时间:2022-04-23 11:24:41
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摘要:随着《住宅设计规范》的实施,和广大设计人员的不断努力,住宅供电系统日渐合理,供电容量充足,用电安全可靠。但每当一幢新楼交付使用,用户入住装修时,总能见到对原有电气设施改、拆,甚至干脆废弃不用,造成巨大的人力,财物浪费……
关键词:住宅电气设计供电系统
随着《住宅设计规范》的实施,和广大设计人员的不断努力,住宅供电系统日渐合理,供电容量充足,用电安全可靠。但每当一幢新楼交付使用,用户入住装修时,总能见到对原有电气设施改、拆,甚至干脆废弃不用,造成巨大的人力,财物浪费。细加分析用户主要改变的是,供电末端设施的位置和数量,并非供电系统本身。
电气设施的布置要求,是由住宅的布局,现阶段室内布置的方式,以及拥有的家电数量决定的,当然也有地域、年龄、职业的差异。具体到室内某一部分是由其功能所决定的,下面就室内几大功能区常见布置,电气设施设计谈一些个人的体会:
一、卧室卧室是人休息的地方是室内最重要的场所。卧室的家具主要有:床、床头柜、衣柜等。电气设计包括:照明、电源插座和电话、电视插座,设计时应该注意的是:灯具应设在除去衣柜位置的中央,否则家具一就位灯位就显偏了;灯具宜采用组合式吸顶安装(由于室内净高一般在2.6以下)双联开关控制,供不同使用功能选用不同照度。
电源插座应避开衣柜和床头位置,在两则墙上安装,距地0.4米为宜。电话插座设于床与床头柜之间,电视插座设于相对的墙面上,与电源插座平行安装。卧室空间较小宜采用窗式空调,空调插座应设于避开衣柜一侧窗户旁墙面上高度宜为2米。
二、起居室起居室是家人聚集,招待客人的场所。主要家具包括:沙发,茶几,桌椅等。电气设计包括:照明,各种插座,室内配电箱等。
一般起居室两面为墙,一面为窗。电视一般布置在较短的一面墙中部,沙发依较长一面墙布置,电话机布置在沙发转角的小茶几上。这样电视插座就应设在较短一面墙中部,电话插座应在沙发转角茶几旁的墙上,电源插座也布置相应的位置即可,高度0.4米为宜。
起居室应采用组合式灯具,设计时应考虑采用多联开关,灯具宜设于沙发合围的中央上方。
起居室根据其面积大小可采用窗式或柜式空调,在外窗附近的某一墙面上设一组插座,底边距地2米,以便为窗式空调提供电源,并在此插座垂直下方距地0.4米处设一组插座,以备将来使用柜式空调。
户内配电箱可安装在入户门附近的墙上,此箱仅在检修或故障时使用,故可安装在较高位置,考虑到住宅层高级结构梁的影响,此箱底边距地2米暗装比较合适。
三、厨房厨房内的用电设备比较多有:微波炉,电饭煲,冰箱,抽油烟机等。因此在厨房内应布置足够多的电源插座。
新装修的厨房一般做一排厨柜和吊柜,厨柜高度约为0.7米,厚0.5米,吊柜在其上方底边距地为1.6米,厚度为0.3~0.4米。电源插座宜设在厨柜与吊柜之间的墙面上,距地高度宜为1.5米设两组以上。抽油烟机一般嵌于吊框内安装,其插座宜设于吊柜内侧墙上,高度2米左右为宜。冰箱插座宜设于厨房角部。
厨房灯具设于房间中央采用吊线罩灯,普通跷板开关门外控制。
四、卫生间卫生间的电气设计一般包括:顶灯、镜前壁灯、排气扇,近一段时间按摩浴缸,暖风机,浴霸等较大负荷设备也逐渐进入卫生间。
镜前壁灯设于洗面盆高度1.8米,顶灯设于卫生间中央采用防潮型吸顶安装,排气扇设于风道口旁高2-2.4米,在室外墙上设多联开关控制。在洗面盆旁侧墙上设带隔离变压器的剃须插座距地高度1.5米。一般卫生间不考虑按摩浴缸,当需设置时,建议其供电回路设置现场隔离开关,隔离开关可配小开关盒暗设于卫生间就近外墙上,安装时再引出接线。另外,热水器,排气扇不宜直接用插座供电,可用暗盆出线预留1米左右长的导线,在安装时接入电器;卫生间的取得设备容量一般为800~1500W,可将零线引入设于室外的开关盒内,供二次装修时明管敷线,引入吊顶供电,设计时考虑其负荷。若洗衣机也放在卫生间,采用防溅插座距地1.5米供电。
这里注意的是,卫生间特别是带有洗浴功能的卫生间,属潮湿地区它的用电安全非常重要,设计时要注意:开关是人常要触措的设备,而其内部断开的又是相线不宜设于室内;插座安装要严格遵守规范划定的区域供电要求。
总之,电气设计师应与建筑师相配合,并了解室内布置,装饰的现状与趋势,熟悉家电拥有现状,努力做到设计能用、够用、好用,使用户满意。
近几年发现,很多住宅电气设计忽视了一些细节问题,这样可能会给广大居民带来电气上的不安全和使用上的不方便。主要表现在以下几个方面:
(1)目前,住宅设计大量选用模数化配电箱,其中大部分型号是PZ30,但PZ30是不应该在住宅中使用的。因为,PZ30和PZ20是同时开发的两个系列,分别按两种使用场合设计的,PZ20按非熟练人员场合设计,主要用于家庭和类似场所;PZ30则按熟练人员使用设计,主要用于工业场所。在英国,PZ20应符合BS5486-13,PZ30应符合BS5486-12。在BS5486-13非熟练人员用的模数化终端组合电器标准中,强调单相电路和结构上要设有各种保护和防护,如主开关为隔离开关,主开关应设有端子外罩,以便开关在断开位置时,安装载有电压的端子。电器间的联接线上,应设有障板,用来防止无意识的直接接触,同时外壳中还设有挡板,用以挡住接近时可能出现的直接接触和对电器元件的电弧起防护作用。至于工业用的PZ30,结构上相应要简单得多。另外,PZ20的污染等级必须满足2级而安装类别(过电压级别)为Ⅲ类,而PZ30污染等级必须满足3级,安装类别为Ⅱ类。因此,只要电气间隙爬电距离足够,很多三相系统PZ20能代替PZ30系列。由此可见,PZ30不应在住宅中使用。
(2)某些旧住宅在进行配电改造设计时,采用直敷布线,当导线垂直敷设时,未经任何保护就进入距地14m的明装照明开关。不符合现行国家标准《低压配电设计规范》GB50054-95的第521条第3款"当导线垂直敷设至地面低于18m时,应穿管保护"的规定。
(3)暗敷线路按最近路线敷设时,由于住宅的面层比较薄,线路管线交叉不易处理;另外照明线路通常利用顶棚灯的接线盒进线分线,在住户铺设木地板时,往往将敷设在地坪内的管线打断,造成电气不安全和使用的不方便。暗敷线路沿板孔、墙缝垂直或平行于地面敷设,就可以避免上述问题的发生,因为管线交叉可以在墙缝中解决,而照明线路则在墙的拐弯处利用接线盒进行分线,而非顶棚灯的接线盒,这样住户也可根据《住宅使用说明书》中的配电平面图,了解进入灯具线路的具体方向和位置,从而避免在铺设木地板时将管线打断。
