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摘要：以浙江省某多层装配式住宅建筑为例，分析了在建筑部品中电气拆分设计方法，并针对当前发展趋势，阐述了基于BIM等相关技术的装配式智能建筑发展，为类似工程提供借鉴。
关键词：装配式建筑;电气拆分设计;管线预制;BIM技术
随着社会经济发展需要，传统粗放式生产的较低品质建筑必将被精细化、工业化生产方式提供的高品质建筑所替代。但我国对此研究时间较短，装配式建筑的各项技术还处于起步阶段，而电气设计作为建筑中的重要组成部分，在装配式住宅建筑中，电气配套技术、提高装配式建筑的电气施工效率及品质等问题亟待解决。
装配式建筑模体系预制部件工厂化生产对建筑结构的安全性、保温性、标准化有重要意义，同时能使现场吊装模块化，提高施工效率，降低施工噪声、有效减少环境和固体废弃物污染，整体符合低碳、绿色环保、可持续发展的理念。
1.工程概况
浙江省某移民搬迁安置小区建设项目，规划占地3800m2，新建6层装配式结构住宅楼5栋18个单元，总建筑面积12893.16m2，均为采用新型复合墙装配式建筑技术的预制装配式混凝土结构，建筑整体装配率约86%，同时配套实施水、电、路、气、暖等基础设施工程。
2.电气拆分设计
2.1设计要求
装配式住宅建筑电气设计是一大特点，同时也是难点。在设计与施工之间增加建筑预制构件的工厂化生产。这一步需要设计、生产与施工三者之间密切配合。在进行装配式建筑电气拆分设计时，在具备专业电气设计基本素质的前提下，应充分了解装配式建筑的基本特性架构，明确各工作阶段中装配式建造体系及构件的分布情况，在相关标准规范要求下，根据具体项目中各建筑所采用的预制构件情况及原始电气设计图纸，进而科学合理地制订标准化的电气设备管线预制方案。
2.2预制电气管线拆分设计方法
在该项目中，预制电气管线拆分设计主要包含建筑装配式预制构件中强电插座、设备箱、照明控制回路、弱电线路的管线预制标准化设计预留，叠合板内照明灯具、消防探头及排气扇等接线盒设计预留。该项工作相较于传统设计过程，将电气设计与建筑结构设计等紧密联系在一起。预制电气管线拆分设计首先应对装配式建筑建设体系有整体性认识，同时了解其他关联专业设计及预制构件生产和现场安装的专业知识。这样在电气管线拆分中才能科学合理地进行专业化、标准化设计。装配式复合墙板电气管线预制如图1所示，桁架钢筋混凝土叠合楼板构造如图2所示。
在复合墙板中，对于强电中开关、插座接线盒、弱电接线盒及垂直预制管线设计须精确定位，因电气管线拆分设计依照原始电气平面设计图纸与建筑结构预制部品构件拆分图纸的基础上，在设计强弱电接线盒及配电箱和弱电箱设备位置时，尽量置于复合墙板中粉煤灰加气硅酸盐砌块区域位置，避免在预制复合墙板的肋梁和肋柱位置，必要时可对原有电气设计平面图进行适当调整。户内配电箱较大，管线交叉的情况较多时，可设法通过减少建筑面层对该处的管线进行分流;若还不能满足，可要求结构专业调整局部方案，将相应区域的墙板位置设为全现浇楼板，以确保结构的安全性。
电气管线暗敷在叠合板内时，应与建筑结构专业确认叠合板现浇层、找平层的厚度等信息及施工误差等各方面因素，以确定电气管线敷设的合理性和准确性，不影响结构安全。根据具体情况合理规划，尽量保持建筑原有设计，符合用户需求的基础上，对原有电气设计进行改进调整。对预制墙板进行电气管线预留设计，对叠合楼板现浇层面存在多层管线交叉的情况需进行深层次优化，避免出现3层管线交叉及其他设备结构碰撞。同时与其他专业相互配合，确保设计的科学性与准确性，最终提供预制构件生产图纸与相应施工图纸。预制电气管线拆分的精确标准化设计是必要的，对于电气专业的预制电气管线拆分设计中，预埋管线和预留的孔洞必须有精确的定位，部品构件的拆分立体平面图纸也要区分预留设备、接线盒及预制管线在墙板正反面的位置，考虑叠合楼板的叠合层厚度及复合墙板拼接式预留的拼接缝大小等因素。因为装配式建筑的预制构件的生产都是在工厂一次性加工完成，只有标准化制图才能使生产加工出的装配式预制构件在实际施工中与建筑结构及电气管线完美衔接。
