建筑電氣與建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)合淺談

建筑電氣與建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)合淺談在工程設(shè)計(jì)中，很多設(shè)計(jì)師都存在這樣一種認(rèn)識(shí)：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(jiǎn)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(shí)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(jì)中所涉及的各類管線將越來(lái)越多,對(duì)防雷、防電磁脈沖等保護(hù)措施的要求也越來(lái)越高,因此作為設(shè)備設(shè)計(jì)中的一部分，建筑電氣設(shè)計(jì)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。此外高層建筑消防電氣設(shè)計(jì)是一項(xiàng)與現(xiàn)行消防法規(guī)聯(lián)系緊密、政策性很強(qiáng)，技術(shù)性較復(fù)雜的電氣設(shè)計(jì)工作。本文試就高層建筑消防電氣設(shè)計(jì)中可能遇到的一些問(wèn)題進(jìn)行探討。基于這一點(diǎn)，本文將分幾個(gè)方面對(duì)電氣設(shè)計(jì)、施工中與結(jié)構(gòu)相關(guān)的若干問(wèn)題加以討論。

一、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(jì)規(guī)范》(GB50057-94)中,多次提到在防雷設(shè)計(jì)時(shí)，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(jì)中的重要問(wèn)題。

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(duì)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(yùn)用,屋面已經(jīng)不能再簡(jiǎn)單的分為平屋面和坡屋面,這給防雷設(shè)計(jì)帶來(lái)一定難度。在設(shè)計(jì)中除了應(yīng)按《建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50057-94)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(diǎn)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(guò)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(shí),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(diǎn)處進(jìn)行焊接，即可滿足形成電氣通路的要求，也就是GB50057-94第3.3.5條條文說(shuō)明中指出的:“在雷電流流過(guò)的路徑上,有一些并聯(lián)的綁扎點(diǎn)時(shí),就會(huì)是安全的”。該條文說(shuō)明同時(shí)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(shí)混凝土?xí)幸恍┧槠撻_(kāi)及一小塊防水,保溫層破壞”。這對(duì)屋面結(jié)構(gòu)損害不大,不會(huì)影響到建筑物安全。

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(yáng)能熱水器、冷水塔、航空障礙燈等,除了其尺寸應(yīng)符合GB50057-94第4.4.1條及4.1.2條規(guī)定外,由于上述金屬物通常通過(guò)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(guò)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。

2、利用混凝土柱、墻主筋作為防雷引下線

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替熱3斜、墊利邊用銜基親礎(chǔ)響地疑梁披作欺為鼓接嚼地例裝中置

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耳順至凝愿二洪、存電分氣險(xiǎn)管應(yīng)線沙的脅預(yù)腰埋談與疑結(jié)慧構(gòu)奶布鍋置

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拔1叔、盜垂巴直蝕預(yù)潛埋員管超線偽在醒結(jié)棵構(gòu)星墻澇體造中鑰的盟敷島設(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(shí),敷設(shè)方法相對(duì)簡(jiǎn)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。由于電氣管線直徑較小,對(duì)混凝土墻、柱影響不大,可根據(jù)需要靈活布置。但是，當(dāng)管線垂直埋設(shè)于砌體墻體中時(shí),埋設(shè)方式相對(duì)復(fù)雜,換這挪也超是糟電柳氣亡安林裝巖工極程姓與萍土蠶建燭工咳程雙矛騎盾交較瘋多騙的狼地殺方喬。贊結(jié)默構(gòu)梢墻販體闊的變形靈式撲主杯要鹿有鋪砌線體潮結(jié)霞構(gòu)陵中瘦的殃承棍重莫墻撥及亭混盛凝悲土澤結(jié)殊構(gòu)供中杜的還非且承購(gòu)重另填碗充倒墻扁,貫下?lián)厦嬷┚湾戇@景兩慕種黃情懼況機(jī)分峽開(kāi)磨討助論

搖證于體（籌1歉）儉在逼砌雪體潑結(jié)宜構(gòu)倒承憂重途墻純上辮的牌埋砍設(shè)

墳棍陷猾冷砌陶體農(nóng)結(jié)些構(gòu)售包目括發(fā)磚扮砌遼體戒、牙混矮凝魔土舉砌芬塊數(shù)砌羨體努、酒石究砌和體笨等發(fā)。對(duì)首凍先跡,蹲在鋪砌潛體堅(jiān)結(jié)菠構(gòu)勺中芒不擺允溫許蒼開(kāi)舌設(shè)移水吳平則及且斜術(shù)向芒通洪槽康,頑水吐平際預(yù)掌埋棚管眼線聚通暑常蜓埋理設(shè)邊于滾每轟層正圈僵梁杜中尋。沉埋殲入粘墻搭體帶的光垂裙直開(kāi)預(yù)掩埋洽管墳以拼前瓜均欠直羨接子在厚墻碼體嘩上芽剔蠢槽每敷雖設(shè)駝,欺但壺是籍這絹種吩做游法聽(tīng)會(huì)厚對(duì)緊結(jié)危構(gòu)吉墻踏體說(shuō)造階成墻損拿傷炮,敞特仍別燈是頃當(dāng)起并征列繡埋悲設(shè)則的羊管現(xiàn)線降較普多釣時(shí)瀉,導(dǎo)對(duì)溝整僻個(gè)詠墻喜段例的答承盒載偷能撈力也都嘗有臉影倦響殺。料按悅《縫砌認(rèn)體購(gòu)結(jié)被構(gòu)能設(shè)偏計(jì)粘規(guī)漫范提》風(fēng)(未G驕B懂5屯0筆0旅0登3恥-笛2屬0載0染1核)伍中唱第蒙6世.紛2抹.擠1遍4攻條淹“弟不柏應(yīng)墊在久截估面攪長(zhǎng)下邊智小疑于妖5囑0融0紹m獲m脊的撥承確重各墻厚體念、兔獨(dú)慧立制柱鬼內(nèi)佩埋舞設(shè)革管悉線既;霧不龍宜億在手墻蹲體屋中冤穿凳行織暗天線化或饑預(yù)豆留餃、滾開(kāi)失鑿活溝漿槽縱,暑無(wú)蓄法污避姿免瑞時(shí)釘應(yīng)望采渡取亞必脅要擋的序措箏施漢或介按指削麥弱分后盆的世截腹面駛驗(yàn)興算器墻梢體武的疼承機(jī)載朝力秋”腹。傍目巡前徹可普行轎的武方棄法戶是扁在刊砌政筑主磚壓墻淚時(shí)敏留昌下蓋1敗2評(píng)0廟深凝凹虜口窩,換寬徐度南可信按幅并嫌列遺管喘線凍數(shù)芳量親采騙用籍一雜磚謙或?yàn)a半粘磚喚,廳待幕管墻線鴉預(yù)認(rèn)埋旁后昨采順用抖C掛2饅0尺細(xì)得石治混調(diào)凝纖土型填陪實(shí)大。

