建筑電氣設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制

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1工程設(shè)備設(shè)計(jì)

在工程設(shè)計(jì)中，很多設(shè)計(jì)師都存在這樣一種認(rèn)識(shí)：建筑電氣專業(yè)所涉及到的管線管徑小、數(shù)量少、敷設(shè)簡(jiǎn)單，以及防雷接地措施要求不高等，所以電氣專業(yè)與結(jié)構(gòu)專業(yè)的配合往往被忽視。其實(shí)不然，隨著現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和大規(guī)模智能化建筑的興起，建筑電氣設(shè)計(jì)中所涉及的各類管線將越來(lái)越多，對(duì)防雷、防電磁脈沖等保護(hù)措施的要求也越來(lái)越高，因此作為設(shè)備設(shè)計(jì)中的一部分，建筑電氣設(shè)計(jì)與其他專業(yè)特別是與結(jié)構(gòu)專業(yè)之間的協(xié)調(diào)、配合應(yīng)該得到相應(yīng)的重視。基于這一點(diǎn)，本文將分幾個(gè)方面對(duì)電氣設(shè)計(jì)、施工中與結(jié)構(gòu)相關(guān)的若干問(wèn)題加以討論。

2利用建筑中的結(jié)構(gòu)鋼筋進(jìn)行防雷與接地

在《建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057-1994）中，多次提到在防雷設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先利用建筑本身的結(jié)構(gòu)鋼筋或鋼結(jié)構(gòu)等自然金屬，作為防雷裝置的一部分，使得在保證安全可靠性的前提下能兼顧經(jīng)濟(jì)性。因此，如何利用建筑物的金屬導(dǎo)體是防雷設(shè)計(jì)中的重要問(wèn)題。

2.1屋面結(jié)構(gòu)與接閃器

現(xiàn)代建筑藝術(shù)除了追求立面上豐富多彩的線條外，對(duì)建筑物頂部造型也力求變化。由于新穎的薄殼、雙曲面網(wǎng)架等大量運(yùn)用，屋面已經(jīng)不能再簡(jiǎn)單的分為平屋面和坡屋面，這給防雷設(shè)計(jì)帶來(lái)一定難度。在設(shè)計(jì)中除了應(yīng)按《建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057-1994）中附錄二要求的在屋頂外沿和突出部位等易受雷擊處設(shè)置避雷帶外，直接將屋面結(jié)構(gòu)鋼筋作為避雷網(wǎng)的一部分也非常必要。出于防水抗裂考慮，屋面結(jié)構(gòu)一般采用現(xiàn)澆混凝土板，其鋼筋由上部鋼筋和下部鋼筋組成，配筋較密，連接點(diǎn)較多，并且板鋼筋均與梁鋼筋綁扎連接形成通路。突出屋面的塔樓、樓梯間等也均通過(guò)鋼筋混凝土柱或構(gòu)造柱與下層結(jié)構(gòu)相連。因此，當(dāng)利用建筑本身的鋼筋作為接閃器時(shí)，在結(jié)構(gòu)鋼筋連接的關(guān)鍵部位如柱內(nèi)鋼筋與梁鋼筋綁扎點(diǎn)處進(jìn)行焊接，即可滿足形成電氣通路的要求，也就是GB50057-1994第3.3.5條指出的：“在雷電流流過(guò)的路徑上，有一些并聯(lián)的綁扎點(diǎn)時(shí)，就會(huì)是安全的”。該條文說(shuō)明同時(shí)指出：“利用屋頂鋼筋作為接閃器其前提是允許屋頂遭雷擊時(shí)混凝土?xí)幸恍┧槠撻_(kāi)及一小塊防水，保溫層破壞”。這對(duì)屋面結(jié)構(gòu)損害不大，不會(huì)影響到建筑物安全。

2.2利用混凝土柱、墻主筋作為防雷引下線

不同結(jié)構(gòu)形式的各類建筑中均設(shè)有一定數(shù)量的鋼筋混凝土柱，如在砌體結(jié)構(gòu)中設(shè)置的構(gòu)造柱，在混凝土結(jié)構(gòu)中設(shè)置的框架柱、剪力墻等，柱中鋼筋直徑按《建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2001第7.3.2條規(guī)定磚混結(jié)構(gòu)中構(gòu)造柱縱向鋼筋最小為4φ12，在框架結(jié)構(gòu)中框架柱配筋通常采用φ14以上螺紋鋼筋均可滿足GB50057-1994中第3.3.5及4.2.1條要求。柱中鋼筋的連接形式通常采用綁扎連接、焊接和機(jī)械連接，按照《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50169-1992）規(guī)定，避雷引下線的連接為搭接焊接，搭接長(zhǎng)度為圓鋼直徑的6倍，因此，不允許用螺紋鋼代替圓鋼作搭接鋼筋。另外，作為引下線的主鋼筋在土建中如果是采用對(duì)頭碰焊的（在工程中常用的焊接形式有閃光對(duì)焊和電渣壓力焊，均屬于對(duì)頭碰焊），應(yīng)在碰焊處按規(guī)范補(bǔ)焊搭接圓鋼。

