住宅预制装配式电气竖井的探讨

知识点：技术竖井

0引言

预制装配式建筑是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行，在工厂生产预制出建筑构件(包括楼梁、板、柱和外墙等)，经过养护并验收合格后运输至现场，通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑。

 

预制装配式建筑强调的主要是建筑、结构形式的变化，电气工程只是配合建筑结构的装配式形式而进行“配合实施”。由于建筑构件工厂预制化，电气的管线埋设方式要随之变化，其他相应有设备安装、防雷设施的做法也要相应变化。这些措施称之为“被动”装配式。电气专业的大部分设备、管道都是工厂加工好运输到施工现场进行安装，从这方面看设备安装本来就属于装配式的范畴，这是“主动”装配式。电气专业存在其他“主动”装配式措施。工厂加工制作环节还存在更大的空间，可以使电气工程最大限度地成品化，减少施工现场的安装制作量，这都是装配式进一步深化，如机房整体化及竖井的成品化。

 

1电气竖井

电气竖井就是在建筑物中从底层到顶层留出一定截面的井道。竖井在每个楼层上设有配电小间，其是竖井的一部分。关于电气竖井，标准GB50054—2011《低压配电设计规范》规定:多层和高层建筑物内垂直配电干线的敷设，宜采用电气竖井内布线;电气竖井的位置和数量，应根据用电负荷性质、供电半径、建筑物的沉降缝设置和防火分区等因素确定，并应靠近用电负荷，避免邻近烟道、热力管道及其他散热量大或潮湿的设施，不应和电梯井、管道井共用同一竖井;电气竖井大小，除应满足布线间隔及端子箱、配电箱布置的要求外，在箱体前宜有不小于0.8m的操作、维护距离。

工程设计启动，建筑提供方案图后，设备专业要反提土建资料给建筑专业。机电反提的土建资料中，主要内容是机房及竖井设置，最关键的是机房及竖井的位置及大小。

当前设计中电气竖井的设置一直有很多问题。按照GB51348-2019《民用建筑电气设计标准》中“电气竖井内布线可适用于多层和高层建筑内强电和及弱电垂直干线的敷设”。电气专业竖井功能主要是敷设纵向配电干线及放置楼层相应的配电设备。在实际设计中往往存在电气竖井过大、过小或位置不合理(不在负荷中心，进出线路不便)等问题。

电气竖井作为建筑纵向供电干线路由，必须保证其供电可靠性。现行规范对电气竖井的技术要求很多，电气竖井的建筑防火要求见国家标准GB50016—2014《建筑设计防火规范》第6.2.9条“2电缆井、管道井、排烟道、排气道、垃圾道等竖向井道应分别独立设置。井壁的耐火极限不应低于1.00h，井壁上的检查门应采用丙级防火门。3建筑内的电缆井、管道井应在每层楼板处采用不低于楼板耐火极限的不燃材料或防火封堵材料封堵。建筑内的电缆井、管道井与房间、走道等相连通的孔隙应采用防火封堵材料封堵”。

2住宅建筑装配式电气竖井

2.1住宅电气竖井需求分析

住宅建筑可分为多层住宅、二类高层住宅和一类高层住宅。这三类住宅的竖井内电气设备种类、数量不同，但同一类住宅其竖井内电气设备种类、数量基本相同。

多层住宅的计量表箱及公区配电箱一般设置在底层或地下层，电气竖井内只敷设住户内和普通电梯的供电线缆;二类高层住宅与多层住宅类似，但竖井内可能会敷设公共设施电缆和消防设备的供电电缆;一类高层住宅，除竖向供电线缆外，每个楼层、隔一个楼层或隔几个楼层会设住户计量表箱、应急照明配电箱(及集中应急电源)和公共区照明配电箱。

开发商对公共空间的美观性、得房率的要求越来越高。减少公摊面积的主要手段就是压缩设备管井。但是设备管井越小，设备的安装维护越困难。住宅建筑的特点是每层竖井内部的设备并不是都一样，没设置电气设备的楼层其管井实际上不需要同样大小，仅设置纵向干线通道即可;电气管井如何能在尽量小的空间内完成电气小间的功能，这是值得研究的。装配式电气竖井为解决以上问题提供一种思路。

2.2采用装配式电气竖井的可行性

了解电气竖井的建筑防火要求，并对住宅建筑电气竖井内的电气设备安装需求进行分析后，不难看出:住宅建筑竖井内的电气设备较单一，住宅层高也较统一，比较适合标准化设计。电气竖井在标准化设计的同时，如果构造也能满足相应的防火要求，则由工厂制作标准化的装配式电气竖井是完全可行的。

根据目前住宅建筑电气设计中的普遍情况，对住宅装配式电气竖井做了几种设想方案，主要从“纵向干线通道单元”与“设备安装单元”的组合来进行装配式标准化设计。

单通道装配式竖井示意图如图1所示。

图1单通道装配式竖井示意图

双通道装配式竖井示意图如图2所示。 

图2双通道装配式竖井示意图

装配式竖井安装完成示意图如图3所示。从纵向电缆通道的数量上，住宅装配式电气

 

图3装配式竖井安装完成示意图

竖井可分为两类:一类是单通道装配式竖井，另一类是双通道装配式竖井。

单通道形式主要适用于多层及二类高层住宅(当二类高层住宅配置较多消防干线时也可采用双通道方案)。单通道装配式电气竖井1适用于仅有纵向电缆敷设，但无楼层配电设备的情况。单通道装配式电气竖井2是在有楼层配电箱等设备时使用。

双通道形式主要适用于一类高层住宅。双通道装配式电气竖井1适用于楼层没有配电设备，仅有纵向干线敷设的情况;双通道装配式电气竖井2适用于有配电设备，但不需设置集中电表箱的情况;双通道装配式电气竖井3适用于有楼层计量表箱的情况。实际上50%以上的楼层只需要电缆通道方案，见图1、图2中的单(双)装配式电气竖井1，因此采用标准化装配式电气竖井的设计可以有效节省建筑公共空间。

在土建的设计和施工中，仅需要配合预留上下干线电缆的楼板孔洞，后期成品装配式电气竖井竖井才开始装配，施工非常方便。装配式电气竖井一般设置在住宅建筑垂直交通的公共位置，此处装配式建筑的结构形式是现浇混凝土结构，这样装配式电气竖井的楼层配出线路采用常规的暗埋管线。

 

3结语

装配式电气竖井的实施落地还需要以下深入研究。

(1)需要与之匹配的规范标准。相关建筑、电气规范中对电气竖井的要求是否能完全适用于装配式竖井，值得探讨。对于防火问题，如多层住宅内仅仅是敷设非消防干线的电缆通道竖井，要求“井壁的耐火极限不应低于1.00h”是否必要等。

(2)干线通道要连接上、下层，与电缆过楼板处的防火封堵如何衔接处理，这需要再进一步讨论。

(3)装配式电气竖井的制作材料需要有耐火极限以满足消防要求(特别是需要敷设消防设备配电线路时)，这也需要产品研发进一步论证。

(4)装配式竖井内部各功能单元间的线路连接后的防火隔离问题，如集中应急电源竖井内是否有通风需求等。

相关知识点参考资料：

1、技术施工阶段某矿竖井结构布置施工图

2、竖井内电缆桥架安装技术交底.pdf