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摘要：建筑电气行业随着系统技术的发展与创新其设计理念、施工理念发生了根本的变革,节能思想、安全思想、防雷、防电脉冲思想指导着建筑行业的设计与施工,成为一体化系统构建的主要依据。本文主要就建筑电气施工管理中所遇到的电气设计施工与结构配合及预埋相关的一些问题进行了深入的分析,提出设计施工中应当注意的问题及对策,供同行参考借鉴。
关键词：建筑电气； 结构； 防雷； 预埋
Abstract: the construction of electrical industry with the system technology development and innovation of its design concept, construction concept has been fundamentally changes, energy saving, safety thoughts, ideas, and electrical impulses thought lightning protection of the construction industry is guiding the design and construction, become the main basis of the integration system construction. This article mainly electrical building construction management with the electrical design construction and structure and embedded with some of the related deeply the problems are analyzed, and the design and application of attention shall be paid to the problem and countermeasure, for the colleague for reference.
Keywords: electrical building; Lightning protection; embedded
中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号
一、利用建筑中的结构钢筋进行防雷与接地问题分析
1、屋面结构与接闪器。现代建筑艺术除了追求立面上丰富多彩的线条外，对建筑物顶部造型也力求变化。由于新颖的薄壳、双曲面网架等大量运用，屋面已经不能再简单的分为平屋面和坡屋面，这给防雷设计带来一定难度。在设计中除了应按《建筑防雷设计规范》的要求在屋顶外沿和突出部位等易受雷击处设置避雷带外，直接将屋面结构钢筋作为避雷网的一部分也非常必要。出于防水抗裂考虑，屋面结构一般采用现浇混凝土板，其钢筋由上部钢筋和下部钢筋组成，配筋较密，连接点较多，并且板钢筋均与梁钢筋绑扎连接形成通路。突出屋面的塔楼、楼梯间等也均通过钢筋混凝土柱或构造柱与下层结构相连。因此，当利用建筑本身的钢筋作为接闪器时，在结构钢筋连接的关键部位如柱内钢筋与梁钢筋绑扎点处进行焊接，即可满足形成电气通路的要求，
2、利用混凝土柱、墙主筋作为防雷引下线。不同结构形式的各类建筑中均设有一定数量的钢筋混凝土柱，如在砌体结构中设置的构造柱，在混凝土结构中设置的框架柱、剪力墙等，柱中钢筋直径按规定，砖混结构中构造柱纵向钢筋最小为4φ12，在框架结构中框架柱配筋通常采用Φ14以上螺纹钢筋均可满足GB50057-94中第3.3.5及4.2.1条要求。柱中钢筋的连接形式通常采用绑扎连接、焊接和机械连接，按照《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-92）规定，避雷引下线的连接为搭接焊接，搭接长度为圆钢直径的6倍，因此，不允许用螺纹钢代替圆钢作搭接钢筋。另外，作为引下线的主钢筋在土建中如果是采用对头碰焊的（在工程中常用的焊接形式有闪光对焊和电渣压力焊，均属于对头碰焊），应在碰焊处按规范补焊搭接圆钢。
3、利用基础地梁作为接地装置。建筑物地基的形式可分为无筋扩展基础、扩展基础、柱下条形基础、筏形、箱形基础、桩基础以及复合地基。按规定，接地装置应在地面50cm以下，防直击雷的人工接地体距建筑物出入口或人行道不应小于3m，当小于3m时，水平接地体局部埋深不应小于1m或采取绝缘保护措施。建筑物基础埋深通常由基础自身高度、地面下预埋管线高度及防冻防腐蚀深度等因素决定，一般均大于0.5m，但是在有些砌体结构中，墙下条形基础由于建筑防水要求，基础圈梁通常设置于标高-0.060处，以代替防潮层，因此不能作为接地装置。而柱下条形基础及筏形、箱形基础在基础底面设有肋梁，柱下独立基础及各种类型的桩基础均设有基础拉梁或承台梁，以上都可满足作为基础接地体装置的要求。
4、防止雷电波侵入问题。据调查资料，雷电波沿低压架空线路侵入高电位而造成的事故占总雷害事故的70％以上，它引起人身伤亡和设备损坏的损失也是最大的，因此防止雷电波侵入是防雷措施的重要一环。为了防止雷电波侵入，对电缆进出线，应在进出端将电缆的金属外皮、钢管等与电气设备接地相连，应在进出处装设避雷器并与绝缘子的铁脚连在一起接到电气设备的接地装置上。这是因为绝缘子铁脚与导线之间形成一个放电电压约为40kV的放电保护间隙，这一数值对保护人身安全是可靠的，但要保护低压电气设备和线路就不行了。IEC规定：室内低压电气设备和线路的耐冲击电压是6kV，装设阀型避雷器就是减小电气设备外露可导电部份和导电部份的电压差，从而保护用电设备的安全运行。
二、电气管线的预埋与结构布置问题分析
