《裝配式住宅電氣設計要點》一文針對混凝土結構及鋼結構兩種形式，通過介紹裝配式建築的背景、結構形式以及施工工藝，分析了混凝土結構以及鋼結構裝配式住宅設計中電氣專業應注意的一些要點，包括電井選址、設備安裝、管線預留、管線銜接及防雷接地做法等。
1、結構形式
裝配式建築是指用預製的構件在工地裝配而成的建築，裝配式建築將部分或所有構件在工廠預製完成，然後運送到施工現場進行組裝,其按結構形式主要分為鋼結構、混凝土結構和木結構 3種，主要預製件分為樓板、梁、柱及剪力牆等，而根據預製程度的不同，梁和板可以採用全預製或半預製半現澆的形式。
目前國內大部分裝配式建築中的梁和板主要採用半預製半現澆的形式，分別稱為疊合梁與疊合板。
2、設計原則
由於裝配式住宅的預製構件是在工廠內預製完成，原則上在施工現場不允許鑿洞、開槽，以避免傷及預製構件，影響質量及觀感，因此裝配式住宅的電氣設計應秉持“安全可靠、節能環保、維修管理方便、設備佈置整體美觀”的原則，採用標準化、系列化的設計方法，做到設備佈置、設備安裝、管線敷設及連接的標準化和系列化。
3、設計要點
3.1 電井的選址
在供配電系統中，電井的位置應深入負荷中心，以縮短低壓配電半徑、降低電能損耗、節約有色金屬、減少電壓損失、滿足供電質量的要求。對於住宅建築，一般2~3戶共用一部電井，因此水平供電半徑較小，電壓損失極少，能夠很好地滿足供電質量的要求。
由於電井內設有豎向橋架以及管線等，井道內的樓板需要提前預留洞口，同時樓板以及牆體內也會暗埋大量管線，因此為避免預製件中預埋大量管線的現象產生，電井應避免設置於採用預製樓板的區域內。
3.2 戶內配電（線）箱位置
裝配式住宅戶內配電（線）箱的設置原則與普通住宅的設置原則相同，在滿足功能以及規範要求的前提下，儘量滿足美觀性需求。每套住宅應設置≥1個家居配電（線）箱，宜暗裝在套內走廊、門廳或起居室等便於維修及維護處。
由於戶內配電（線）箱進出管線較多、尺寸較大，在每個樓層的位置又相同，為確保結構的安全性，應儘量將配電（線）箱設於非承重、非預製的牆體上；如果建築的預製率較高，必須將其設於預製牆體上，則應在設計時掌控好配電（線）箱的尺寸，以防預留的洞口不合適，後期不便處理。
選取戶內配電箱位置時，應儘量避免入戶管線與戶內分支線管相交叉。戶內配電箱的入戶線纜外徑較粗，工程上一般採用3×10mm²的BV導線，穿線管外徑一般為32mm左右（按不大於內孔截面積的27.5%計算），有些地區因當地供電部門要求集中管理，需將電錶箱集中設置於地下一層；而對於高層住宅而言，由於受電壓降的影響，部分樓層入戶線纜需選用3×16mm²的BV導線，穿線管外徑尺寸會更大。
戶內分支線中插座迴路的管線較多，穿線管管徑一般為20mm，加上樓板內鋼筋網（橫向及縱向）的直徑（一般採用φ8mm的鋼筋）與15mm厚的混凝土保護層，疊合樓板現澆層的厚度將會達到83mm，因此，疊合樓板的現澆層厚度需達到90mm才可滿足要求。為了避免入戶管線與戶內分支線之間的交叉，降低疊合樓板現澆層的厚度，宜將配電箱設於靠近戶外公共走廊的牆體上或靠近入戶門處，詳見圖1。
圖1 戶內配電箱的位置選取
由於弱電線纜較細，且大部分地區都已實現三網融合，弱電進線一般採用一根2芯光纖，入戶管線與戶內分支線管管徑相同，對於樓板厚度幾乎沒有影響，因此在選取戶內配線箱的位置時，主要考慮結構的安全性及建築的美觀性。
3.3 點位預留
為方便和規範構件製作，在預製件中預留的箱體、接線盒應遵照預製件的模數，在預製構件上準確和標準化定位。在預製牆體上設置的插座、開關、弱電設備、消防設備等需要在設計階段提前預留接線盒，這裡採用標準的86型接線盒為宜。另外，疊合樓板內的照明燈具、消防探測器等設備需要預留深型接線盒，以便與疊合樓板現澆層內的管線相連接（詳見圖2），接線盒的具體位置應先由電氣專業做初步定位，再由結構專業做精確定位。
圖2 疊合樓板內接線盒預留做法
3.4 點位綜合
電氣專業系統眾多，每個系統都有單獨的一套圖紙，為確保預製件中的設備點位齊全，避免在施工現場進行剔鑿、切割時傷及預製構件，應將各系統所需的預留孔洞、預埋件綜合在一張圖紙上，方便查漏補缺的同時也便於檢查各個系統間的設備點位是否存在衝突、管線路徑是否重合，在設計階段能夠及時發現問題並將其解決。
3.5 管線預留
