現(xiàn)代住宅電氣設(shè)計相關(guān)理論的探討

劉玉奎

摘要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，居民生活水平日益提高，越來越多的家用電器進入了千家萬戶，居民對電的需求也日益增長。在當前城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造、城鎮(zhèn)居民用電實現(xiàn)一戶一表的形勢下，抓住這個千載難逢的良機，開拓居民用電市場，進行居民用電戶表改造和室內(nèi)電氣改造正逢其時，規(guī)范住宅電氣設(shè)計對正在改造的舊住宅電氣安裝和新建住宅的電氣設(shè)計具有一定意義。

關(guān)鍵詞：用電負荷 配電系統(tǒng) 導線及設(shè)備選擇 消防系統(tǒng)

0 引言

隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活水平的極大提高，各類家用電器逐漸增多，特別是空調(diào)、大熒屏彩電等大功率電器進入普通家庭，使住宅設(shè)計由原來純照明向多功能的方向發(fā)展。目前，家庭住宅的電氣安裝比較混亂，電氣設(shè)計不夠規(guī)范，許多住宅的電氣安裝沒有考慮家用電器普及和快速發(fā)展的態(tài)勢。當有些家庭使用空調(diào)、電炊等用電設(shè)備容量較大的家用電器時，由于墻內(nèi)所布的導線線徑小、電壓低使家用電器不能正常工作，嚴重的還引起電氣火災。另外，舊住宅室內(nèi)插座安裝數(shù)量較少，住戶住進后隨意布線，這容易使劣質(zhì)的導線和插座等電器進入電網(wǎng)中。這些情況制約了居民家用電器的使用，也存在著不安全因素。隨著電力市場由賣方市場轉(zhuǎn)向買方市場形勢的出現(xiàn)，挖掘市場潛力，抓住居民生活用電這一全社會用電的增長點，規(guī)范住宅電氣設(shè)計不僅給電力企業(yè)帶來效益，同時實現(xiàn)的社會效益也相當顯著。

1 設(shè)計依據(jù)

1.1 《住宅設(shè)計規(guī)范》(GB50096-1999)；

1.2 國電公司《城鎮(zhèn)一戶一表改造的若干規(guī)定》。

2 設(shè)計要達到的目標

2.1 住宅電氣設(shè)計的設(shè)備選型應能滿足居民在住宅居住期內(nèi)(一般按30～50年考慮)用電的增長，以居民遠期負荷發(fā)展為依據(jù)，以居民生活用電達到中等電氣化水平為目標。

2.2 根據(jù)居民生活情況，使每戶住宅的供電達到4～10kW的水平，并保證在住宅居住期內(nèi)不再改造。

2.3 具有合格的電能質(zhì)量，家用電器能正常工作。

2.4 為新建居民住宅電氣設(shè)計提供參考，使電氣安裝一次達到要求，不搞重復建設(shè)。

3 住宅用電負荷的預測

我們將住宅面積分為三類：小型住宅60m2以下，中型住宅60～100m2，大型住宅100m2以上。一般小型住宅照明用電負荷500W，娛樂用電(包括電視機、音響、電腦等)負荷950W，廚房用電(包括電飯煲、電熱開水器等)負荷3500W，衛(wèi)生間用電(洗衣機、排氣扇)負荷1170W，空調(diào)用電負荷2250W，綜合上述各類用電負荷共8370W，中型住宅乘1.3系數(shù)10881W，大型住宅乘2.6系數(shù)21762W。根據(jù)統(tǒng)計調(diào)查，一般住宅用電負荷的高峰期是夏天晚飯后的時間，這時用電負荷有：電視、電冰箱、電熱開水器、消毒碗柜、電腦、空調(diào)，共有住宅用電負荷的40%，查設(shè)計手冊得需要系數(shù)0.4～0.6，所以根據(jù)實際情況，我們設(shè)計時取0.4系數(shù)便可以，則小型住宅負荷計算取3.5kW，中型住宅負荷計算取4.5kW，大型住宅負荷計算取8.5kW即可。

4 住宅的電源與配電系統(tǒng)

住宅供電由小區(qū)變配電所引入，應采用三相四線(TN-C系統(tǒng))，經(jīng)重復接地后進入單元總電表開關(guān)箱，改成三相五線制(TN-S系統(tǒng))后再放射到各用戶，配電箱中應有短路、過載、漏電保護，斷路器應選用能同時切斷相線——中性線的斷路器。住宅用電負荷計量應采用一戶一表制，建議將單元總開關(guān)及分戶電能表集中設(shè)置以便管理。戶內(nèi)配電系統(tǒng)：隨著家用電器的增多，為避免電氣線路過載和降低諧波電壓的影響，戶內(nèi)配電系統(tǒng)應采用多回路形式，至少應設(shè)照明回路、一般插座回路和空調(diào)回路，如實際需要也可將廚房和淋浴室設(shè)為單獨回路。此外考慮到家庭辦公和信息化的發(fā)展，還應增加一條專用回路。

5 導線及電器設(shè)備的選擇

室內(nèi)外導線及電器設(shè)備的選擇合理與否，直接關(guān)系到住宅用電的安全及經(jīng)濟效益，因而必須在工程設(shè)計中合理選用導線和有關(guān)電器設(shè)備。