(4)由于住户搬进住宅后一般会装修,为避免浪费,只在灯位处布置灯座。我国正在大力推广实施绿色照明工程,对于家庭来说,紧凑型荧光灯是取代白炽灯的最好选择。但是由于种种原因,卡口灯座在更换光源时,稍不注意,就会电着人,加之紧凑型荧光灯的灯头是螺口,不能用卡口灯座,所以在住宅设计时应选用螺口灯座,以确保住户使用安全和方便住户更换光源。
(5)忽视浴室的电气安全措施在浴室发生电击事故的危险机遇特别大,因为潮湿人体的接触电阻大都非常小,所以很小的接触电压也会发生严重的电击事故与死亡事故。由于这一缘故,浴室被称为电气安全的特殊场所,但我国却至今没有特殊场所的国家电气标准,仅在行业标准《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)(以下简称《民规》)有一些电气安全措施的规定。
1:配电箱与浴室不应共用一个墙体。因为配电箱所在墙的另一面,往往是浴室的0、1和2区,住户在洗澡时,水分会渗透墙体而进入配电箱内,从而会造成电气事故。另外采用国际电工标准(IEC)规定,由西门子出版的《电气安装技术》一书的第963页,规定"区域0、1和2除了为区域1和2中的固定安装电器敷设深入墙内不超过5cm的导线外,不得在墙灰底部和墙灰中以及护墙板的后面敷设导线"。根据笔者的理解,此条规定0、1和2区所在墙的另一面不能敷设导线,那就更不能布置配电箱了。
另外,配电箱与浴室共用一个墙体,就会有其他房间的线路经过浴室内的0、1、2和3区,而这样又违背了《民规》14828条"在0、1及2区内,不允许非本区的配电线路通过;也不允许在该区内装设接线盒"的规定。而《电气安装技术》的第963页的规定更加严格"区域0、1、2和3区不允许有通向其他房间或地段的作馈电用的电缆和电线",第965页则写着"从安全角度考虑,这一规定原则上应适应装有浴缸或淋浴装置的整个浴室"。
2:《民规》14829条规定"0、1和2区内,严禁装设开关设备及辅助设备"。但有些设计中,将插座布置在浴室内的1区和2区里,虽然插座为防水型的。3:很多住宅设计的电气线路采用钢管保护,在浴室里也是一样,对于这一点,《民规》没有任何规定。但是,IEC标准却要求进入浴室的电气线路应具备双重绝缘,即导线应穿塑料管敷设而不应穿钢管敷设,即便住宅内线路都穿钢管敷设,进入浴室也应加穿塑料保护管,这样既可提高线路绝缘水平,还可避免穿线钢管引入不应有的电压。《电气安装技术》第964页规定导线"敷设在非金属管道中"。
由于居民住宅没有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,所以住宅是电气事故和电气火灾多发场所。因此作为设计人员,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。
当然,也可能同一个业主同时属于几类不同类型的业主,这时可以根据具体情况进行分析。
摘要:本文将对住宅内部的电气设备布局、导线开关的选择;电视、电话、门卫对讲系统的设置等几个方面进行初步探讨,以求使设计的住宅更合理,最大限度的满足人们的需要,满足将来住户自己的改造,并且使用起来更加安全、可靠。
关键词:计算负荷功率因子负荷分析法功能区保安系统保护接地
随着社会的进步和人类生活水平的提高,住宅的作用越来越重要,并且随着我国住房制度的改革,住房将全部作为商品推向市场。作为商品的住宅,其质量以及其布局是否合理将直接影响住户的使用和开发商的利益,因此住宅的设计也就更应引起设计人员的注意。
二、每户住宅内计算负荷的确定及电度表、主开关、进户导线的确定:
“计算负荷”是按发热条件选择电气设备的一个假定负荷,“计算负荷”产生的热效应和实际变动负荷产生的最大热效应相等。因为我们所选用的导线达到稳定温升的时间为:30分钟,故只有持续时间在30分钟以上的负荷值,才有可能构成导体的最高温升。我们将一年中最大需用电力设定为:Pj1。根据历史资料,一年中最大需用电力一般出现在夏季的7、8、9月份。再依据人们的生活习惯,在满足人们最大限度方便的前提下,可能同时使用的电器设备有:灯具…200W,音响…300W,冰柜…200W,空调…1300W,电冰箱…150W,微波炉或电饭煲…1000W,电视机…90W,饮水机(台式制冷)…100W,抽油烟机…50W,洗衣机…200W,其它未知设备(我们假定一个“功率因子”)…500W。
根据所列设备容量可知,能够同时使用的设备容量为:4090W。
随着国家对节约能源的宣传,人们的节电意识会明显增强。根据人们生活水平的现状,该容量在10-15年内不会突破。也许会有少数住户在使用时偶而会出现负荷过大开关跳阐的情况,从而限制了其过负荷的情况。这虽然会给住户带来一点麻烦,但总的算起来我们没有必要为了满足偶而出现的大负荷用电而将整个住宅设计的标准提高,与之比较起来显然很不合算,因此我们将负荷定为4.2kW考虑的是一种普遍现象,是能够满足大多数人的需要的。如果偶尔遇到过大的负荷,只要切除一部分用电设备就可以了,况且该种情况并不多见。
对于普通的居民来说,三居室是可以满足使用的,也是当今住宅的一种主流,虽然四居室和两居室的面积与三居室的面积有区别,但用电设备并不一定相差太大,故不一一区别,全以此类推计算,对于高级公寓和别墅的容量应根据情况适当增加,取6-10kW。
我们可以看到家用电器的功率因数为:0.6-1,故我们可以将总的功率因数设定为:0.8,则计算电流为:23.86A,因此,主进线开关的整定值可以定为25A。根据计算电流值和开关整定值可以选定进户线为:3x(BV-500-1x6),电度表为:10(40)A。
三、住宅支线回路的划分:
前面我们将住宅的计算负荷以及电度表、主开关和进户线规格进行了讨论,下面我们来讨论一下各支线回路的情况。