2.3利用基礎(chǔ)地梁作為接地裝置

建筑物地基的形式可分為無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)、擴(kuò)展基礎(chǔ)、柱下條形基礎(chǔ)、筏形、箱形基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)以及復(fù)合地基。按GB50057-1994第3.2.4條、第3.3.5條、第3.4.3條、第4.4.3條規(guī)定，接地裝置應(yīng)在地面50cm以下，第4.3.5條還規(guī)定：防直擊雷的人工接地體距建筑物出入口或人行道不應(yīng)小于3m，當(dāng)小于3m時(shí)水平接地體局部埋深不應(yīng)小于1m或采取絕緣保護(hù)措施。建筑物基礎(chǔ)埋深通常由基礎(chǔ)自身高度、地面下預(yù)埋管線高度及防凍防腐蝕深度等因素決定，一般均大于0.5m.但是在有些砌體結(jié)構(gòu)中，墻下條形基礎(chǔ)由于建筑防水要求，基礎(chǔ)圈梁通常設(shè)置于標(biāo)高-0.060處，以代替防潮層，因此不能作為接地裝置。而柱下條形基礎(chǔ)及筏形、箱形基礎(chǔ)在基礎(chǔ)底面設(shè)有肋梁，柱下獨(dú)立基礎(chǔ)及各種類型的樁基礎(chǔ)均設(shè)有基礎(chǔ)拉梁或承臺(tái)梁，以上都可滿足作為基礎(chǔ)接地體裝置的要求。

3電氣管線的預(yù)埋與結(jié)構(gòu)布置

電氣管線的敷設(shè)方式分明敷和暗敷兩種。明敷是將管線安裝于墻壁、頂棚的表面，對(duì)結(jié)構(gòu)影響不大，而暗敷則完全不同。暗敷中，電氣管線的預(yù)埋是建筑安裝工程中的重要部分。電氣預(yù)埋管線的特點(diǎn)是根數(shù)多，平面布置復(fù)雜，特別是在墻體中的垂直預(yù)埋管線和在樓板中的水平預(yù)埋管線由于削弱了結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面，對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)成一定影響，下面將從幾個(gè)方面加以討論。

3.1垂直預(yù)埋管線在結(jié)構(gòu)墻體中的敷設(shè)

當(dāng)垂直預(yù)埋管線埋設(shè)于在鋼筋混凝土柱或者鋼筋混凝土剪力墻中時(shí)，敷設(shè)方法相對(duì)簡(jiǎn)單，僅需將線路套管改為鋼管，并與結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎固定，防止在澆筑振搗混凝土?xí)r偏位。由于電氣管線直徑較小，對(duì)混凝土墻、柱影響不大，可根據(jù)需要靈活布置。但是，當(dāng)管線垂直埋設(shè)于砌體墻體中時(shí)，埋設(shè)方式相對(duì)復(fù)雜，這也是電氣安裝工程與土建工程矛盾較多的地方。結(jié)構(gòu)墻體的形式主要有砌體結(jié)構(gòu)中的承重墻及混凝土結(jié)構(gòu)中的非承重填充墻，下面就這兩種情況分開(kāi)討論

（1）在砌體結(jié)構(gòu)承重墻上的埋設(shè)

砌體結(jié)構(gòu)包括磚砌體、混凝土砌塊砌體、石砌體等。首先，在砌體結(jié)構(gòu)中不允許開(kāi)設(shè)水平及斜向通槽，水平預(yù)埋管線通常埋設(shè)于每層圈梁中。埋入墻體的垂直預(yù)埋管以前均直接在墻體上剔槽敷設(shè)，但是這種做法會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)墻體造成損傷，特別是當(dāng)并列埋設(shè)的管線較多時(shí)，對(duì)整個(gè)墻段的承載能力都有影響。按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50003-2001）中第6.2.14條“不應(yīng)在截面長(zhǎng)邊小于500mm的承重墻體、獨(dú)立柱內(nèi)埋設(shè)管線；不宜在墻體中穿行暗線或預(yù)留、開(kāi)鑿溝槽，無(wú)法避免時(shí)應(yīng)采取必要的措施或按削弱后的截面驗(yàn)算墻體的承載力”。目前可行的方法是在砌筑磚墻時(shí)留下120深凹口，寬度可按并列管線數(shù)量采用一磚或半磚，待管線預(yù)埋后采用C20細(xì)石混凝土填實(shí)。當(dāng)采用空心磚或混凝土空心砌塊時(shí)，也有一種方法是利用砌體中的孔洞埋設(shè)管線，按GB50003-2001中第6.2.14條注“對(duì)受力較小或未灌孔的砌塊砌體，允許在墻體的豎向孔洞中設(shè)置管線”。但實(shí)際上常用的KP1型多孔磚孔徑約20mm，DM1型多孔磚孔徑約18mm，都較小，而且砌塊較重，組砌時(shí)要求灰縫錯(cuò)開(kāi)，故此方法施工不便。當(dāng)墻體為半磚墻時(shí)，按照規(guī)范，在半磚墻內(nèi)不準(zhǔn)暗敷管線，如不可避免，則采用局部加設(shè)混凝土構(gòu)造柱的形式，將管線埋設(shè)于柱內(nèi)。

