前言:尋找寫作靈感?中文期刊網用心挑選的高層住宅設計中電氣導管的選擇和敷設,希望能為您的閱讀和創作帶來靈感,歡迎大家閱讀并分享。
[摘要]高層住宅設計是建筑設計中最常規的類型,本文先簡要說明高層住宅建筑設計中管線增多的原因,并依據《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》《民用建筑電氣設計標準》《商店建筑電氣設計規范》等規范內容,在高層住宅標準層、底商及在裝配式等部位的電氣導管選擇最合理的管材,以達到優化設計、方便進行施工作業的目的。
[關鍵詞]高層住宅;電氣管材;敷設;管線交叉
近年來,隨著電氣規范的不斷變革完善,電氣系統逐年增多,電氣管線增加較多。以高層住宅建筑為例,其戶內及公共區域電氣暗敷管線較多,往往需要加大公共區域結構板厚,造成了成本的增加和施工的困難。本文從實際出發,結合相關規范規定,論述住宅設計中公區電氣導管的選擇和敷設,以達到優化設計并節約成本的目的。
1消防應急照明及疏散指示系統管線的增加
《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》GB51309-2018(以下簡稱《技術標準》)出臺后,對近年來應急照明系統設計的習慣做法進行了較大改革。《技術標準》3.1.6條規定:住宅建筑中,當燈具采用自帶蓄電池供電方式時,消防應急照明可以兼做日常照明[1];該條規定是基于節約投資的角度考慮,住宅建筑樓梯間及其前室應急照明燈的地面水平最低照度僅需不低于5.0lx,疏散走道、通道的地面水平最低照度僅需不低于1.0lx;但住宅日常照明走道、樓梯間最低照度需滿足50lx的要求;當消防應急照明兼做日常照明時,為滿足日常照度要求,需提高燈具光通量,相應其額定功率指標需提高多倍。《技術標準》規定,任一配電回路配接燈具的額定功率總和不應大于配電回路額定功率的80%,A型燈具配電回路的額定電流不應大于6A。若同時滿足平時照度50lx及任一配電回路不大于6A的要求,將嚴重影響配電回路配接的A型燈具數量指標。當采用集中電源供電時,設置在電纜豎井中的集中電源額定輸出功率不應大于1kW,若應急與平時合用,為滿足實際需要,將額外增設較多集中電源。鑒于以上情況,在平時高層住宅設計中,多數設計者還是會將應急照明系統和日常公共照明系統分開設置。分系統設置之后,應急照明系統線路暗敷設需采用金屬導管保護,且暗敷設時保護層厚度不應小于30mm。由此可以看到,分系統之后公共區域電氣管線數量會成倍增加,如圖1。
2火災自動報警系統管線的增加
隨著火災自動報警及消防聯動控制系統的不斷細化,消防聯動控制系統中各子系統的不斷增加,消防系統的可靠性及可操作性也在逐漸增強。根據《建筑設計防火規范》GB50016-2014(2018年版,以下簡稱《防火規范》)、《消防控制室通用技術要求》GB25506-2010及《火災自動報警系統設計規范》GB50116-2013(以下簡稱《火規》)規定,具有消控室的場所應設置防火門監控系統。需要監控的防火門一般指與人員疏散相關的常開式、常閉式防火門,其工作狀態均應被監控[2]。高層住宅建筑中,需要被監控的防火門一般為電梯前室、防煙樓梯間或封閉樓梯間等處設置的防火門。為滿足《建筑防煙排煙系統技術標準》GB51251-2017規定機械加壓送風余壓值的要求,當系統余壓值超過最大允許壓力差時應采用泄壓措施,在設計中需增設機械加壓余壓監控系統。《民用建筑電氣設計標準》GB51348-2019(以下簡稱《民標》)實施后要求電梯前室、疏散樓梯間內應設置應急廣播揚聲器。綜上所述,火災自動報警及消防聯動控制各子系統的增加,都使住宅建筑公共區域電氣管線數量成倍增加,如圖2。
