预制装配式建筑中电气设计与配套技术

王纪松,李 瑞,王晓龙

(中国建材国际工程集团有限公司,蚌埠 233018)

预制装配式建筑中电气设计与配套技术

王纪松,李 瑞,王晓龙

(中国建材国际工程集团有限公司,蚌埠 233018)

随着住宅产业化进程的推进,预制装配式(PC)建筑作为一种新兴的绿色环保节能型建筑将会有比较大的市场和应用,其电气设计和配套部分也需要不停地发展和提高。

预制装配式(PC)建筑; 住宅产业化; 节能建筑

预制装配式(Prefabricated Concrete Structure,简称PC)建筑是指以预制构件为主要构件,经装配、连接而成的混凝土结构。作为新兴的绿色环保节能型建筑,预制装配式(PC)建筑是用预制的构件在工地装配而成的建筑。这种建筑具有建造速度快、受气候条件制约小、节约劳动力并可提高建筑质量等优点,已成为未来房地产行业发展的新方向。

预制装配式(PC)建筑通过工业化的生产方式来建造房屋,将建筑的部分或全部构件在工厂预制完成,然后运输到施工现场,通过可靠的连接方式将构件组装而成。

随着住宅产业化在全国的逐步推进,预制装配式(PC)建筑历经了实验、应用、定型三个阶段,已经基本形成了一种符合我国国情、满足现实需求的新型住宅制造及消费模式,在工业化的生产方式下,预制装配式(PC)建筑也将得到大力推广。

当前,结合住宅产业下的预制装配式(PC)建筑的特点,研究确定相关的电气配套技术、提高建筑电气施工效率与建筑品质也成为一个急需解决的问题。

1 变配电部分

根据建筑面积和使用性质合理确定用电性质和估算用电容量,整个建筑群的供电线路由电网主线路引入各分区内建筑进行供电,建筑群设置配电总箱,再以放射式配电系统至各分建筑内单元配电总箱,由单元配电总箱至楼层电表箱。设置的变电站位置要接近负荷中心,供电半径要合理。低压配电采用放射式和树干式相结合的配电方式,干线采用电缆或密集型母线沿电缆桥架及电缆竖井敷设。

根据《民用建筑电气设计规范》(GJG 16—2008)、《干式变压器技术参数和要求》(GB/T 10228—2008)等规范的要求,建议在设计中采用SCB11节能型干式变压器。设计要求变压器的长期负荷不超过85%,使变压器负荷率处于经济运行状态,并采用Dyn11接线组别的三相变压器以提高抑制电网谐波和干扰的能力。同时,在低压侧进行功率补偿,要求达到补偿后高于90%的标准,并应满足当地供电部门的要求。

2 照明部分

照明节能设计应根据国家现行标准、规范要求,满足不同场所的照度、照明功率密度、视觉要求等规定。在满足照明质量的前提下,尽可能选择高光效光源,减少照明系统中光能的损失,最大限度地利用光能,采用以下节能措施。

1)照度和照明功率密度值严格执行《建筑照明设计标准》(GB 50034—2013)的规定。住宅建筑照明功率密度及照度参数,见表1。

表1 住宅建筑照明功率密度及照度参数

2)充分利用天然光源。除采用侧向采光方式外,还应利用导光或反光系统将天然光引入室内进行照明,靠外墙窗户一侧的灯具,尽可能单独控制。

3)合理设置灯具。建筑的走廊、楼梯间、门厅等公共场所的照明,采用智能照明控制系统,并按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制措施;建筑有天然采光的楼梯间、走道的照明,除应急照明外,采用节能自熄开关,每个照明开关所控光源数合理。

4)在经济合理的前提下,建议采用高光效的LED灯代替传统光源。相较于传统光源,LED照明具有体积小、节能、寿命长、高亮度、环保等特点,其没有热量,也没有辐射,眩光小,而且废弃物可回收,没有污染不含汞元素,冷光源,可以安全触摸,属于典型的绿色照明光源。LED灯应符合该产品的国家能效标准,并就地装设补偿电容器,使补偿后的功率因数不小于0.9。其指标符合《建筑照明设计标准》(GB 50034—2013)的规定。

