建筑電氣與建筑物在設(shè)計施工中協(xié)調(diào)探討
摘 要：本文針對了建筑電氣設(shè)計施工中與結(jié)構(gòu)相關(guān)的若干問題進(jìn)行討論，提出設(shè)計施工當(dāng)中應(yīng)當(dāng)注意的問題及解決方法。
關(guān)鍵詞：建筑電氣 協(xié)調(diào) 結(jié)構(gòu) 避雷
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(hù)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。
1利用建筑中的結(jié)構(gòu)鋼筋進(jìn)行防雷與接地
在《建筑防雷設(shè)計規(guī)范》（GB50057-94）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(jì)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。
1.1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)不再是簡單的平屋面和坡屋面，這給防雷設(shè)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(gòu)造柱與下層結(jié)構(gòu)相連。因此，當(dāng)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(jìn)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(chǔ)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(guī)定應(yīng)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(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4準(zhǔn)12，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GB50057-94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(jī)械連接，按照《電氣（GB50169-92）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（如閃光對焊和電渣壓力焊），應(yīng)在碰焊處按規(guī)范補焊搭接圓鋼。
1.3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(kuò)展基礎(chǔ)、擴(kuò)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GB50057-94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(dāng)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(hù)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(biāo)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。
2 電氣管線的預(yù)埋與結(jié)構(gòu)布置
電氣管線的預(yù)埋是建筑安裝工程中的重要部分，其特點是根數(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。
2.1垂直預(yù)埋管線在結(jié)構(gòu)墻體中的敷設(shè)當(dāng)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?xí)r偏位。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)中的填充墻。
（1）在砌體結(jié)構(gòu)承重墻上的埋設(shè)。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(dāng)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”。當(dāng)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”。當(dāng)墻體為半磚墻時，按照規(guī)范，在半磚墻內(nèi)不準(zhǔn)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?；炷两Y(jié)構(gòu)中的填充墻僅承擔(dān)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(qiáng)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。
2.2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，這里僅針對預(yù)制裝配式和現(xiàn)澆混凝土樓蓋兩種形式加以討論。
?。?）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。當(dāng)管線沿板縫布置時，由于通常板縫寬度為20~30mm，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40~50mm板縫，在板縫中附加一根準(zhǔn)12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)。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(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(jī)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。
3 結(jié)束語
以上這些只是筆者在實際的設(shè)計、施工中的幾點思考。當(dāng)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)作。