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摘 要:本文介绍了多层住宅的电气设计,提出了设计中注意的一些问题,并对多层住宅电气设计的未来发展做了展望。
关键词:多层住宅;电气设计;配电系统;智能监控
作者简介:高飞(1973-),男,陕西渭南人,中冶陕压重工设备有限公司工厂设计室,工程师,主要研究方向:工厂供配电及建筑电气设计。(陕西渭南711711)
随着中国经济的飞速发展,全国各大城市都建起高层住宅,对高层建筑、超高层建筑等大型建筑项目的电气设讥各期刊杂志、各专家学者都有不少的论述,而多层住宅建筑的电气设计谈论的相对较少。对中小型城镇来讲,多层住宅普遍居多,笔者通过几年多层住宅的电气设计,就其主要内容介绍如下。
一、住宅的用电负荷
用电负荷是指每户的用电计算负荷,《住宅设计规范》(GB50096-1999)中规定的一、二、三、四类住宅的用电负荷标准及电度表规格,应该理解为达到的下限值。随着人民生活水平的不断提高,家用电器的迅速发展,每套住宅的负荷标准最低也已经达到4KW,根据实际情况,在设计时,小户型住宅(70m2以内)取4KW/户,中户型住宅(70～100mm2)取6KW/户,大户型住宅(100mm2以上)取8KW/户。
二、电源引入及进线开关的选择
1.电源的引入
住宅建筑供电一般由小区变配电所引入,采用TN-C-S保护接地系统,即采用TN-c系统(三相四线制)引入,在建筑物进线处作重复接地后进入建筑物总配电箱,成为TN-S系统(三相五线制),重复接地与住宅防雷接地共用一套接地装置,保护线(PE线)在进户重复接地极处与中性线分出,户内的PE线不得再与中性线(N线)有任何连接,电源再由总配电箱放射到各分配电箱。
2.建筑总配电箱进线开关的设置
《住宅设计规范》规定:“每幢住宅的总电源进线断路器,应具有漏电保护功能”该规定的目的是为了防止电气火灾的发生而及时切断电源。但是对于多层住宅,一般都是多个单元,如果在建筑总配电箱的进线开关处设置总漏电保护器,在住户集中用电时或用电容量较大的情况下,用电设备和配电线路的泄漏电流也较大,很可能致使总漏电保护器误动作而造成大范围停电,大范围停电很难快速找出故障点。笔者居住的小区就曾发生过类似的事件:一幢六层四单元的多层住宅,其中一住户内电热水器插座接地引起整个楼停电,电工维修人员由于不能快速找出故障点,只能逐层逐户停电、送电反复进行测试最终才找出故障点。笔者认为较好的做法是在总配电箱的出线开关处设置漏电保护器,或在层配电箱的进线开关处设置漏电保护器,这样可以缩小故障范围,又便于维修管理。
三、住户终端配电箱的设置
每套住宅内设置用户配电箱,以便住户在日常使用过程中自行操作室内电源,用户配电箱的配电回路数量,应根据用电指标和家用电器的应用来确定,除固定设有照明回路和普通插座回路外,还应设置空调、热水器、厨房等插座回路。住户配电系统图实例如下图1、图2所示。方案插座回路加总漏电断路器,可降低配电箱的造价。方案Ⅱ插座各回路分别加漏电断路器,使用维护都比较方便。
四、配电线路
1.导线的选择
导线截面的选择主要根据住户的计算电流来确定,同时应考虑敷设方式、环境条件、电压损失、机械强度和热稳定性等因素,进户线及干线应适当留有余量以适应未来发展的需要。铜芯导线从用电安全、使用寿命等方面都优越于铝导线,铜芯导线目前已成为住宅电气线路的首选。
2.配线方式
现代住宅建筑功能齐全,配电系统也得到进一步改进,配电线路也增加了,住宅配电分支回路的增加,可以使室内负荷电流分流,减少线路温升、谐波危害和电气火灾的发生,从而延长线路的使用寿命。住宅一般均选择穿PVC冷弯阻燃管暗敷设,将电气线路各个房间的管线统筹安排,沿墙、地面等整齐排列,尽量减少交叉重叠,管线的位置尽量排列在房间的四周。多根导线穿管时,导线截面积总和不应超过管内面积的40%,管内径不小于导线束直径的L5倍,为了便于穿线,线路不应太长,一般不超过30米,否则需装设中间接线盒或选用大一级的管径。
五、防雷及接地
对于多层住宅而言,一般均为三级防雷建筑物,利用建筑物内结构钢筋作为防雷装置就可以满足防雷的要求,不需要另设防雷装置,而且较为经济实用,是目前较为普遍的做法。
