《装配式住宅电气设计要点》一文针对混凝土结构及钢结构两种形式，通过介绍装配式建筑的背景、结构形式以及施工工艺，分析了混凝土结构以及钢结构装配式住宅设计中电气专业应注意的一些要点，包括电井选址、设备安装、管线预留、管线衔接及防雷接地做法等。

1、结构形式

装配式建筑是指用预制的构件在工地装配而成的建筑，装配式建筑将部分或所有构件在工厂预制完成，然后运送到施工现场进行组装,其按结构形式主要分为钢结构、混凝土结构和木结构 3种，主要预制件分为楼板、梁、柱及剪力墙等，而根据预制程度的不同，梁和板可以采用全预制或半预制半现浇的形式。

目前国内大部分装配式建筑中的梁和板主要采用半预制半现浇的形式，分别称为叠合梁与叠合板。

2、设计原则

由于装配式住宅的预制构件是在工厂内预制完成，原则上在施工现场不允许凿洞、开槽，以避免伤及预制构件，影响质量及观感，因此装配式住宅的电气设计应秉持“安全可靠、节能环保、维修管理方便、设备布置整体美观”的原则，采用标准化、系列化的设计方法，做到设备布置、设备安装、管线敷设及连接的标准化和系列化。

3、设计要点

3.1 电井的选址

在供配电系统中，电井的位置应深入负荷中心，以缩短低压配电半径、降低电能损耗、节约有色金属、减少电压损失、满足供电质量的要求。对于住宅建筑，一般2~3户共用一部电井，因此水平供电半径较小，电压损失极少，能够很好地满足供电质量的要求。

由于电井内设有竖向桥架以及管线等，井道内的楼板需要提前预留洞口，同时楼板以及墙体内也会暗埋大量管线，因此为避免预制件中预埋大量管线的现象产生，电井应避免设置于采用预制楼板的区域内。

3.2 户内配电（线）箱位置

装配式住宅户内配电（线）箱的设置原则与普通住宅的设置原则相同，在满足功能以及规范要求的前提下，尽量满足美观性需求。每套住宅应设置≥1个家居配电（线）箱，宜暗装在套内走廊、门厅或起居室等便于维修及维护处。

由于户内配电（线）箱进出管线较多、尺寸较大，在每个楼层的位置又相同，为确保结构的安全性，应尽量将配电（线）箱设于非承重、非预制的墙体上；如果建筑的预制率较高，必须将其设于预制墙体上，则应在设计时掌控好配电（线）箱的尺寸，以防预留的洞口不合适，后期不便处理。

选取户内配电箱位置时，应尽量避免入户管线与户内分支线管相交叉。户内配电箱的入户线缆外径较粗，工程上一般采用3×10mm²的BV导线，穿线管外径一般为32mm左右（按不大于内孔截面积的27.5%计算），有些地区因当地供电部门要求集中管理，需将电表箱集中设置于地下一层；而对于高层住宅而言，由于受电压降的影响，部分楼层入户线缆需选用3×16mm²的BV导线，穿线管外径尺寸会更大。

户内分支线中插座回路的管线较多，穿线管管径一般为20mm，加上楼板内钢筋网（横向及纵向）的直径（一般采用φ8mm的钢筋）与15mm厚的混凝土保护层，叠合楼板现浇层的厚度将会达到83mm，因此，叠合楼板的现浇层厚度需达到90mm才可满足要求。为了避免入户管线与户内分支线之间的交叉，降低叠合楼板现浇层的厚度，宜将配电箱设于靠近户外公共走廊的墙体上或靠近入户门处，详见图1。

图1 户内配电箱的位置选取由于弱电线缆较细，且大部分地区都已实现三网融合，弱电进线一般采用一根2芯光纤，入户管线与户内分支线管管径相同，对于楼板厚度几乎没有影响，因此在选取户内配线箱的位置时，主要考虑结构的安全性及建筑的美观性。

3.3 点位预留

为方便和规范构件制作，在预制件中预留的箱体、接线盒应遵照预制件的模数，在预制构件上准确和标准化定位。在预制墙体上设置的插座、开关、弱电设备、消防设备等需要在设计阶段提前预留接线盒，这里采用标准的86型接线盒为宜。另外，叠合楼板内的照明灯具、消防探测器等设备需要预留深型接线盒，以便与叠合楼板现浇层内的管线相连接（详见图2），接线盒的具体位置应先由电气专业做初步定位，再由结构专业做精确定位。

图2 叠合楼板内接线盒预留做法

3.4 点位综合

电气专业系统众多，每个系统都有单独的一套图纸，为确保预制件中的设备点位齐全，避免在施工现场进行剔凿、切割时伤及预制构件，应将各系统所需的预留孔洞、预埋件综合在一张图纸上，方便查漏补缺的同时也便于检查各个系统间的设备点位是否存在冲突、管线路径是否重合，在设计阶段能够及时发现问题并将其解决。

3.5 管线预留

设备管线应进行综合设计，减少平面交叉，由于装配式建筑的特殊形式，其内部的管道综合尤为重要。当水平管线必须暗敷时，应敷设于叠合楼板的现浇层内，采用包含BIM技术在内的多种手段开展三维管线综合设计，避免在同一地点出现多根电气管线交叉敷设的现象。

