论文部分内容阅读
摘要: 本文主要针对住宅建筑电气设计中的一些问题进行分析论述，仅供参考。
关键词: 住宅建筑，电气设计
Abstract: This paper analyzes and discusses some problems for residential construction in the electrical design for reference only.Keywords: residential construction, electrical design
中图分类号：TU855文献标识码：A 文章编号：
近年来，随着我国社会经济的不断快速发展,人们生活水平也在不断提高,住宅内使用电气设备的种类和数量越来越多,而且分布广泛,使住宅电气设计与施工在民用住宅建筑工程中的重要性变得越来越明显。因此,探讨其有关问题,以满足住户需要,很有必要。
1 关于住宅建筑电气设计的问题
在住宅建筑在建设过程中,设计阶段是非常重要的,如果设计阶段没有考虑周全的话或者不能满足使用要求的话,那么就这个建筑就是一幢先天不足的建筑物,如果要靠后续工序来弥补往往事倍功半,甚至难以如愿。所以,在设计阶段各专业设计人员应该考虑周全,对该建筑物的使用功能及相关的专业要求应有充分的了解。由于一般住宅没有专门技术安全部门负责电气线路的维护管理,加之住户大多对电气知识知之甚少,所以住宅往往是电气事故和电气火灾多发场所。作为设计人员,对住宅电气设计应引起足够的重视,尽量使电气设计做到安全、可靠、合理、方便,以减少和避免住宅电气事故和电气火灾的发生。笔者在工程实践中发现以下几个方面问题常常容易被忽视:
1.1 关于住宅电气设计容量问题
近年来,我国大力发展住宅建设,并随着国民经济的发展,人民生活水平不断提高,大量的家用电器涌入普通家庭,住宅的用电负荷普遍提高。为适应21世纪的用电水平,住宅电气设计应具有超前意识,着眼于未来的发展。所以住宅电气设计容量的设计应充分考虑,并留有裕量,以满足未来二、三十年的用电需要。包括考虑每户住宅的分支回路数、导线截面、电源插座数量等。笔者在实际工程的调研中发现,住宅电气设计存在线路设计容量普遍偏小,分支回路数过少,插座数量过少等问题。根据实际使用和用户反映情况分析,笔者认为,在考虑住宅电气设计容量时,除考虑住宅建筑面积以外,还应考虑住宅档次及未来发展裕量。在我们南方地区,现有用电负荷和进户导线截面建议值见表1 。
表1 每户住宅现有用电负荷和进户导线截面建议值
住宅档次 用电负荷建议值
(kW) 进户导线截面
建议值(BV - )
一类住宅 ≥4 3 ×10
二、三类住宅 ≥6 3 ×10
四类住宅 ≥8 3 ×16
高级别墅
200M2
及以上
50～60W/ M2
5 ×10
应该说明的一点是每户住宅的现有用电负荷的估算,除考虑档次外,还应考虑到每户住宅的建筑面积大小及其今后升级的可能性。例如,某幢住宅楼每户住宅建筑面积为120～140m2 ,根据业主要求,现在按中档住宅水平设计,而今后极有升级可能。此时电气专业设计人员在考虑其用电负荷时,应该按高档住宅用电水平予以考虑,留有充分的裕量。一般新建住宅楼的设计寿命为50 年,并且住宅电气线路大都采用暗敷,如果电气线路设计容量偏小,导致导线老化过快甚至不能正常使用,则需要进行维修或扩容改造,甚至进行重新设计,这样,不仅费工、费时,费用高,而且影响美观、安全和正常生活。因此,住宅电气线路设计应充分考虑当前用电需求和用电负荷增长等因素。
1.2 关于回路划分问题
在分支回路数量方面,一般整套住宅的照明设1～2个回路,而插座回路往往有两种分法:一
