预制装配式住宅机电管线设计研究

袁黄峻，华丹才仁，刘阳

（中国建筑第八工程局总承包公司，上海 200120）

预制住宅建筑，顾名思义，是用工厂预制件在现场组装的。装配式剪力墙住宅是指主要由钢筋和混凝土墙承担重力的装配式建筑。这几年，随着住宅建筑工业化发展的越来越迅速，大批量的装配式建筑已经拔地而起，我们的建筑施工效率也得到提高。

1 装配式住宅机电管线预留预埋设计

毛坯房的电气设备一般安装在适当位置，仅为排水管道预留主管。一些简单装修的房子是在毛坯房屋的基础上安装的。这个项目是精装房，在此基础上，灯具安装就位。在目前机电设计及各系统管线在敷设方式上仍然采用以前的方法：给水管道于垫层内敷设、排水管道于异层内敷设、电气管线还是埋设于浇筑结构内的施工。装配式住宅机电一体化的关键问题是在预制结构中做好管线的预留预埋以及定位。设计者应在设计阶段通过比对图纸的资料对设备准确定位，并将其他建筑构件一起融合于BIM模型之中，提供给厂家。按照图纸预制，预先对预制板和墙中的线、盒、箱、套管和孔洞进行精确定位。

1.1 电气管线

在机电系统中，电气管线的预留预埋所占的比率还是很大的。在毛坯交房的住宅中，电线管基本上是在浇筑结构内的：电线管和电线盒是敷设于预制板中并且在生产车间浇筑成型后运送至现场的。当使用叠层地板时，将水平走向的电气管线敷设在楼板的现浇堆叠层中。还需在现场湿作业中完成。除了结构的安全性外，还应考虑层合板的现浇层厚度，但也要考虑线路走向是否合理。如果在预埋的过程中出现管线交叉的情况，那么现浇层的厚度也会随之变厚。设计的关键是优化管线的排布，减少管线之间发生叠管现象。通过对管线合理的排布从而减少管线交叉，降低现浇层的厚度，从而降低工程造价。图1为某一预制板中接线盒与管线预埋的一个案例。接线盒是提前固定在预制板中，电气管线是在现浇层中与其连接。预制件中接线盒深度为100mm。

图1

预制板内的管线与现浇层之间的管线连接方式目前有两种，向上连接或者向下连接。根据尽量减少材料浪费，我们尽量使连接距离最短，标高低的插座可以向下连接到现浇层中的管道，标高高的开关等可以向上连接到现浇层内的管线。在预制墙中，特别要注意预埋线与现浇线之间的连接，在预埋件上（下），通常是150mm（宽）×150mm（高）×80m（深），应留出连接空间，并在连接后浇注混凝土。

在正常情况下，住宅民用建筑的施工顺序为：安装墙板、安装平台板、浇注平台现浇层、安装上一层墙板，因此当我们进行二次配管时，即使预制墙内的管线埋设位置存在偏差，仍然可以通过在还没有浇筑的楼层平面通过调整来使管线正常连接。管线往楼层下连接时，现浇层中的水平管线和预制墙中的竖直管线的位置已经被固定，向下连接时位置必须准确，否则将会出现管线无法连接的情况。在实际工程中，为了保证不返工，大多数工程都会多使用一些管线，采用在预制层中的管道与浇注层中的管道相连接的方法。

装配式住宅户内配电箱和弱电箱是每户电源信号的源头，集中大量的电气进出管线，应该尽可能的避免其出现在预制墙体上。

1.2 排水管线

随着现在对住宅的需求量越来越大，对其品质也要求的越来越高，我们的建筑施工技术也随着进步，使得同层排水的技术也得到了提升。然而，到现阶段为止，大多数毛坯交房仍然使用的是异层排水。主要原因在于，毛坯交房时，卫生间中的洁具是没有进行安装的，即使是一些简装房，虽然卫生间的洁具是安装了，但是由于是简装，洁具产品质量无法达到同层排水洁具的要求，同层排水对卫生洁具和管材有特殊要求，价格相对较高。