設備管線應進行綜合設計，減少平面交叉，由於裝配式建築的特殊形式，其內部的管道綜合尤為重要。當水平管線必須暗敷時，應敷設於疊合樓板的現澆層內，採用包含BIM技術在內的多種手段開展三維管線綜合設計，避免在同一地點出現多根電氣管線交叉敷設的現象。
混凝土結構裝配式建築中，電氣豎向管線宜集中敷設，滿足維修更換的需要；鋼結構裝配式建築中無須穿鋼樑的豎向管線宜集中敷設，必須穿鋼樑的豎向管線宜分散敷設以確保結構的安全性。
此外，鋼結構裝配式建築應儘量避免豎向管線穿越鋼樑及在有梁處佈置需要由頂板敷設至牆面的管線。公共區域應儘量選用燈頭自帶聲光控開關的燈具，聲光警報器、應急廣播儘量選用吸頂安裝的方式，另外可通過電井內明敷的方式減少穿鋼樑的暗埋管線。
3.6 管線銜接
管線間的銜接十分關鍵，主要分為預製構件之間的管線及預製構件與現澆層中管線之間的銜接，若連接不好，輕則影響建築的美觀，重則會破壞結構的牆體以及梁板。
對於插座、戶內配電（線）箱等，由於管線是由設備向下敷設至本層樓板內的現澆層，與現澆層內的水平管線連接以確保管線之間能夠順利連接，所以通常在預製牆體下方的連接處留有管線連接孔洞，詳見圖3。
圖3 管線連接預留孔洞
對於戶內的照明開關、公共區域的手動報警按鈕和消火栓按鈕、安全出口指示燈具等設備管線需要與上一層疊合板現澆層內的水平管線連接，通常在預製牆體上方的連接處留有管線連接孔洞。
由於向上敷設管線可能需要穿結構梁，因此預製混凝土結構梁應提前在疊合梁中預留管線；鋼結構梁需提前預留孔洞（預留位置不應影響結構安全），以便於預製牆體中的豎向管線連接，詳見圖4。
圖4 管線穿梁處連接詳圖
4 防雷與接地
裝配式住宅的防雷等級劃分原則、防雷措施以及接地做法等與非裝配式住宅相同，且均是優先利用鋼筋混凝土中的鋼筋作為防雷裝置，區別主要在於防雷接地的具體做法。住宅的防雷設計首先要確定防雷等級，然後採取相應的防雷措施，防雷措施又分為外部防雷措施（直擊雷、側擊雷）、內部防雷措施（防閃電感應、防反擊以及防閃電電湧侵入和防生命危險）以及防雷擊電磁脈衝。
在防直擊雷措施方面，裝配式住宅與普通住宅相同，均是在屋頂設置接閃器，利用柱內或剪力牆內鋼筋作為防雷引下線，借用建築物基礎內的鋼筋作為接地極，其中接閃器以及接地極的做法相同，主要的差異在於防雷引下線的做法：對於鋼結構形式的裝配式住宅，可以利用鋼結構中的鋼柱作為防雷引下線；對於混凝土結構的裝配式住宅，可以採用預製混凝土結構柱或剪力牆內滿足防雷要求的鋼筋作為防雷引下線，並確保接閃器、引下線及接地極之間通長、可靠的連接。
裝配整體式框架結構中，框架柱的縱筋連接宜採用套筒灌漿連接；裝配式整體剪力牆結構中，預製剪力牆豎向鋼筋的連接可根據不同部位，分別採用套筒灌漿連接、漿錨搭接連接。套筒灌漿連接與漿錨搭接連接做法大同小異，即一側柱體端部為鋼套筒，另一側柱體端部為鋼筋，鋼筋插入套筒後注漿，鋼筋與套筒之間隔著混凝土砂漿。由於鋼筋之間不連續，不能滿足電氣貫通的要求，因此，若採用實體柱內的鋼筋作為防雷引下線，同時連接處採用套筒灌漿連接或漿錨搭接連接，則連接處需採用同等截面積的鋼筋進行跨接，以達到電氣貫通的目的，具體做法詳見圖5。
圖5 防雷跨接
在防側擊雷措施方面，裝配式住宅防側擊雷的設計難點在於均壓環和外牆上的欄杆、門窗以及太陽能熱水器、太陽能面板等較大金屬物防雷接地的做法：普通住宅一般採用結構圈樑內滿足防雷要求的主筋可靠連接作為均壓環；混凝土結構裝配式住宅的結構梁一般採用疊合梁，可以利用疊合梁（圈樑）現澆層中滿足防雷要求的主筋可靠連接作為均壓環；鋼結構裝配式住宅的圈樑為鋼結構且施工時均可靠連接，可以直接利用每層的鋼結構圈樑作為均壓環。
對於外牆上的欄杆、門窗以及太陽能面板等較大金屬物防側擊雷的做法同普通住宅相同，即通過防雷接地預埋件與防雷引下線可靠連接。對於可以直接連接到均壓環的金屬物，則可以通過防雷接地預埋件與均壓環可靠連接；無法直接連接到均壓環（一般每3層設置一均壓環）的樓層，其金屬物可以通過疊合梁現澆層內符合防雷接地要求的主筋或單獨敷設扁鋼與防雷引下線可靠連接，詳見圖6。鋼結構住宅通過預埋件與鋼結構圈樑可靠連接即可滿足防側擊雷的要求
圖6 混凝土結構裝配式住宅外牆金屬物防側擊雷做法
裝配式住宅的內部防雷措施及防雷擊電磁脈衝與普通住宅的設計方法以及施工方法相同。
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