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高層住宅電氣設計的探討【1】
【摘 要】隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的極大提高以及城市人口的不斷增長，各類家用電器逐漸增多。
如何滿足家居的需要，為業(yè)主提供一個舒適安全的生活空間，是電氣設計人員的責任。
本文就關于高層住宅電氣設計實踐中的一些問題，如住宅用電負荷的預測及變配電系統(tǒng)、變配電所的設置、住宅進戶線及電氣設計進行了初步探討。
希望提供既能完善住宅使用功能，又能滿足一定時期發(fā)展的住宅供電系統(tǒng)。
【關鍵詞】住宅;電氣設計;供電系統(tǒng)
住宅的電氣設計是住宅設計的一個重要組成部分，他對于住宅建筑的美觀、實現(xiàn)住宅建筑的使用功能、保障居住者的生命財產(chǎn)安全、降低住宅造價，均具有一定的影響。
隨著人們生活水平的提高，居民住宅的面積、結(jié)構型式都發(fā)生了很大的變化，而且隨著人們審美水平和對居住環(huán)境要求的不斷提高，家用電器的增多和用電量的增大，人們對居住條件有了更高的要求。
為了提供既能完善住宅使用功能，又能滿足一定時期發(fā)展的住宅供電系統(tǒng)，有許多細節(jié)需要建筑電氣工程師在設計時加以注意[1]。
本文就關于生活小區(qū)住宅電氣設計實踐中的一些問題，如住宅用電負荷的預測及配電系統(tǒng)、住宅進戶線及室內(nèi)電氣設計、電器設備的選擇進行了初步探討。
1 住宅用電負荷的預測及變配電系統(tǒng)
電氣負荷在建筑電氣設計中是一個重要參數(shù)，他受許多客觀因素的制約。
隨著城鄉(xiāng)人們物質(zhì)文化生活水平的提高，家用電器在人們生活中的迅速普及，若要準確地計算小區(qū)的電氣負荷是很困難的。
一般在進行小區(qū)的規(guī)劃或初步設計中，可以采用負荷密度法來對小區(qū)的電氣負荷進行估算。
一般來說，按面積大小可以將住宅分為三種戶型：小型(小于60 m2)，大型(大于100m2)和兩者之間的中型[2]。
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、電熱水器等)負荷3500W，衛(wèi)生間用電(洗衣機、排氣扇)負荷1170W，再加上其他可能的用電，合計各類用電負荷不會超過共8400W;中型住宅的用電負荷乘1.3系數(shù)，大型住宅乘2.6系數(shù)。
而根據(jù)調(diào)查，居民用電的峰值，一般在夏天晚飯之時，此時的實際用電負荷可能達到估計最大值的40%，查電氣設計手冊，我們知道需要系數(shù)0.4～0.6，所以根據(jù)上述實際情況，我們設計時取0.4便可以，則小型住宅負荷計算取3.5kW，同理，我們也就得出;中型住宅負荷計算取4.5kW，大型住宅負荷計算取8.5kW。
2 供電電源及變配電所的設置
在確定居民區(qū)的供配電方案時，應根據(jù)城市規(guī)劃、城市電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃綜合考慮近期、中期、遠期的用電負荷。
變配電所設置的原則：接近負荷中心，進出線方便，接近電源側(cè)，小區(qū)會所或?qū)Ｓ霉芾碛秒姺績?nèi)。
高層建筑的配變電所適宜設置在地下層或首層。
從小區(qū)的建筑特點方面考慮，即住宅群、樓棟之間間距較大，分布分散。
可在小區(qū)中心會所設高壓總配電房，分區(qū)、分片設低壓配電房。
當條件不允許時亦可設置戶外箱式變電站，但應注意對小區(qū)整體環(huán)境的影響和電力變壓器噪聲對小區(qū)住戶的影響，應符合現(xiàn)行的《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》的規(guī)定[3]。
(1)當小區(qū)電氣負荷小于200kVA時，供電范圍在200米以內(nèi)，可以采用低壓為380/220V供電。