1、垂直预埋管线在结构墙体中的敷设。当垂直预埋管线埋设于在钢筋混凝土柱或者钢筋混凝土剪力墙中时，敷设方法相对简单，仅需将线路套管改为钢管，并与结构钢筋绑扎固定，防止在浇筑振捣混凝土时偏位。由于电气管线直径较小，对混凝土墙、柱影响不大，可根据需要灵活布置。但是，当管线垂直埋设于砌体墙体中时，埋设方式相对复杂，这也是电气安装工程与土建工程矛盾较多的地方。结构墙体的形式主要有砌体结构中的承重墙及混凝土结构中的非承重填充墙，下面就这两种情况分开讨论：一是在砌体结构承重墙上的埋设。砌体结构包括砖砌体、混凝土砌块砌体、石砌体等。首先，在砌体结构中不允许开设水平及斜向通槽，水平预埋管线通常埋设于每层圈梁中。埋入墙体的垂直预埋管以前均直接在墙体上剔槽敷设，但是这种做法会对结构墙体造成损伤，特别是当并列埋设的管线较多时，对整个墙段的承载能力都有影响。按《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）中第6.2.14条“不应在截面长边小于500mm的承重墙体、独立柱内埋设管线；不宜在墙体中穿行暗线或预留、开凿沟槽，无法避免时应采取必要的措施或按削弱后的截面验算墙体的承载力”。目前可行的方法是在砌筑砖墙时留下120深凹口，宽度可按并列管线数量采用一砖或半砖，待管线预埋后采用C20细石混凝土填实。当采用空心砖或混凝土空心砌块时，也有一种方法是利用砌体中的孔洞埋设管线，按GB50003-2001中第6.2.14条注“对受力较小或未灌孔的砌块砌体，允许在墙体的竖向孔洞中设置管线”。但实际上常用的KP1型多孔砖孔径约20mm，DM1型多孔砖孔径约18mm，都较小，而且砌块较重，组砌时要求灰缝错开，故此方法施工不便。当墙体为半砖墙时，按照规范，在半砖墙内不准暗敷管线，如不可避免，则采用局部加设混凝土构造柱的形式，将管线埋设于柱内。二是在混凝土结构填充墙上的预埋。混凝土结构中的填充墙仅承担墙体本身的自重，常用的有加气混凝土砌块、粉煤灰混凝土空心砌块等，此类材料的特点是强度低、自重轻，即使发生破坏对主体结构也无影响。因此，在填充墙上的预埋仅仅需要考虑抗裂、隔声等因素，在填充墙上开槽不宜超过墙体厚度的一半。
2、水平预埋管线在结构楼板中的埋设。结构上楼盖主要有预制装配式楼盖、现浇混凝土楼盖以及无梁楼盖、肋形板楼盖、叠合板楼盖等，由于前两种形式较为常见，这里仅针对预制装配式和现浇混凝土楼盖两种形式加以讨论：一是水平预埋管在预制装配式楼盖中的埋设。预制装配式楼盖包括预制双向预应力大楼板和预制预应力空心板，通常使用的是预应力混凝土空心板。虽然按板的受力钢筋种类分有冷拔低碳钢丝、冷轧带肋钢筋等，但板的截面形式及受力钢筋排布形式基本相同。在预制板楼盖中布置管线需要预先向结构专业了解预制板的布置方式使管线沿预制板中圆孔或板縫布置。需要注意的是，在圆孔中布置管线时，引出凿孔要避开板受力主筋位置。当管线沿板缝布置时，由于通常板缝宽度为20 -30mm，预埋管线会导致灌缝难以密实，可与结构专业商量采取40 -50mm板缝，在板缝中附加一根φ12钢筋加以解决。二是水平预埋管线在现浇混凝土楼盖中的埋设。随着混凝土材料变化和施工技术的进步，现浇混凝土楼盖成本逐步降低，施工工艺逐步简化，运用范围越来越广泛。电气管线在现浇板中的平面布置方式较为灵活，但应注意不宜将管线在现浇板内交叉，也不可并排布置，同时按《全国民用建筑工程设计技术措施》电气部分第5.1.9条中指出：敷设在钢筋混凝土现浇楼板内的电线管最大外径不宜超过板厚的1/3。这是由于现浇板的板厚一般为80 -150mm，管线对混凝土截面的削弱比较大，而且通常的管线会在混凝土板内造成薄弱带，处理不慎就会引起混凝土板开裂，或留下工程隐患。在现浇板中敷设的水平预埋管也应采取预防机械损伤措施，埋设于现浇板内的管线弯曲半径不小于管外径的10倍。
参考文献
[1] 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-92）
[2] 《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）
关键词：建筑电气； 结构； 防雷； 预埋
Abstract: the construction of electrical industry with the system technology development and innovation of its design concept, construction concept has been fundamentally changes, energy saving, safety thoughts, ideas, and electrical impulses thought lightning protection of the construction industry is guiding the design and construction, become the main basis of the integration system construction. This article mainly electrical building construction management with the electrical design construction and structure and embedded with some of the related deeply the problems are analyzed, and the design and application of attention shall be paid to the problem and countermeasure, for the colleague for reference.
