0前言: 大多数建筑工程设计师在工程设计中都会存在这样一种普遍的认识:建筑电气专业与结构专业的配合往往可以被忽视掉。其归纳的主要原因是建筑电气涉及到的管线数量少、管径小、敷设简单,并且防雷接地措施的具体要求不高等。其实不然,建筑工程施工主要包括的项目繁多,例如土建结构、建筑电气安装、通风与空调等。在施工过程中,这些专业的施工进度应当统筹协调、相互照顾,单一专业的施工质量会对整个工程的质量产生影响。而建筑电气在施工过程中更为复杂,它与结构施工的关系也更为密切,它往往涉及到的各种管线越来越多,对防电磁脉冲、防雷等保护措施的要求也越来越高,所以与设计单位的生存、发展和设计人员的技术生涯息息相关,因此受到了设计界的高度重视。
大多数建筑工程设计师在工程设计中都会存在这样一种普遍的认识:建筑电气专业与结构专业的配合往往可以被忽视掉。其归纳的主要原因是建筑电气涉及到的管线数量少、管径小、敷设简单,并且防雷接地措施的具体要求不高等。其实不然,建筑工程施工主要包括的项目繁多,例如土建结构、建筑电气安装、通风与空调等。在施工过程中,这些专业的施工进度应当统筹协调、相互照顾,单一专业的施工质量会对整个工程的质量产生影响。而建筑电气在施工过程中更为复杂,它与结构施工的关系也更为密切,它往往涉及到的各种管线越来越多,对防电磁脉冲、防雷等保护措施的要求也越来越高,所以与设计单位的生存、发展和设计人员的技术生涯息息相关,因此受到了设计界的高度重视。
1.电气管线的结构布置与预埋
电气管线的敷设方式分为明敷和暗敷两种形式。明敷就是将管线安装在顶棚或者墙壁的表面,对结构的影响不大;而暗敷则恰恰相反,作为建筑安装工程中的重要部分,暗敷中的电气管线的预埋特点是平面布置复杂、根数多,尤其是在楼板中的水平预埋管线和墙体中的垂直预埋管线,由于它们削弱了结构构件的截面,对结构构成了一定的影响,所以我们对它进行如下的探讨。
1.1水平预埋管线在结构楼板中的埋设
楼盖在结构上主要分为现浇混凝土楼盖、预制楼盖、无梁楼盖、叠合板楼盖和肋型板楼盖等,我们这里仅对现浇混凝土楼盖和预制装配式楼盖这两种比较常见的形式加以谈论。
1.1.1水平预埋管线在现浇混凝土楼盖中的埋设
现浇板中的电气管线平面布置方式较为灵活,但是应当注意不宜将管线并排布置,也不可在现浇板内交叉,且敷设在钢筋混凝土现浇楼板内的电线管最大外径不宜超过板厚的1/3。我们知道由于现浇板的板厚一般为80-150mm不等,通长的管线会在混凝土板内造成薄弱带,而且管线对混凝土界面的削弱较大,所以一旦处理不当就会引发混凝土板开裂等后果,留下工程隐患。
1.1.2水平预埋管在预制楼盖中的埋设
预制楼盖包括预制预应力空心板和预制双向预应力大楼板两种,我们通常使用的是预应力混凝土空心板。布置前应当预先向结构专业了解预制板的布置方式是管线沿预制板中圆孔还是板缝布置,才能进行预制板楼盖的管线布置工作。
在圆孔中布置管线时需要注意的问题是引出凿孔要避开板受力主筋位置。当管线沿板缝布置时,20-30mm的板缝由于宽度问题,预埋管线会导致灌缝难以密实,因此可以与结构专业商量采取40-50mm的板缝,并在中间附加一根ø12的钢筋予以解决。
1.2垂直预埋管线在结构墙体中的敷设
当垂直预埋管线埋设在钢筋混凝土剪力墙或者钢筋混凝土柱中时,为防止在振捣混凝土时偏位,我们需要将线路套管改为钢管,并与结构钢筋绑扎固定即可。由于电气管线直径较小,对混凝土墙、柱的影响不大,所以可进行灵活布置。但是,当管线垂直埋设的方式相对复杂,并埋设在砌体墙体中时,就会产生很多与土建工程相矛盾的地方。结构墙体的形式主要有混凝土结构中的非承重填充墙和砌体结构中的承重墙两种,我们分别进行讨论。
1.2.1在混凝土结构填充墙上的预埋