目前,我们设计的住宅中的电气管线有:照明、插座、空调、电视、电话,有的还提议将厨房、卫生间的插座再单设管线,这样就共有七路管线进入居室,其中这七路管线中除照明是在顶板敷设外,其余管线均敷设在地面垫层内,彼此交叉是不可避免的(地面垫层内管线彼此交叉的现象在施工中屡次发生),并且有的管线(如空调)往往是长距离的敷设,且每年中空调的利用大数并不是太多,尤其是北方地区均装有暖气,空调只是在夏季的三个月中可以使用,其它的时间均处于闲置状态,无形中就造成了浪费。同时居室中照明的用电时间是最长的,但同其它家用电器比较起来其容量却是较小的一部分,并且随着节能型灯具的开发及推广,照明支路的负荷越来越小;同时一直沿用下来的设计中灯具回路没有保护接地(按规定,只有灯具高度小于2.4米时才加装保护线,但在实际执行中不加保护线的也大有人在);另外一点也必须引起我们的重视,那就是随着住房制度的改革,人们对房子的更换时间会相对较长,有些可能一套三居室要住十几年甚至几十年,故对房子的装修是不可避免的。虽然我们在设计中已经根据建筑专业提供的家具布置图来布置电器设备插座,但是在实际的使用中,有相当一部分并不符合住户的使用要求。每个人有每个人的审美观,每个住户对自己居室的布置有自己的一套方案,从而对自己的房子就要进行二次装修改造,这必将会造成线路混乱,有些时候,我们没有设计插座的地方住户却需要,有些在装修过程中就直接由顶部的灯具引接插座,使插座没有接地保护,造成事故隐患,况且装修中有些住户需要安装壁灯来美化居室,有些安装高度低于2.4米,由于照明回路没有接地保护也就留下了事故隐患,因此在照明回路中增加保护地线也是必要的。
下面我们再来关注一下每间房间里可能拥有的电器设备;卧室:灯具,电视,空调,计算机,医疗器械等;起居室:灯具,电视,音响,饮水机,空调,医疗器械等;厨房:灯具,排烟机,冰箱,电饭煲,微波炉等;卫生间:灯具,排气扇,洗衣机,电热水器,电吹风,卫生设备;(上面房间的电器设备只是按人们现在的生活状况大致列举一下)通过上面的分析我们可以看出,容量较大的电器大致平均分布于每一个房间,因此我们可以将住宅的支路分配作一些相应的调整。
即将住宅内的支路管线按功能区设置,并且每一支路均装设漏电保护器,同一功能区内的所有电器均接于该功能区内的支路上。以一套三居室的闭职单元为例,其所需的回路数为:南面两卧室;起居室;厨房和北小卧室;卫生间。在划分功能区时我们也可以承接重墙来划分,因为居民在装修时承重墙是不能动的,而非承重墙有可能被拆掉,这样就可以保证住户在同一功能内随意改装,对其它功能区均无影响。按功能区划分支路有以下优点:
1、每一支路的所有电器均在漏电保护范围之内,用电更安全;
2、可以采用顶板布线,避免地面垫层敷设中的管路交叉;
3、方便住户将来的改造;
4、可以减少管线的用量,避免浪费;
我们的设计不仅要保证住户的用电安全,更应当为住户提供更大的方便,有时安全与方便会互相制约,我们往往会侧重考虑用电的安全性而将方便用户的概念淡化了,而按功能区划分支路管线则很好地将两者结合起来。如果面积增大可以考虑适当增加分支回路。
四、配电箱的布置
我们在住宅电气的设计中,通常是将两户(普通多层住宅)的户表箱置于楼梯间,而随着每户配电线路的增加,必然造成楼梯间管线增多,给施工带来麻烦,因此我们可以考虑在户表箱内只放置电度表、燃气和冷热水的室外计量表,将每户的分支回路开关置于户内配电箱,户内配电箱安装于室内易操作的地方。这样做首先是可以将集中于楼梯间的管线分散来布置;其次是可以使入户的管线简单,其余的管线则完全在室内布置;再次是为住户的操作带来方便。二表出户的问题已经提出了很久,并且已经有产品投入市场,有的住宅小区已经使用,只是质量和技术还有待于提高。我们在设计中可以考虑在冷热水表和煤气表对应位置的墙上预留86型接线盒,然后再预埋管线至室外户表箱,如果用户需要安装只要接上线就可以了。
五、室内灯具、插座及开关的布置
灯具、开关的布置:灯具、开关基本上按传统的布置方法,但有条件的地方应设置夜灯,起居室的开关采用双位单控开关或采用调光开关。
插座的布置:插座在住宅中起着非常重要的作用,我们通常布置插座是参照建筑专业提供的家具布置图,但是,将来的住户并不一定按照建筑师给他安排的方案来布置家具,因此,有些插座设计时是合理的,而使用时却很不方便。笔者认为我们不要单以建筑专业提供的图纸来安排插座,而是尽量的多安排一些插座,由于现在插座的价格相对来说比较便宜,总的造价增加不了太多,却给住户带来了很大的方便。同时住宅内的插座应全部设置为安全型二眼三眼插座,在比较潮湿的地方应加上防潮盖。
①卧室:卧室除有窗户外的三面墙上均设置插座,插座距地0.3米。在有窗的墙上距地2.3米设置空调插座。在阳台上距地1.8米设置一插座。
②起居室:起居室是电器布置较多的地方,并且也是人们活动较多的地方,我们所设计的插座往往被沙发或其它的家具挡住,故起居室中应在每一面墙上均设置插座,在面积较大的墙上应设置两组插座。
③厨房:应设置冰箱插座(距地1.8米)、抽油烟机插座(距地1.8米)、燃气热水器排气扇插座(带开关距地1.8米)、电饭煲插座(带开关距地1.0米)、其中燃气热水器排气扇插座为以前未考虑到的均加装防潮盖。
④卫生间:应设置洗衣机插座(带开关距地18米)、镜箱插座(距地1.8米)、视情况安装电热水器插座(带开关距地1.8米)。均加装防潮盖。
六、电视、电话出线口的设置
伴随电视技术的发展和光纤的使用,其进入家庭已经非常普遍,并且现在一台电视已经不能满足需要,有的家庭有两台或三台电视,而且现在图文电视也已经开始进入家庭,因此在起居室及每个卧室均应设置电视出线口。
电话已经成了人们生活中不可缺少的一部分,现在一般的家庭需要1~2部电话,并且每个房间均要设置电话。因为住宅电话为同一个号,住户一般需要自己并机,因此我们应将电话线引入居室后,再分引至各个房间的电话出线口,由用户自己来完成内部电话的连接。同时在工程设计中每户预留两对电话线。
七、保安系统
保安系统一般包括:门禁系统和安全报警系统。门禁系统又分为:来访应答系统和电子锁系统。门禁系统目前正逐渐的被大家接受和使用,并且生产的厂家也已经很多,但产品基本上大同小异。设计中可以同甲方协商来确定是否安装,同时我们可以参照厂家样本预留出管路以备将来安装。
安全保警系统又分为:火灾保警、毒气报警和匪警报警。安全报警系统已经引起了人们的重视,但在实际的工程中采用的并不多,其中最重要的原因就是该方面的产品还较少,其性能质量还不稳定。但随着技术的进步和人们重视程度的提高该系统一定会普及至每一户住宅。
八、结束语
以上是笔者的一些想法和体会,有些想法还不太成熟,写出来与大家共同探讨,不妥之处,敬请各位老师及同仁批评指正。