Keywords: electrical building; Lightning protection; embedded
中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号
一、利用建筑中的结构钢筋进行防雷与接地问题分析
1、屋面结构与接闪器。现代建筑艺术除了追求立面上丰富多彩的线条外，对建筑物顶部造型也力求变化。由于新颖的薄壳、双曲面网架等大量运用，屋面已经不能再简单的分为平屋面和坡屋面，这给防雷设计带来一定难度。在设计中除了应按《建筑防雷设计规范》的要求在屋顶外沿和突出部位等易受雷击处设置避雷带外，直接将屋面结构钢筋作为避雷网的一部分也非常必要。出于防水抗裂考虑，屋面结构一般采用现浇混凝土板，其钢筋由上部钢筋和下部钢筋组成，配筋较密，连接点较多，并且板钢筋均与梁钢筋绑扎连接形成通路。突出屋面的塔楼、楼梯间等也均通过钢筋混凝土柱或构造柱与下层结构相连。因此，当利用建筑本身的钢筋作为接闪器时，在结构钢筋连接的关键部位如柱内钢筋与梁钢筋绑扎点处进行焊接，即可满足形成电气通路的要求，
2、利用混凝土柱、墙主筋作为防雷引下线。不同结构形式的各类建筑中均设有一定数量的钢筋混凝土柱，如在砌体结构中设置的构造柱，在混凝土结构中设置的框架柱、剪力墙等，柱中钢筋直径按规定，砖混结构中构造柱纵向钢筋最小为4φ12，在框架结构中框架柱配筋通常采用Φ14以上螺纹钢筋均可满足GB50057-94中第3.3.5及4.2.1条要求。柱中钢筋的连接形式通常采用绑扎连接、焊接和机械连接，按照《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-92）规定，避雷引下线的连接为搭接焊接，搭接长度为圆钢直径的6倍，因此，不允许用螺纹钢代替圆钢作搭接钢筋。另外，作为引下线的主钢筋在土建中如果是采用对头碰焊的（在工程中常用的焊接形式有闪光对焊和电渣压力焊，均属于对头碰焊），应在碰焊处按规范补焊搭接圆钢。
3、利用基础地梁作为接地装置。建筑物地基的形式可分为无筋扩展基础、扩展基础、柱下条形基础、筏形、箱形基础、桩基础以及复合地基。按规定，接地装置应在地面50cm以下，防直击雷的人工接地体距建筑物出入口或人行道不应小于3m，当小于3m时，水平接地体局部埋深不应小于1m或采取绝缘保护措施。建筑物基础埋深通常由基础自身高度、地面下预埋管线高度及防冻防腐蚀深度等因素决定，一般均大于0.5m，但是在有些砌体结构中，墙下条形基础由于建筑防水要求，基础圈梁通常设置于标高-0.060处，以代替防潮层，因此不能作为接地装置。而柱下条形基础及筏形、箱形基础在基础底面设有肋梁，柱下独立基础及各种类型的桩基础均设有基础拉梁或承台梁，以上都可满足作为基础接地体装置的要求。
4、防止雷电波侵入问题。据调查资料，雷电波沿低压架空线路侵入高电位而造成的事故占总雷害事故的70％以上，它引起人身伤亡和设备损坏的损失也是最大的，因此防止雷电波侵入是防雷措施的重要一环。为了防止雷电波侵入，对电缆进出线，应在进出端将电缆的金属外皮、钢管等与电气设备接地相连，应在进出处装设避雷器并与绝缘子的铁脚连在一起接到电气设备的接地装置上。这是因为绝缘子铁脚与导线之间形成一个放电电压约为40kV的放电保护间隙，这一数值对保护人身安全是可靠的，但要保护低压电气设备和线路就不行了。IEC规定：室内低压电气设备和线路的耐冲击电压是6kV，装设阀型避雷器就是减小电气设备外露可导电部份和导电部份的电压差，从而保护用电设备的安全运行。
二、电气管线的预埋与结构布置问题分析