混凝土结构中的填充墙仅承担墙体本身的自重,一般常用的有粉煤灰混凝土空心砌块、加气混凝土砌块等,因为该类材料自重轻、强度低的特点,使得即便发生破坏也对主体结构没多大影响。因此,在填充墙上的预埋仅需要考虑隔声、抗裂等方面的因素即可,在填充墙上的开槽要少于墙体厚度的一半为宜。
1.2.2在砌体结构承重墙上的埋设
砌体结构包括混凝土砌块砌体、砖砌体等,通常在每层的圈梁中埋设水平预埋管线时,砌体结构中都不允许开设水平及斜向通槽。埋入墙体的垂直预埋管以前均直接在墙体上剔槽敷设,但是当并列埋设的管线较多时,这种做法就会对结构墙体造成较多的损伤,对整个墙段的承载能力也都有所影响。目前可行的避免这些问题所采取的必要措施有砌筑砖墙时预留120深凹口,宽度可按并列管线数量采用一砖或半砖,待管线预埋后用C20的细石混凝土填实即可。
当墙体为半砖墙时,按照规范要求,半砖墙内不允许暗敷管线,如果不能避免,则采用局部加设混凝土构造柱的方法将管线埋设在柱子内部。
2.利用结构钢筋进行接地与防雷
《建筑防雷设计规范》中曾多次提到要优先使用建筑物本身的结构钢筋或者钢结构等自身金属,作为防雷装置的一部分,使得在保证安全前提下能兼顾经济性。所以,在建筑物的防雷设计施工中,如何利用金属导体避雷成为解决该问题的重要研究对象。
2.1利用混凝土柱、墙主筋作为防雷引下线
各类建筑物中均设有钢筋混凝土柱,如框架柱、构造柱等,按照规范要求,柱中钢筋的直径在框架结构中框架柱配筋通常采用ø14以上的螺纹钢筋,在砖混结构中构造柱纵向钢筋最小为4 ø12。通常采用绑扎链接、机械连接和焊接作为柱中钢筋的连接形式。避雷引下线的连接为搭接焊接,搭接长度为圆钢直径的6倍,所以,不允许用螺纹钢代替圆钢做搭接钢筋。此外,作为引下线的主筋在土建中如果是采用对头碰焊的,应在碰焊处按照规范补焊搭接圆钢。
2.2屋面结构与接闪器
随着现代建筑物顶部造型的日趋多样化,屋面已不能再简单地分为坡屋面和平屋面,这给防雷设计带来了一定的难度。因而在设计中不仅要将屋面结构钢筋作为避雷网的一部分设计,还要在屋顶外延和突出部位等易受雷击处设置避雷带。
一般的屋面结构会采用现浇混凝土板,其钢筋由上皮和下皮组成,梁钢筋与板钢筋绑扎链接形成通路且连接点较多。突出屋面的楼梯间、塔楼等也均通过构造柱和钢筋混凝土柱与下层结构相连。因此,当利用建筑本身的钢筋作为接闪器时,在如梁钢筋与柱内钢筋绑扎点处进行焊接等结构钢筋连接关键部位,即可满足形成电气通路的要求。
其他需要注意的就是,如金属架、太阳能热水器、航空障碍灯、广告牌、冷水塔等突出屋面的金属物通常通过膨胀螺栓固定在素混凝土基础或屋面板上,故需通过可靠的电气连接使其形成电气通路。至于突出屋面的非金属物,需要安装接闪器并与屋面防雷装置连接。
2.3利用基础地梁作为接地装置
建筑物地基的形式可分为扩展基础、柱下条形基础、箱型基础、筏形基础、桩基础、复合地基和无筋扩展基础等。接地装置应设置在地面接近50cm以下,人工接地体为防止击雷应距建筑物出入口或人行道不应小于3m,当小于3m时水平接地体局部埋深不应小于1m或采取绝缘保护措施才行。建筑物基础埋深通常由地面下预埋管线高度、防冻防腐蚀深度和基础自身高度等因素决定,通常大于0.5m。但是有些墙下条形基础因为建筑防水要求,通常将基础圈梁设置在-600标高处,以代替防潮层,因此不能作为接地装置。而筏形、箱型基础和条形基础在基础底面均设有肋梁,柱下独立基础及各种类型的桩基础均设有承台梁和基础拉梁,所以上述的基础都可作为基础接地体装置。
3结束语:
上述就是笔者在实际工作中针对建筑电气设计、施工中的几点思考。建筑电气安装的关键就在于它的可靠性、可信性、可实施性、安全性和维修性,随着人民生活水平的提高,建筑电气安装与安全等问题已成为社会关注的焦点之一。我们应该在完成本专业设计、施工的同时,注意与其他专业的配合与协作。结合不同的项目,使项目电气工程施工质量始终处于受控的状态。