(2)當小區(qū)電氣負荷大于300kVA時，應采用高壓供電，以實現(xiàn)高壓深入負荷中心，從而達到減小線路損耗，降低電壓損失的目的。
(3)當小區(qū)電氣負荷小于8mVA時，可以采用10kV電壓等級供電，在小區(qū)適當處設置10kV/0.4kV/0.23kV變電所。
設置的位置應考慮以下兩個因素：一是變電所系統(tǒng)容量控制在3.2mVA以下;二是變電所的控制供電半徑一般控制在250米以內(nèi)。
小區(qū)規(guī)劃用電負荷應考慮今后的發(fā)展，對變電所應留有余量，以備將來發(fā)展的需要，避免今后的東添西改，爭取小區(qū)規(guī)劃一次到位為佳。
3 住宅配電室及配電系統(tǒng)
高層住宅的總配電室或總配電箱適宜選在地下層或首層，這樣進、出線方便，且便于運行維護。
低壓配電室內(nèi)布置的配電屏，其屏前屏后的通道最小寬度應按GB50053-94規(guī)定設計，并考慮配電室的高度、耐火等級，以及門向外開設等問題，房間長度超過7m的應設兩出口。
住宅配電系統(tǒng)要求各級保護可靠，維修方便。
一般一棟樓(三個及三個單元以內(nèi))設一個總箱，若直接由城市低壓電網(wǎng)供電，還應設總計量表。
總箱應在負荷中心處，可設于樓梯間內(nèi)，也可設于外墻上，各地做法也不盡相同，以當?shù)刈龇橹鳌?/p>
設在外墻上的總箱要注意安裝高度，一般底部距地1.5米，箱體應選擇戶外防水型。
室內(nèi)開關箱應盡量靠近門口，底部距地1.8米暗裝。
為了檢修方便及合理的選擇導線的截面，每單元應設一臺分箱，箱子不單設，只是在單元配電箱內(nèi)加設一只分開關。
《住宅設計規(guī)范》規(guī)定住宅供電應采用TT、TN-C-S、TN-S三種接地方式。
在設計時由城市公用低壓線路供電的住宅樓一般采用TT系統(tǒng);住宅小區(qū)的每幢住宅樓采用由小區(qū)變配電站配電時采用TN-C-S系統(tǒng);對附設有配電所的高層電梯住宅采用TN-S系統(tǒng)。
4 住宅電氣設計
一般家庭都具備了電視機、電冰箱、空調(diào)、電炊具、洗衣機等大量的家用電器。
設計中必須認真地考慮用電負荷，確定用進戶線，合理地選擇照明燈具、電氣插座型號及位置等。
4.1 住宅進戶線設計
住戶進戶線必須采用三線制進線，即引至住戶的電源線必須有火線、中性線和保護地線。
線路必須采用符合安全和防火要求的敷設方式配線，導線應采用銅芯導線，每套住宅進戶線截面不應小于10mm2。
大多數(shù)住宅每戶一般都為單相電源進線，隨著社會的發(fā)展和生活水平的提高，高級住宅的冬季采暖與夏季降溫已不完全是采用以往的分體式空調(diào)來完成，而是由家庭小型中央空調(diào)系統(tǒng)取而代之，家庭中央空調(diào)系統(tǒng)一般由風機盤管和空調(diào)主機組成，風機盤管依然為220V電源，空調(diào)主機則為380V電源。
此時住宅電源應采用三相電源進線，出線回路亦設一路三相斷路器作空調(diào)主機電源。
進戶線大多是明敷設的，以后更換難度不高，費用也較低，而大部分住宅室內(nèi)導線則是暗敷設，以后要更換難度較大，費用也較高，同時又影響美觀。
因此室內(nèi)電氣線路設計不能片面強調(diào)節(jié)約，而應該有一定的超前意識，結(jié)合我國實際來合理設計室內(nèi)住宅的電氣線路。
4.2 照明燈具的選擇及開關的設置
(1)燈具選擇：住宅照明燈具的選擇以普通節(jié)能型為主，節(jié)能又分為高光效光管節(jié)能和高效率燈具節(jié)能，盡量選用電子鎮(zhèn)流器。
客廳、臥室一般白熾燈頭，并在燈具旁邊板下予埋螺栓，供用戶安裝花燈時使用，也可統(tǒng)一安裝32W環(huán)型節(jié)能日光燈。
廚房、衛(wèi)生間采用白瓷防水座燈頭，樓梯間采用聲控燈。
燈具安裝時相線接在開關上，零線接在燈口上。
廚房和廁所的燈塑臺下全部加膠墊密封。
