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1工程設(shè)備設(shè)計

在工程設(shè)計中，很多設(shè)計師都存在這樣一種認識：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(shè)備設(shè)計中的一部分，建筑電氣設(shè)計與其他專業(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，本文將分幾個方面對電氣設(shè)計、施工中與結(jié)構(gòu)相關(guān)的若干問題加以討論。

2利用建筑中的結(jié)構(gòu)鋼筋進行防雷與接地

在《建筑防雷設(shè)計規(guī)范》（GB50057-1994）中，多次提到在防雷設(shè)計時，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)濟性。因此，如何利用建筑物的金屬導(dǎo)體是防雷設(shè)計中的重要問題。

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)架等大量運用，屋面已經(jīng)不能再簡單的分為平屋面和坡屋面，這給防雷設(shè)計帶來一定難度。在設(shè)計中除了應(yīng)按《建筑防雷設(shè)計規(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、樓梯間等也均通過鋼筋混凝土柱或構(gòu)造柱與下層結(jié)構(gòu)相連。因此，當利用建筑本身的鋼筋作為接閃器時，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處進行焊接，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：“在雷電流流過的路徑上，有一些并聯(lián)的綁扎點時，就會是安全的”。該條文說明同時指出：“利用屋頂鋼筋作為接閃器其前提是允許屋頂遭雷擊時混凝土會有一些碎片脫開及一小塊防水，保溫層破壞”。這對屋面結(jié)構(gòu)損害不大，不會影響到建筑物安全。

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、焊接和機械連接，按照《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(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（在工程中常用的焊接形式有閃光對焊和電渣壓力焊，均屬于對頭碰焊），應(yīng)在碰焊處按規(guī)范補焊搭接圓鋼。

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筋擴展基礎(chǔ)、擴展基礎(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，當小于3m時水平接地體局部埋深不應(yīng)小于1m或采取絕緣保護措施。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，對結(jié)構(gòu)構(gòu)成一定影響，下面將從幾個方面加以討論。

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，敷設(shè)方法相對簡單，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時偏位。由于電氣管線直徑較小，對混凝土墻、柱影響不大，可根據(jù)需要靈活布置。但是，當管線垂直埋設(shè)于砌體墻體中時，埋設(shè)方式相對復(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)，但是這種做法會對結(jié)構(gòu)墻體造成損傷，特別是當并列埋設(shè)的管線較多時，對整個墻段的承載能力都有影響。按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50003-2001）中第6.2.14條“不應(yīng)在截面長邊小于500mm的承重墻體、獨立柱內(nèi)埋設(shè)管線；不宜在墻體中穿行暗線或預(yù)留、開鑿溝槽，無法避免時應(yīng)采取必要的措施或按削弱后的截面驗算墻體的承載力”。目前可行的方法是在砌筑磚墻時留下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細石混凝土填實。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(shè)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(shè)置管線”。但實際上常用的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，組砌時要求灰縫錯開，故此方法施工不便。當墻體為半磚墻時，按照規(guī)范，在半磚墻內(nèi)不準暗敷管線，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(fā)生破壞對主體結(jié)構(gòu)也無影響。因此，在填充墻上的預(yù)埋僅僅需要考慮抗裂、隔聲等因素，在填充墻上開槽不宜超過墻體厚度的一半。

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，引出鑿孔要避開板受力主筋位置。當管線沿板縫布置時，由于通常板縫寬度為20mm-30mm，預(yù)埋管線會導(dǎo)致灌縫難以密實，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)的進步，現(xiàn)澆混凝土樓蓋成本逐步降低，施工工藝逐步簡化，運用范圍越來越廣泛。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，同時按《全國民用建筑工程設(shè)計技術(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板厚的1/3.這是由于現(xiàn)澆板的板厚一般為80mm-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(nèi)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(xiàn)澆板中敷設(shè)的水平預(yù)埋管也應(yīng)采取預(yù)防機械損傷措施，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

以上這些只是本人在實踐中的幾點思考，希望能為廣大讀者提供參考借鑒之用。當然，在實際工程中，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)計的同時，注意與其它專業(yè)的配合與協(xié)業(yè)。