1、垂直预埋管线在结构墙体中的敷设。当垂直预埋管线埋设于在钢筋混凝土柱或者钢筋混凝土剪力墙中时，敷设方法相对简单，仅需将线路套管改为钢管，并与结构钢筋绑扎固定，防止在浇筑振捣混凝土时偏位。由于电气管线直径较小，对混凝土墙、柱影响不大，可根据需要灵活布置。但是，当管线垂直埋设于砌体墙体中时，埋设方式相对复杂，这也是电气安装工程与土建工程矛盾较多的地方。结构墙体的形式主要有砌体结构中的承重墙及混凝土结构中的非承重填充墙，下面就这两种情况分开讨论：一是在砌体结构承重墙上的埋设。砌体结构包括砖砌体、混凝土砌块砌体、石砌体等。首先，在砌体结构中不允许开设水平及斜向通槽，水平预埋管线通常埋设于每层圈梁中。埋入墙体的垂直预埋管以前均直接在墙体上剔槽敷设，但是这种做法会对结构墙体造成损伤，特别是当并列埋设的管线较多时，对整个墙段的承载能力都有影响。按《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）中第6.2.14条“不应在截面长边小于500mm的承重墙体、独立柱内埋设管线；不宜在墙体中穿行暗线或预留、开凿沟槽，无法避免时应采取必要的措施或按削弱后的截面验算墙体的承载力”。目前可行的方法是在砌筑砖墙时留下120深凹口，宽度可按并列管线数量采用一砖或半砖，待管线预埋后采用C20细石混凝土填实。当采用空心砖或混凝土空心砌块时，也有一种方法是利用砌体中的孔洞埋设管线，按GB50003-2001中第6.2.14条注“对受力较小或未灌孔的砌块砌体，允许在墙体的竖向孔洞中设置管线”。但实际上常用的KP1型多孔砖孔径约20mm，DM1型多孔砖孔径约18mm，都较小，而且砌块较重，组砌时要求灰缝错开，故此方法施工不便。当墙体为半砖墙时，按照规范，在半砖墙内不准暗敷管线，如不可避免，则采用局部加设混凝土构造柱的形式，将管线埋设于柱内。二是在混凝土结构填充墙上的预埋。混凝土结构中的填充墙仅承担墙体本身的自重，常用的有加气混凝土砌块、粉煤灰混凝土空心砌块等，此类材料的特点是强度低、自重轻，即使发生破坏对主体结构也无影响。因此，在填充墙上的预埋仅仅需要考虑抗裂、隔声等因素，在填充墙上开槽不宜超过墙体厚度的一半。
2、水平预埋管线在结构楼板中的埋设。结构上楼盖主要有预制装配式楼盖、现浇混凝土楼盖以及无梁楼盖、肋形板楼盖、叠合板楼盖等，由于前两种形式较为常见，这里仅针对预制装配式和现浇混凝土楼盖两种形式加以讨论：一是水平预埋管在预制装配式楼盖中的埋设。预制装配式楼盖包括预制双向预应力大楼板和预制预应力空心板，通常使用的是预应力混凝土空心板。虽然按板的受力钢筋种类分有冷拔低碳钢丝、冷轧带肋钢筋等，但板的截面形式及受力钢筋排布形式基本相同。在预制板楼盖中布置管线需要预先向结构专业了解预制板的布置方式使管线沿预制板中圆孔或板縫布置。需要注意的是，在圆孔中布置管线时，引出凿孔要避开板受力主筋位置。当管线沿板缝布置时，由于通常板缝宽度为20 -30mm，预埋管线会导致灌缝难以密实，可与结构专业商量采取40 -50mm板缝，在板缝中附加一根φ12钢筋加以解决。二是水平预埋管线在现浇混凝土楼盖中的埋设。随着混凝土材料变化和施工技术的进步，现浇混凝土楼盖成本逐步降低，施工工艺逐步简化，运用范围越来越广泛。电气管线在现浇板中的平面布置方式较为灵活，但应注意不宜将管线在现浇板内交叉，也不可并排布置，同时按《全国民用建筑工程设计技术措施》电气部分第5.1.9条中指出：敷设在钢筋混凝土现浇楼板内的电线管最大外径不宜超过板厚的1/3。这是由于现浇板的板厚一般为80 -150mm，管线对混凝土截面的削弱比较大，而且通常的管线会在混凝土板内造成薄弱带，处理不慎就会引起混凝土板开裂，或留下工程隐患。在现浇板中敷设的水平预埋管也应采取预防机械损伤措施，埋设于现浇板内的管线弯曲半径不小于管外径的10倍。
参考文献
[1] 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-92）
[2] 《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）