电缆与桥架的分析如下:
电缆
电缆其实更像设备
以前购买手机一般都认品牌,不是摩托罗拉就是洛基亚;后来大家讲究品牌中的系列;现在大家会去考虑内部的配置。甚至会关心其中的配置是哪个厂家生产的。
在网上购买手机的时候,还会要求你明确配置的需求。
这也是控制设备质量的正确方式,需要明确设备内部部件的品牌和配置。
在我刚参加工作的时候,项目上采购了上虞风机(品牌)的排烟风机,在国内上虞风机(品牌)算比较有质量保证的了。
当时,并没有考虑内部各种部件品牌的意识。后来发现内部电机并不是上虞风机厂生产的,而是用的卧龙电机。
再后来,到了另外的项目又发现上虞风机所配备的电机又换成了其他品牌。这已经是很多年前了。
其实,当前的手机提供配置的做法,在机电行业要早很多,在国外那就更早了。
现在对设备的认识更加仔细了,部件品牌,内部配置的余量以及各种保险都有要求,有的项目就连产地都有要求,甚至除了对内部配置有品牌要求外,还有材质等要求。
而对于材料来讲,就没有这么复杂,比方说,镀锌钢管其检查就非常的单一。
从这个方面来讲,电缆就更像设备了,因为其够复杂。
电缆的组成
之所以需要认识电缆的组成结构,并不是为了增加知识,而是为了解决电缆代号的问题。
电缆本身的结构以及讲究,可以认为是制造业的事情。建筑机电行业主要了解与机电行业有关的内容就可以了。
曾经有机电行业的人,纠结电缆铜芯的纯度,甚至什么样的生产工艺都有要求。当然,这对电缆的性能是有影响。但是,如果品牌正宗,检测报告正宗,现场检查合格,那些问题和知识就不应该占用大脑。
当然,很多人又想质量好,又想买山寨货,可能是需要这方面的知识。例如:一些私人老板,特别是小老板可能会在差中选优。这个不在讨论范围,也不是我们提倡的,电缆出事情的并不少。
西安地铁电缆事件曾经上过热搜
有一个海因里希(Heinrich'sLaw)300∶29∶1法则:每发生330起意外事件,有300件未产生人员伤害,29件造成人员轻伤,1件导致重伤或死亡。
一般小事情,民众都不会知道,都会在小范围内弥补和覆盖,根据海因里希法则可以认为:更多事情并没有爆发出来。
很多项目电缆外皮发烫;绝缘不良漏电严重,断路器(带RCD)推不上。更有甚者,现在一些没有国家标准的电缆,在非常多项目上使用,打着企业创新的旗号。
对于一些没有国标的电缆,在使用的时候一定要谨慎。
曾经有个承包商拿一个柔性矿物电缆过来看样,其想用柔性矿物电缆替换矿物绝缘电缆,关键其还是非金属护套。当然,这种价格要便宜非常多,但这是非国标产品,虽然叫矿物绝缘电缆,但是并不是规范中要求的那种。
目前这种非国标,非规范要求的电缆却有大量的使用。
铜导体
铜导体是电流的通道,是电缆的核心部分。前面西安地铁事件就是在铜导体的平方数上出了问题。
电缆中的铜导体一般有多根,这是由低压配电系统的供电方式决定。
对于类似电动机设备,例如,水泵,风机以及冷水机组这样的三相设备,基本上都是三根相线,外加一根地线。例如:WDZA-YJY-3x6+PE6,这电缆就是:3根6平方毫米的相线铜导体+一根6的地线。
对于类似照明设备,例如,排风扇,插座这样的两相末端,基本上都是三根铜导体:相线,零线和地线。例如:WDZC-YJY-2x2.5+PE2.5,这电缆就是:1根2.5平方毫米的相线铜导体+1根2.5平方毫米的零线铜导体+一根2.5的地线。
当然在实际项目中,可能会采用布电线,例如两相照明插座配电,采用布电线更加方便,也就是一根电线,一个铜导体。
也有些项目由于功率比较大或从造价的角度来考虑采用双拼电缆,比方说,3*240的电缆采用两根3*95的电缆双拼敷设。
绝缘材料和外护套
商业建筑中大部分的绝缘材料都是:交联聚乙烯(YJ)。聚氯乙烯绝缘(V)在一些住宅建筑或者家用还是用的比较多。
多个铜导体用绝缘材料包裹以后,会采用外护套包裹起来。外护套主要决定了电缆的阻燃特性,防水性能等等。
电缆本身的结构都差不多,充满变化的就是绝缘材料和外护套,不同的搭配满足不同的区域。
例如,有的地方需要较强的防水防潮能力,有的地方需要很好的防破坏能力,有的地方需要阻燃能力。例如:WDZA-YJY-4x6+PE6就是采用交联聚乙烯绝缘(YJ),聚乙烯护套(Y)
特性
虽然我们根据外护套的材料,能够不大致推断出一些特性,但是电缆的特性是相对于电缆整体的,而不仅仅针对外护套的。国家标准对各种特性做出了相应的规定。
电缆一般涉及到三种特性:阻燃特性,低烟特性,无卤特性。其中阻燃特性有等级之(A,B,C)
