谈民用建筑电气设计施工中与结构相关的若干问题
就现阶段建筑电气设计施工过程中与结构专业相关的问题进行探讨，提出工程实践中的注意事项及解决办法，供行业借鉴及参考。
标签：防雷及接地;电气设计;结构相关
引言：
在民用建筑电气设计中，工程师们都存在一种误区认识：土建电气专业涉及的管线管径偏小、敷设简单及对建筑防雷接地系统措施轻视，从而轻视了电气本专业与建筑及结构专业的配合。其实这种做法是非常不利的，随着现代建筑业的高速发展，建筑电气设计内容也逐渐增多，各类电气管线数量呈上升趋势，对建筑防雷、防电磁脉沖等保护措施的要求也越来越高，因此建筑电气设计与其他专业特别结构专业之间的协调与配合应该得到足够的重视。本文将分几个方面对电气设计、施工中与结构相关的几个主要问题加以探讨。
一、利用建筑物柱内主筋进行防雷与接地
对于建筑电气而言，在设计过程中如何优先利用建筑单体本身的结构钢筋以及其自身的金属结构等自然金属体作为部分防雷装置，使得在保证安全可靠性的前提下能兼顾工程经济性，这些才是建筑防雷设计中的重要考虑问题。
（一）屋面结构与接闪器的利用
现代建筑外立面线条复杂，屋顶造型也新颖多样，这给电气防雷设计也带来了诸多难度与不便。设计过程中又要严格遵循《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）中要求，即在屋顶外沿和突出部分等易受雷击部位设置接闪带外，直接将屋面结构钢筋作为接闪带的一部分也是很有必要的。
现阶段建筑本身而言，屋面结构一般都采用现浇钢筋混凝土板方式，楼板内上下两层水平横向钢筋网，且板内配筋密集连接点位繁多，板与梁内钢筋均有绑扎关系，所以就楼板自身而言满足了“”完整电气通路”这一专业术语要求。因此，当利用建筑自身结构钢筋作为接闪器时，在钢筋连接的关键部位如柱内钢筋与梁内钢筋绑扎点处进行焊接，保证有效的钢筋连接，即可满足形成电气通路的要求，也就是GB50057-2010条文说明中指出的：“在雷电流流过的路径上，有一些并联的绑扎点时，就会是安全的”。该条文说明同时指出：“利用屋顶钢筋作为接闪器其前提是允许屋顶遭雷击时混凝土会有一些碎片脱开及一小块防水、保温层破坏”。这种做法对屋面结构损害不大，不会影响到建筑物安全且造价经济施工方便，应予以肯定和推广。
与此同时，凡突出屋面的金属体需与建筑防雷装置可靠焊接。突出屋面的非金属物，按规范应安装接闪器并与屋面防雷装置连接。
（二）利用混凝土柱等主筋作为防雷引下线
无论砌体结构还是框架及框架剪力墙结构的建筑中，均设有一定数量的钢筋混凝土柱以保证结构整体安全性。根据结构专业《建筑物抗震设计规范》规定目前砖混砌体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以上的螺纹钢筋，目前这些配筋要求做法均可满足电气设计中接闪器和引下线的钢筋规格要求。柱内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》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，双面施焊。如果作为引下线的主筋在施工中采用对头碰焊的，应在碰焊处按规范补焊搭接圆钢。
（三）利用基础地基梁作为接地装置
建筑物基础的形式可分为无钢筋扩展基础、扩展基础、柱下条形基础、筏型基础、箱型基础、桩基础。依据规范要求，建筑防雷接地装置埋深应满足地面下0.5m以下，防直击雷的任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。但砖混结构房屋中，墙下条形基础由于建筑防潮要求，基础圈梁通常设置于-0.060处，以代替防潮层，因此这样设置的圈梁无法保证接地装置埋深要求更不能作为接地装体使用，需要设置人工接地装置。而在筏板、箱形基础底面往往设有肋梁，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，其内部均配置有大量的钢筋，故以上几种类型基础，一般都可满足利用建筑基础作为自然接地装置要求。
二、管线预埋与结构布置
明敷设对结构影响不大，而暗敷设则不然，电气预埋管线特点是根数量多，平面布置复杂，特别是在墙体中的垂直预埋管线和在楼板中的水平预埋管线，由于预埋管线能够削弱结构受力构件的有效界面，对结构安全性构成影响，因此在电气设计及施工过程中应予以高度重视。
管线垂直敷设与钢筋混凝土柱中或剪力墙中时，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，防止在叫住振捣时偏位即可。但当管线垂直暗敷于气体墙中，就相对繁琐复杂，也是电气安装与土建工程矛盾最多的环节。当在砌体结构承重墙中敷设时，不应在截面长边小于500mm的承重墙体、独立柱内理设管线;不宜在墙体中穿行暗线或预留、开凿沟槽。目前比较成熟的方法是在砌筑砖墙时留下120mm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;当采用混凝土空心砌块时，利用砌体中孔洞埋设管线。当管线敷设在钢筋混凝土结构砌体填充墙中时，填充墙上的预埋仅仅需要考虑抗裂、隔声等因素，且填充墙上开槽不宜超过墙体厚度一半。
管线水平敷设于结构现浇混凝土楼板内时，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》电气部分规定：敷设在钢筋混凝土现浇楼板内的电气管线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，而且通长的管线会在混凝土板内造成薄弱带，处理不当就会引起混凝土板开裂或其他安全隐患。同时为防止机械损伤，管线弯曲半径不小于管外径的10倍。
三、结束语
以上为笔者在实际工作设计过程中的几点思考与总结，希望能为广大读者提供工作上的借鉴。在实践过程中，其实肯定还有很多需要与其他专业尤其结构专业配合注意的地方，在这里不一一列举。希望我们在今后的专业设计过程中，都能重视起来与其他专业间的协调与配合，使设计作品能够最大可能的得到优化。
参考文献：
[1]GB50057-2010.建筑物防雷设计规范.
[2]全国民用建筑工程设计技术措施-电气（2009版），中国建筑标准设计研究院.
[3]04DXI01-1，建筑电气常用数据手册.中国建筑标准设计研究院.
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