混凝土结构装配式建筑中，电气竖向管线宜集中敷设，满足维修更换的需要；钢结构装配式建筑中无须穿钢梁的竖向管线宜集中敷设，必须穿钢梁的竖向管线宜分散敷设以确保结构的安全性。

此外，钢结构装配式建筑应尽量避免竖向管线穿越钢梁及在有梁处布置需要由顶板敷设至墙面的管线。公共区域应尽量选用灯头自带声光控开关的灯具，声光警报器、应急广播尽量选用吸顶安装的方式，另外可通过电井内明敷的方式减少穿钢梁的暗埋管线。

3.6 管线衔接

管线间的衔接十分关键，主要分为预制构件之间的管线及预制构件与现浇层中管线之间的衔接，若连接不好，轻则影响建筑的美观，重则会破坏结构的墙体以及梁板。

对于插座、户内配电（线）箱等，由于管线是由设备向下敷设至本层楼板内的现浇层，与现浇层内的水平管线连接以确保管线之间能够顺利连接，所以通常在预制墙体下方的连接处留有管线连接孔洞，详见图3。

图3 管线连接预留孔洞对于户内的照明开关、公共区域的手动报警按钮和消火栓按钮、安全出口指示灯具等设备管线需要与上一层叠合板现浇层内的水平管线连接，通常在预制墙体上方的连接处留有管线连接孔洞。

由于向上敷设管线可能需要穿结构梁，因此预制混凝土结构梁应提前在叠合梁中预留管线；钢结构梁需提前预留孔洞（预留位置不应影响结构安全），以便于预制墙体中的竖向管线连接，详见图4。

图4 管线穿梁处连接详图

4 防雷与接地

装配式住宅的防雷等级划分原则、防雷措施以及接地做法等与非装配式住宅相同，且均是优先利用钢筋混凝土中的钢筋作为防雷装置，区别主要在于防雷接地的具体做法。住宅的防雷设计首先要确定防雷等级，然后采取相应的防雷措施，防雷措施又分为外部防雷措施（直击雷、侧击雷）、内部防雷措施（防闪电感应、防反击以及防闪电电涌侵入和防生命危险）以及防雷击电磁脉冲。

在防直击雷措施方面，装配式住宅与普通住宅相同，均是在屋顶设置接闪器，利用柱内或剪力墙内钢筋作为防雷引下线，借用建筑物基础内的钢筋作为接地极，其中接闪器以及接地极的做法相同，主要的差异在于防雷引下线的做法：对于钢结构形式的装配式住宅，可以利用钢结构中的钢柱作为防雷引下线；对于混凝土结构的装配式住宅，可以采用预制混凝土结构柱或剪力墙内满足防雷要求的钢筋作为防雷引下线，并确保接闪器、引下线及接地极之间通长、可靠的连接。

装配整体式框架结构中，框架柱的纵筋连接宜采用套筒灌浆连接；装配式整体剪力墙结构中，预制剪力墙竖向钢筋的连接可根据不同部位，分别采用套筒灌浆连接、浆锚搭接连接。套筒灌浆连接与浆锚搭接连接做法大同小异，即一侧柱体端部为钢套筒，另一侧柱体端部为钢筋，钢筋插入套筒后注浆，钢筋与套筒之间隔着混凝土砂浆。由于钢筋之间不连续，不能满足电气贯通的要求，因此，若采用实体柱内的钢筋作为防雷引下线，同时连接处采用套筒灌浆连接或浆锚搭接连接，则连接处需采用同等截面积的钢筋进行跨接，以达到电气贯通的目的，具体做法详见图5。

图5 防雷跨接在防侧击雷措施方面，装配式住宅防侧击雷的设计难点在于均压环和外墙上的栏杆、门窗以及太阳能热水器、太阳能面板等较大金属物防雷接地的做法：普通住宅一般采用结构圈梁内满足防雷要求的主筋可靠连接作为均压环；混凝土结构装配式住宅的结构梁一般采用叠合梁，可以利用叠合梁（圈梁）现浇层中满足防雷要求的主筋可靠连接作为均压环；钢结构装配式住宅的圈梁为钢结构且施工时均可靠连接，可以直接利用每层的钢结构圈梁作为均压环。

对于外墙上的栏杆、门窗以及太阳能面板等较大金属物防侧击雷的做法同普通住宅相同，即通过防雷接地预埋件与防雷引下线可靠连接。对于可以直接连接到均压环的金属物，则可以通过防雷接地预埋件与均压环可靠连接；无法直接连接到均压环（一般每3层设置一均压环）的楼层，其金属物可以通过叠合梁现浇层内符合防雷接地要求的主筋或单独敷设扁钢与防雷引下线可靠连接，详见图6。

钢结构住宅通过预埋件与钢结构圈梁可靠连接即可满足防侧击雷的要求

图6 混凝土结构装配式住宅外墙金属物防侧击雷做法装配式住宅的内部防雷措施及防雷击电磁脉冲与普通住宅的设计方法以及施工方法相同。