种是按照不同的功能间划分,一个功能间一个插座回路;另一种则是按照不同使用设备划分,用电设备确定且接大功率电器的插座2～3个设一个回路,用电设备不确定或接小功率电器的插座总共合起来设12个回路。前者按功能间划分插座回路,管线交叉较少,使穿线管表面混凝土保护层厚度容易达到不小于15mm 的规范要求值,不影响结构质量。但此方法易出现某回路过载而其它回路闲置的现象。例如厨房,根据其使用特点,厨房各用电设备同时集中使用的可能性极大,而厨房在使用时,其它房间正在使用大功率电器的几率较小,而持续使用时间在30分钟以上的大功率电器的几率更小(导线达到稳定温升的时间为30分钟) ,此时,厨房设单一回路有可能过载而其它回路闲置,所以在设计时应注意若插座回路按功能间进行划分,应充分考虑到各个功能间在使用时,其用电设备的同时使用的可能性。后者按电气设备种类划分,在设置回路时应充分考虑到各电气设备的同时使用的可能性。例如在我们南方地区,卧室的空调和客厅的空调同时使用的可能性较大,考虑插座回路时宜分开设置,不宜设置在同一回路。另外,在照明回路方面,考虑到厨房和卫生间都比较潮湿,其照明回路宜与其它照明回路分开设置,并根据规范要求予以配接地线,以保证安全。卫生间内若考虑采用浴霸类高功率供热照明器(1～3KW) 取暖,则宜单独考虑一个回路。在插座布置方面,根据电气设备的完善程度应考虑的用电设备有:卧室:床头灯、有源电话机、电视机、VCD 机、有源音箱、功放机等、空调(一般按分体机考虑) ,在距地1.8m～2.2m 处设单极三孔插座一个;无单独设书房的卧室还应考虑台灯和电脑、打印机等;客厅:主要考虑空调(一般按柜式空调考虑) 、電视机、音响设备、有源电话机、饮水机、冰箱、吸尘器和落地灯类局部照明器等;书房:空调、台灯、电脑、传真机、打印机等;厨房:微波炉、电饭煲、电热水器、冰箱、冰柜、消毒柜、洗碗机、抽油烟机、过水热等;卫生间:热水器、电吹风、剃须刀、有源淋浴房等;值得一提的是,电冰箱、吸尘器、洗衣机等,这些电器设置位置往往比较不固定,洗衣机常设置在次卧阳台或卫生间内或卫生间旁洗衣专用间等等;电冰箱常设置在厨房、餐厅、过厅、客厅等地,一户可能有两个电冰箱;吸尘器电源插座则需要根据面积大小在每一个房间考虑1～2个的电源。另外,像空调、电热水器、过水热、有源淋浴房等用电设备的插座宜考虑带开关型的,以方便控制。当然,并不是所有的住宅都考虑以上所有用电设备的电源插座,应该根据不同户型和不同档次加以具体考虑。
1.3 关于配电箱的设置问题
配电箱不应设在靠近潮湿房间的墙体上,因为配电箱所在墙的另一面,往往是潮湿房间,潮湿房间的水份易透过墙体而渗入配电箱内,造成电气事故。这一点设计人员往往容易忽略。按照建筑住宅设计习惯,住宅的卫生间往往设计在靠楼梯侧即住宅入口侧,而楼梯间墙壁和入户两侧恰好是电气设计人员喜欢布置分户配电箱的地方,此时容易造成分户配电箱设置在靠卫生间的墙上。
1.4 关于进线电源中性线规格问题
对于一幢住宅楼而言,其进户电源一般设计采用三相五线制电源。根据规定, 相线截面在16mm2 以下的,中性线截面不小于相线截面;相线截面在16mm2～35mm2 的,中性线截面不小于16mm2 ;相线截面在35mm2 以上的,中性线截面不小于相线截面的一半。设计人员进行配电设计时,对三相的负荷进行平衡后,从经济角度考虑,其中性线截面往往按以上规定的下限选取。认为三相负荷平衡时中性线上电流相互抵消而接近零,但在实际工程中笔者曾发现住宅入户电源的中性线电流接近甚至大于相线电流。笔者分析认为,其原因在于:一方面住户在用电时,实际三相负荷是不平衡性的,特别是夏天,用户使用大功率空调的不一致有可能使其中两相在运行的空调多,而另一相所连接的空调在运行的少,从而造成三相负荷极不平衡;另一方面,造成中性线电流接近或大于相线电流的原因可能是由于电子技术的发展,出现了许多非线性负荷。例如,可控硅、微波炉、电子镇流器、电脑等,其负荷电流内有大量的多次谐波电流成分。三相负荷平衡回路的中性线中50HZ 的电流互相抵消,但3 、9 、15 等次的奇数倍三次谐波电流则不是被抵消而是叠加,从而使中性线电流接近甚至大于相线电流。因此,设计人员在进行配电系统设计时,应充分考虑到住宅内用电设备的多样性和住户用电的不平衡性,适当选择中性线的截面大小,以确保用电安全。
