隨著國家住宅工業(yè)化進(jìn)程的加快，已有大量的預(yù)制裝配式住宅建成投入使用，本文以住宅傳統(tǒng)內(nèi)裝為基礎(chǔ)，分析了我國裝配式剪力墻住宅預(yù)制構(gòu)件中機(jī)電管線預(yù)留預(yù)埋的設(shè)計(jì)方法，并提出了對實(shí)現(xiàn)內(nèi)裝工業(yè)化的機(jī)電設(shè)計(jì)展望。

引言

預(yù)制裝配式住宅，顧名思義就是用工廠預(yù)制的構(gòu)件在現(xiàn)場裝配而成的住宅。而裝配式剪力墻住宅，是指結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件主要由鋼筋混凝土墻體來承擔(dān)的裝配式住宅。近年來，隨著國家住宅工業(yè)化進(jìn)程的加快，已有大量的裝配式剪力墻住宅建成投入使用，這種建筑建造速度快、節(jié)約人力成本，并很大程度上提高了建筑質(zhì)量。

    裝配式剪力墻住宅常用技術(shù)主要有：保溫裝飾一體化混凝土外墻板、預(yù)制樓梯、預(yù)制陽臺板、疊合樓板等結(jié)構(gòu)工業(yè)化技術(shù)以及整體衛(wèi)浴、整體廚房、架空地板、同層排水等內(nèi)裝工業(yè)化技術(shù)。其中內(nèi)裝工業(yè)化技術(shù)的應(yīng)用很大程度受住宅交付使用形式的制約。

     目前，我國住宅仍以傳統(tǒng)裝修為主，內(nèi)裝工業(yè)化技術(shù)還未全面普及推廣，因此，在預(yù)制結(jié)構(gòu)體上的預(yù)留預(yù)埋則是當(dāng)下電氣設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。下面對這種形式下的裝配式剪力墻住宅電氣管線預(yù)留預(yù)埋設(shè)計(jì)進(jìn)行分析總結(jié)。

裝配式住宅電氣管線預(yù)留預(yù)埋設(shè)計(jì)

    毛坯房中電氣設(shè)備管線安裝到位。在這種形式下，電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)及管線敷設(shè)基本沿用了現(xiàn)行的常規(guī)做法：電氣管線澆筑于結(jié)構(gòu)體內(nèi)。

裝配式住宅電氣的關(guān)鍵技術(shù)就是做好預(yù)制結(jié)構(gòu)體內(nèi)管線的預(yù)留預(yù)埋。

    設(shè)計(jì)人員需在設(shè)計(jì)階段精確定位設(shè)備管線并與土建構(gòu)件一起生成BIM 模型提供給預(yù)制構(gòu)件廠，預(yù)制人員按照圖紙，根據(jù)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)對各預(yù)制板、墻中的線、盒、箱等進(jìn)行精確定位的預(yù)留預(yù)埋。

電氣管線

    電線管的預(yù)留預(yù)埋在機(jī)電中占非常大的比重。對于毛坯交房的住宅，電線管基本上是澆筑在結(jié)構(gòu)體內(nèi)的：預(yù)制墻體內(nèi)的電線管及線盒，是隨結(jié)構(gòu)體在工廠內(nèi)一次性澆筑成型的；當(dāng)采用疊合樓板時(shí)，水平電線管，是敷設(shè)在樓板的現(xiàn)澆疊合層內(nèi)，仍需要在現(xiàn)場濕作業(yè)完成。疊合板現(xiàn)澆層厚度的確定除考慮結(jié)構(gòu)安全外，還要考慮走線的要求，若管線敷設(shè)出現(xiàn)交叉的情況，現(xiàn)澆層的厚度至少需要80mm。

    進(jìn)行管線優(yōu)化布置，減少管線交叉是電氣設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，合理的設(shè)計(jì)可減小結(jié)構(gòu)層厚度，從而降低工程造價(jià)。

