合理利用结构构件进行建筑电气设计和施工讨论

陈 彬

中建一局集团第五建筑有限公司，北京 100024

建筑电气分为强电和弱电两部分，强电包含有配电系统、照明系统、防雷接地系统等。其中，配电部分有备用电源、变压器等，照明系统包含室内外各类照明设备，防雷接地系统由接地、防雷电感应、建筑物等电位等组成。随着我国社会经济发展进步，建筑电气有了巨大的改变。建筑工程项目施工非常容易受到各个专业之间的不良配合的影响出现延误工期、降低建设质量等问题，尤其在建筑电气设计和施工方面，一旦有问题，将会出现严重的影响和后果。现代化建筑向着智能化、多功能方向发展，融合了越来越多的新技术和新工艺，在建筑电气设计和施工过程中，必须要做好对结构构件的合理应用，使建筑电气设计有效性得到提高，建筑电气施工更高效可靠，保证整个工程项目的顺利进行，本文就此展开了研究分析。

1 建筑电气设计和施工原则

首先，遵循建筑电气设计基本原则，使建筑电气设计质量得到保证。现代建筑电气设计，只有将建筑电气设计的原则和需求结合在一起，才能保证对电气设计人员的工作展开科学指导，更好地满足建筑电气在安全以及使用等方面要求，提高建筑电气节能效果，更好地构建节约型社会。

其次，满足整个建筑电气设计和施工实际需要，实现对建筑电气设计和施工中常见问题的有效处理。比如，防雷设计问题主要集中在两个方面，一方面是防雷装置的设计，当前建筑防雷装置仍以建筑上设置专用防雷装置方式为主，这种方法缺乏科学合理性，可以借助建筑物金属导体作为防雷装置，实现对设备及人员的有效保护，起到均压效果。另一方面，在防止雷击波侵入方面没有足够的重视度，仅重视直击雷的预防，很难取得理想的防雷效果。

2 防雷、接地设计和施工中结构构件的合理利用

建筑电气接地系统的设计需要与结构设计密切结合在一起，当前建筑工程设计受到环境方面因素限制和影响，在接地方案选择方面，必须要选择综合接地方案，根据我国当前《民用建筑电气设计规范》中相关规定，电子设备在接地电阻方面，除非有特殊规定，一般接地电阻需要在4Ω以下，选择一点接地方式，接地体为防雷接地系统与电气设备共用，这种接地方式的接地电阻不能超过1Ω。结合上述设计标准，城市民用建筑如果不存在特殊要求，都需要选择综合接地方式，将接地电阻控制在1Ω以内。

结合防雷要求，在展开建筑设计和结构设计过程中，一方面利用现有的基础内钢筋网作为接地体，以基础地梁为基础，焊接环形接地体，与桩内钢筋焊接在一起，以此作为建筑综合接地体。第二类防雷建筑物接地体引下线距地面0.5m以下钢筋表面积和需要超过4.24m2；第三类防雷建筑物接地体引下线距地面0.5m钢筋表面积和需要超过1.89m2。在完成基础结构后需要对接地电阻值进行测量，如果未满足设计要求，添加人工接地体。防雷引下线焊接选择建筑柱式剪力墙内主筋，利用建筑外廓角上柱筋，如果钢筋直径不小于16mm，选择两根钢筋焊接作为引下线，如果钢筋直径大于或等于10mm且小于16mm，选择四根钢筋焊接作为引下线，屋顶上引下线需要与接闪器焊接，在室外合适位置设置测试接地体，引下线与基础接地体连接，保证焊接牢固，保证钢筋混凝土中钢筋可靠电气连接，以竖向钢筋作为引下线，均压环选择横向钢筋，将均压环垂直距离控制在12m以内。如果建筑物高度超过30m，需要保证均压环与30m以上所有金属结构可靠电气连接，借助屋面钢筋或专用扁钢形成网格，在屋面女儿墙、屋脊等突出屋面的部位设置专门的避雷针，组成接闪器，与引下线焊接在一起，暗敷于钢筋混凝土建筑中，接闪器、均压环等利用结构钢筋组成，共同形成闭合法拉第笼，作为综合接地体。

在设计施工图纸时，提前考虑好各接地端设备的安装，在设计图纸中明确标注。之后在结构施工过程中，利用柱内引下线焊接接地体并引出，结合机房具体的用途和需要，选择合适的焊接数量和位置。强弱电井低层、每层均需要从柱内引下线焊接接地体并引出，做好接地排的安装，并与接地体之间可靠电气连接后接入接地网。