2 关于住宅建筑电气施工的问题
一个工程在设计结束后,需要通过施工才能得以实现,而施工质量的好坏直接关系到生产的产品的最终质量,所以施工阶段也是极其重要的,要靠各专业人员的精心施工才能保证质量。而在住宅建筑电气专业的施工中,以下几个方面的问题应予以重视。
2.1 关于接地线的接法
在住宅配电方案中,配电系统有采用链式结构形式,即一条干线回路连接二至三个分配电箱,如图1 所示:
图1 链式结构配电方案
此时每条干线的接地线共用,由前一个分配电箱跨接至后一个分配电箱。而在跨接时,安装人员往往忽视了跨接的正确与否,一般习惯的做法是从总箱引出接地线至第一个分配电箱后断开,接地线接到该分配电箱后断开,接地线接到该分配电箱的PE接线端子,然后再从该PE接线端子引出接地线至下一个分配电箱。进出该分配电箱的接地线是靠接地端子连接构成通路。笔者认为此种做法有些不妥:当由前一个分配电箱的引出接地线由于某种原因松动时,其后的分配电箱所连接的电气设备将失去保护。若恰好有一电器设备火线碰到连有接地线的设备金属外壳时,其它接有接地线的设备外壳将都带有高电位,这是极其不安全的,会造成触电事故。不仅配电箱的接地线连接时有存在这个问题,插座和需接接地线的灯具接线时也存在类似问题。避免此类问题的方法是,在接线时采取可靠措施确保接地线构成完整的通路。如把引入引出的接地线头绞在一起,并搪锡或用压接端子压接后再接入接线端子即可。另外,在单芯线作为接地线从配电箱内的接地端子接出时,安装人员为图简单,导线直接穿入接地端子孔内,用螺丝锁紧认为就可以了。其实,这样容易造成连接的不可靠。因为接地端子孔径比单芯导线直径要大得多,而锁紧螺丝又比较小,直接穿入极易松动,造成连接的不可靠。笔者认为,此种情况应先把导线线头打个折再接入线端子便可有效地防止接头松动的问题。类似的还有如导线与开关、插座的连接也存在这样的问题。
2.2 关于穿线保护管的敷设
现在民用建筑的配电线路一般采用穿保护管暗敷设,常用的保护管有水煤气管、薄钢管、PVC 管等等。这些管在暗敷设时,应注意以下几个问题:
1) 金属管路按有关要求应刷漆防腐,应注意埋入混凝土部分的管路不应该刷漆,以确保关于混凝土能很好地粘接在一起,不破坏结构。
2) 金属管的连接按规定不能采用对焊接,暗敷设管应采用套管连接,明敷设管应采用丝扣连接,连接前其管口应做好扩口和清理毛刺工作。
3) 管路進入配电箱,箱体进线孔不可用气焊或电焊开孔,且多余的敲落孔不能敲掉,管端进箱体应整齐一致,不宜太长或太短,以露5mm为宜。管与箱体的连接宜用管垫、管帽连接。有些工程管与箱体间采用焊接连接,由于箱体比较薄,容易焊透,且破坏了箱体的保护层,不妥。
4) 管路预埋时应注意预埋位置准确,在实际工程中,管路往往伸出楼板后偏离墙体位置,造成后期接管困难甚至管路报废。造成管路偏离墙体位的原因是多方面的,可能是建筑墙体改位或墙体改薄而未与电气专业配合;可能是施工人员对施工图纸不熟悉,测量放线错误造成;也有可能是对于埋管路固定措施不力,在进行混凝土浇捣时的振动和碰撞使管路发生偏移。管路偏位后往往造成接管困难,在楼板打洞接管及影响结构质量又增加漏水的可能性。施工时应力求避免或减少发生此类事。另外,管路预埋后应注意对露出板面部分管的保护,避免在随后的工种交叉施工的过程中折断或压扁管路,并做好管口朝上的封口工作,防止水和杂物落入管内,堵塞管路,或进水后后期穿进的导线浸在水中缩短导线寿命。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词: 住宅建筑，电气设计