为防雷电波人侵,对电缆进出线,在进出端将电缆的金属外皮、电缆进出建筑物的保护钢管应可靠接地,对低压架空进出线,应在在进出端装设避雷器并与绝缘铁角可靠接地。
此外,整个建筑应进行总等电位联接,这样一方面可以使外露可到电部分,装置外可到电部分与地面的电位趋于接近,另—方面可降低或消除来自外部窜入建筑物电气装置内的危险电压。
六、弱电系统
住宅工程设计中电话、电视、网络人户也成为必不可少的内容。对于多层住宅,每套住宅应设弱电箱一个。一般的住户是设计两个语音点、一个数据点,根据住户的要求结合当地发展水平还需酌情增加。在工作区内语音及数控点全部采用五类信息模块安装及采用五类或超五类线敷设,以达到高速信息的传输,并能够保证语音及数据点的通用性和互换性。为了能使数据系统达到lOOM以太网,可采用光纤作为主干,选用六芯多模光纤。语音信息则采用大对数电缆进行连接,对于有线电视可以用同轴电缆引入。住户弱电箱系统图实例如图3所示。
此外,电源插座与电视、电话等弱电插座间的距离有关的电气设计标准中均无明确的规定,为了避免干扰,建议电源插座与电视、电话等弱电插座间的距离为200～500cm。强、弱电线路不应同管路敷设。
七、安保系统
对多层住宅而言,安全系统是进户处设置一道常锁的大门,住户只有使用钥匙方可进出。来访者则要通过设置在大门上的对讲盘和住户取得联系之后方可进入。
八、结语
在生活水平日渐提高的今日,用电设备越来越多,对供配电系统设计和线路安装提出了许多新的要求,因此在电气设计和线路安装时,将供配电系统的可靠性、安全性、灵活性摆在突出位置,尤其是用电可靠性、缩小停电范围应给予足够的重视,要认真按照设计和操作规范进行设计优化和施工,使住宅的功能更加完善。
随着智能型电器、计算机网络技术、通讯技术的广泛应用。使得住宅电气设计中弱电设计的比重不断增大。未来的住宅楼应该是一个智能监控系统,资源使用更充分。功能更齐全,能够实现对家用电器、火灾、安全防范等全方位监控,从而实现真正意义上的智能化住宅。
参考文献:
[1]中国建筑技术研究院,住宅设计规范BG50096-1999[M].北京:中国建筑工业出版社,2003
关键词:多层住宅;电气设计;配电系统;智能监控
作者简介:高飞(1973-),男,陕西渭南人,中冶陕压重工设备有限公司工厂设计室,工程师,主要研究方向:工厂供配电及建筑电气设计。(陕西渭南711711)
随着中国经济的飞速发展,全国各大城市都建起高层住宅,对高层建筑、超高层建筑等大型建筑项目的电气设讥各期刊杂志、各专家学者都有不少的论述,而多层住宅建筑的电气设计谈论的相对较少。对中小型城镇来讲,多层住宅普遍居多,笔者通过几年多层住宅的电气设计,就其主要内容介绍如下。
一、住宅的用电负荷
用电负荷是指每户的用电计算负荷,《住宅设计规范》(GB50096-1999)中规定的一、二、三、四类住宅的用电负荷标准及电度表规格,应该理解为达到的下限值。随着人民生活水平的不断提高,家用电器的迅速发展,每套住宅的负荷标准最低也已经达到4KW,根据实际情况,在设计时,小户型住宅(70m2以内)取4KW/户,中户型住宅(70～100mm2)取6KW/户,大户型住宅(100mm2以上)取8KW/户。
二、电源引入及进线开关的选择
1.电源的引入
住宅建筑供电一般由小区变配电所引入,采用TN-C-S保护接地系统,即采用TN-c系统(三相四线制)引入,在建筑物进线处作重复接地后进入建筑物总配电箱,成为TN-S系统(三相五线制),重复接地与住宅防雷接地共用一套接地装置,保护线(PE线)在进户重复接地极处与中性线分出,户内的PE线不得再与中性线(N线)有任何连接,电源再由总配电箱放射到各分配电箱。
2.建筑总配电箱进线开关的设置