(2)開關設置：墻裝蹺板式暗開關，全部采用86K系列，手柄中心距地面1.3米，應盡量設在便于操作處。
4.3 插座類型的選擇及位置的確定
電氣插座在住宅中起著十分重要的作用，必須正確地選擇插座種類及安裝的位置。
客廳、臥室均選用帶安全門二、三極扁圓兩用插座安全型距地面0.5米暗裝;廚房、衛(wèi)生間采用二、三極插座防濺式暗裝，安裝高度：廚房排煙罩、衛(wèi)生間排風扇插座距地面1.8米～2.0米，其余插座距地面1.5米。
(1)起居室、臥室應設置三個單相扁圓二極插座、三個單相三極插座，并在適當?shù)奈恢迷O一個空調(diào)用插座。
(2)廚房應設二個單相扁圓兩極插座，三～四個單相三極插座(共排風扇、電冰箱、電烤箱、微波爐等用電)。
(3)衛(wèi)生間設置一個單相二極扁圓插座，二個單相三極插座(考慮洗衣機、電淋浴器等)，安裝高度不低于1.5米。
所有插座均應暗裝，廚房及衛(wèi)生間采用密閉式(防潮防濺型)，其它房間采用保護式(安全型)[4]。
5 接地及安全
高層建筑的鋼筋混凝土基礎較深、較牢固，為節(jié)約投資，要充分利用這一自然接地體。
當住宅供電采用TN系統(tǒng)時，在線路較長、導線截面較小的情況下，接地故障電流也隨之減小，過電流保護電器常常不能滿足切斷故障回路的時間要求，因此必需采用漏電保護器和專用PE線作接地故障保護[5]。
每幢住宅的總電源進線斷路器和電源插座回路應具有漏電保護功能。
當裝設漏電電流動作的保護電器時，應能將其所保護的回路所有帶電導線斷開。
在TN系統(tǒng)中，當能可靠地保持N線為地電位時，N線可不需斷開。
對漏電保護器極數(shù)的確定應根據(jù)采用的接地系統(tǒng)類別和接地情況而定。
采用接地故障保護時，在建筑物內(nèi)應作總等電位聯(lián)結(jié)。
等電位聯(lián)結(jié)是使電氣裝置各外露可導電部分和裝置外可導電部分電位基本相等的一種電氣聯(lián)結(jié)。
等電位聯(lián)結(jié)的作用，在于降低接觸電壓，以保障人員安全。
6 結(jié)論
隨著人民生活水平的不斷提高和科學技術的發(fā)展，對住宅的要求越來越高，因此要求住宅電氣設計要不斷發(fā)展以適應住宅靈活多變的新要求。
根據(jù)住宅的工程實際情況多方面分析考慮，嚴格遵守電力規(guī)程和國家規(guī)范，同時住宅電氣設計應面向未來，不斷地采用新技術、新設備、使住宅功能更加完善，逐步實現(xiàn)現(xiàn)代化。
【參考文獻】
[1]李天恩.高層住宅電氣設計探討[J].重慶工貿(mào)職業(yè)技術學院學報，2010(3)：51-53.
[2]趙譯雷.住宅電氣設計探討[J].河南建材，2013(1)：173-174.
[3]趙天華.關于生活小區(qū)住宅電氣設計的探討[J].建筑電氣，2004(8)：34-36.
[4]周彤.關于住宅電氣設計的探討[J].商品混凝土，2013(5)：164-165.
[5]劉介才.電氣工程師技術手冊[M].機械工業(yè)出版社.
關于住宅電氣設計的探討【2】
【摘要】住宅的電氣設計是住宅設計的一個重要組成部分。
本文就關于生活小區(qū)住宅電氣設計實踐中的一些問題，如設計的范圍、提高住宅供電系統(tǒng)的安全可靠性、電費的電腦管理等進行了探討。
【關鍵字】住宅;電氣設計;供電系統(tǒng);安全可靠性
隨著人民生活水平的不斷提高，人們不僅需要現(xiàn)代化家庭電氣設備，也需要生活小區(qū)的電氣服務設施。
這就要求我們在設計時必需考慮生活小區(qū)整體電氣設計與住宅每戶電氣設計相結(jié)合的原則來進行設計。
現(xiàn)代生活小區(qū)是集住宅、辦公、商服等建筑組成的群體。
由于他與人們生活有著密切的關系，因此對生活小區(qū)的建筑電氣設計的成敗，將直接影響人們的生活。
一、住宅電氣設計存在的問題
住宅的電氣設計是住宅設計的一個重要組成部分，他對于住宅建筑的美觀、實現(xiàn)住宅建筑的使用功能、保障居住者的生命財產(chǎn)安全、降低住宅造價，均具有一定的影響。