5)灯具选择按《建筑照明设计规范》(GB 50034—2013)规定,在满足眩光限制条件下,采用开启式灯具,所选灯具的效率大于75%。按室空间比(RCR)选用配光合理的LED灯,该灯管具有光效高、寿命长、显色性较好的特点,配以高效电子镇流器,功率因数可以由原来的50%提高到95%以上,减少照明线路损耗和铜材消耗。

6)采用智能照明控制器对动态系统实行动态跟踪,对公共区域照明进行照明控制,达到节能的目的。门厅、走廊采用夜间降低照度的控制方式,每套房间均设节能控制开关。

7)主照明电源线路采用三相供电,以减少电压损失,并应尽量使三相照明负荷平衡,以免影响光源的发光效率。照明配电系统选用电阻率较小的线缆,减少线缆长度,适当加大线缆截面积以降低线路阻抗来减少配电线路中的电能损耗。

8)设置电能计量装置,用电要分开控制,安装用电分户计量装置。照明设备适当增加照明分支回路,增设照明开关,采用分区控制方式,以减少不必要的能耗,配置建筑设备监控系统,对建筑物内各种机电设备进行监视、控制、测量,使各种机电设备安全可靠运行,节约能源、节省人力、确保建筑内环境舒适。

3 公共设施的电气配套方面

电梯设计中要选用节能型号电梯,配置VVVF永磁同步无齿轮曳引机。此类型的电机噪音低、效率高、体积小并采取能量回馈技术,可降低电动机容量等级,减少电量消耗,同时电梯要求采用智能控制系统。水泵(消防泵除外)、通风设备要求采用变频控制,空调选用能效等级为一级的变频空调设备。通过这些措施,可以尽量降低建筑整体的能耗水平。

1)防雷与接地。在设计中要根据建筑物的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性及后果,并按防雷要求进行分类,按照《建筑物防雷设计规范》(GB 50057—2010)的规定,将建筑物防雷类别分为一类、二类、三类三种。同时,在防雷装置的选用上,要优先利用建筑物的金属结构和钢筋混凝土结构中的钢筋等导体。建筑的防雷引下线也要优先利用建筑物钢筋混凝土中的钢筋或者采用圆钢、扁钢。建筑的接地网系统要优先利用钢筋混凝土中的钢筋作为防雷接地网,当不具备条件时,可采用圆钢、角钢、钢管或扁钢等金属体作为补充人工接地极。

2)绿色建筑设计。在电气设计过程中,要响应国家在绿色建筑方面的大力宣传和要求,从集约、智能、绿色、低碳发展的目标角度出发,切合建筑本体的实际情况,最大限度的节约资源和利用可再生能源,将建筑节能和绿色建筑的概念确确实实地落实到实际的设计工作中来。

通过严谨的设计工作,可以满足预制装配式(PC)建筑中电气部分满足国家的相关法律法规的要求。但在实际的实施和施工过程中,笔者认为,预制装配式(PC)建筑中的电气配套技术还是存在一些问题的,主要是以下三个方面:

(1)在装配整体式剪力墙结构体系下,结合叠合楼板、预制墙体等特殊结构,研究确定电气预埋(留)管线的做法。在预制装配式(PC)建筑中,叠合板体系中的重要预制构件——叠合楼板为半预制半现浇构件,其中大量的电气预埋(留)管线施工方法不能等同于传统建造方式下的施工方法。在预制构件中预埋电气管线存在着施工过程复杂、精度难以控制等问题,而在现浇层中预埋管线又面临着现浇层厚度不够以及管线在交叉时如何处理等技术难点。如果在预制板中预埋电气管线,在施工过程中则难以根据现场情况进行适当调整,灵活性差;如果在现浇层中预埋电气管线,能够减少预制板的加工型式、缩短预制板加工周期。所以,在现有工程中大多采取在现浇层中预埋电气管线的方法。但由于叠合板上的现浇层内至少会出现两层电气管线交叉的情况,两层电气管线厚度为45～50 mm,加上结构保护层及钢筋网片的厚度20～25 mm,现浇层的理论厚度已大于60 mm。根据在建工程现场施工情况,户内配电箱、弱电箱处叠合板块因出线回路集中,照明、强、弱电插座管线出现两层交叉情况较多,60 mm的现浇层已不能保证电气管线及钢筋网片的铺设要求,现浇层厚度至少须保证70 mm,才能保证楼板的施工质量;户内其它部位叠合板块仅有一层电气管线或两层管线交叉极少,60 mm现浇层可以满足施工要求。所以,笔者认为在户内配电箱、弱电箱处楼板仍应采取现浇楼板,户内其它部位可采取叠合楼板。