摘 要:随着现代工业技术革命的不断深入以及行业交叉跨度的不断加大,传统建筑行业受到工业化制造以及模块化组装的影响越来越巨大。以装配式为代表的新兴施工建造模式,具有时间短,成本低,质量可靠,易于监控等诸多优势,对未来建筑行业发展方向引领作用逐步加强。由此也带来了对于建筑设计,尤其是电气系统设计新思路、方法、工具等诸多方面的挑战。文章以上海某高层住宅为例,具体分析解构了在装配整体式剪力墙结构体系的建筑中,电气专业与传统体系不同的设计要求,并通过对具体问题的归纳,提出了对此类设计的未来设想。
关键词:装配式住宅电气设计;预制整体式剪力墙体系;预制管线敷设
引言
本文以上海市闵行区某高层住宅小区为例,介绍了装配整体式剪力墙结构体系住宅的电气设计。本项目装配式建筑面积的比例100%,单体预制率40%。采用装配整体式剪力墙结构,标准层采用部分预制剪力墙结构,地下室及一层采用全现浇剪力墙结构;标准层楼面拟采用钢筋混凝土叠合梁板形式,首层及屋面采用现浇梁板形式。阳台、空调板、楼梯等采用预制装配构件。
1 装配整体式剪力墙高层住宅户内电气设计技术要点
住宅户内电气点位较为繁多,且考虑到预埋预制及日后更改的困难,故在本项目电气设计阶段初期,着重关注以下几点。
1.1 接线盒定位
各电气点位均需在施工图中精确定位,并结合pc深化图进行微调避让开钢筋与上下连接锚栓节点,以提高构件生产的准确度。如图1所示,预埋在预制层中的接线盒与盖板之间有25mm的保温层厚度,故盖板无法安装,针对本项目的特殊情况,订制加深接盒以便盖板的安装。
考虑到住户配电箱与多媒体弱电箱的进出管线较多,所以在设计前期与建筑专业协商好,根据户内家具摆放位置,尽量将其放置于非预制墙板处。
1.2 管线敷设
本项目管线敷设分两种情况,分别为在楼板内与墙板内敷设。预制工厂根据图纸需求在预制板上开槽并预留管线,在接线手孔处与敷设于现浇层中的管线相连。电气管线敷设示意图如图2所示。
1.2.1 管线在楼板内敷设
本项目楼板为叠合楼板,即楼板分为60m的预制层和70mm的现浇层。电气管线底板敷设时,可敷设在70mm的现浇层中,电气管线顶板敷设时,于预制板中开槽并预埋管线。
1.2.2 管线在墙板内敷设
本项目墙板为预制剪力墙,考虑到其加工特点,所有暗埋在预制板内的管线均需预先精确到位,生产安装后不便于修改调整。
2 基于装配式住宅预制外墙对防雷接地系统的设计要点
防直击雷措施设计不同点――防雷引下线
防雷引下线是将屋顶接闪装置接收的雷电流引向接地装置的导体。住宅设计大部分利用垂直结构体中合适的贯通主筋作为引下线。主筋分别预制于两块不同的墙板内,上下安装时主筋外侧有一筒形禁箍件,靠此箍件将主筋可靠连接。由图3可见,上下主筋之间存在一定的间隙。
而根据设计规范要求,建筑物钢筋混凝土构件内钢筋的电气连续性有贯通性要求,中间不能分断,所以现在的这种施工工艺并不能满足规范及设计要求。为了达到以上要求,我们对建筑构件内钢筋做了特殊处理,采用搭焊连接。示意图如图4所示。
这种方式虽然能解决防雷引下线的问题,但是预制件与现浇部位之间敷设钢板有一定的难度,对施工造成了一定困难。
3 问题
3.1 预制板部分预留管线堵塞的问题
在加工厂预埋好管线的预制板在运输到工地施工时,会出现部分管线堵塞无法连接的问题。解决此问题首先需在运输、堆放的过程中就开始注意,尽量避免碰撞;其次,在设计时可根据具体部位、具体情况做适当的变通。比如可在管线走向较复杂的地方多预留一些管路、在穿线有困难的地方管径设计的略大一些。给施工一个相对宽裕的安装环境。
3.2 预制板标识不清导致安装有误问题
对于此问题,可以将预制的墙板、楼板编号进行模块化分解,标明管线敷设的起始点、终点,确保安装的准确度,以提高装配式住宅的实施效率与达到降低成本的目的。
4 对于装配式住宅电气设计的展望
4.1 设计与制造,施工的系统性考虑
装配式住宅的电气专业设计技术难点是设计与施工中多了一道生产预制构件的步骤。该步骤需要设计、生产与施工三方之间紧密协调,以系统性思考。确保设计单位充分考虑了工业化生产的可制造性与安装效率,生产单位与施工单位完全理解设计意图,准确落实,保证建筑质量。
4.2 对于多方联合开发工具的挑战
越来越细化,越来越专业分工导致项目管理难度较传统住宅项目有所增加,更多的功能接口,信息接口,要求有一个时效性,操作性,可靠性都兼备的项目管理工具以及设计开发工具。借助互联网+与云计算等方法,项目各相关方都能在第一时间取得准确优质的信息,同时有效反馈,形成闭环系统,从而提高工作效率,加快项目进程,降低项目成本。
综上,装配式住宅作为将来建筑行业的一个主要发展方向,业界和政府已经基本达成了共识,政府也制定了相应的指导性政策。作为一个新兴事物,当前仍处于摸索和磨合阶段,其整个项目运营成本较传统项目无明显优势,甚至高于传统项目,这是新事物发展历程的必经之路。随着经验教训的不断积累,数据库以及相应标准的不断完善,基于大数据分析以及云的深入应用,将结束这段“阵痛期”,在不久的将来必将颠覆性的改变住宅建造甚至整个建筑产业
摘要:目前,社会经济快速发展,人民生活水平不断提高,房地产市场也快速发展,人民对住宅的要求和功能质量有了更高的要求。文章通过对住宅电气设计常见问题进行分析,加深了设计人员对规范条文的理解,避免类似问题再次出现。
关键词:住宅电气设计;配变电系统;线路选择及敷设;应急照明;防雷与接地
随着社会经济快速发展和人民生活水平不断提高,房地产市场的快速发展,人们对住宅的要求和功能质量有了更高的要求。近年来,有关住宅的规范进行了修编,颁布了新的法律法规,如《住宅设计规范》(GB 50096-2011)、《住宅建筑电气设计规范》(JGJ242-2011)、《居住建筑节能设计标准》(DBJ14-037-2012)、《山东省消防条例》也对新建高层住宅的消防安全做出了详细的规定。这些规范和法规的出台正确地引导了住宅的设计和开发,但由于部分设计人员对新规范和法规的理解和掌握不全面,近期,我们对各个设计院的住宅施工图进行审查,发现了一些共性的问题。为了帮助设计人员更好地理解强制性条文、法律、法规和政府的文件,现将住宅施工图审查出现的常见问题整理如下,以待设计人员注意。
1 设计依据和设计深度
(1)设计依据中采用的设计规范是否为有效版本,是否符合工程实际;(2)设计深度应满足《建筑工程设计文件编制深度规定》的施工图设计要求;(3)工程概况中应明确总建筑面积,分别列出地上部分和地下部分的建筑面积,主要建筑的层数、层高和总高度等指标,住宅的套型、套数及每套的建筑面积等技术指标。
2 变配电系统
2.1 负荷等级及供电要求