Abstract: This paper analyzes and discusses some problems for residential construction in the electrical design for reference only.Keywords: residential construction, electrical design
中图分类号：TU855文献标识码：A 文章编号：
近年来，随着我国社会经济的不断快速发展,人们生活水平也在不断提高,住宅内使用电气设备的种类和数量越来越多,而且分布广泛,使住宅电气设计与施工在民用住宅建筑工程中的重要性变得越来越明显。因此,探讨其有关问题,以满足住户需要,很有必要。
1 关于住宅建筑电气设计的问题
在住宅建筑在建设过程中,设计阶段是非常重要的,如果设计阶段没有考虑周全的话或者不能满足使用要求的话,那么就这个建筑就是一幢先天不足的建筑物,如果要靠后续工序来弥补往往事倍功半,甚至难以如愿。所以,在设计阶段各专业设计人员应该考虑周全,对该建筑物的使用功能及相关的专业要求应有充分的了解。由于一般住宅没有专门技术安全部门负责电气线路的维护管理,加之住户大多对电气知识知之甚少,所以住宅往往是电气事故和电气火灾多发场所。作为设计人员,对住宅电气设计应引起足够的重视,尽量使电气设计做到安全、可靠、合理、方便,以减少和避免住宅电气事故和电气火灾的发生。笔者在工程实践中发现以下几个方面问题常常容易被忽视:
1.1 关于住宅电气设计容量问题
近年来,我国大力发展住宅建设,并随着国民经济的发展,人民生活水平不断提高,大量的家用电器涌入普通家庭,住宅的用电负荷普遍提高。为适应21世纪的用电水平,住宅电气设计应具有超前意识,着眼于未来的发展。所以住宅电气设计容量的设计应充分考虑,并留有裕量,以满足未来二、三十年的用电需要。包括考虑每户住宅的分支回路数、导线截面、电源插座数量等。笔者在实际工程的调研中发现,住宅电气设计存在线路设计容量普遍偏小,分支回路数过少,插座数量过少等问题。根据实际使用和用户反映情况分析,笔者认为,在考虑住宅电气设计容量时,除考虑住宅建筑面积以外,还应考虑住宅档次及未来发展裕量。在我们南方地区,现有用电负荷和进户导线截面建议值见表1 。
表1 每户住宅现有用电负荷和进户导线截面建议值
住宅档次 用电负荷建议值
(kW) 进户导线截面
建议值(BV - )
一类住宅 ≥4 3 ×10
二、三类住宅 ≥6 3 ×10
四类住宅 ≥8 3 ×16
高级别墅
200M2
及以上
50～60W/ M2
5 ×10
应该说明的一点是每户住宅的现有用电负荷的估算,除考虑档次外,还应考虑到每户住宅的建筑面积大小及其今后升级的可能性。例如,某幢住宅楼每户住宅建筑面积为120～140m2 ,根据业主要求,现在按中档住宅水平设计,而今后极有升级可能。此时电气专业设计人员在考虑其用电负荷时,应该按高档住宅用电水平予以考虑,留有充分的裕量。一般新建住宅楼的设计寿命为50 年,并且住宅电气线路大都采用暗敷,如果电气线路设计容量偏小,导致导线老化过快甚至不能正常使用,则需要进行维修或扩容改造,甚至进行重新设计,这样,不仅费工、费时,费用高,而且影响美观、安全和正常生活。因此,住宅电气线路设计应充分考虑当前用电需求和用电负荷增长等因素。
1.2 关于回路划分问题
在分支回路数量方面,一般整套住宅的照明设1～2个回路,而插座回路往往有两种分法:一