目前，住宅電氣設計的理論體系和實踐經(jīng)驗雖然日趨成熟，但在住宅電氣設計實踐中，仍有一些問題值得進一步探討。
1、電氣負荷的估算
電氣負荷在建筑電氣設計中是一個重要參數(shù)，他受許多客觀因素的制約。
隨著城鄉(xiāng)人們物質(zhì)文化生活水平的提高，家用電器在人們生活中的迅速普及，若要準確地計算小區(qū)的電氣負荷是很困難的。
一般在進行小區(qū)的規(guī)劃或初步設計中，可以采用負荷密度法來對小區(qū)的電氣負荷進行估算。
由于建筑物的功能不同，其負荷密度也隨之不同而不同。
2、供電電源及變配電所的設置
合理選用的電壓等級對生活小區(qū)供電，將直接影響小區(qū)今后的管理及經(jīng)濟運行，然而，采用什么樣的電壓等級對生活小區(qū)供電，要取決于小區(qū)的規(guī)模及小區(qū)的電氣負荷。
(1)當小區(qū)電氣負荷小于200KVA時，供電范圍在200米以內(nèi)，可以采用低壓為380/220V供電。
(2)當小區(qū)電氣負荷大于300KVA時，應采用高壓供電，以實現(xiàn)高壓深入負荷中心，從而達到減小線路損耗，降低電壓損失的目的。
(3)當小區(qū)電氣負荷小于8MVA時，可以采用10KV電壓等級供電，在小區(qū)適當處設置10KV/0.4KV/0.23KV變電所。
設置的位置應考慮以下兩個因素：一是變電所系統(tǒng)容量控制在3.2MVA以下;二是變電所的控制供電半徑一般控制在250米以內(nèi)。
小區(qū)規(guī)劃用電負荷應考慮今后的發(fā)展，對變電所應留有余量，以備將來發(fā)展的需要，避免今后東添西改，爭取小區(qū)規(guī)劃一次到位為佳。
在小區(qū)的建筑群體中，有高層建筑，有多層建筑，對高層建筑中的一些電氣設備和消防設備，屬于一級負荷，應有兩路電源供電，以確保供電的可靠性。
二、住宅電氣設計
一般家庭都具備了電視機、電冰箱、空調(diào)、電炊具、洗衣機等大量的家用電器。
設計中必須認真地考慮用電負荷，確定用電設備位置，合理地選擇電氣插座、開關的型號及配電線路截面、保護開關的電流整定值等。
1、住宅內(nèi)部線路敷設及保護
住宅內(nèi)部的照明支路和插座支路是分開設計的，應該分開保護和分線敷設。
插座回路應選用帶漏電保護功能的高分斷力的小型空氣開關，照明回路應選用不帶漏電保護功能的高分斷力的小型空氣開關。
住宅內(nèi)部線路敷設應以暗敷設為好。
現(xiàn)市場上推出的新型阻燃PVC管，其可繞性趨近于PVC波紋管，鋼度相當高，價格是鋼管的1/3，應多采用其對住宅內(nèi)部的線路進行敷設。
2、照明燈具的選擇及開關的設置
(1)燈具選擇：住宅照明燈具的選擇以普通節(jié)能型為主，節(jié)能又分為高光效光管節(jié)能和高效率燈具節(jié)能，盡量選用電子鎮(zhèn)流器。
客廳、臥室設一般白熾燈頭，并在燈具旁邊板下予埋螺栓，供用戶安裝花燈時使用，也可統(tǒng)一安裝32W環(huán)型節(jié)能日光燈。
廚房、衛(wèi)生間采用白瓷防水座燈頭，樓梯間采用聲控燈。
燈具安裝時相線接在開關上，零線接在燈口上。
廚房和廁所燈塑臺下全部加膠墊密封。
(2)開關設置：墻裝蹺板式暗開關，全部采用86K系列，手柄中心距地面1.3米，應盡量設在便于操作處。
3、插座類型的選擇及位置的確定
電氣插座在住宅中起著十分重要的作用，必須正確地選擇插座種類及安裝的位置。
客廳、臥室均選用帶安全門二、三極扁圓兩用插座安全型距地面0.5米暗裝;廚房、衛(wèi)生間采用二、三極插座防濺式暗裝，安裝高度：廚房排煙罩、衛(wèi)生間排風扇插座距地面1.8米～2.0米，其余插座距地面1.5米。
(1)客廳內(nèi)一般設三～四處插座為好。
一處設在安放電視機近處的墻面上;一處可設在沙發(fā)放置處，供落地燈等電器使用;另一處設于交通口附近，供吸塵器等移動電器使用。
(2)臥室內(nèi)一般設二～三處插座為好。
一處設在窗戶旁，距外墻0.5米，供寫字臺燈、電腦或床頭燈使用;一處設于交通口附近，供吸塵器等移動電器使用;另一處根據(jù)不同的建筑布局設于內(nèi)墻陰角處。
