有关民用建筑电气与建筑结构的探讨
关键词: 民用建筑电气,结构,安全,节能环保
一、建筑电气施工中的安全问题
1、利用建筑中的钢筋进行接地与防雷
1.1屋面结构和接闪器
现代建筑除追求丰富多彩的外在线条外, 对建筑物的顶部的造型也有诸多要求。由于双曲面网架和新颖的薄壳的大量运用, 建筑的屋面已不再是简单的坡屋面和平屋面,这就给防雷设计造成了一定的难度。在设计中除在突出部位和屋顶外沿等容易受雷击的部位设置避雷带以外，将屋面钢筋作为避雷设施的一部分也是非常必要的。
出于对防水抗裂的考虑, 建筑屋面结构一般会采用浇混凝土板的方法, 其中钢筋由上部钢筋与下部钢筋构成, 配筋比较密, 连接点也比较多。而且板钢筋与梁钢筋绑扎形成通路。突出屋面的楼梯间和塔楼也都用构造柱或钢筋混凝土柱与下层结构相连接。所以, 在利用建筑的钢筋作接闪器时, 在钢筋连接的关键的部位如梁钢筋绑扎点处与柱内钢筋进行焊接，即可以实现电气通路。但是用屋顶钢筋作接闪器的前提是允许屋顶在遭雷击的时候混凝土会有碎片脱开以及小块防水保温层的破坏, 这对屋面的结构不会造成大的损害, 不会影响建筑物的安全。
另外，值得我们注意的是, 突出屋面的一些金属物例如：广告牌、金属架、太阳能热水器、旗杆、航空障碍灯、冷水塔等, 因上述金属物往往用膨胀螺栓固定在建筑屋面板上, 或者固定在素混凝土上，所以需通过电气连接形成电气通路。突出屋面的一些非金属物, 应按规定安装接闪器并且与屋面的防雷装置相连。
1.2 利用墙主筋、混凝土柱作防雷引下线
不同结构的建筑中均设有一些钢筋混凝土柱, 例如：混凝土结构中的框架柱和剪力墙，砌体结构中的构造柱等。柱中钢筋的直径按规定砖混结构中的构造柱纵向钢筋最小值应为4φ12。而在框架结构中，框架柱的配筋通常用Φ14以上的螺纹钢筋便可满足要求。其中柱中钢筋通常采用焊接、绑扎连接与机械连接，按照《电气装置安装工程接地装置施工与验收规范》的规定，连接避雷引下线往往采用搭接焊接，搭接的长度为圆钢直径的6倍。所以,不能用螺纹钢替代圆钢作搭接钢筋。另外，在土建中主钢筋若采用对头碰焊如电渣压力焊和闪光对焊，在碰焊处要按规范来补焊搭接圆钢。
1.3用基础地梁作接地装置
建筑物地基可分为扩展基础、无筋扩展基础、箱形、筏形基础、柱下条形基础、桩基础和复合地基。按规定，接地装置应该在地面50cm以下。防雷的人工接地体与人行道或建筑物出入口的距离应不小于3m。若小于3m，水平接地体的局部埋深应不小于1m或者采取绝缘保护的措施。建筑物的基础埋深往往由地面下预埋管线的高度、基础自身的高度和防冻防腐蚀的深度等决定。一般情况下均应大于0.5m。但是墙下条形基础因建筑防水的要求，基础圈梁往往设置在标高为-0.060处来替代防潮层, 因此不能将其作为接地装置。而箱形、筏形基础和柱下条形基础在基础底面有肋梁，各类桩基础及柱下独立基础均有承台梁或基础拉梁。
2、灯具和吊扇的安装问题
安装灯具以前，要找准中心点，及时的纠正偏差，并按规范的要求施工，成排灯具的安装其偏差应不大于5mm。因此，在施工过程中应拉线定位，使灯具在横向、纵向和斜向上均在一直线上。吊钩加工成型后应一致，并且要刷防锈漆，同时吊扇的钟罩要吸顶且将接线盒和吊钩遮住。成排的吊扇要成一条直线，偏差应小于或等于5mm。日光灯的吊链要相互平直，不能出现八字型。同时引导线要与吊链编叉在一起。玻璃罩要避免太薄，以免在安装时破裂。天花吊顶筒灯的开孔要事先定好坐标，除了要求整齐、平直和均等之外，开孔的大小还要符合筒灯规格，不能太大，以保证筒灯在安装时其外圈要牢固紧贴吊顶，不能露缝隙。
二、建筑结构施工中的建筑电气设计问题