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林竊寨旋叛當(dāng)販墻傭體職為悼半凡磚蠅墻技時(shí)躍，仿按鑼照簽規(guī)與范諷,傍在豐半械磚輸墻壓內(nèi)螞不逗準(zhǔn)手暗拴敷責(zé)管述線怨,枝如墳不野可剪避蝴免上,糠則忙采救用顧局瘦部紗加逮設(shè)蹦混密凝釀土財(cái)構(gòu)浮造棒柱短的間形穿式頑,材將很管災(zāi)線既埋鮮設(shè)穩(wěn)于志柱鎮(zhèn)內(nèi)導(dǎo)。

嚷劍寸絹再(稼2集)案在械混沒(méi)凝盜土膚結(jié)崗構(gòu)防填仿充域墻瀉上餃的傭預(yù)炕埋

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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(wú)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(jiàn),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(shí),引出鑿孔要避開(kāi)板受力主筋位置。常見(jiàn)圓孔板的截面及受力主筋位置如圖3所示。當(dāng)管線沿板縫布置時(shí),由于通常板縫寬度為20-30mm,預(yù)埋管線會(huì)導(dǎo)致灌縫難以密實(shí),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(jìn)步,現(xiàn)澆混凝土樓蓋成本逐步降低,施工工藝逐步簡(jiǎn)化,運(yùn)用范圍越來(lái)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(shí)按《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)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(guò)板厚的1/3。這是由于現(xiàn)澆板的板厚一般為80-150mm,管線對(duì)混凝土截面的削弱比較大,而且通長(zhǎng)的管線會(huì)在混凝土板內(nèi)造成薄弱帶，處理不慎就會(huì)引起混凝土板開(kāi)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。

三、建筑電氣消防與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)系1.消防電氣設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的規(guī)范目前設(shè)計(jì)者應(yīng)該熟悉和掌握的與高層建筑消防電氣有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范主要有「高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范」（gb50045－95以下簡(jiǎn)稱“高規(guī)”）、「火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警HYPERLINK"/1/paper12441/index.htm?keyword=??&where=title"系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范」（gb50116－98以下簡(jiǎn)稱“報(bào)警規(guī)范）、「民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范」(jgj/t16－92以下簡(jiǎn)稱“民規(guī)")等。前兩部是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，后者是國(guó)家建設(shè)部發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。三部規(guī)范對(duì)高層建筑中一、二類建筑的劃分以及對(duì)火災(zāi)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)控制HYPERLINK"/1/paper12441/index.htm?keyword=??&where=title"系統(tǒng)的設(shè)置與要求總體來(lái)講是一致的，但從各自不同角度三部規(guī)范也各有側(cè)重，有所區(qū)別。對(duì)設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，國(guó)標(biāo)是帶有強(qiáng)制性的，必須嚴(yán)格遵守，部標(biāo)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)服從國(guó)標(biāo)。2.火災(zāi)報(bào)警HYPERLINK"/1/paper12441/index.htm?keyword=??&where=title"系統(tǒng)基本形式的劃分及設(shè)備設(shè)置火災(zāi)報(bào)警HYPERLINK"/1/paper12441/index.htm?keyword=??&where=title"系統(tǒng)的形式應(yīng)根據(jù)具體設(shè)計(jì)對(duì)象來(lái)確定，設(shè)計(jì)者首先必須搞清楚設(shè)計(jì)對(duì)象的建筑形式、規(guī)模、分類、建筑個(gè)體的分布等諸多因素，再根據(jù)這些因素來(lái)確定火災(zāi)報(bào)警HYPERLINK"/1/paper12441/index.htm?keyword=??&where=title"系統(tǒng)的形式。如表一，按“報(bào)警規(guī)范”，將火災(zāi)報(bào)警HYPERLINK"/1/paper12441/index.htm?keyword=??&where=title"系統(tǒng)劃分為三種基本形式：區(qū)域報(bào)警HYPERLINK"/1/paper12441/index.htm?keyword=??&where=title"系統(tǒng)，集中報(bào)警HYPERLINK"/1/paper12441/index.htm?keyword=??&where=title"系統(tǒng)和控制中心報(bào)警HYPERLINK"/1/paper12441/index.ht