3 电气管线设计和施工中结构构件的合理利用

建筑电气管线有明敷和暗敷两种敷设方式，其中明敷主要是将管线直接安装在墙壁等位置，对整个建筑结构不会有太大影响，暗敷电气管线需要预埋在建筑结构中，电气预埋管线根数多，存在复杂的平面布置，尤其在墙体中垂直预埋管线，会减少建筑结构构件截面，进而影响到建筑结构的构成。

3.1 结构墙体中垂直预埋管线的敷设

如果预埋管线位置在钢筋混凝土剪力墙或者柱位置，敷设方法相对较为简单，只需要使将钢管绑扎固定在结构钢筋，保证混凝土浇筑过程中不出现偏位。电气管线直径一般比较小，不会对混凝土墙有过大影响，可以结合实际需要采取灵活布置方式。如果管线在砌体墙体垂直埋设，那么将会很大程度上增大埋设复杂性，非常容易在土建工程与电气安装工程之间产生矛盾。

结构墙体包含有砌体结构承重墙与混凝土结构非承重填充墙两种，砌体结构承重墙一般不允许开设通槽，水平管线一般预埋在每层圈梁，以往的垂直预埋管敷设需要在墙上剔槽，这种敷设方式会损伤结构墙体，尤其当存在较多并排管线时，会严重影响到整个墙段的承载能力，当前较为可行的方法时是在砌筑砖墙过程中提前预留凹口，宽度以半标砖长度为宜，管线预埋后使用C20混凝土对凹口进行填充，如果所选择的砌筑材料为空心砖，管线的埋设可以利用砌体孔洞，一般建筑工程所应用的空心砖孔径多为20mm，砌块本身较重，如果提前预留凹口，会在很大程度上增大施工难度。在混凝土结构非承重填充墙方面，填充墙仅承受本身自重，一般可以选择粉煤灰混凝土空心砌砖等，这种建材自重轻，即使出现破坏也不会影响到主体结构，在这方面管线的预埋仅需要对隔音以及抗裂等情况进行考虑，开槽深度不能超过墙体厚度1/2。

3.2 结构墙体中水平预埋管线的敷设

当前建筑结构中所应用的楼板有预制装配式楼板、叠合板楼板、现浇混凝土楼板等，其中现浇混凝土楼板和预制装配式楼板较为常见，本文就这两种楼板形式进行分析。

较为常见的预制装配式楼板为预制预应力空心板，虽然根据受力钢筋种类的不同可以划分为冷拔低碳钢丝等不同形式，但是在板截面形式以及受力钢筋分布等方面较为类似。在预制装配式楼板中管线的布置需要提前对预制板布置方式有充分了解，将管线顺着预制板板缝或者孔洞位置布置，在实际布置过程中需要注意圆孔中管线的布置，引出凿孔需要避开受力筋为主，如果选择顺着板缝布置，一般板缝宽度在20～30mm左右，预埋管线后，灌缝密实性很难得到保证，可以提前与设计人员沟通，选择40～50mm宽板缝，在板缝中添加一根直径在12mm钢筋，保证接缝位置的可靠性。

当前施工技术不断优化完善，所使用的混凝土材料质量也越来越好，现浇混凝土成本不断降低，施工工艺越来越简便，应用范围越来越广泛。在现浇混凝土楼板中，预埋管线的布置比较灵活，需要注意避免管线的交叉，同时管线的布置不能并排进行，根据相关要求，钢筋混凝土现浇板中所敷设的管线管径必须要在板厚1/3。一般现浇板厚度80～150mm，混凝土截面非常容易受到管线影响，管线的敷设会使混凝土板内产生薄弱带，如果未能做好处理工作，预埋管线处的混凝土板非常容易开裂，进而存在安全隐患。因此，水平预埋管敷设在现浇板中，需要提前采取一些针对性的预防机械损伤方法，管线弯曲半径必须要超过管外径10倍。

4 结语

建筑电气专业不仅与结构专业有十分密切的联系，与安装专业同样密不可分。建筑电气专业与其他专业之间均存在一定的联系性，因此，建筑电气工程师必须要对其他专业知识有一定的了解和掌握，在实际工作中从多个专业角度出发去思考和分析问题，提高建筑电气设计和施工有效性，在满足建筑工程项目建设质量和建设进度要求下，使建筑电气工程设计施工的科学合理性得到保证，取得满意的施工效果。

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