例:WDZA-YJY-4x6+PE6就是:无卤(W)+低烟(D)+阻燃A(ZA)。
每一种特性都和造价息息相关,在工程实践中要选择合适。
通过对导体、绝缘、护套以及特性的描述,基本上能够满足图纸阅读的要求,以及对电缆特性的把握。
桥架
桥架是一个说出来大家都明白,但是,仔细一想又不知道是什么的东西。目前在设计图纸中,“电缆桥架”“电缆线槽”“电缆槽盒”“电缆梯架”“电缆托盘”林林总总。现实当中桥架也有很多种类。在项目实施的时候,一定要分清楚。通过电气专业的门槛,就在入门时我们知道不同的桥架散热是不一样的。而且不同的桥架,造价也不一样。
电缆桥架
分为梯式(梯架)、有孔托盘、无孔托盘和组合式四种。其中无孔托盘、有孔托盘均属于托盘(cabletray)的一种。
需要特别强调的是,上述四种结构类型均不含盖板,在电缆桥架的定义中将盖板归属于附件。
图1、无孔托盘
图2、有孔托盘
图3、网状托盘
严格意义上说,网状托盘,也属于有孔托盘,特别是在弱电机房内用的比较多。
图4、梯架
电缆槽盒
有时候,图纸表述很不明确,如果单独说桥架一般说的是电缆槽盒,也有可能说的是线槽,有时候设计师本身并不了解这些差别。这需要在图纸会审阶段确认。
GB/T19215.1-2003《电气安装用电缆槽管系统第1部分:通用要求》
第3.1.1条对电缆槽系统(cabletrunkingsystem)的定义为“将绝缘导线、电缆、软线完全包围起来和/或为适应其他电气设备而设的由一可拆卸的盖和一底座组成的密闭包封系统"。
电缆槽系统常简称"电缆槽盒",亦有称作"线槽",按其英文释义,"电缆槽盒"应更准确。
图5、电缆槽盒
桥架的尺寸
桥架的宽度一般不会超过800mm,超过800mm放置电缆非常不方便,而且高度一般也不会超过200mm。
3*400的电缆外径一般小于80mm,一般项目的电缆都不会大于这个值。原则上,动力电缆应该多层叠加使用。叠加使用电缆无法正常散热,对电缆的降容非常严重。
从尺寸来看,桥架的型号是很少的。但是其配件特别多。
桥架配件名称
电缆在建筑中,各处都需要,也让桥架的配件形式多种多样。多年前,桥架配件都是工人现场制作,所以这都不是问题,但是随着人工越来越贵,项目都倾向于采购配件了。
而且现在BIM时代,每一种构件都必须要其合适的名称,对其名称的理解是非常重要的。
现在很多用revit制作的模型,由于配件族的不全面或者对配件本身的不了解。导致模型中配件的大量缺失或者不考虑配件,采用非常多的假接。
特别是对商业建筑出强弱电间(井)的区域,大量应用多种类型配件。如果对配件不了解,最后做出的模型很难应用。
有时候检查BIM模型,首先可以去查看这些地方,就能知道整个模型的族是否完善。
间距
一般来讲,管线安装的间距,都会涉及到安装检修空间,这一部分内容,详见《管线综合技术与管理实践》。
其实,很多间距尺寸除了考虑人体工程学的原因外,里面还蕴含了很多其他的考虑。
电缆的转弯半径就是其中的一个考虑因数
曾经有个酒店项目,由于不同功能的弱电桥架是分开布置的,虽然桥架尺寸不大。
由于根数多,所以桥架间距非常的小,大概80mm左右。在转角的时候,桥架就会碰到。开始非常不能理解,虽然可能空间比较少,但是也不至于桥架会碰撞。
在现场查看了以后发现,在转弯的时候,桥架水平弯通是右边(上图)的样子。
而不是左边这样子。但是如果,桥架间距控制为100mm,则基本不会碰撞。
分析发现,现在桥架厂家都有水平弯通类似的配件采购,项目一般都直接采购。
如果手工现场制作的,则一般是上图(左边)的样子。从这个角度来看,桥架的间距取值100mm是合适的。
桥架的出线
在项目中,经常看到从桥架上出线,当然这些出线一般在末端了,也就是一些小桥架,但正是这些小桥架的间距放的更加小。
曾经有个酒店项目,虽然项目不大,但是装饰要求比较高,而且弱电系统非常全面,有一个专门的弱电分包。
为了管线综合的正确实施,也由于弱电进场比较晚,弱电桥架都由机电总包统一施工。
把主桥架完成后发现,进入客房的弱电桥架非常难施工,桥架横穿走廊进入客房的空间,犹如迷宫一般。
于是机电总承包商,要求弱电单位自己做线管进去。
可线管做进去,一是非常困难的,二是弱电单位认为有合同上的问题,之前的方案要求桥架做到客房内。即使调整为线管,也应该是机电承包商的事情。
可机电总承包商认为当初移交的界面是,只做弱电桥架,线管不在当初的范围内,即使要做,也要重新核算线管的单价,而不能按照弱电合同中的单价考虑。