《住宅设计规范》规定:“每幢住宅的总电源进线断路器,应具有漏电保护功能”该规定的目的是为了防止电气火灾的发生而及时切断电源。但是对于多层住宅,一般都是多个单元,如果在建筑总配电箱的进线开关处设置总漏电保护器,在住户集中用电时或用电容量较大的情况下,用电设备和配电线路的泄漏电流也较大,很可能致使总漏电保护器误动作而造成大范围停电,大范围停电很难快速找出故障点。笔者居住的小区就曾发生过类似的事件:一幢六层四单元的多层住宅,其中一住户内电热水器插座接地引起整个楼停电,电工维修人员由于不能快速找出故障点,只能逐层逐户停电、送电反复进行测试最终才找出故障点。笔者认为较好的做法是在总配电箱的出线开关处设置漏电保护器,或在层配电箱的进线开关处设置漏电保护器,这样可以缩小故障范围,又便于维修管理。
三、住户终端配电箱的设置
每套住宅内设置用户配电箱,以便住户在日常使用过程中自行操作室内电源,用户配电箱的配电回路数量,应根据用电指标和家用电器的应用来确定,除固定设有照明回路和普通插座回路外,还应设置空调、热水器、厨房等插座回路。住户配电系统图实例如下图1、图2所示。方案插座回路加总漏电断路器,可降低配电箱的造价。方案Ⅱ插座各回路分别加漏电断路器,使用维护都比较方便。
四、配电线路
1.导线的选择
导线截面的选择主要根据住户的计算电流来确定,同时应考虑敷设方式、环境条件、电压损失、机械强度和热稳定性等因素,进户线及干线应适当留有余量以适应未来发展的需要。铜芯导线从用电安全、使用寿命等方面都优越于铝导线,铜芯导线目前已成为住宅电气线路的首选。
2.配线方式
现代住宅建筑功能齐全,配电系统也得到进一步改进,配电线路也增加了,住宅配电分支回路的增加,可以使室内负荷电流分流,减少线路温升、谐波危害和电气火灾的发生,从而延长线路的使用寿命。住宅一般均选择穿PVC冷弯阻燃管暗敷设,将电气线路各个房间的管线统筹安排,沿墙、地面等整齐排列,尽量减少交叉重叠,管线的位置尽量排列在房间的四周。多根导线穿管时,导线截面积总和不应超过管内面积的40%,管内径不小于导线束直径的L5倍,为了便于穿线,线路不应太长,一般不超过30米,否则需装设中间接线盒或选用大一级的管径。
五、防雷及接地
对于多层住宅而言,一般均为三级防雷建筑物,利用建筑物内结构钢筋作为防雷装置就可以满足防雷的要求,不需要另设防雷装置,而且较为经济实用,是目前较为普遍的做法。
为防雷电波人侵,对电缆进出线,在进出端将电缆的金属外皮、电缆进出建筑物的保护钢管应可靠接地,对低压架空进出线,应在在进出端装设避雷器并与绝缘铁角可靠接地。
此外,整个建筑应进行总等电位联接,这样一方面可以使外露可到电部分,装置外可到电部分与地面的电位趋于接近,另—方面可降低或消除来自外部窜入建筑物电气装置内的危险电压。
六、弱电系统
住宅工程设计中电话、电视、网络人户也成为必不可少的内容。对于多层住宅,每套住宅应设弱电箱一个。一般的住户是设计两个语音点、一个数据点,根据住户的要求结合当地发展水平还需酌情增加。在工作区内语音及数控点全部采用五类信息模块安装及采用五类或超五类线敷设,以达到高速信息的传输,并能够保证语音及数据点的通用性和互换性。为了能使数据系统达到lOOM以太网,可采用光纤作为主干,选用六芯多模光纤。语音信息则采用大对数电缆进行连接,对于有线电视可以用同轴电缆引入。住户弱电箱系统图实例如图3所示。
此外,电源插座与电视、电话等弱电插座间的距离有关的电气设计标准中均无明确的规定,为了避免干扰,建议电源插座与电视、电话等弱电插座间的距离为200～500cm。强、弱电线路不应同管路敷设。
七、安保系统
对多层住宅而言,安全系统是进户处设置一道常锁的大门,住户只有使用钥匙方可进出。来访者则要通过设置在大门上的对讲盘和住户取得联系之后方可进入。
八、结语
在生活水平日渐提高的今日,用电设备越来越多,对供配电系统设计和线路安装提出了许多新的要求,因此在电气设计和线路安装时,将供配电系统的可靠性、安全性、灵活性摆在突出位置,尤其是用电可靠性、缩小停电范围应给予足够的重视,要认真按照设计和操作规范进行设计优化和施工,使住宅的功能更加完善。
随着智能型电器、计算机网络技术、通讯技术的广泛应用。使得住宅电气设计中弱电设计的比重不断增大。未来的住宅楼应该是一个智能监控系统,资源使用更充分。功能更齐全,能够实现对家用电器、火灾、安全防范等全方位监控,从而实现真正意义上的智能化住宅。
参考文献:
[1]中国建筑技术研究院,住宅设计规范BG50096-1999[M].北京:中国建筑工业出版社,2003