电气管线的敷设分明敷与暗敷两种。明敷是把管线安装在墙壁、顶棚表面,对结构的影响不大,而暗敷则不同。在暗敷中，预埋电气管线是建筑安装工程的重要部分。预埋电气管线特点是根数多,平面布置比较复杂,特别是墙体中垂直预埋的管线与在楼板中水平预埋管线因削弱了结构的构件截面,对结构造成一定的影响。
1、垂直预埋的管线在结构墙体中的敷设
当垂直预埋的管线埋设在钢筋混凝土柱或钢筋混凝土剪力墙中时,敷设的方法相对较简单,但是，当管线垂直埋设在砌体墙体中时,埋设的方式相对复杂,这是电气安装工程和土建工程矛盾比较多的地方。结构墙体形式主要包括砌体结构中的承重墙和混凝土结构中的非承重填充墙。
(1)在砌体结构承重墙中的埋设
砌体结构中不允许设水平和斜向通槽,水平预埋的管线通常在每层的圈梁中。埋入墙体中的垂直预埋管均直接在墙体中剔槽敷设,但这种做法对结构墙体会造成损伤,尤其是当并列埋设管线较多时,会对整个墙段承载能力有影响。目前，可行的方法是在砌筑砖墙时留下深凹口,宽度可按照并列管线的数量采用一砖或者半砖,待管线预埋完成后用C20细石混凝土来填实。
(2)在混凝土结构填充墙内的预埋
混凝土结构的填充墙仅承担墙体自身的重量,此类材料特点是强度较低,自重轻,即便发生破坏，对主体结构也无大的影响。因此,在填充墙内的预埋仅需要考虑抗裂和隔声等因素,在填充墙内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内的埋设
结构上楼盖主要有无梁楼盖、叠合板楼盖、预制装配式楼盖和肋形板楼盖等,因为前两种形式比较常见,这里仅对预制装配式楼盖加以讨论。
预制装配式楼盖包括预制预应力空心板和预制双向预应力大楼板,通常使用的是预应力混凝土空心板。需要注意的是，在圆孔内布置管线时,引出的凿孔要避开板受力的主筋位置。当管线沿着板缝布置时,因为通常板缝宽度是20-30mm,因此预埋管线会导致灌缝难以密实,可以与结构专业商量采用40-50mm板缝,在板缝内附加一根φ12钢筋来解决。
三、建筑电气施工中的节能、环保问题
3.1选用高效节能光源和高效节能照明灯具
合理使用灯具配光，以提高其利用系统。设计时主张采用T8或者T5稀士荧光灯管。这是因为T8或者T5灯管显色指数和光效比较高，用汞量少、光衰小且寿命长，更符合节能环保的要求。门厅和走廊等场所要采用紧凑型的荧光灯代替白炽灯，以达到节能的目的。
按光通量在空间分布的比例灯具一般分为五类：全漫射型、半直接型、直接型、半间接型和间接型。①灯具的结构要便于安装、更换光源和维护。一般优先选用直接式的灯具，在有吊顶的房间优先选用高光效的格栅灯具。②要合理选择灯具配光。
3.2 高效节能电器附件的选用
3.2.1 使用电子镇流器和节能电感镇流器
使用低能耗且性能优的光源用电附件，例如节能型电感镇流器、电子镇流器、电子触发器和电子变压器等。一般情况下，电感式镇流器其自身能耗是光源的10%-15%，而电子镇流器其自身能耗极低，且有恒功率输出特点。对于单端小功率荧光灯和一体化节能灯，因为对其异常保护功能、谐波要求和预热要求比较低，应该优先选用电子镇流器。对25W~65W的直管荧光灯，要优先选用节能型的电感镇流器。
3.2.2 实行单灯电容补偿
灯具的单灯补偿就是将每套灯具并联一个电容器来进行补偿，将气体放射灯和荧光灯的功率因数提高到0.9以上，这样就既能减小电路的无功功率，又可以降低电压损耗和线损。同时因为线路电流降低，还能减小导线截面面积。
四、 结束语
建筑电气安全与结构设计工作是一项综合性的工作，既要求技术人员有较高的专业水平，又要求建筑工程加强组织管理。我们应该在完成本专业设计的同时，注意与其它专业的配合与协作。
参考文献：
[1]杨有启,钮英建.电气安全工程[M].北京：首都经济贸易大学出版社,2000.
[2]章长东.工业与民用电气安全[M].北京：中国电力出版社,2006.
[3]马文翠.建筑结构设计 [D].电子科技大学，2009.