住宅电气设计探讨

2013-04-09赵译雷

河南建材 2013年1期

赵译雷

北京新纪元建筑工程设计有限公司（100000）

住宅电气设计属于建筑电气设计中比较简单的配电设计,但随着人们生活水平的提高，居民住宅的面积、结构型式都发生了很大的变化，而且随着人们审美水平和对居住环境要求的不断提高，家用电器的增多和用电量的增大，人们对居住条件有了更高的要求。为了提供既能完善住宅使用功能，又能满足一定时期发展的住宅供电系统，有许多细节需要建筑电气工程师在设计时加以注意。笔者结合工作经验对住宅电气设计中遇到的问题提出看法和认识，与同行探讨。

1 住宅用电负荷的预测及配电系统

随着城乡居民生活水平的提高和电器设备的增多，居民生活用电量急剧增加，每套住宅的设计用电负荷应适当留有余量。目前各地区住宅2房2厅、3房2厅面积约90～150 m2已较为普遍，随着住宅家用电器拥有量的迅速增加，以往考虑2 kW的设计功率已远不能满足现代家居的要求。根据家庭用电器未来十年的发展预测，虽然可能安装了较多电器，但并非全部同时投入使用，考虑一定的非同期系数,住宅计算负荷应在3～5 kW之间。而当实际用电功率大于8 kW时建议按三相五线制考虑配电。为保证用电安全，《住宅设计规范》规定住宅供电应采用TT、TN—C—S、TN—S三种接地方式。在设计时由城市公用低压线路供电的住宅楼一般采用TT系统；住宅小区的每幢住宅楼采用由小区变配电站配电时采用TN-C-S系统；对附设有配电所的高层电梯住宅采用TN-S系统。住宅用电功率因数，一般可取0.9。

考虑多方因素，笔者认同住宅电气设计应达到如下目标∶

1）住宅电气设计的设备选型应能满足居民在住宅居住期内(一般按30～50年考虑)用电的增长，以居民远期负荷发展为依据，以居民生活用电达到中等电气化水平为目标。

2）根据居民生活情况，使每户住宅的供电达到4～10 kW的水平,并保证在住宅居住期内不再改造。

3）具有合格的电能质量,家用电器能正常工作。

4）为新建居民住宅电气设计提供参考，使电气安装一次达到要求，不搞重复建设。

2 住宅进户线及室内电气设计

住户进户线必须采用三线制进线，即引至住户的电源线必须有火线、中性线和保护地线。线路必须采用符合安全和防火要求的敷设方式配线，导线应采用铜芯导线，每套住宅进户线截面不应小于10 mm2。因此，目前引至住户的电源线应采用3根10 mm2的铜芯导线，以后随着住户负荷的增长再考虑更换截面积更大的导线。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,也只需更换线路控制开关，灵活方便。大多数住宅每户一般都为单相电源进线，随着社会的发展和生活水平的提高，高级住宅的冬季采暖与夏季降温已不完全是采用以往的分体式空调来完成，而是由家庭小型中央空调系统取而代之，家庭中央空调系统一般由风机盘管和空调主机组成，风机盘管依然为220 V电源，空调主机则为380 V电源。此时住宅电源应采用三相电源进线，出线回路亦设一路三相断路器作空调主机电源。

进户线大多是明敷设的,以后更换难度不高，费用也较低,而大部分住宅室内导线则是暗敷设，以后要更换难度较大，费用也较高，同时又影响美观。因此室内电气线路设计不能片面强调节约，而应该有一定的超前意识。可以借鉴国外经验并结合我国实际来合理设计室内住宅的电气线路。每套住宅电气线路的分支数不应少于5回；空调电源、插座电源和照明电源应分路设计；厨房及卫生间的插座电源宜设独立回路；空调电源回路导线截面积不应小于4 mm2，其它回路不应小于2.5 mm2。

室内插座设计与室内电气线路设计一样要有超前意识，应考虑未来发展的需要，宜一次性安装完毕。这样才能避免以后因更换导线或增加插座而产生麻烦、不美观等问题，同时能够增大电气安全和防火安全系数。

另外,近年来出现了电热地板辐射采暖技术，这种系统以电力产生热源，通过敷设于地板表层下的柔性加热电缆以及传感探头，由电子温控器自动控制向房间供热采暖。应根据不同地区系统功率指标(约50～150 W/m2)于每户配电箱按房间面积分回路并带漏电保护预留容量。

3 电器设备的选择

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(＜10 A)，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。

住宅用电负荷计量应采用一户一表制，并将单元总开关及分户电能表集中设置以便管理。对单相电源进线的用户采用单相电表，对三相电源进线的用户采用三相电表。另外，在城市电网直供用户可享受波峰波谷电价的地区应采用分时段计量电表。

3.3 漏电断路器极数及漏电动作电流的选择

《住宅设计规范》要求每幢楼进线断路器设漏电保护，常遇到的问题是断路器的极数与漏电动作电流的选择。根据《低压配电设计规范》规定“当装设漏电电流动作的保护电器时，应能将其所保护的回路所有带电导线断开。”在住宅设计中多为单相负荷或单相负荷与三相负荷同时存在，N线不可能保持地电位，所以应选用三相四极漏电断路器。根据《低压配电设计规范》规定漏电动作电流不应超过0.5 A，漏电保护应以此为依据进行设计。