(1)居住建筑十层至十八层为二类高层,主要通道及楼梯间照明用电、客梯用电、排污泵用电、生活水泵用电为二级负荷。十九层及十九层以上住宅的为一类高层,走道照明、航空障碍照明、客梯用电、排污泵、生活泵为一级负荷;(2)高层建筑的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警、漏电火灾报警系统、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志和电动的防火门、窗、卷帘、阀门等消防用电,一类高层建筑应按一类负荷要求设计,二类高层建筑应按二类负荷要求设计;(3)一级负荷应由双重电源的两个变压器的两个低压回路供电,当一电源发生故障时,另一电源不应同时受到损坏。二级负荷应由一路中压电源的两个变压器的两个低压回路供电。
2.2 变配电室
(1)变配电室的位置选择应深入或接近负荷中心,不应设置在厕所、浴室、厨房等经常积水场所的正下方或贴临,不应设置在住户的正上方、正下方、贴临和住宅建筑疏散出口的两侧,不宜设在住宅建筑地下的最底层,配变电室与上、下或贴临的居住、办公房间仅有一层楼板或墙体相隔时,配变电所应采取屏蔽、降噪等措施;(2)负荷IP3X防护等级外壳的不带可燃油的10(6)kV配电装置、低压配电装置和干式变压器,可相互靠近布置;(3)由同一配电所供给的一级负荷用电的两回路电源的配电装置宜分列设置,当不能分列设置时,其母线分段处应设置防火隔板或隔墙;(4)变压器室、配电装置室、电容器室等应设置防止雨、雪和小动物进入屋内的设施;(5)长度大于7m的配电装置室应设两个出口;(6)两配电所之间的联络线,应在供电侧的配电所装设断路器,另侧装设隔离开关或负荷开关,当两侧的供电可能性相同时,应在两侧均设断路器;(7)高、低压配电室、变压器室、电容式、控制室内,不应有与其无关的管道和线路通过;(8)配电室裸导体正上方,不应布置灯具和明敷线路。当在配电室内裸导体正上布置灯具时,灯具与裸导体的水平净距不应小于1.0m,灯具不得采用吊链和软线吊装;(9)配电系统主接线系统图应与平面配电柜的排列顺序对应一致。高低压主接线图应注明主开关与联络开关的防并联措施;(10)配电柜超过15m应增设出口。
2.3 供配电
(1)负荷计算的内容应全面,计算方法应准确;(2)导体的截面选择应满足载流量和热稳定的要求;(3)短路保护电器应安装在回路首端和回路导体截面减少的地方。当不能设置在回路导体截面减少的地方时,短路保护电器至回路导体载流量减少处的线路长度不应超过3m;(4)远方控制的电动机应有就地控制和解除远方控制的措施;(5)柴油发电机房设置在地下一层时,至少应有一侧靠外墙,热风和排烟管道应伸出室外。
3 照明
(1)高层住宅建筑的楼梯间、电梯间及其前室和长度超过20m的内走道,应设置应急照明,应急照明应由消防专用回路供电。(2)一类高层应沿疏散走道设置灯光疏散指示标志,并应在安全出口和疏散门的正上方设置安全出口灯;高度超过100m或35层以上住宅建筑的疏散指示标志灯应由蓄电池作为备用电源。(3)强弱电电井内应设应急照明。(4)应急照明支路不应跨越防火分区;地下各层应设独立的应急照明支路。(5)正压送风机房、排烟机房、消防泵房、变配电室、报警阀室应设置备用照明。正压送风机房、排烟机房、消防泵房、变配电室的备用照明不间断工作时间为180min,备用照明应为100%的工作照明。(6)备用照明灯具、疏散指示灯具、安全出口灯具应带防火保护罩。(7)疏散指示灯具的指示方向应正确。设置位置应能正确引导人员快速短距离撤离,疏散指示灯的间距不应超过20m,宜安装在1m以下的墙上或柱上,如吊装,吊装高度不宜过于2.5m。(8)应急照明和备用照明不应混接。(9)一类高层楼梯间应设疏散照明、安全出口照明和应急照明,二类高层楼梯间可不设疏散
照明。
4 设备及配电线路
(1)消防用电设备的配电箱应有明显标志,消防用电设备应采用专用的供电回路;(2)消防控制室、消防电梯、防排烟机房的消防用电设备的供电,应在其配电线路的最末一级配电箱处自动切换;(3)消防用电设备的配电线路暗敷时,应穿管并敷设在不燃烧结构内且保护层厚度不应小于30mm。明敷时,应穿金属管或封闭金属线槽,并应采取防火保护措施;(4)向同一负荷供电的两回路电源电缆,当应急照明和其他照明的电缆安装在同一层桥架上时,应用隔板隔开;(5)金属电缆桥架全长应不少于2处与接地保护导体相连;(6)电缆桥架预留洞及穿越防火分区的楼板或隔墙处,应采用防火封堵;(7)消防用电设备过载保护应作用于信号不应作用于跳闸。消防用电设备的电流整定应为计算电流的1.5~2倍;(8)非消防电源火灾时应切除,系统图上并有相应的切除模块;(9)住宅的总电源进线应设剩余电流动作保护或剩余电流动作报警,电气火灾监控系统应包括漏电传感器和温度传感器;(10)消防自动报警系统的主电源保护开关不应采用漏电保护开关;(11)一级负荷的客梯,应由引自两路独立电源的专用回路供电;(12)套内安装在1.80m及其以下的插座均应采用安全型插座;(13)每套住宅应设户配电箱,其电源总开关装置应采用可同时断开相线和中性线的开关电器;(14)每套住宅应设置自恢复式过、欠电压保护电器;(15)高层住宅建筑中明敷的线缆应选用低烟低毒的阻燃类线缆。超高层住宅的消防设施的供电干线应采用矿物绝缘电缆,一类高层、二类高层的消防设施的供电干线应采用阻燃耐火线缆。一类高层,二类高层的公共疏散通道的应急照明宜采用低烟无卤阻燃耐火的线缆;(16)住宅套内的电源线应采用铜材质导体。
5 防雷和安全
(1)建筑高度为100m或35层及以上的住宅和年预计雷击次数大于0.25的住宅建筑,应按照二类防雷建筑物采取相应的防雷措施;(2)一类高层或年预计雷击次数大于或等于0.05且小于或等于0.25的住宅建筑,应按不低于三类防雷建筑物采取相应的防雷措施;(3)住宅建筑应做等电位联结,带淋浴的卫生间应做局部等电位联结;(4)变配电室应设等电位箱,弱电间、电信间、消防控制室应设局部等电位箱。
6 火灾自动报警系统设计
(1)住宅建筑火灾自动报警系统的设计、保护对象的分级及火灾探测器设置部位,应满足《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116)的相关规定;(2)根据《山东省消防条例》第二十二条规定,新建高层住宅应分户设置火灾探测报警器;(3)住宅建筑至少在一层每单元设置一台火灾显示器;(4)消防设备机房、消防水泵房、消防电梯轿厢及机房、变配电室应有消防电话分机。
