建筑電氣與建筑物在設計施工中協調探討

建筑電氣與建筑物在設計施工中協調探討

摘 要:本文針對了建筑電氣設計施工中與結構相關的若干問題進行討論,提出設計施工當中應當注意的問題及解決方法。

關鍵詞:建筑電氣 協調 結構 避雷

  隨著現代電子產業的發展和大規模智能化建筑的興起,建筑電氣設計中所涉及的各類管線將越來越多,對防雷、防電磁脈沖等保護措施的要求也越來越高,因此作為設備設計中的一部分,建筑電氣設計與其他專業特別是與結構專業之間的協調、配合應該得到相應的重視。

  1利用建筑中的結構鋼筋進行防雷與接地

在《建筑防雷設計規范》(GB50057-94)中,多次提到在防雷設計時,應優先利用建筑本身的結構鋼筋或鋼結構等自然金屬,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濟性。因此,如何利用建筑物的金屬導體是防雷設計中的重要問題。

  1.1屋面結構與接閃器現代建筑藝術除了追求立面上豐富多彩的線條外,對建筑物頂部造型也力求變化。由于新穎的薄殼、雙曲面網架等大量運用,屋面已經不再是簡單的平屋面和坡屋面,這給防雷設計帶來一定難度。突出屋面的塔樓、樓梯間等也均通過鋼筋混凝土柱或構造柱與下層結構相連。因此,當利用建筑本身的鋼筋作為接閃器時,在結構鋼筋連接的關鍵部位如柱內鋼筋與梁鋼筋綁扎點處進行焊接,即可滿足形成電氣通路的要求。還有一些值得注意的是,突出屋面的金屬物如金屬架、廣告牌、旗桿、太陽能熱水器、冷水塔、航空障礙燈等,由于上述金屬物通常通過膨脹螺栓固定在屋面板上,或固定于素混凝土基礎上,故需通過可靠的電氣連接使其形成電氣通路。突出屋面的非金屬物,按GB50057-94第3.3.2條規定應安裝接閃器并與屋面防雷裝置連接。

  1.2利用混凝土柱、墻主筋作為防雷引下線不同結構形式的各類建筑中均設有一定數量的鋼筋混凝土柱,如在砌體結構中設置的構造柱,在混凝土結構中設置的框架柱、剪力墻等,柱中鋼筋直徑按《建筑物抗震設計規范》GB50011-2001第7.3.2條規定磚混結構中構造柱縱向鋼筋最小為4準12,在框架結構中框架柱配筋通常采用Φ14以上螺紋鋼筋均可滿足GB50057-94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、焊接和機械連接,按照《電氣(GB50169-92)規定,避雷引下線的連接為搭接焊接,搭接長度為圓鋼直徑的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頭碰焊的(如閃光對焊和電渣壓力焊),應在碰焊處按規范補焊搭接圓鋼。

  1.3利用基礎地梁作為接地裝置建筑物地基的形式可分為無筋擴展基礎、擴展基礎、柱下條形基礎、筏形、箱形基礎、樁基礎以及復合地基。按GB50057-94第3.2.4條、第3.3.5條、第3.4.3條、第4.4.3條規定,接地裝置應在地面50cm以下,第4.3.5條還規定:防直擊雷的人工接地體距建筑物出入口或人行道不應小于3m,當小于3m時水平接地體局部埋深不應小于1m或采取絕緣保護措施。建筑物基礎埋深通常由基礎自身高度、地面下預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.但墻下條形基礎由于建筑防水要求,基礎圈梁通常設置于標高-0.060處,以代替防潮層,因此不能作為接地裝置。而柱下條形基礎及筏形、箱形基礎在基礎底面設有肋梁,柱下獨立基礎及各種類型的樁基礎均設有基礎拉梁或承臺梁,以上都可滿足作為基礎接地體裝置的要求。