1、點(diǎn)位預(yù)留

    為方便和規(guī)范構(gòu)件制作，在預(yù)制件中預(yù)留的箱體、接線盒應(yīng)遵照預(yù)制件的模數(shù)，在預(yù)制構(gòu)件上準(zhǔn)確和標(biāo)準(zhǔn)化定位。在預(yù)制墻體上設(shè)置的插座、開關(guān)、弱電設(shè)備、消防設(shè)備等需要在設(shè)計(jì)階段提前預(yù)留接線盒，這里采用標(biāo)準(zhǔn)的86型接線盒為宜。另外，疊合樓板內(nèi)的照明燈具、消防探測器等設(shè)備需要預(yù)留深型接線盒，以便與疊合樓板現(xiàn)澆層內(nèi)的管線相連接（詳見圖1），接線盒的具體位置應(yīng)先由電氣專業(yè)做初步定位，再由結(jié)構(gòu)專業(yè)做精確定位。

2、點(diǎn)位綜合

   電氣專業(yè)系統(tǒng)眾多，每個(gè)系統(tǒng)都有單獨(dú)的一套圖紙，為確保預(yù)制件中的設(shè)備點(diǎn)位齊全，避免在施工現(xiàn)場進(jìn)行剔鑿、切割時(shí)傷及預(yù)制構(gòu)件，應(yīng)將各系統(tǒng)所需的預(yù)留孔洞、預(yù)埋件綜合在一張圖紙上，方便查漏補(bǔ)缺的同時(shí)也便于檢查各個(gè)系統(tǒng)間的設(shè)備點(diǎn)位是否存在沖突、管線路徑是否重合，在設(shè)計(jì)階段能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并將其解決。

3、管線預(yù)留

    設(shè)備管線應(yīng)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，減少平面交叉，由于裝配式建筑的特殊形式，其內(nèi)部的管道綜合尤為重要。當(dāng)水平管線必須暗敷時(shí)，應(yīng)敷設(shè)于疊合樓板的現(xiàn)澆層內(nèi)，采用包含BIM技術(shù)在內(nèi)的多種手段開展三維管線綜合設(shè)計(jì)，避免在同一地點(diǎn)出現(xiàn)多根電氣管線交叉敷設(shè)的現(xiàn)象。

    混凝土結(jié)構(gòu)裝配式建筑中，電氣豎向管線宜集中敷設(shè)，滿足維修更換的需要；鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑中無須穿鋼梁的豎向管線宜集中敷設(shè)，必須穿鋼梁的豎向管線宜分散敷設(shè)以確保結(jié)構(gòu)的安全性。

    此外，鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑應(yīng)盡量避免豎向管線穿越鋼梁及在有梁處布置需要由頂板敷設(shè)至墻面的管線。公共區(qū)域應(yīng)盡量選用燈頭自帶聲光控開關(guān)的燈具，聲光警報(bào)器、應(yīng)急廣播盡量選用吸頂安裝的方式，另外可通過電井內(nèi)明敷的方式減少穿鋼梁的暗埋管線。

4、管線銜接

    管線間的銜接十分關(guān)鍵，主要分為預(yù)制構(gòu)件之間的管線及預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆層中管線之間的銜接，若連接不好，輕則影響建筑的美觀，重則會(huì)破壞結(jié)構(gòu)的墻體以及梁板。

    預(yù)制墻內(nèi)的管線與現(xiàn)澆層內(nèi)管線連接一般有向上接及向下接兩種方式。依據(jù)管線最短原則，距地面近的插座等可采用向下與現(xiàn)澆層內(nèi)管線連接；距樓面近的開關(guān)等可采用向上與現(xiàn)澆層內(nèi)管線連接的方法。需要特別注意的是，預(yù)制墻內(nèi)預(yù)埋線路與現(xiàn)澆相應(yīng)線路連接時(shí)，墻面預(yù)埋盒上（下）應(yīng)預(yù)留接線空間，一般為150mm( 寬)x150mm( 高)x80mm(深)， 連接后用混凝土澆筑。

    對于插座、戶內(nèi)配電（線）箱等，由于管線是由設(shè)備向下敷設(shè)至本層樓板內(nèi)的現(xiàn)澆層，與現(xiàn)澆層內(nèi)的水平管線連接以確保管線之間能夠順利連接，所以通常在預(yù)制墻體下方的連接處留有管線連接孔洞，詳見圖2。