种是按照不同的功能间划分,一个功能间一个插座回路;另一种则是按照不同使用设备划分,用电设备确定且接大功率电器的插座2～3个设一个回路,用电设备不确定或接小功率电器的插座总共合起来设12个回路。前者按功能间划分插座回路,管线交叉较少,使穿线管表面混凝土保护层厚度容易达到不小于15mm 的规范要求值,不影响结构质量。但此方法易出现某回路过载而其它回路闲置的现象。例如厨房,根据其使用特点,厨房各用电设备同时集中使用的可能性极大,而厨房在使用时,其它房间正在使用大功率电器的几率较小,而持续使用时间在30分钟以上的大功率电器的几率更小(导线达到稳定温升的时间为30分钟) ,此时,厨房设单一回路有可能过载而其它回路闲置,所以在设计时应注意若插座回路按功能间进行划分,应充分考虑到各个功能间在使用时,其用电设备的同时使用的可能性。后者按电气设备种类划分,在设置回路时应充分考虑到各电气设备的同时使用的可能性。例如在我们南方地区,卧室的空调和客厅的空调同时使用的可能性较大,考虑插座回路时宜分开设置,不宜设置在同一回路。另外,在照明回路方面,考虑到厨房和卫生间都比较潮湿,其照明回路宜与其它照明回路分开设置,并根据规范要求予以配接地线,以保证安全。卫生间内若考虑采用浴霸类高功率供热照明器(1～3KW) 取暖,则宜单独考虑一个回路。在插座布置方面,根据电气设备的完善程度应考虑的用电设备有:卧室:床头灯、有源电话机、电视机、VCD 机、有源音箱、功放机等、空调(一般按分体机考虑) ,在距地1.8m～2.2m 处设单极三孔插座一个;无单独设书房的卧室还应考虑台灯和电脑、打印机等;客厅:主要考虑空调(一般按柜式空调考虑) 、電视机、音响设备、有源电话机、饮水机、冰箱、吸尘器和落地灯类局部照明器等;书房:空调、台灯、电脑、传真机、打印机等;厨房:微波炉、电饭煲、电热水器、冰箱、冰柜、消毒柜、洗碗机、抽油烟机、过水热等;卫生间:热水器、电吹风、剃须刀、有源淋浴房等;值得一提的是,电冰箱、吸尘器、洗衣机等,这些电器设置位置往往比较不固定,洗衣机常设置在次卧阳台或卫生间内或卫生间旁洗衣专用间等等;电冰箱常设置在厨房、餐厅、过厅、客厅等地,一户可能有两个电冰箱;吸尘器电源插座则需要根据面积大小在每一个房间考虑1～2个的电源。另外,像空调、电热水器、过水热、有源淋浴房等用电设备的插座宜考虑带开关型的,以方便控制。当然,并不是所有的住宅都考虑以上所有用电设备的电源插座,应该根据不同户型和不同档次加以具体考虑。
1.3 关于配电箱的设置问题
配电箱不应设在靠近潮湿房间的墙体上,因为配电箱所在墙的另一面,往往是潮湿房间,潮湿房间的水份易透过墙体而渗入配电箱内,造成电气事故。这一点设计人员往往容易忽略。按照建筑住宅设计习惯,住宅的卫生间往往设计在靠楼梯侧即住宅入口侧,而楼梯间墙壁和入户两侧恰好是电气设计人员喜欢布置分户配电箱的地方,此时容易造成分户配电箱设置在靠卫生间的墙上。
1.4 关于进线电源中性线规格问题
对于一幢住宅楼而言,其进户电源一般设计采用三相五线制电源。根据规定, 相线截面在16mm2 以下的,中性线截面不小于相线截面;相线截面在16mm2～35mm2 的,中性线截面不小于16mm2 ;相线截面在35mm2 以上的,中性线截面不小于相线截面的一半。设计人员进行配电设计时,对三相的负荷进行平衡后,从经济角度考虑,其中性线截面往往按以上规定的下限选取。认为三相负荷平衡时中性线上电流相互抵消而接近零,但在实际工程中笔者曾发现住宅入户电源的中性线电流接近甚至大于相线电流。笔者分析认为,其原因在于:一方面住户在用电时,实际三相负荷是不平衡性的,特别是夏天,用户使用大功率空调的不一致有可能使其中两相在运行的空调多,而另一相所连接的空调在运行的少,从而造成三相负荷极不平衡;另一方面,造成中性线电流接近或大于相线电流的原因可能是由于电子技术的发展,出现了许多非线性负荷。例如,可控硅、微波炉、电子镇流器、电脑等,其负荷电流内有大量的多次谐波电流成分。三相负荷平衡回路的中性线中50HZ 的电流互相抵消,但3 、9 、15 等次的奇数倍三次谐波电流则不是被抵消而是叠加,从而使中性线电流接近甚至大于相线电流。因此,设计人员在进行配电系统设计时,应充分考虑到住宅内用电设备的多样性和住户用电的不平衡性,适当选择中性线的截面大小,以确保用电安全。
