了它未来的发展方向。

  关键词:装配式建筑;电气设计;关键技术

电气设计论文

  1 预制装配式建筑主要特征及优势

  1.1 预制装配式建筑特征

  预制装配式建筑有着较为广阔的应用范围以及较为独特的性能。比如:该结构体系采用的隔墙质量好且轻便,在隔离方面作用显著。在完善建筑功能方面,可以发挥石膏板、轻钢龙骨等材料的特点。在外墙施工中,可以设置保温层,达到节能的效果。并且装配式建筑有着良好的密封性,在噪声控制方面效果良好,具有较好的吸声作用,可以提高用户居住的舒适度。

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  此外,该结构体系有着突出的抗震性能,所用的材料大多较为简单轻便,可以将整体结构自载量有效减少。相比传统建筑施工方式,装配式建筑逐渐朝着集中化生产的方向发展。大多数构件可以在工厂集中生产,这在节省施工现场工作量、减少施工时间方面效果显著。此外,预制装配式建筑的实用性、环保性较高,可以集中控制处理类似的问题,如可以集中喷刷建筑磨具,有效提高建筑外观的完整性[1-2]。

  1.2 预制装配式建筑优势

  20世纪60年代就已经涌现出了大量装配式建筑。早期装配式建筑有着较为呆板的外形,后来经过不断改进设计,实现建筑灵活性和多样性的增加,丰富了装配式建筑的样式。装配式建筑建造过程中,主要在车间生产加工部分构件,然后在现场进行组装,相比于传统的建筑施工方式可以大大减少现浇作业,并且装配式建筑还能够从很大程度上减少原材料浪费问 题,这和我国建筑行业绿色节能发展目标十分契合。预制装配式建筑能够改进建筑施工要求,实施标准化施工,缩短施工时间,还可以为建筑提供预制的钢板等材料,其中很多材料可以回收再利用[3-4]。此外,在装配式建筑施工过程中能够有效减少施工噪声污染,并减少人为误差和错误,达到建筑工程精确度提升的效果。

  2 装配式建筑电气设计

  2.1 设计原则在设计装配式建筑电气系统时,设计师需要深刻地认识装配式建筑的特点和加工方式,深入调查各个施工环节,做好电气设计、设备安装、管线敷设等细节的科学合理的规划设计,保证后续能够顺利地完成施工作业。同时,还要详细分析电气设计的各个分项分部,对细节内容反复考虑,保证能够和最终的要求相吻合。在安装设备、敷设管线过程中需要充分尊重实际,比如在敷设底盒和管线时要注意尽量在吊顶或者装饰墙中进行安装,使混凝土中预埋管线尽量减少,充分保障预制板管线预埋工作顺利开展。

  2.2 模块化设计设计师在规划设计装配式建筑电气模块时,要充分尊重建筑物本身的特点,比如在模块化分解户型时,要注意以部品为核心合理分解各个模块,按照成套型模块、单位空间模块、部品模块等方式进行合理的划分。设计师还要注意从空间模块中分离出户型空间内部模块,形成墙面、夹层等部品模块,在其中植入强弱电电盒、照明设备、连接管线等,实现模块化设计。

  2.3 空间化设计在采用模块化设计理念规划设计装配式建筑电气系统时,要尊重建筑实际需求和实际特点,将建筑的内部空间划分为不同的区域。建筑空间主要包括办公室、会议室、洗漱间等多种功能区域。以人为本是规划设计建筑空间和内部电气系统的基本原则,要将建筑服务于人的功能充分发挥出来。因此,在规划设计电气设备系统时,要按照空间分布模数来做好设计内容的合理确定。比如在规划设计建筑照明设备设施时,通常按照9kW以内的标准设计办公空间照明,按照6kW/m2的标准限定90m2以下的户型照明。在建筑空间内部,不同的电气设备之间彼此会产生不同程度的影响,同时,各个设备还要共同协作完成电气系统的正常运行。

  因此,在设计中要注意对不同电气设备适配性进行充分考虑,尤其是同一空间的设备。在同一空间的建筑中,各个电气设备需要共同协作保证室内环境条件处于舒适宜居的水平,不同的电气设备服务对象都是相同的,所以各个设备最终的服务目标相同。比如在同一空间中室外采光效果会受到窗帘开合的影响,同时窗帘的使用也会对照明设备的使用频率、太阳辐射量、空调的能耗量产生较大的影响。因此,要明确空间中电气设备的关系,提高设备运行的稳定性和科学性。