  對于戶內(nèi)的照明開關(guān)、公共區(qū)域的手動(dòng)報(bào)警按鈕和消火栓按鈕、安全出口指示燈具等設(shè)備管線需要與上一層疊合板現(xiàn)澆層內(nèi)的水平管線連接，通常在預(yù)制墻體上方的連接處留有管線連接孔洞。

    由于向上敷設(shè)管線可能需要穿結(jié)構(gòu)梁，因此預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)梁應(yīng)提前在疊合梁中預(yù)留管線；鋼結(jié)構(gòu)梁需提前預(yù)留孔洞（預(yù)留位置不應(yīng)影響結(jié)構(gòu)安全），以便于預(yù)制墻體中的豎向管線連接，詳見圖3。

防雷與接地

    裝配式住宅的防雷等級劃分原則、防雷措施以及接地做法等與非裝配式住宅相同，且均是優(yōu)先利用鋼筋混凝土中的鋼筋作為防雷裝置，區(qū)別主要在于防雷接地的具體做法。住宅的防雷設(shè)計(jì)首先要確定防雷等級，然后采取相應(yīng)的防雷措施，防雷措施又分為外部防雷措施（直擊雷、側(cè)擊雷）、內(nèi)部防雷措施（防閃電感應(yīng)、防反擊以及防閃電電涌侵入和防生命危險(xiǎn)）以及防雷擊電磁脈沖。

    在防直擊雷措施方面，裝配式住宅與普通住宅相同，均是在屋頂設(shè)置接閃器，利用柱內(nèi)或剪力墻內(nèi)鋼筋作為防雷引下線，借用建筑物基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為接地極，其中接閃器以及接地極的做法相同，主要的差異在于防雷引下線的做法：對于鋼結(jié)構(gòu)形式的裝配式住宅，可以利用鋼結(jié)構(gòu)中的鋼柱作為防雷引下線；對于混凝土結(jié)構(gòu)的裝配式住宅，可以采用預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)柱或剪力墻內(nèi)滿足防雷要求的鋼筋作為防雷引下線，并確保接閃器、引下線及接地極之間通長、可靠的連接。

    裝配整體式框架結(jié)構(gòu)中，框架柱的縱筋連接宜采用套筒灌漿連接；裝配式整體剪力墻結(jié)構(gòu)中，預(yù)制剪力墻豎向鋼筋的連接可根據(jù)不同部位，分別采用套筒灌漿連接、漿錨搭接連接。套筒灌漿連接與漿錨搭接連接做法大同小異，即一側(cè)柱體端部為鋼套筒，另一側(cè)柱體端部為鋼筋，鋼筋插入套筒后注漿，鋼筋與套筒之間隔著混凝土砂漿。由于鋼筋之間不連續(xù)，不能滿足電氣貫通的要求，因此，若采用實(shí)體柱內(nèi)的鋼筋作為防雷引下線，同時(shí)連接處采用套筒灌漿連接或漿錨搭接連接，則連接處需采用同等截面積的鋼筋進(jìn)行跨接，以達(dá)到電氣貫通的目的，具體做法詳見圖4。

  在防側(cè)擊雷措施方面，裝配式住宅防側(cè)擊雷的設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于均壓環(huán)和外墻上的欄桿、門窗以及太陽能熱水器、太陽能面板等較大金屬物防雷接地的做法：普通住宅一般采用結(jié)構(gòu)圈梁內(nèi)滿足防雷要求的主筋可靠連接作為均壓環(huán)；混凝土結(jié)構(gòu)裝配式住宅的結(jié)構(gòu)梁一般采用疊合梁，可以利用疊合梁（圈梁）現(xiàn)澆層中滿足防雷要求的主筋可靠連接作為均壓環(huán)；鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅的圈梁為鋼結(jié)構(gòu)且施工時(shí)均可靠連接，可以直接利用每層的鋼結(jié)構(gòu)圈梁作為均壓環(huán)。