2 关于住宅建筑电气施工的问题
一个工程在设计结束后,需要通过施工才能得以实现,而施工质量的好坏直接关系到生产的产品的最终质量,所以施工阶段也是极其重要的,要靠各专业人员的精心施工才能保证质量。而在住宅建筑电气专业的施工中,以下几个方面的问题应予以重视。
2.1 关于接地线的接法
在住宅配电方案中,配电系统有采用链式结构形式,即一条干线回路连接二至三个分配电箱,如图1 所示:
图1 链式结构配电方案
此时每条干线的接地线共用,由前一个分配电箱跨接至后一个分配电箱。而在跨接时,安装人员往往忽视了跨接的正确与否,一般习惯的做法是从总箱引出接地线至第一个分配电箱后断开,接地线接到该分配电箱后断开,接地线接到该分配电箱的PE接线端子,然后再从该PE接线端子引出接地线至下一个分配电箱。进出该分配电箱的接地线是靠接地端子连接构成通路。笔者认为此种做法有些不妥:当由前一个分配电箱的引出接地线由于某种原因松动时,其后的分配电箱所连接的电气设备将失去保护。若恰好有一电器设备火线碰到连有接地线的设备金属外壳时,其它接有接地线的设备外壳将都带有高电位,这是极其不安全的,会造成触电事故。不仅配电箱的接地线连接时有存在这个问题,插座和需接接地线的灯具接线时也存在类似问题。避免此类问题的方法是,在接线时采取可靠措施确保接地线构成完整的通路。如把引入引出的接地线头绞在一起,并搪锡或用压接端子压接后再接入接线端子即可。另外,在单芯线作为接地线从配电箱内的接地端子接出时,安装人员为图简单,导线直接穿入接地端子孔内,用螺丝锁紧认为就可以了。其实,这样容易造成连接的不可靠。因为接地端子孔径比单芯导线直径要大得多,而锁紧螺丝又比较小,直接穿入极易松动,造成连接的不可靠。笔者认为,此种情况应先把导线线头打个折再接入线端子便可有效地防止接头松动的问题。类似的还有如导线与开关、插座的连接也存在这样的问题。
2.2 关于穿线保护管的敷设
现在民用建筑的配电线路一般采用穿保护管暗敷设,常用的保护管有水煤气管、薄钢管、PVC 管等等。这些管在暗敷设时,应注意以下几个问题:
1) 金属管路按有关要求应刷漆防腐,应注意埋入混凝土部分的管路不应该刷漆,以确保关于混凝土能很好地粘接在一起,不破坏结构。
2) 金属管的连接按规定不能采用对焊接,暗敷设管应采用套管连接,明敷设管应采用丝扣连接,连接前其管口应做好扩口和清理毛刺工作。
3) 管路進入配电箱,箱体进线孔不可用气焊或电焊开孔,且多余的敲落孔不能敲掉,管端进箱体应整齐一致,不宜太长或太短,以露5mm为宜。管与箱体的连接宜用管垫、管帽连接。有些工程管与箱体间采用焊接连接,由于箱体比较薄,容易焊透,且破坏了箱体的保护层,不妥。
4) 管路预埋时应注意预埋位置准确,在实际工程中,管路往往伸出楼板后偏离墙体位置,造成后期接管困难甚至管路报废。造成管路偏离墙体位的原因是多方面的,可能是建筑墙体改位或墙体改薄而未与电气专业配合;可能是施工人员对施工图纸不熟悉,测量放线错误造成;也有可能是对于埋管路固定措施不力,在进行混凝土浇捣时的振动和碰撞使管路发生偏移。管路偏位后往往造成接管困难,在楼板打洞接管及影响结构质量又增加漏水的可能性。施工时应力求避免或减少发生此类事。另外,管路预埋后应注意对露出板面部分管的保护,避免在随后的工种交叉施工的过程中折断或压扁管路,并做好管口朝上的封口工作,防止水和杂物落入管内,堵塞管路,或进水后后期穿进的导线浸在水中缩短导线寿命。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。