摘要住宅是与人类关系最大的大型建筑,因为住宅关系到人类生存的质量。由于人类生存水平的不断发展,我国经济水平发展对于用电负荷的需求越来越大,如何正确合理的配置住宅电气的设计,使得住宅电气化能够符合长期的、全面的、功能性为主的发展需求。做如下设计,首先是对负荷的预测,然后按照正常预留进行配置,在合理选择导线和有关电气设备,最后当然是对安全的考虑,这样才能够对现代住宅的电气设计进行充分而仔细的考虑。
关键词用电负荷;配置;安全问题;设计
中图分类号TM92文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)071-0150-01
人类住宅水平的不断提高时因为经济发展的原因,但是也会对既有的一切产生一些制约因素,比如日益增多的电器越来越多,用电负荷不断增多,但是人类在环保问题上并没有做出太大的发展,所以近年来,特别是电磁炉、微波炉、空调、洗衣机等大功率电器已进入所有家庭,住宅需要的用电负荷正在日益超出普通的负荷量,所以当代的住宅电气设计必须要考虑到长远的问题,人类的用电会越来越多的。如何满足住宅用户的需要,为业主提供一个舒适安全的用电空间,是电气设计装修面临的一个问题。笔者多年从事电气工作,现对住宅电气设计和施工提出一些粗浅的看法,以供参考。
1合理预测预留现代住宅用电负荷
现代住宅大多以100平方左右的精致三口之家为普遍形式,以平均每家用电量为4kW的设计功率来计算,笔者认为:住宅建议进户配线选用6mm2铜芯导线,条件许可的改为10mm2,因扩大导线截面,可减少线路压降,增大电流流通量,使可靠用电更有保障。即使今后用电量增加,也只须更换线路控制开关,灵活方便。而当实际用电功率大于8kW时建议按三相五线制考虑配电。目前的设计是按照十年前预设的计算来做的,已经完全不能再满足现有的用电量了,所以考虑到将来有可能的变化,笔者认为选择4kW这个中间数还是比较精确的。
2现代住宅的电源与配电系统
现代住宅一般都配有小区配电站,小区配电站将用户所需的电引入,为了满足刚才讲的负荷,应该采用三相五线制(TN-S系统)后再放射到各用户,配电箱中应有短路、过载、漏电保护,断路器应选用能同时切断相线——中性线的断路器,当然,几年前的四线制现在也证明并不是很符合小区的要求了,目前有些老小区的配电站也有相关单位去做了一系列的变动。住宅用电负荷计量应采用一户一表制,建议将单元总开关及分户电能表集中设置以便管理。户内配电系统:随着家用电器的增多,为避免电气线路过载和降低谐波电压的影响,户内配电系统应采用多回路形式,至少应设照明回路、一般插座回路和空调回路,如实际需要也可将厨房和淋浴室设为单独回路。
3合理选择导线及电器设备
室内外导线及电器设备的选择合理与否,直接关系到住宅用电的安全及经济效益,因而必须在工程设计中合理选用导线和有关电器设备。
3.1导线的选择
导线的选择主要是确定导线的型号和规格,其原则是既能保证配电的质量与安全又能节省材料,做到既经济又合理。其中导线型号应按使用工作电压及敷设环境来选择;导线的规格(导线截面)可按下列要求进行选择:
1)有足够的机械强度。为防止出现断线事故,导线必须有足够的机械强度,一般照明回路计算电流较小时(<10A),其导线都应按机械强度选择。
2)能确保导线安全运行。选择导线时应保证其安全电流大于长期最大负载电流,同时应注意以下几点:①在选择进户线及干线截面时应留有适当余量;②单相制中的中性线应与相线截面相同;③三相四线制中的中性线载流量不应小于线路中的最大不平衡负荷电流。用于接中性线保护的中性线,其电导不应小于该线路相线电导的50%,气体放电灯的照明线路因受三次谐波电流的影响,其中性线截面应按最大一相电流选用。
3)能确保电压质量。对于住宅建筑来说,电源引入端至负荷末端的线路电压损失不应大于2.5%,如线路电压损失值大于规定电压损失允许值,应加大导线截面以保证线路的电压质量。
总之,在选择导线时要考虑实际使用及未来发展需要,适当留有余量,减少电压损失,保证导线使用的安全可靠和经济有效。
3.2电器设备的选择
电器设备主要指电源配电箱、电表、控制开关、漏电保护开关及电源插座等。电器设备的选择合理与否直接影响工程的质量。选用时应根据住宅的负荷情况、安装要求、使用环境、设备的工作电压和工作电流等合理选择电器设备的型号规格,注意设备的容量等级宁大勿小,但又要避免选得过大造成浪费,一般来说在计算工作电流的基础上选大一级即可。为确保其质量,应选用符合国际电工委员会IEC标准和国内GB、JB有关行业标准,并具有产品质量认可证书的电器产品。总之,电器设备的选择尽可能做到安全可靠和经济合理。