3樓層電表箱位置的選擇
在高層住宅設計中,住宅的垂直干線一般采用預分支電纜作為分支連接。《低壓配電設計規范》GB50054-2011規定:短路保護電器應裝設在回路首端和回路導體載流量減小的地方。當不能設置在回路導體載流量減小的地方時,應采用下列措施:短路保護電器至回路導體載流量減小處的這一段線路長度,不應超過3m。由圖3可以看出,當電表箱設在電井對面的墻上時,電表箱進線自電井電纜分支處至電表箱進線開關長度在3m以上,這時就需在電井電纜分支處設置短路保護電器。在工程實際中,往往因為方案條件限制,電表箱沒有條件安裝在電井附近的墻面上。當電表箱設在離電井有一定距離或安裝在電井對面的墻上時,由電井至電表箱進線往往需要穿明管敷設;但住宅公區走道不吊頂時,該段管路將影響到整體美觀。以一棟地上26層,地上1、2層為商業服務網點,2~26層每層2戶的高層住宅建筑為例。按規范要求,高層住宅建筑電能表宜按樓層集中安裝,該樓在3~26層每3層集中設置電表箱。每套住宅用電負荷按6kW/戶計算,電表箱設備容量為36kW,經計算,電表箱進線電纜規格按YJV-4x25+1x16,按電力電纜穿焊接鋼管最小管徑選擇,一個彎曲時,采用SC50,兩個彎曲時,選用SC65。《住宅建筑電氣設計規范》JGJ242-2011規定:敷設在鋼筋混凝土現澆板內的線纜保護導管最大外徑不應大于樓板厚度的1/3。以公區板厚150mm為例,則暗敷保護導管最大外徑不應超過50mm,若采用鋼管保護時,由表1看出,若公區樓板為150mm,則暗敷管道最大采用SC40管。由此可知,無論是考慮走道整體美觀,還是考慮在電纜分支處增設開關箱增加造價的影響,高層住宅電表箱都宜設置在電井附近,且不宜設置在電井對面的墻面上。
4高層住宅設計中電氣管材的選擇
在符合規范要求的前提下,考慮工程造價和施工便捷,套內普通照明插座管線可選擇RPE管、PC管或FPC管等塑料管。但自樓層電表箱至住戶配電箱進戶線管材往往有兩種選擇,以進戶線采用3x10mm2為例,可選用焊接鋼管SC25或PC32(以下塑料管均以聚氯乙烯硬質電線管代表);從表1中可以看出,SC25內徑/外徑分別為28.7/33.7mm,PC32內徑/外徑分別為26.6/32mm;經對比,兩種管材內外徑相差不大,兩種管材優缺點如下:焊接鋼管機械強度高,在建筑物不均勻沉降或有機械損傷時能更好地保護進戶干線,不變形,耐壓力大,抗震動,在砼中預埋不怕脫落、斷裂跑管等現象發生,但成本大、工序復雜、工藝要求高;PC管等塑料管價格便宜、施工方便,但受沖擊時易脆裂,耐火性差,易變形,受壓容易出現死彎等現象。
5各系統管線交叉現象
高層住宅設計中,公區管線有:住戶配電箱進戶管線、家居信息箱進戶管線、訪客對講系統進戶線、公區各類消防系統管線。《防火規范》規定建筑高度大于54m但不大于100m的住宅建筑,套內宜設置火災探測器。但考慮到高層住宅建筑火災往往是由住戶套內引發的,所以多地消防部門規定,一類高層住宅建筑戶內需設火災探測器。以上各系統管線錯綜復雜,容易發生管線交叉現象,容易存在兩層管線交叉的情況,個別還會出現三層管線交叉,如圖3所示:綜上所述,為避免配管凸出樓板,需合理選擇公區板厚。為了合理降低成本,保證公區層高,在高層住宅設計中,我們也需要選擇合理的敷設路徑并選擇敷設管材。《火規》11.2.1條規定:火災自動報警系統的傳輸線路應采用金屬管、可撓(金屬)電氣導管、B1級以上的剛性塑料管或封閉式線槽保護。《技術標準》4.3.1條規定:系統線路暗敷設時,應采用金屬管、可彎曲金屬電氣導管或B1級及以上的剛性塑料管保護。