  2 電氣管線的預埋與結構布置

     電氣管線的預埋是建筑安裝工程中的重要部分,其特點是根數多,平面布置復雜,特別是在墻體中的垂直預埋管線和在樓板中的水平預埋管線由于削弱了結構構件截面,對結構構成一定影響。

  2.1垂直預埋管線在結構墻體中的敷設當垂直預埋管線埋設于在鋼筋混凝土柱或者鋼筋混凝土剪力墻中時,敷設方法相對簡單,僅需將線路套管改為鋼管,并與結構鋼筋綁扎固定,防止在澆筑振搗混凝土時偏位。結構墻體的形式主要有砌體結構中的承重墻及混凝土結構中的填充墻。

    (1)在砌體結構承重墻上的埋設。首先,在砌體結構中不允許開設水平及斜向通槽,水平預埋管線通常埋設于每層圈梁中。埋入墻體的垂直預埋管以前均直接在墻體上剔槽敷設,但是這種做法會對結構墻體造成損傷,特別是當并列埋設的管線較多時,對整個墻段的承載能力都有影響。按《砌體結構設計規范》(GB50003-2001)中第6.2.14條“不應在截面長邊小于500mm的承重墻體、獨立柱內埋設管線;不宜在墻體中穿行暗線或預留、開鑿溝槽,無法避免時應采取必要的措施或按削弱后的截面驗算墻體的承載力”。當采用空心磚或混凝土空心砌塊時,也有一種方法是利用砌體中的孔洞埋設管線,按GB50003-2001中第6.2.14條注“對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置管線”。當墻體為半磚墻時,按照規范,在半磚墻內不準暗敷管線,如不可避免,則采用局部加設混凝土構造柱的形式,將管線埋設于柱內。

  (2)在混凝土結構填充墻上的預埋。混凝土結構中的填充墻僅承擔墻體本身的自重,常用的有加氣混凝土砌塊、粉煤灰混凝土空心砌塊等,此類材料的特點是強度低,自重輕,即使發生破壞對主體結構也無影響。因此,在填充墻上的預埋僅僅需要考慮抗裂、隔聲等因素,在填充墻上開槽不宜超過墻體厚度的一半。

  2.2水平預埋管線在結構樓板中的埋設結構上樓蓋主要有預制裝配式樓蓋、現澆混凝土樓蓋以及無梁樓蓋、肋形板樓蓋、疊合板樓蓋等,由于前兩種形式較為常見,這里僅針對預制裝配式和現澆混凝土樓蓋兩種形式加以討論。

 (1)水平預埋管在預制裝配式樓蓋中的埋設。預制裝配式樓蓋包括預制雙向預應力大樓板和預制預應力空心板,通常使用的是預應力混凝土空心板。當管線沿板縫布置時,由于通常板縫寬度為20~30mm,預埋管線會導致灌縫難以密實,可與結構專業商量采取40~50mm板縫,在板縫中附加一根準12鋼筋加以解決。

   (2)水平預埋管線在現澆混凝土樓蓋中的埋設。電氣管線在現澆板中的平面布置方式較為靈活,但應注意不宜將管線在現澆板內交叉,也不可并排布置,同時按《全國民用建筑工程設計技術措施》電氣部分第5.1.9條中指出:敷設在鋼筋混凝土現澆樓板內的電線管最大外徑不宜超過板厚的1/3.這是由于現澆板的板厚一般為80~150mm,管線對混凝土截面的削弱比較大,而且通長的管線會在混凝土板內造成薄弱帶,處理不慎就會引起混凝土板開裂,或留下工程隱患。在現澆板中敷設的水平預埋管也應采取預防機械損傷措施,埋設于現澆板內的管線彎曲半徑不小于管外徑的10倍。

  3 結束語

     以上這些只是筆者在實際的設計、施工中的幾點思考。當然,在實際工程中,還有很多值得注意的地方。我們應該在完成本專業設計的同時,注意與其它專業的配合與協作。

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