3.装配式智能建筑BIM技术的应用
发展装配式建筑是建造方式的重大变革，是推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展的重要举措，其强调技术体系的集成与相互协调。而随着装配式建筑建设体系的不断成熟及信息智能化技术的飞速发展，装配式建筑与智能建筑相结合的装配式智能建筑将是新时期发展装配式建筑的新趋势。装配式智能建筑在本质上是建筑的工业化和智能化，在“工业4.0”和“互联网+”的时代下，装配式智能建筑在设计、生产、施工和运行维护的全过程中，基于BIM技术利用其可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性、信息完备性、一体化和参数化等特点，实现全产业链的信息传递和信息共享，将对装配式建筑的智能化应用产生重大影响。
在设计阶段，各专业设计师可利用BIM技术实现并行化协同设计，各专业设计信息可实时交互，自动进行不同专业间碰撞检查，使建筑电气与智能化设计中的综合管线设计更加精确、合理，设计模型展示更加直观并生成设计施工图，提高设计精度和设计效率。在生产阶段，BIM模型包含每个预制构件的详细信息，可将各个构件的参数信息精确、完整、直观地表达给构件生产工厂，通过标准化构件生产作业，同时还可应用3D打印技术，直接提取BIM模型中各个构件参数进行预制构件并行化批量化打印生产，增加构件标准化程度，提高工厂生产效率。
在施工阶段，BIM模型中应包含工程实体的基本信息，结合物联网技术加减装配式建筑信息化平台，每个构件模型从生产到拆除的全生命周期中，具有代表构件身份且具有唯一性的识别码，标准化构件科学合理地运输到现场并有序摆放，可视化的BIM三维模型与实际现场吊装施工相结合，极大提高装配精度与施工效率，同时利用BIM技术实现不同施工组织方案仿真模拟，施工方可依据模拟结果选取最优的施工方案。在建筑全生命周期中，运行维护阶段占时最长，花费最高。针对实际的运维管理需求，将实际的建筑设备信息通过BIM模型进行参数化表达，将其作为各系统管理程序的底层数据进行交互，同时结合VR技术和AR技术对于建筑物各种设施的运行状况有更清晰直观的表达。在建筑改建或拆除阶段，利用BIM数据库中的有用信息，判断某些建筑构件是否可以回收再利用，满足可持续发展的要求。
4.结束语
现阶段装配式建筑中电气配套技术仍需不断改进和提高，配合其他相关技术，提高建筑电气的设计和施工建造效率，减轻施工现场环境污染，降低后期维护成本，实现装配式住宅建筑的标准化设计、工程化生产、装配化施工、一体化装修和信息化管理。装配式建筑的转型升级离不开技术创新与管理创新，在相关政策的扶持、相关标准规范体系及先进技术不断发展的推动下，装配式建筑借力其他领域的先进技术，将先进生产制造技术、信息自动化技术及现代管理技术相结合，可提高生产效率、产品质量和项目管理的水平，更高层次地提升建筑的性能与品质，加速装配式建筑的蓬勃发展。
参考文献：
[1]周默超.中西部地区装配式建筑发展的现状与对策[J].科技创新与应用，2018（5）：195–196.
[2]沈程.装配式建筑在村鎮建筑中的发展对策研究[J].科技经济导刊，2017（1）：65–66.
[3]中国建筑业协会智能建筑分会.装配式智能建筑建设导则[M].北京：中国建筑工业出版社，2018.
[4]窦春叶，王海松.装配式住宅电气设计要点[J].智能建筑电气技术，2017，11（2）：35–39.