  3 装配式建筑电气设计要点

  3.1 标准化设计在装配式建筑电气设计中,要坚持以标准化设计为指导,加强智能化装配式建筑的研究、开发和应用,将装配式建筑的共性基本单元明确,将标准化作业程度提高。建筑统一空间内的空调、照明、门禁、电源插座、广播等机电设备配置是否合理,直接决定了其服务水平。采用模块和模块组合的方式进行标准化设计能够将标准化少规格、多组合的设计优势充分发挥出来。在装配式建筑电气设计中,要对构件标准化生产给予足够的重视,尽量减少构件种类,从而提升现场安装效率和工厂化生产效率。

  3.2 电气管线设计装配式建筑电气设计的核心为管线设计。当前,很多装配式建筑电气设计中主要采取现场浇筑层内和工厂预制构件中两种预埋管线的方式。随着装配式结构体系的不断改进创新,可以实现在工厂内一次性浇筑预制墙体内电管和线盒的效果。在叠合楼板应用过程中可以将水平管线敷设于楼板现浇叠合层中,不过需要现场制作完成。同构件的管线过渡和互联方式是不通过预埋管线管理的重点,在优化布置管线过程中,要尽量减少交叉环节,提高电气系统设计的安全性,同时达到节约施工成本的效果。

  3.3 室内配电箱定位配电箱作为装配式建筑室内强电箱,需要符合电气设计标准规范。通常情况下,配电箱安装于套内走廊、起居室、门厅等位置,要保证箱底高度超过1.6m。室内配电箱要尽量和负荷中心接近,保证科学合理地安装配电箱,减小电能传输距离,降低电能损耗,将配电箱的功能和作用全面发挥出来。配电箱有着较多的进出管线,安全隐患较多,为了尽可能地提高其使用安全性和稳定性,需要避免在预制楼板区域内安装配电箱,避免在预制楼板内预埋管线,要尽量简化构件,将工厂加工和施工现场安装的难度尽量降低。

  3.4 电井选址在规划设计装配式建筑电气系统过程中,要加强关注电井这一重要内容。设计师要加强优化电井选址等方面的内容,注意所选位置的安全性,尽量采取有效措施,避免发生电井损坏问题。通常预制装配式建筑的构件是集中在工厂生产然后运输到现场进行组装,在实际操作中要尽量减少开凿等施工作业,以免施工不当降低构件的安全性和稳定性,增加装配式建筑整体的安全风险,要尽量保证建筑物整体稳定性。

  3.5 点位预留为了尽量提高构件制作的便捷性和规范性,通常需要在预制件中完成箱体、接线盒的预留,根据预制件模数准确定位预制构件。在预制墙体上通常需要做好开关插座、弱电设备、消防设备的预留工作,设计人员要做好预留接线盒位置的合理设置,通常接线盒选用86标准。此外,还要预留好叠合楼板中消防探测器、照明灯具等设备,为叠合板楼板现浇层内管线连接奠定坚实的基础。要由专业测量人员准确地定位接线盒位置,然后由专业电气安装人员完成安装作业。

  3.6 电气系统防雷设计在进行装配式建筑电气系统防雷设计中需要注意,引下线可以使用预制钢筋结构,通过连接引下钢筋,避免雷击威胁装配式建筑电气系统。通常可以利用钢筋屋面接闪、预制柱钢筋形成一个系统的防雷接地装置。装配式建筑一旦遭受雷击,这一钢筋结构体系能够将电力分流到地面,使雷击对建筑物产生的伤害尽量降低。另外,在高层预制装配式建筑中可以连接叠合梁的现浇层柱钢筋,形成均压环,达到优化防雷效果、保护装配式建筑的目的。

  3.7 室内、电缆沟接地布置

  工作人员要根据配电装置分布情况做好室内接地布置,将不同装置和接地线的连接线路准确地确定好,避免发生串联接地等不良问题。通常在布置室内接地装置时,要对屋内分布的各种用电配电装置和地角型钢等进行充分考虑,加强检查接地线的接入口和临时检修处,为了保证后续施工作业的便捷,还要用接地标志进行明确的标记。工作人员要严格按照施工标准布置连接电气设备的接地线,同时加强对施工质量的验收。