《民標》13.6.3條規定:消防應急疏散照明系統的配電線路應穿熱鍍鋅金屬管保護敷設在不燃燒體內。《民標》13.8.5條第5款規定:火災自動報警系統線路暗敷時,應采用穿金屬導管或B1級阻燃剛性塑料管保護并應敷設在不燃燒性結構內且保護層厚度不應小于30mm;消防用電設備、消防聯動控制、自動滅火控制、通信、應急照明及應急廣播等線路暗敷設時,應采用穿金屬導管保護[3]。《建筑電氣工程施工質量驗收規范》GB50303-2015(以下簡稱驗收規范)12.1.2條規定:鋼導管不得采用對口熔焊連接;鍍鋅鋼導管或壁厚小于或等于2mm的鋼導管,不得采用套管熔焊連接。《民標》8.3.2條規定:明敷或暗敷于干燥場所的金屬導管宜采用管壁厚度不小于1.5mm的鍍鋅鋼導管。從上述規定可以看出,不同規范對火災自動報警系統及消防應急疏散照明系統的線路敷設的要求有出入。為同時滿足上述規范要求,在平時設計中,消防相關管線暗敷設時,均采用金屬導管保護。
6住宅底商管線敷設的選擇
一般情況下,住宅底商首層沒有商業用公共走道空間;多數設計者為設計及施工便捷,會考慮穿越不同商鋪各設置一趟強弱電線槽,各商鋪強弱電進線均通過該線槽引至每間商鋪內強弱電進線箱。但《商店建筑電氣設計規范》JGJ392-2016規定,商店建筑的配電干線(管)應設置在建筑的公共空間內,不應穿越不同商鋪[5]。該條規定是根據零售業態經營者的產權界定,便于對配電設備和線路的維護改造,以免造成運營階段個別商戶裝修改造時對其他正在營業的商戶造成影響。所以,常規公共線槽穿越不同商鋪的做法并不妥,據此筆者根據不同情況,提出三種管線敷設方案。方案一:從電表間采用穿管暗敷的方式到商鋪配電箱,該方案需考慮板厚的影響,按前述論點,埋入樓板的管外徑不應超過樓板厚度的1/3。方案二:從電表間引出管線至室外,再由室外通過室外管道結合手孔井引至每間商鋪內,該方案造價相對較高,為避免室外手孔井過多,可幾間商鋪合用一個手孔井。方案三:有地下室或設備夾層時,可從電表間引出線槽至設備夾層或地下室,從設備夾層或地下室內線槽引上至每間商鋪。上述三種方案可根據商鋪集中電表箱的位置、地下室或設備夾層配置等不同環境綜合考慮,選擇最優的敷設方式。《建筑設計防火規范》GB50016-2014(2018年版)規定:建筑面積大于200m2的營業廳應設置應急照明。但按GB51309-2018要求,集中電源應設置在消防控制室、低壓配電室、配電間內或電氣豎井內。
7裝配式住宅建筑中電氣管材的選擇
為大力發展裝配式建筑,持續推進建筑業轉型升級,裝配式建筑在近年來得到了迅速推廣。在裝配式建筑電氣設備及導管安裝應用中,預制構件內暗設導管一般選用中型及以上阻燃塑料管(PC管)、套接緊定式鋼導管(JDG管)、中型及以上可彎曲金屬導管(KGJ管)。當導管連接頭設于預制墻板內時,僅適用于PC管連接(膠粘),但當設計為鋼管時,就需在預制墻板預留導管連接的操作空間,此處待導管安裝完成后澆。避免了預留操作空間的二次澆筑,提高了建筑電氣的裝配率,在滿足規范要求的情況下,在設計中應盡量選擇PC管敷設。
8結語
高層住宅電氣施工圖設計雖然相對簡單,但因與人們生活息息相關,且住宅建筑與其他一般公共建筑不同,末端點位及線路在土建設計階段就需要設計施工到位,所以一次設計的管線選擇就顯得尤為重要。因規范總在不斷地修訂和完善,在高層住宅電氣施工圖設計中,設計者要根據規范要求,充分考慮對施工造成困難和增加造價的影響,合理選擇管線材質和最優的敷設路徑,以期達到優化設計、方便施工的目的。
作者:張少鋒 單位:甘肅省城鄉規劃設計研究院有限公司