7 弱电设计
(1)每户应至少安装一处紧急求助报警装置;(2)厨房应设可燃气体报警装置;(3)新建住宅区和住宅建筑的通信设施应采用光纤到户方式建设,光纤到户必须满足多家电信业务经营者平等接入、用户可自由选择的要求;(4)各弱电系统的防雷和接地应满足GB 50343-2012第5.5的规定。
8 节能
(1)住宅的公共区域应采用节能自熄开关控制;(2)灯具应按照规定设置镇流器;(3)各房间的功率密度值不应超过GB 50034-2004的指标要求。
9 结语
通过总结规范对住宅电气设计的条文规定,可以帮助设计人T更好地理解规范要求,完善电气工程设计。
作者简介:郭维礼(1963-),男,山东建大建筑规划设计研究院高级工程师,研究方向:建筑电气设计与研究。
【摘要】在社会经济、科技不断进步的条件下,人们生活水平日益提高,对居住环境也提出了更高的要求。因此,住宅电气的设计就更多的重视了住宅的功能性、安全性和使用性。其中安全性上尤其需要重视电气的防火设计。本文从住宅的用电负荷、电气线路、电气装置和住宅防雷四个角度分析住宅的防火技术。
【关键词】住宅电气设计;居民住宅;电气防火
引言
电器在住宅的用电中占据着很大的比例,住宅失火常常是因为电器使用不当,或者用电负荷过高。而随着技术的进步,如今电器的安全性有了一定的保障,为了减少住宅发生火灾的几率,尤其要重视住宅电气防火的设计与安装。
一、确定住宅的用电负荷
以前住宅用电负荷的标准通常比较低,但现在许多大功率的电器成为家电中常见之物,比如空调、微波炉、热水器等。这些大功率电器在为人们生活提供便利的同时,也对人们的生命和财产构成了一定的威胁。住宅经常会因为用电负荷过高,导致家电燃烧,进而引发住宅火灾的情况。因此,在住宅电气设计之前,为了避免火灾的发生,就必须先明确住宅的用电负荷,针对性做好电气防火措施。
住宅的用电负荷一般与住宅面积有着直接的关系,而住宅面积大体上可以分为三类,即小于90m2的小型住宅,90~140m2的中型住宅,大于140m2的大型住宅。根据住宅的用电情况,住宅负荷包括照明用电、厨房用电、卫生间用电、空调用电等,小型住宅的用电总负荷大概在7200W,中型的在9360W,大型的在14400W。就实际情况而言,住宅用点负荷最高峰值一般是在夏天晚饭之后,此时用电负荷较多的家电有:电视机、电冰箱、电脑、空调等,大概占了住宅用电负荷总量的40%,按照住宅设计手册的要求用电负荷系数选择0.4~0.6,因此根据实际情况,住宅设计电气设计时选择0.4系数即可,那么小型住宅用电负荷就是3.5kw,中型的就是5.0kw,大型住宅就是6.5kw。
二、电气线路的防火技术
(一)导线选择
导线选择最主要的就是要看导线的型号以及规格,为了保证导线选择可以合理又实惠,那么在其选择的过程中就要在确保质量的前提下,尽量减少材料的浪费,做到物尽其用。导线型号的确定要根据施工工地的电压和敷设环境进行合理选择。导线规格在选择的时候可以按照以下要求来选择:
1.机械强度要够
机械强度是保证线路不会出现短线情况的基本前提,为了避免出现线路断掉、磨损等情况,导致不必要的安全事故,在导线规格的选择上就要选择机械强度较高的导线。如果是照明回路计算的电流较小的话,那么其导线就要根据机械强度来进行选择。
2.保证导线可以安全运行
导线的安全运行除了在安全电流上要超过长期最大负载电流,也要保证进户线和干线截面在选择的时候要有余量,还有单相制中和相线截面的中性线要一致,以及三相四线制中中性线的载流量要大于线路中不平衡负荷电流的最大值。保护中性线的线路的电导要大于其相线电导的一半。而某些照明线路是通过气体放电,三次谐波电流会对其产生一定的影响。因此,在其中心截面的选择要根据最大一相的电流来选择。
(二)导线敷设
线路敷设的过程中要尽可能的用直线方式,尽量避免交叉跨越。由于电线之间以及电线和用电设备的连接处,接触电阻大,会因为发热而导致燃烧绝缘层。所以,导线敷设时要加固电线之间的接头,避免其接触面出现松动和氧化的情况。穿墙部分的线路应套管埋设,避免线路因磨损导致漏电、短路等线路故障。最后,敷设露在外面的线路要穿阻燃套管,避免因为线路起火导致室内易燃物被引燃。
三、插座的防火
(一)插座的高度
插座高度应注意对环境的影响以及其适用性。现阶段,市场上大多数插座都是具备挡板,安全系数较高,可以忽视儿童触摸插板而出现触电的情况。故而,除了空调插座之外,居室内的其他插座的高度最好选择最低点,大概和地面相距0.5m即可,和电话及其类似插座高度相同时最佳高度。因为空调电源插座插拔次数较少,其高度在2m左右比较合适,厨房和卫生间的电冰箱、洗衣机等电源插座在和地板相距1m比较合适,抽油烟机之类的在2m比较合适,为了保证安全,厨房和卫生间安装插座时要带防潮盖。
表1 不同地区住宅内插座数量统计
(二)插座的数量
根据数据统计显示,现阶段我国住宅电气设计中插座数量大体上属于偏少的状况(如表1所示)。但是居民中许多电器设备都会用到插座,这样居民为了弥补插座数量的不足,就只好采用接线板。但是接线板电线的绝缘线多数是用的双芯单层线,这种电线不仅不具备护套,容易因为挤压出现损伤导致绝缘被破坏,而且还不具备PE线,导致使用接线板通电的家电无法接地。加上一些质量不好的接线板,在接触压力和接触面积上都不够,一旦用电负荷过高接线板就会由于接触不良导致升温发热,进而造成电气火灾事故。
根据国家住宅电气设备的相关标准规定,对住宅设计的防火设计提出了基本要求,即住宅中插座设计安装的双良应不低于12个。为了更加住宅电气设计更加科学化,在借鉴发达国家和地区住宅电气设计的标准的基础上,制定了《商品住宅性能评定方法和指标体系》3A级标准(如表2、3所示),对室内各个房间的墙上插座数量提出了具体的要求,即每间卧室插座数量为4组,空调插座数量为1组;客厅电源插座数量为5组,空调插座为1组;厨房电源插座为5组,排气扇、电冰箱插座为2组;阳台电源插座为1组,一共19组。
表2 商品住宅性能评定方法和指标体系之适用性能评定(3A级)
表3 商品住宅性能评定方法和指标体系之适用性能评定(3A级)
四、住宅防雷