最后的处理方案,不是太记得了,但是,过程中弱电单位还在讨论,是否能够用软管进入客房。不过很明显,软管的长度超出了规范的要求。
但是,这个案例说明了一个问题,我们必须要考虑桥架出线的空间。
桥架出线的方式很多,最常用的就是:电线管引线安装方法。一般作为首选。例如,客房内的数据线,每个端口都会有根线,同一个地方出线非常多。
可以看出,横穿DN20的线管已经比较困难了。但是基本上能够满足要求,也证明了桥架间距100mm是合适的。对于一些动力线缆由于直径比较大,在保证转弯半径的前提下,需要更大的空间。
此时,建议通过桥架进入。也就是说,考虑横穿空间。这将会涉及到桥架上下层的空间。
桥架的上下层空间
这里我们讲述的间距,都仅与安装施工有关系,并没有涉及到设计关心的内容。
在工程实践中,弱电和强电桥架之间的间距,是一个争议比较大的问题。
很多参考书,要求的间距非常大,300mm,500mm都有,主要是担心电磁干扰和散热问题。散热问题前面电气专业的门槛,就在入门时已经论述过了。
在现实的排布过程中,我们也是尽量把弱电和强电之间分开布置。但一般,并不能保证达到300-500mm的要求。
有些项目在审批过程中,特别重视这些,从工程经验来讲,如果强弱电已经分桥架布置了,基本上不太影响。
这也是为什么在实际操作中,建议提前做样板,以确定很多比较模糊的东西。
电磁干扰
对于桥架之间的相互干扰,在专业上有专门的术语:电磁兼容性
电磁兼容性(EMC),是指电子设备或网络系统具有一定的抵抗电磁干扰的能力,同时不会产生过量的电磁辐射。
但是,电磁兼容性是在实际的操作中,非常难以控制。
看看实际项目中的操作
有的项目,只要是弱电线缆,都会放在一个桥架中,项目效果也满足要求。有的项目却恰好相反,每一种弱电系统,需要设置单独桥架,这样导致弱电桥架非常多,有可能一个100*100的桥架里面可能只有一两根细线。利用率不及1%。
还有的项目,强电和弱电设置在一个桥架,将强弱电通过金属隔板隔开。
不同的项目处理方式可能不一样。
一般的经验是,大型项目,一般倾向于分开;而对于一些小型项目,管理比较简单的项目,倾向于合并。这一点,新手要特别注意,认真的查看弱电图纸。
防干扰的间距
对于确定弱电和强电的间距时,建议参考
《综合布线工程设计规范》GB50311-2007:
7.0.1综合布线电缆与附近可能产生高电平电磁干扰的电动机、电力变压器、射频应用设备等电器设备之间应保持必要的间距,并应符合下列规定:
1、综合布线电缆与电力电缆的间距应符合表7.0.1—1的规定。
表7.0.1-1综合布线电缆与电力电缆的间距
一般来讲,强弱电的金属线槽都会接地,所以强弱电桥架平行布置时,间距需要大于150mm。
交叉布置时,根据法拉第电磁感应定律,强电线缆周围的磁场和强电线缆刚好成90°,如果弱电线缆和强电线缆成90°放置,电磁场和弱电线缆的方向是平行的,则不会形成干扰。可以认为其没有相互作用,正常布置就可以了。
转弯半径
曾经有个项目,其实整个地下室都还是比较空旷的,也是准备评鲁班奖的项目,水管风管桥架各居各位,管线的排布也比较漂亮,井然有序。
但是,工人们在穿完电缆的后出现了问题。有个梯架并没有好好的待在支架上面,而是同梯架内的矿物电缆一起翘起来了。
大型商业建筑中,经常会出现这种情况,如果不深入一线,是很难发现的。很多承包商的项目部遇到这种情况,一般是直接把敷设线路的工人骂一顿。工人委屈的说,矿物电缆太硬了,比较难做。
项目部的逻辑思维在这里表现的很明显:我还不知道矿物电缆难做?不难做要你做?矿物电缆本来就难做,自己抓紧想办法把线敷好。这放在上面像什么样子。
一通训斥,当然就没问题了,有问题也没有问题。之所以桥架会翘起来,其实是因为,矿物电缆敷设时,需要足够的转弯半径。
但是,真实原因是,桥架绘制的时候,转弯半径并不满足要求。
矿物电缆通身为金属材质,材质坚硬,转弯半径要求很大,通常需要考虑20D。
GB50168-2018电气装置安装工程电缆线路施工及验收标准
6.1.7电缆最小弯曲半径应符合表6.1.7的规定。
表6.1.7电缆最小弯曲半径
后来去查看现场的时候,发现电缆安静的待在梯架里面。梯架也没有做出什么调整。
猜测应该是暴力折弯,虽然能够完美的放进去,但是会对电缆产生一些机械性的破坏。
管线综合时,由于各方对净高要求高,有时会不断空间压缩,这即让工人难做,也不能保证工程质量。
建议,一般的区域,按照正常的标准执行,而对于一些特殊的区域,才去做特殊的处理。这也是管线综合技术第四原则:不是你的就不要想。