4做好防雷与接地设施
1)防雷内容与措施。防雷内容一般可分为:防直击雷,防感应雷及防高电位入侵三个内容。就防直击雷而言,一般是在屋面易受雷击部位安装接闪器,然后通过引下线与接地电阻很小的接地装置可靠连接,安装时要注意屋面突出的金属部件与避雷针、带、网应全部可靠连接。目前一般利用屋面板钢筋作为避雷网,柱主钢筋作为引下线,基础钢筋作为接地装置,这是较为实用经济的作法。为了防止感应雷和高电位入侵的危害,可在电缆进出户处将绝缘子的铁脚支架可靠接地,同时安装避雷器或其它型式的过电压保护器。此外要强调进行等电位联结,也就是在设计施工中要把建筑物内、附近的所有金属物用电气的方法连接起来使整座建筑物空间成为一个良好的等电位体,这样能有效地降低建筑物内部和附近不同金属部件间的电位差,从而避免内部的设备被高电位反击和人被雷击的事故。
2)安全接地的形式与要求。在住宅电气设计建设中为确保电器设备和人身安全务必做好用电系统的安全接地。目前我国的住宅配电系统方式一般有三种:TT、TN-C-S和TN-S系统,在进行设计施工时可根据实际情况选择接地系统。以下着重谈谈住宅配电系统中的保护接地。
在中性点不接地的低压供电系统中,电气设备必须保护接地,接地电阻R≤4Ω。在中性点直接接地的低压供电系统中既可采用保护接地,也可采用保护接中性线。为确保接中性线保护系统的安全可靠,必须将中性线干线或支线的终端再次接地,这称为重复接地。重复接地有以下作用:增大流过线路保护装置的电流使其加速动作,从而减轻或避免事故的发生;设置重复接地后可降低漏电设备的对地电压,减少触电的危险程度。为确保接中性线保护的安全可靠,按规定必须做到以下几点:①重复接地的接地电阻必须小于10Ω;②保护接中性线的其电导不得小于线路中相线电导的一半;③在任何情况下,同一供电系统中不可一部分电气设备采用“保护接地”,另一部份采用“保护接中性线”;④用于接中性线保护的中性线不能安装带熔丝的开关或熔断器。
此外,随着家用电器的增多及智能化的发展,应作好防静电接地和屏蔽接地工作。
5配置完善的消防系统
建筑消防电气的设计和建设是任何建筑物都无法回避的课题,对于
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高层建筑物来说消防安全更加重要,所谓的建筑消防电气就是指火宅自动报警系统、消防联动控制等系统。这些设备的安装尤其是火灾自动报警及消防联动体系,作为火灾的先期预报、火灾的及时扑救、保障人身和财产安全,起到来了任何其他报警系统不可替代的作用。
消防设藏安装是否到位、安装质量好坏,直接影响到消防报警系统能否正常运行,影响到建筑物的火灾抵御能力。事关人民生命和公私财产的安全。因此,技术人员及施工人员,应不断学习这方面的新工艺、新技术,切实加强消防报警系统安装管理水平,提高消防工程施工质量。
6综合考虑整体需要
高层建筑安装一般涉及管道、电气、空调通风、设备四大专业工种,各专业施工又可分为若干阶段进行。要做好各专业间的协调配合,首先必须了解和掌握各专业的总体及阶段特性,以便在实际施工组织中能够合理、有序、有效地安排各专业之间的交叉施工。一般来说,管道专业阶段性较强、周期较长,电气专业阶段性较弱、系统性强、周期长,空调通风专业阶段性强、周期较短,设备专业区域性强、周期短。搞好内部协调与配合,实际上是一个怎样处理好内部各专业之间的矛盾以及各专业安排与总体要求之间的矛盾的问题。所以电气设计也应该考虑到这一点问题。
综上所述,随着人民生活水平的提高和科学技术的发展,住宅电气的设计建设也应跟上时代的步伐。在保证安全可靠、经济实用的基础上引入高科技技术,使人们的生活更美好。
7结束语
总之,在现代住宅电气设计中,我们应该强调以人为本,以电气设计规范和标准为纲,使图纸趋于尽善尽美;同时在做好电气专业设计时,也要适当了解和掌握其他相关专业的规范和知识,这样才能设计出精品工程。
参考文献
[1]民用建筑电气设计规范(JGJ/T16-92).中华人民共和国建设部,北京:1992.
[2]建筑物防雷设计规范(GB50057-94).中华人民共和国建设部,北京:2000.
[3]建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范(GB/T50311-2000).中华人民共和国建设部,北京:2000.
[4]彭毅.建筑安装工程中常见问题分析与预防.西部探矿工程,2005,11.
作者简介
郭子勤(1975—),男,工程师,国家注册一级建造师、国家注册监理工程师。