住宅会遭受雷击的装置有高层金属构件、电话线、室外或者公用天线、低压配电线路等。针对这些导电装置,家庭住宅在防火设计上应做到防直雷击、防感应雷击和防高电位入侵。比如防直雷击,通常情况下需要在屋面容易遭受雷击的地方安装接闪器,然后再利用引下线和接地电阻较小的接地装置进行可靠连接。接闪器在安装的过程中为了保证屋面露出的金属部件和避雷针、带、网可以全部可靠连接,通常会把屋面的板钢筋作为避雷网,柱主钢筋作为引下线,基础钢筋作为接地装置。就防感应雷以及高电位入侵而言,可以在电缆进户和出户的地方绝缘铁架与地面进行可靠接地,且要安装避雷器或者其他类型的过电压保护装置。
五、接地
接地是住宅电气防火需要重视的内容,现阶段,我国住宅电气设计中主要有三种系统,即TT、TN-C-S、TN-S。其中TN-C-S系统属于住宅电气设计比较常用的,由TN-S以及TN-C构成,TN-S系统分别由保护线PE以及中性线N对其进行操作。采用这套系统的时候,其中N线是对地绝缘的,同时PE正常工作的状态下是不会传输电流,加上系统外部设备也不会带电,这样可以有效地预防因漏电而引发的火灾。
六、结语
住宅电气的使用属于系统性的用电网络,一个线路出问题也产生很多的连锁反应。为了做好住宅的防火设计,就必须从住宅的全方位出发,首先就是要考虑住宅的面积大小,其直接决定住宅的总体符合大小,其次就是要合理安排线路,然后是插座数量和位置的安装,最后就是要做好防雷设计。这样才能整体上保证住宅的防火性能。
摘 要:电气设计是住宅建筑设计的主要内容之一,其关系着用户的用电质量以及用电的安全性。在我国住宅电气设计中,存在着较多的问题,所以,很多住宅建筑在投入使用后,出现了较多的质量问题,影响着住户的正常生活。笔者对住宅电气设计中易忽视的几个问题进行了分析与介绍,希望可以对相关设计人员提供一定参考价值,从而提高我国住宅电气设计的质量。
关键词:住宅;电气设计;问题
住宅建筑与人们的生活息息相关,随着人们经济收入以及生活质量的不断提高,对住宅设计提出了更高的要求,这对相关设计人员也提出了更高的要求,其必须努力改进技术,提高电气设计等住宅设计质量,这样才能保证住户的用电质量,才能提高业主的满意度。在对住宅电气进行设计时,要以保证电气功能为原则,还要降低电气设计的成本,保证电气设计方案的经济节省性以及效用发挥最大化。在住宅电气设计中存在几个易忽视的问题,如果不解决这些问题,会造成较大的资源以及资金浪费问题,不利于保证建筑行业发展的可持续性。
1 住宅电气设计的原则
1.1 因地制宜原则
在住宅电气设计时,为了保证工程如期完成,设计人员必须采用因地制宜的设计原则对方案进行优化,要结合工程所处环境的气候以及地形特点,对电气设备的布置进行合理优化,从而提高电气设计的可行性以及有效性,采用因地制宜的措施,可以提高电气设计的品质,使电气设计的效用得到最大发挥。
1.2 人性化原则
在电气设计中,要体现出人性化的原则,这样才能提高业主的满意度。在现代社会中,人们对电气设计有着较高要求,为了体现以人为本的设计理念,设计人员在优化施工流程时,必须从多个角度进行人性化考虑,还要以提高用户使用电气设备的方便性槌龇⒌悖站在用户的角度考虑问题,这样才能增强电气设计的实用性,才能保证其他项目的顺利开展。
1.3 安全性原则
安全性是电气设计的重要原则,这也是社会各界比较关注的话题,在优化电气设计时,要保证电气设备使用的安全性。现代社会中,人们对住宅质量以及安全要求越来越高,而有的住宅建筑中,由于电气设计存在安全隐患,使得电气安全事故频频发生,这严重威胁着人们的生命与财产安全,为了降低用电风险,电气设计人员必须控制用电安全,还要采用有效的措施,消除安全隐患,才能保证用户正常用电的安全性。
2 住宅电气设计易忽视的几个问题
2.1 起居室的电气设计问题
起居室内一般有多种用电器,这也是人们日常聚集的地方,在这一空间中,有电视柜、桌椅、沙发等家具,为了降低电气故障对家具的影响,设计人员需要综合考虑家具的摆放问题,设计人员还要与施工部门做好技术交底工作,与业主做好交流与沟通工作,这样才能提高电气设计的实用性以及合理性。在对起居室的电气设计进行优化时,由于电视柜、沙发分别与墙体两侧距离较近,而且考虑到电视柜需要与插座保持较近的距离,为了保证住宅空间的美观性,需要将插座设置在短墙角上,所以,在设计电源插座时,需要结合家具的不同安放位置,要与业主做好协商工作,这样才能提高电气设计的实用价值,才能提高业主的满意度。
电网与电视系统的配线,一般需要遵照竖向配线的原则,如遇特殊情况,需要改变弱点插座的位置,则可能影响到电网系统的连续性以及完整性。为了改善这一问题,设计人员需要在公共区域的电话分线盒与电视器件箱的设置上,重点考虑水平放射式。在进行客厅灯的电气设置时,要保证客厅灯位于电视柜与沙发围合空间的上方。在餐厅电气设计上,由于餐厅与客厅位置相邻,并且建筑开门较多,餐桌最好要与最长的实墙进行相靠,餐桌要避免与交通流线相交,并且餐厅灯要与用餐区的位置相一致。
2.2 厨房的电气设计的问题
厨房作为室内居住经常使用的部分之一,在设计上仅仅重视上下水与煤气的设计,对于电气设计较为轻视。大多数的厨房设计中,仅仅对于上下水管道、煤气管道与家具进行了主要的设计,而对于厨房电气开关与插座的设计缺乏足够的思索与考虑。一般的厨房橱柜与吊柜的高度大约在80cm左右,厚度为50~60cm,吊柜距离地面为160cm。厨房的电源插座要根据吊柜的高度进行合理设置,大多数选择距离地面130cm的位置。由于厨房环境油烟较多,在进行电源插座的设计上,要考虑油烟污染的问题。另外,厨房的插座应该主要采用防溅型,并且开关位置要进行合理的选择。现代科学技术不断发展,厨房电气的种类逐渐增多,厨房的用电量一直处于一个不断增长的情况相爱,在厨房电气设计上,要尽可能的设计一个相对独立的供电回路来进行使用,保证整体住宅电气使用的安全。
2.3 卫生间的电气设计问题
普通住宅一般有一个卫生间,较为高级的住宅会配备两个或者更多的卫生间,卫生间根据使用对象的不同分成主卫和客卫两个。卫生间所用的电气主要包括镜前灯、顶灯、排气扇等,随着人们生活质量的提高各种取暖设备逐渐的进入到卫生间电气设备的使用上,卫生间的用电量逐渐增加,在卫生间设计独立的供电回路已经成为了一个必要的选择。卫生间取暖设安装的过程中,要在建筑电气设计时所预留用电量的范围内。由于带洗浴功能的卫生间非常潮湿,用电安全是一项重要的内容,相关的安全规范中已对卫生间接地措施有了详尽的规定,但设计中常忽略开关的设置位置,由于开关通断的是火线,当其受潮时,人触摸它是非常危险的,所以严禁将其设于卫生间内。同样道理,当洗浴器与洗而器处于同空间时,也严禁在洗而器旁设置电源插座(除非设置带隔离变压器的剃须插座)。卫生间排气扇可分为外窗式,嵌培式和吸顶式三种方式,其供电方式与厨房相同。卫生间是住宅中较为特殊的环境,其电气设计要考虑到更多的外界因素的影响,只有真正的做好防潮与通风,保证线路走向的合理性,才可以让用户在居住的过程中感觉到舒适,避免不必要的麻烦,并且保证住户自身的生命财产安全。