5.1 導線的選擇：導線的選擇主要是確定導線的型號和規(guī)格，其原則是既能保證配電的質(zhì)量與安全又能節(jié)省材料，做到既經(jīng)濟又合理。其中導線型號應按使用工作電壓及敷設(shè)環(huán)境來選擇；導線的規(guī)格(導線截面)可按下列要求進行選擇：①有足夠的機械強度。為防止出現(xiàn)斷線事故，導線必須有足夠的機械強度，一般照明回路計算電流較小時(＜10A)，其導線都應按機械強度選擇。②能確保導線安全運行。選擇導線時應保證其安全電流大于長期最大負載電流，同時應注意以下幾點：a在選擇進戶線及干線截面時應留有適當余量；b單相制中的中性線應與相線截面相同；c三相四線制中的中性線載流量不應小于線路中的最大不平衡負荷電流。用于接中性線保護的中性線，其電導不應小于該線路相線電導的50%，氣體放電燈的照明線路因受三次諧波電流的影響，其中性線截面應按最大一相電流選用。③能確保電壓質(zhì)量。對于住宅建筑來說，電源引入端至負荷末端的線路電壓損失不應大于2.5%，如線路電壓損失值大于規(guī)定電壓損失允許值，應加大導線截面以保證線路的電壓質(zhì)量?？傊?，在選擇導線時要考慮實際使用及未來發(fā)展需要，適當留有余量，減少電壓損失，保證導線使用的安全可靠和經(jīng)濟有效。

5.2 電器設(shè)備的選擇：電器設(shè)備主要指電源配電箱、電表、控制開關(guān)、漏電保護開關(guān)及電源插座等。電器設(shè)備的選擇合理與否直接影響工程的質(zhì)量。選用時應根據(jù)住宅的負荷情況、安裝要求、使用環(huán)境、設(shè)備的工作電壓和工作電流等合理選擇電器設(shè)備的型號規(guī)格，注意設(shè)備的容量等級寧大勿小，但又要避免選得過大造成浪費，一般來說在計算工作電流的基礎(chǔ)上選大一級即可。為確保其質(zhì)量，應選用符合國際電工委員會IEC標準和國內(nèi)GB、JB有關(guān)行業(yè)標準，并具有產(chǎn)品質(zhì)量認可證書的電器產(chǎn)品?？傊?，電器設(shè)備的選擇盡可能做到安全可靠和經(jīng)濟合理。

6 防雷與接地

6.1 防雷內(nèi)容與措施。防雷內(nèi)容一般可分為：防直擊雷，防感應雷及防高電位入侵三個內(nèi)容。就防直擊雷而言，一般是在屋面易受雷擊部位安裝接閃器，然后通過引下線與接地電阻很小的接地裝置可靠連接，安裝時要注意屋面突出的金屬部件與避雷針、帶、網(wǎng)應全部可靠連接。目前一般利用屋面板鋼筋作為避雷網(wǎng)，柱主鋼筋作為引下線，基礎(chǔ)鋼筋作為接地裝置，這是較為實用經(jīng)濟的作法。為了防止感應雷和高電位入侵的危害，可在電纜進出戶處將絕緣子的鐵腳支架可靠接地，同時安裝避雷器或其它型式的過電壓保護器。

6.2 安全接地的形式與要求。在住宅電氣設(shè)計建設(shè)中為確保電器設(shè)備和人身安全務(wù)必做好用電系統(tǒng)的安全接地。目前我國的住宅配電系統(tǒng)方式一般有三種：TT、TN-C-S和TN-S系統(tǒng)，在進行設(shè)計施工時可根據(jù)實際情況選擇接地系統(tǒng)。以下著重談?wù)勛≌潆娤到y(tǒng)中的保護接地。此外，隨著家用電器的增多及智能化的發(fā)展，應作好防靜電接地和屏蔽接地工作。

7 消防系統(tǒng)

大型現(xiàn)代住宅中由于電氣設(shè)備越多就越容易發(fā)生火災，因此應安裝完善的消防系統(tǒng)。筆者認為大型現(xiàn)代住宅在電氣消防方面應做到以下幾點：①供電電源應采用兩路方式，一路為市電電源，另一路為應急電源；②有應急照明系統(tǒng)；③應用手動響鳴火警警報系統(tǒng)，如可能，可加裝火災自動報警系統(tǒng)；④開關(guān)和導線應選用符合防火規(guī)范的開關(guān)和阻燃型的電線電纜。

在科學技術(shù)日新月異的今天，隨著微機自動檢測及控制技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)的發(fā)展，樓宇智能化的實現(xiàn)已成為可能。未來的住宅樓應有一個由檢測單元、執(zhí)行單元、數(shù)據(jù)采集單元、控制單元和微機組成的智能監(jiān)控系統(tǒng)，由該系統(tǒng)對樓宇內(nèi)的設(shè)備運行、電氣故障、火災、盜情等進行集中監(jiān)控。再設(shè)置綜合布線系統(tǒng)，將一定區(qū)域內(nèi)的樓宇按星型拓樸結(jié)構(gòu)建成小區(qū)局域網(wǎng)，進而所有局域網(wǎng)連接，同時與公安、消防、電訊、廣播住宅管理等部門連網(wǎng)從而建成城市住宅管理信息網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)住宅的全天候、全方位監(jiān)控和管理。