(2)电气户内综合管线的优化,我们要结合精装修设计条件,优化住宅户内电气管线路由、研究管线布线及管线交叉施工方法。在施工过程中,在住宅户内配电箱、弱电箱出线位置的楼板内,由于电气管线比较集中,多会出现两层管线交叉情况,还有较少的三层管线交叉情况。如果出现三层电气管线的交叉叠加,叠合板现浇层的理论厚度就远大于60 mm,这时,仅通过减少建筑面层来增加现浇层厚度,也不能解决三层管线敷设的要求。因此,在施工图设计阶段,需结合叠合板块的分布情况,根据复杂多变的精装设计条件,认真进行电气户内综合管线优化。具体做法是把照明灯具、强、弱电插座的预埋管线汇总到一张图纸中,对存在两层、三层管线交叉的情况,进行线路优化,使之避免出现三层管线交叉;根据叠合板块的分布情况,如果两个叠合板块之间为现浇墙体,则将敷设至此现浇墙体上强、弱电插座的管线,尽量由强、弱电箱沿现浇墙体敷设,以减少电气管线在叠合板上两层交叉的情况。

(3)预制构件内精确预留电气孔洞。以住宅户内精装修设计条件为前提,结合叠合楼板及预制墙体的特殊结构,在预制构件中精确定位预留电气孔洞,使工业化生产标准化,提高建筑电气施工效率与建筑品质。预制构件内预留电气孔洞主要包括叠合楼板和预制墙体两部分。在叠合板上预留电气孔洞主要包括两种类型:在叠合板内预留照明灯具及排气扇接线盒,接线盒规格为DH100(深100)的八角接线盒,接线盒敲落孔孔中距盒顶部20 mm,敲落孔直径20 mm,盒底部与预制板板底齐平;在叠合板内预留二次砌体墙上照明开关线管、户内配电箱照明回路出线管穿叠合板的φ100圆洞。在预制墙体中留洞主要包括强、弱电插座接线盒以及接线盒到叠合楼板现浇层的垂直管线两部分,接线盒规格为DH80(深80)的86系列方形接线盒,需要说明的是从电气插座接线盒到叠合楼板现浇层的垂直管线一定要精确定位,以方便将来与叠合楼板现浇层的水平管线进行对接。

4 结 语

现阶段随着国家对住宅产业化的大力支持和推进,预制装配式(PC)建筑必将有很广阔的市场,但预制装配式(PC)建筑作的设计、施工、验收规范体系还不是非常成熟和完善,还需要各参建方的密切配合。预制装配式(PC)建筑中电气配套技术仍需不断改进和提高,以最大提高建筑电气的施工效率,节约资源,并能降低建筑后期维修维护成本,有利于推进住宅产业化的进程和应用范围。

[1] GJG 16—2008,民用建筑电气设计规范[S].

[2] GB 50034—2013,建筑照明设计标准[S].

[3] JGJ/T 229—2010,民用建筑绿色设计规范[S].

[4] 马银峰.玻璃工厂绿色照明技术浅谈[J].中国玻璃,2009,34(1):36-38.

Electrical Design and Coordinated Technology in Prefabricated Concrete Structure

WANG Ji-song,LI Rui,WANG Xiao-long
(China Triumph International Engineering Group Co,Ltd,Bengbu 233018,China)

With the process of housing industrialization pushing ahead,the prefabricated concrete structure(PC)will be applied in greater market as a new kind of nergy-efficient building。Its electrical designing and coordinated technology need to be constantly developed and improved at the same time.

prefabricated concrete structure(PC); housing industrialization; nergy-efficient building

10.3963/j.issn.1674-6066.2014.06.023

2014-08-10.

王纪松(1976-),高级工程师.E-mail:wjs@ctiec.net