上海东方建筑设计研究院有限公司杭州分公司 310000
关键词：装配式建筑;电气拆分设计;管线预制;BIM技术
随着社会经济发展需要，传统粗放式生产的较低品质建筑必将被精细化、工业化生产方式提供的高品质建筑所替代。但我国对此研究时间较短，装配式建筑的各项技术还处于起步阶段，而电气设计作为建筑中的重要组成部分，在装配式住宅建筑中，电气配套技术、提高装配式建筑的电气施工效率及品质等问题亟待解决。
装配式建筑模体系预制部件工厂化生产对建筑结构的安全性、保温性、标准化有重要意义，同时能使现场吊装模块化，提高施工效率，降低施工噪声、有效减少环境和固体废弃物污染，整体符合低碳、绿色环保、可持续发展的理念。
1.工程概况
浙江省某移民搬迁安置小区建设项目，规划占地3800m2，新建6层装配式结构住宅楼5栋18个单元，总建筑面积12893.16m2，均为采用新型复合墙装配式建筑技术的预制装配式混凝土结构，建筑整体装配率约86%，同时配套实施水、电、路、气、暖等基础设施工程。
2.电气拆分设计
2.1设计要求
装配式住宅建筑电气设计是一大特点，同时也是难点。在设计与施工之间增加建筑预制构件的工厂化生产。这一步需要设计、生产与施工三者之间密切配合。在进行装配式建筑电气拆分设计时，在具备专业电气设计基本素质的前提下，应充分了解装配式建筑的基本特性架构，明确各工作阶段中装配式建造体系及构件的分布情况，在相关标准规范要求下，根据具体项目中各建筑所采用的预制构件情况及原始电气设计图纸，进而科学合理地制订标准化的电气设备管线预制方案。
2.2预制电气管线拆分设计方法
在该项目中，预制电气管线拆分设计主要包含建筑装配式预制构件中强电插座、设备箱、照明控制回路、弱电线路的管线预制标准化设计预留，叠合板内照明灯具、消防探头及排气扇等接线盒设计预留。该项工作相较于传统设计过程，将电气设计与建筑结构设计等紧密联系在一起。预制电气管线拆分设计首先应对装配式建筑建设体系有整体性认识，同时了解其他关联专业设计及预制构件生产和现场安装的专业知识。这样在电气管线拆分中才能科学合理地进行专业化、标准化设计。装配式复合墙板电气管线预制如图1所示，桁架钢筋混凝土叠合楼板构造如图2所示。
在复合墙板中，对于强电中开关、插座接线盒、弱电接线盒及垂直预制管线设计须精确定位，因电气管线拆分设计依照原始电气平面设计图纸与建筑结构预制部品构件拆分图纸的基础上，在设计强弱电接线盒及配电箱和弱电箱设备位置时，尽量置于复合墙板中粉煤灰加气硅酸盐砌块区域位置，避免在预制复合墙板的肋梁和肋柱位置，必要时可对原有电气设计平面图进行适当调整。户内配电箱较大，管线交叉的情况较多时，可设法通过减少建筑面层对该处的管线进行分流;若还不能满足，可要求结构专业调整局部方案，将相应区域的墙板位置设为全现浇楼板，以确保结构的安全性。
电气管线暗敷在叠合板内时，应与建筑结构专业确认叠合板现浇层、找平层的厚度等信息及施工误差等各方面因素，以确定电气管线敷设的合理性和准确性，不影响结构安全。根据具体情况合理规划，尽量保持建筑原有设计，符合用户需求的基础上，对原有电气设计进行改进调整。对预制墙板进行电气管线预留设计，对叠合楼板现浇层面存在多层管线交叉的情况需进行深层次优化，避免出现3层管线交叉及其他设备结构碰撞。同时与其他专业相互配合，确保设计的科学性与准确性，最终提供预制构件生产图纸与相应施工图纸。预制电气管线拆分的精确标准化设计是必要的，对于电气专业的预制电气管线拆分设计中，预埋管线和预留的孔洞必须有精确的定位，部品构件的拆分立体平面图纸也要区分预留设备、接线盒及预制管线在墙板正反面的位置，考虑叠合楼板的叠合层厚度及复合墙板拼接式预留的拼接缝大小等因素。因为装配式建筑的预制构件的生产都是在工厂一次性加工完成，只有标准化制图才能使生产加工出的装配式预制构件在实际施工中与建筑结构及电气管线完美衔接。