(3)廚房一般設三～四處插座為好。
一處設在煙道附近，供抽油煙機專用;一處設在操作臺墻面上，供電飯煲、電水壺等使用;另一處根據(jù)不同的建筑布局設于內(nèi)墻陰角處，供電冰箱等使用。
(4)衛(wèi)生間一般設三～四處插座為好。
一處設在通氣孔附近，盡量遠離噴頭或浴盆，供排氣扇專用;一處設在洗臉盆旁，供鏡前燈、電動刮胡刀、電吹風等使用;另一處據(jù)不同的建筑布局設于內(nèi)墻陰角處，供洗衣機、電熱水器等使用(此處為三極專用插座：洗衣機插座距地面1.5米，電熱水器插座距地面1.8米～2.0米)。
4、電視、電話線網(wǎng)絡的設置
根據(jù)建設部和電信部門的有關規(guī)定，新建住宅樓內(nèi)必須予留電話插座，用戶可根據(jù)需要向電信部門申請安裝電話。
電話插座一般予留在客廳接近沙發(fā)處，距地面0.3～0.5米，也可在客廳和主臥各設一處插座，線路在客廳插座處并聯(lián)，供用戶選擇安裝部位。
電話分線箱應以每單元設一臺為宜。
總進線箱應根據(jù)城市通信網(wǎng)及建筑物的實際情況設于屋面上、地下室或一層樓梯間。
一般老市區(qū)，特別是中小城市多在空中架設通信干線，總進線箱設于屋面既方便架設又便于維修。
新市區(qū)通信干線根據(jù)規(guī)劃要求都是埋于地下室樓梯間或一層樓梯間墻面上。
進線箱最好不要懸掛于外墻上，接線及維修都不方便。
三、關于設計的幾點要求：
1、根據(jù)市政電源、信號源條件、小區(qū)規(guī)劃設計要求及開發(fā)順序等基礎條件提前確定內(nèi)各類位置及面積。
2、根據(jù)機房及單體位置，規(guī)劃外線走向，盡量減少敷設室外線路及管井數(shù)量，不但減少了故障點和檢修距離，而且節(jié)約了有色金屬，避免破壞更多的地面環(huán)境。
3、單體配電系統(tǒng)盡量簡單，電氣機房接近負荷中心及進線位置，多單元樓體綜合考慮
配電柜出線回路，以減少配電柜數(shù)量。
所有主要電氣強弱電干線提前規(guī)劃路由，并詳細計算電纜數(shù)量、截面，以確定電纜采用穿管保護還是線槽保護，并確定合適的保護管、線槽規(guī)格及位置走向。
豎井內(nèi)設備布置及線槽、管線敷設方式選擇合理，避免浪費建筑面積，結(jié)構板內(nèi)電氣管線合理布置，以不影響結(jié)構樓板厚度。
4、提前了解相關專業(yè)的總體設計方案：建筑做法和結(jié)構形式對電氣設備的安裝標高、接地形式會有一定影響;水專業(yè)消防泵房和、中水泵房和生活泵房位置及電機容量、消防系統(tǒng)形式及主干管位置會影響電氣供配電、消防和線路設計;暖通專業(yè)空調(diào)形式和采暖形式會影響電氣供配電和線路設計;部分較大電機的容量(如：換熱站、冷水機組、鍋爐房)甚至會影響到變配電室數(shù)量、容量和供電方案的設計;建筑外立面及屋面設計影響防雷接地設計，尤其上人屋面及坡屋面金屬扶手及金屬屋面的設計需嚴格按防雷規(guī)范進線區(qū)別設計。
5、一般弱電系統(tǒng)的一次設計，均為按常規(guī)考慮系統(tǒng)的配置并預留機房、主干線槽、保
護管、終端數(shù)量及位置。
實際安裝時，會有一些差異，如后期業(yè)主選擇不同產(chǎn)品時對機、系統(tǒng)、電源、接地的要求往往不一致，為避免浪費和重復工作，就要求設計師要提前提醒業(yè)主盡早確定安裝單位，確定產(chǎn)品，以盡可能在設計施工圖中最合理表達圖紙，節(jié)約成本。
做好住宅電氣的設計在使用的同時還要加強對電氣設計的規(guī)范化的學習，這樣才能做到盡善美。
于住宅小區(qū)的電氣設計看似簡單，但是未必有多少人對設計的每一細節(jié)都有過充分的考慮，真正意識到安全舒適，節(jié)能環(huán)保，成本控制，可持續(xù)性的重要性和迫切性。
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