  施工人员在布置电缆沟的接地时,要以户外电缆沟的布局情况为基础,做好接地线的合理敷设。通常情况下,采用焊接的方式完成电缆支架的连接,施工期间要采用多点连接方式连接支架和主接地网。在验收阶段,技术人员要注意严格检查3方面的内容:1)采用活动接头连接户外电缆沟的支架接地引线;2)严格按照规范焊接接头接触面;3)尽量保证构支架接地引下线处于一致方向。

  4 模块化机电设计

  所谓模块化设计,主要是实现设计一体化、工厂生产一体化,将机电设计的智能技术、信息技术进行充分利用,借助BIM等现代信息技术深化设计机电工程图纸,对设备各个专业的施工工艺和施工工序进行充分考虑,合理分段设备和管线,完成模块化机电部品的工厂预制生产,最后集中运输到施工现场完成组装。和传统的现场制作、焊接、安装等施工工艺相比,模块化机电设计减少了施工现场作业,节省了施工现场所用时间,无需明火操作,将安装过程中的安全风险大大降低,有助于安装效率的提升,在保证安装精度的同时可以大幅度节省人工、材料成本。

  不过,模块化机电设计方式需要在前期投入大量的资金,准备工作多且烦琐,对各方人员的模块化设计施工技术水平有着严格的要求。当前,装配式设备机房、模块化机电管线等是模块化机电设计的主要内容。模块化机电管线等例如墙面设备管线,是模块化机电设计的主要内容。

  模块化机电设计的基本流程:1)收集机电工程管线产品资料;2)利用BIM技术深化设计;3)分组、分段开展模块化设计和预制工作;4)工厂按照详细图纸进行加工;5)运输吊装;6)现场拼装,并且进行调试和验收。在装配式建筑电气设计中,可以加强BIM等信息技术的应用,编码各个构件,将构件的编号、名称、规格等详细信息录入编码当中,保证现场作业时工作人员能够明确构件具体信息,有序开展施工作业。

  5 装配式建筑电气设计的未来发展

  随着现代建筑行业持续发展,未来装配式建筑将会进一步朝着智能化、节能环保方向进步。建筑内部存在诸多不同结构的机电设备系统、控制系统和空间结构,电气工程也会越来越多地应用自动化、智能化技术和设备。在应用智能化技术中,要充分做好配置工作。为了紧密地联系同一空间下的不同设备,必须要协调好各项数据信息,将其上传到中央处理器中,然后做好远程监控、智能化控制。

  在数据信息传输过程中,可能会出现智能建筑和装配式建筑难以高效融合的问题,无法保证电气系统实现智能化、自动化控制的效果。所以,设计师要注意加强智能建筑框架的改善优化,深入分析智能化电气设计要求,结合装配式建筑特点和要求,全面考虑各项因素,综合开展设计工作。设计师可以划分不同的智能化空间,加强不同空间智能化控制技术的应用,控制空间电力设备。还可以建设智能化系统,拼接多个单元,最终形成一个完整的整体[5]。

  6 结束语

  综上所述,随着我国装配式建筑不断发展,电气工程也要随之改进优化。当前装配式建筑电气设计中仍然存在一定的不足,需要相关工作人员明确装配式建筑的特点和需求,合理设计电气系统,提高各个电气系统和电气设备运行的稳定性、可靠性,提升装配式建筑整体设计水平,提高装配式建筑的功能性、舒适性、安全性,保证其更好地服务于民众。

  参考文献:

  [1]黄凌洁,刘轶.装配式住宅建筑电气设计的探索与思考[J].智能建筑电气技术,14(6):4.

  [2]王圣杰.装配式建筑电气设计要点及解决方案[J].江西建材,2020(4):78-79.

  [3]马云辉.关于装配式住宅建筑电气设计方案[J].居舍,2020(9):87.

  [4]范玉华,鲍建宁.装配式建筑电气设计要点解析[J].现代建筑电气,2020,11(2):1-4

  作者:白金彪

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