（2）在混凝土結(jié)構(gòu)填充墻上的預(yù)埋

混凝土結(jié)構(gòu)中的填充墻僅承擔(dān)墻體本身的自重，常用的有加氣混凝土砌塊、粉煤灰混凝土空心砌塊等，此類材料的特點(diǎn)是強(qiáng)度低，自重輕，即使發(fā)生破壞對(duì)主體結(jié)構(gòu)也無(wú)影響。因此，在填充墻上的預(yù)埋僅僅需要考慮抗裂、隔聲等因素，在填充墻上開(kāi)槽不宜超過(guò)墻體厚度的一半。

3.2水平預(yù)埋管線在結(jié)構(gòu)樓板中的埋設(shè)

結(jié)構(gòu)上樓蓋主要有預(yù)制裝配式樓蓋、現(xiàn)澆混凝土樓蓋以及無(wú)梁樓蓋、肋形板樓蓋、疊合板樓蓋等，由于前兩種形式較為常見(jiàn)，這里僅針預(yù)制裝配式和現(xiàn)澆混凝土樓蓋兩種形式加以討論。

（1）水平預(yù)埋管在預(yù)制裝配式樓蓋中的埋設(shè)預(yù)制裝配式樓蓋包括預(yù)制雙向預(yù)應(yīng)力大樓板和預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板，通常使用的是預(yù)應(yīng)力混凝土空心板。雖然按板的受力鋼筋種類分有冷拔低碳鋼絲、冷軋帶肋鋼筋等區(qū)別，但板的截面形式及受力鋼筋排布形式基本相同。在預(yù)制板樓蓋中布置管線需要預(yù)先向結(jié)構(gòu)專業(yè)了解預(yù)制板的布置方式使管線沿預(yù)制板中圓孔或板縫布置。需要注意的是，在圓孔中布置管線時(shí)，引出鑿孔要避開(kāi)板受力主筋位置。當(dāng)管線沿板縫布置時(shí)，由于通常板縫寬度為20mm-30mm，預(yù)埋管線會(huì)導(dǎo)致灌縫難以密實(shí)，可與結(jié)構(gòu)專業(yè)商量采取40mm-50mm板縫，在板縫中附加一根φ12鋼筋加以解決。

（2）水平預(yù)埋管線在現(xiàn)澆混凝土樓蓋中的埋設(shè)隨著混凝土材料變化和施工技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)澆混凝土樓蓋成本逐步降低，施工工藝逐步簡(jiǎn)化，運(yùn)用范圍越來(lái)越廣泛。電氣管線在現(xiàn)澆板中的平面布置方式較為靈活，但應(yīng)注意不宜將管線在現(xiàn)澆板內(nèi)交叉，也不可并排布置，同時(shí)按《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施》電氣部分第5.1.9條中指出：敷設(shè)在鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板內(nèi)的電線管最大外徑不宜超過(guò)板厚的1/3.這是由于現(xiàn)澆板的板厚一般為80mm-150mm，管線對(duì)混凝土截面的削弱比較大，而且通長(zhǎng)的管線會(huì)在混凝土板內(nèi)造成薄弱帶，處理不慎就會(huì)引起混凝土板開(kāi)裂，或留下工程隱患。在現(xiàn)澆板中敷設(shè)的水平預(yù)埋管也應(yīng)采取預(yù)防機(jī)械損傷措施，埋設(shè)于現(xiàn)澆板內(nèi)的管線彎曲半徑不小于管外徑的10倍。

4結(jié)束語(yǔ)

以上這些只是本人在實(shí)踐中的幾點(diǎn)思考，希望能為廣大讀者提供參考借鑒之用。當(dāng)然，在實(shí)際工程中，還有很多值得注意的地方，我們應(yīng)該在完成本專業(yè)設(shè)計(jì)的同時(shí)，注意與其它專業(yè)的配合與協(xié)業(yè)。