3.装配式智能建筑BIM技术的应用
发展装配式建筑是建造方式的重大变革，是推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展的重要举措，其强调技术体系的集成与相互协调。而随着装配式建筑建设体系的不断成熟及信息智能化技术的飞速发展，装配式建筑与智能建筑相结合的装配式智能建筑将是新时期发展装配式建筑的新趋势。装配式智能建筑在本质上是建筑的工业化和智能化，在“工业4.0”和“互联网+”的时代下，装配式智能建筑在设计、生产、施工和运行维护的全过程中，基于BIM技术利用其可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性、信息完备性、一体化和参数化等特点，实现全产业链的信息传递和信息共享，将对装配式建筑的智能化应用产生重大影响。
在设计阶段，各专业设计师可利用BIM技术实现并行化协同设计，各专业设计信息可实时交互，自动进行不同专业间碰撞检查，使建筑电气与智能化设计中的综合管线设计更加精确、合理，设计模型展示更加直观并生成设计施工图，提高设计精度和设计效率。在生产阶段，BIM模型包含每个预制构件的详细信息，可将各个构件的参数信息精确、完整、直观地表达给构件生产工厂，通过标准化构件生产作业，同时还可应用3D打印技术，直接提取BIM模型中各个构件参数进行预制构件并行化批量化打印生产，增加构件标准化程度，提高工厂生产效率。
在施工阶段，BIM模型中应包含工程实体的基本信息，结合物联网技术加减装配式建筑信息化平台，每个构件模型从生产到拆除的全生命周期中，具有代表构件身份且具有唯一性的识别码，标准化构件科学合理地运输到现场并有序摆放，可视化的BIM三维模型与实际现场吊装施工相结合，极大提高装配精度与施工效率，同时利用BIM技术实现不同施工组织方案仿真模拟，施工方可依据模拟结果选取最优的施工方案。在建筑全生命周期中，运行维护阶段占时最长，花费最高。针对实际的运维管理需求，将实际的建筑设备信息通过BIM模型进行参数化表达，将其作为各系统管理程序的底层数据进行交互，同时结合VR技术和AR技术对于建筑物各种设施的运行状况有更清晰直观的表达。在建筑改建或拆除阶段，利用BIM数据库中的有用信息，判断某些建筑构件是否可以回收再利用，满足可持续发展的要求。
4.结束语
现阶段装配式建筑中电气配套技术仍需不断改进和提高，配合其他相关技术，提高建筑电气的设计和施工建造效率，减轻施工现场环境污染，降低后期维护成本，实现装配式住宅建筑的标准化设计、工程化生产、装配化施工、一体化装修和信息化管理。装配式建筑的转型升级离不开技术创新与管理创新，在相关政策的扶持、相关标准规范体系及先进技术不断发展的推动下，装配式建筑借力其他领域的先进技术，将先进生产制造技术、信息自动化技术及现代管理技术相结合，可提高生产效率、产品质量和项目管理的水平，更高层次地提升建筑的性能与品质，加速装配式建筑的蓬勃发展。
参考文献：
[1]周默超.中西部地区装配式建筑发展的现状与对策[J].科技创新与应用，2018（5）：195–196.
[2]沈程.装配式建筑在村鎮建筑中的发展对策研究[J].科技经济导刊，2017（1）：65–66.
[3]中国建筑业协会智能建筑分会.装配式智能建筑建设导则[M].北京：中国建筑工业出版社，2018.
[4]窦春叶，王海松.装配式住宅电气设计要点[J].智能建筑电气技术，2017，11（2）：35–39.
上海东方建筑设计研究院有限公司杭州分公司 310000