现阶段装配式住宅一般在卫生间等管线比较密集的区域仍然采用现浇楼板，通过现场人工定位，从而达到减少不同形式预制板数量，达到节约成本的目的。当使用叠加的地板时，设计者必须准确地定位图纸上的每个排水孔。在加工厂中，根据准确的定位设计图纸，每个排水点都应保留在预制层合板上。在施工现场的现浇层中，将孔洞进行比较，进行同样规格的二次留洞施工，预留孔的孔径一般大于排水管外径50～100mm。

1.3 给水管线

毛坯交房的供水管道埋设方式大多数主要是在吊顶内明装，在楼面的地坪或沿槽壁敷设在墙体之中。在我国北方地区，基本都有地暖功能，所以需要一定的厚度，所以水管与地暖管都是敷设在垫层之中的，而南方地区大多数地区都是明装在吊顶内的，由于房子需要后期进行装修工作，连接到供水点的垂直管道一般是暗敷于墙体内的，壁面上至少应保留60×40mm（宽×深）的墙槽，这对于预制墙来说难以实现。图2为预制剪力墙的设计，其含有俩个墙槽，左边为燃气热水器冷热水管预留墙槽，1.2m高，右边为洗菜盆冷热水管预留墙槽，0.55m高。墙体厚度为200mm，墙体内的钢筋与距离墙皮最近的地方只有35mm左右。如果我们要预留60×40mm的墙槽，钢筋无法避免的只能向外漏出，但规范要求钢筋最起码需要15mm的保护层。而在图中右侧墙槽中只有少量钢筋，并且根据情况还可以通过弯曲钢筋来进行避让，而左侧墙体就会出现钢筋外漏的情况，难以处理。通过与专业的人员进行研究，通过在右侧墙体留下一定空间的墙槽，来满足管道敷设的条件，并且管道的保护层不少于10mm。还有一点需要注意，在开墙槽时要根据套管位置进行避让。

图2

在预制房屋的设计中，应与建筑中的各个专业紧密合作，通过对房间布置的调整，在预制剪力墙中应避免上述问题的发生，否则在二次装修的时候，增加了装饰面的厚度，进而占用内部空间，增加了预制板的规格，提高了预制房屋的造价。

1.4 管道支吊架

如果预制混凝土管道支吊架安装在预制板中，支吊架根部必须嵌入钢板或螺栓孔，进而满足支吊架的安装要求，管道支吊架的间距和设置要求可参见相关管道安装图集。通过提前在预制板中安装支吊架，并且嵌入钢板或螺栓孔，使预制墙板更加标准化，同时提高了生产效率，进而降低了成本。

2 装配式住宅机电设计展望

近年来，随着我国建筑行业的不断发展，住宅的建造方式已经开始向装配式建筑慢慢转向。虽然在这个过程中会出现各种各样我们要去面对的问题或困难，但是一旦我们将所有问题与困难解决后，随之而来的各种规范标准将会使其产业化、工业化、规模化，整个产业链也随之更加完整，同时会使建筑造价的成本变低。我国之前颁布的《住宅建设CSI技术导则》（试行），其中已经明确说明了我国工业化住宅的发展方向。其最主要的内容之一就是“所有机电管线应该与结构分离”。这不仅节省了在结构内预埋管线的过程，也使得设备管道具有可更换性以及可维护性，从而延长了房屋的寿命。我相信，在以后的日子中，建筑行业会出现一个全新的面貌，将不再是传统结构为主，而是以装配式建筑为主，不仅仅提高了生产效率，而且还大幅度降低了对环境的污染以及对能源的浪费。

3 结语

装配式建筑现在已经是我国建筑发展的大趋势，随着装配式建筑与绿色建筑的结合，BIM技术在装配式住宅中的应用和住宅产业化规模的扩大，可以预期到以后装配式建筑的市场。在装配式建筑中，产生工业垃圾最少和对环境污染最小，对资源浪费最小，对其周围环境影响降低以及自身的环保性、可维护性等都是装配式建筑的优点。同时在大环境的引导下，为了减少环境污染，城市绿色发展以及推展可持续发展观念，装配式建筑以后一定是建筑行业的主流。