结束语
综上所述,我国住宅电气设计在不断发展的过程中,取得了一定成绩,但是仍然存在一定细节问题,这也说明我国建筑企业的发展并不均衡。为了提高住宅建筑的舒适性,相关设计人员一定要在平时的工作中多积累经验,还要降低外界因素对电气设计质量的影响。设计人员要综合考虑影响住宅电气使用功能的因素,在电气改造工程中,还要与业主做好沟通,要结合房间家具的摆设问题,对插座设计进行合理布置,提高电气设计的实用性,同时保证用电的安全性。
摘 要:随着居民生活水平的不断提升,普通居民对生活住宅质量的要求愈来愈高。住宅电气设计是住宅建设过程中的重要环节,它直接关系到住宅的用电质量及用电安全性。基于此,本文对住宅电气设计进行了综合性阐述,特别是对住宅电气设计过程中的关键点进行了分析,提出了相关观点,以供参考。
关键词:住宅电气;安全设计;变压器
1 住宅电气设计概述
住宅电气设计是房屋住宅建设过程中的重要环节,其涉及范围较广,主要包括配电系统、电力照明系统、通信网络系统、信息网络系统、线路铺设及防雷等。从某个角度来看,住宅建筑电气化程度代表了建筑物的现代化程度,可见住宅电气设计的重要性。从负荷分级来看,根据供电可靠性及中断供电所造成的影响,住宅建筑用电负荷可分为一级负荷、二级负荷及三级负荷[1]。因此,在实际设计过程中需要根据负荷等级,进行针对性设计,以满足负荷要求。总之,住宅电气设计是一项综合性的工作,涉及点较多,需要根据实际住宅需求及相关规范进行研判,以保证设计达到要求,为住宅供电提供保障。
2 相关设计原则分析
住宅电气实际设计过程中,应遵循以下原则:(1)住宅负荷统计。对于住宅电气设计而言,住宅负荷存在着一定程度的不确定性,无法完全准确预测。但通常情况下,随着住宅使用年限的不断增加,居民用电量会愈来愈大。所以,在进行住宅负荷统计时,应当以“统计单户住宅负荷宜松,统计全楼余额负荷宜紧”为原则[2]。(2)干线筛选原则。住宅干线筛选过程中,在条件允许时,应尽可能加大住宅干线。例如,干线截面选大一级,所耗费的成本并不多,但性价比却很高。通过适当增加干线截面,可让干线具备更好的负荷适应能力,对降低线路功率损耗及电压损耗也具有一定作用。(3)单元电气设计原则。单元电气设计过程中,应遵从“便捷、安全、灵活、合理、美观”的原则。首先,应该将安全设计置于首位,保证电气设计达到防火要求标准,并做好接地设计,保证电气材料达到标准要求。其次,要保证电气设计的合理性。要求配电箱距地面1.8m,且不能与浴室共用墙体。电气设备可与邻近备用设备相连接,即便出现电气故障,也只是住宅局部受到影响,整个住宅依然能保持正常状态。同时,住宅电气设计还要兼顾到灵活、便捷,让住户能够方便、快捷地使用电气设备,为住户日常生活带来舒适感。
3 住宅电气设计关键点分析
3.1 供电电源设计
住宅电源一般采用三相五线制电源。相关规定中明确指出,若相线截面≤16mm2,则中性线截面不得小于相线截面;若相线截面处于16至25mm2之间,则中性线截面不能小于16mm2;若相线截面超过35mm2,中性线截面不可小于相线截面一半大小。通过上述设计,让三相负荷达到平衡状态,以保证供电的稳定性。实际配线过程中,出线断路器的相线与零线从电源处去电,严禁各出线间跳线连接。同时,供电电源设计过程中,需要对用户用电负荷最大值、用电设备总容量、变压器总容量等进行综合权衡。若用电设备总容量低于100kW或变压器容量在50kVA以下,则采取低压供电(单相为220V、三相为380V);若变压器总容量为100kVA~16000kVA,则采取10kV高压供电;若客户变压器总容量为8MVA至40MVA,则采用35kV高压供电;若单回路电源容量依然无法足负荷需求,可适当添加供电回路,以多回路的方式进行供电[3]。
3.2 变压器设计
变压器设计是住宅电气设计的重要部分,需要结合相关规范(GB50052-2009)及实际住宅环境进行针对性设计。相对于传统的油浸式变压器,新型的干式变压器具有更好的性能。干式变压器具备良好的防污、防潮性能,可适用于多种环境。同时,干式变压器更易维护,即便出现故障,也可避免变压器油着火或爆炸的危险,具有较好的安全性。变压器容量方面通过以下公式进行配置[4]:S=客户最大用电负荷量/K2cosφ,其中S为变压器容量;cosφ为功率因数;K2为配电变压器负载率。
3.3 电气安全设计
为保证住宅电气系统的安全性,需从以下方面进行电气安全设计:
(1)电气火灾预防。电气火灾主要是由短路、线路超载、过负荷造成。实际设计时,可在电源进线处装配一个选择性RCD,当总线电源供电范围内出现接地故障时,RCD可及时切断电源,起到预防作用。
(2)防雷设计。结合相关标准(GB50057―2010)对住宅进行规范化防雷设计,以保护住宅建筑受到雷击。由接闪器、接地装置及引下线等设施构成外部防雷系统,以预防直击雷及雷电波的侵入,为住宅电气系统正常运行提供保障。
(3)配电系统设计。配电箱进线保护管选用厚壁钢管,其他回路可选用PVC管进行保护,避免导线受温差影响出现变形。同时,将用户分支开关放入配电箱内,并装于室内,便于用户操作,也可一定程度上降低住宅管线数量。配电箱选用模数化配电箱,箱内预留适当卒位,作为增补后备,以保证配电系统的灵活性与安全性。浴室因浴霸取暖照明需设置两个回路;厨房的电器数量多,插座要设为单独一回路;卫生间的插座需设置为单一回路;各房间空调插座需设计成单一回路;插座均设计为单一回路;各插座回路上必须安装漏电保护装置,并要求保护装置可同时将中性线与相线断开。电气插座是住宅电气系统中的重要构成,其安全性不容忽视。除漏电保护外,还要对插座高度进行合理设定,一般插座距离地面高度为0.3至1.8m。固定插座之间的距离不可低于36cm,且插座与门框距离不得低于18cm。
4 结语
住宅电气设计与居民生活用电质量及用电安全存在密切联系,所以应完善电气安全设计、供电电源设计及变压器设计等,以保证住宅电气设计质量,为居民正常用电提供保障。
【摘 要】随着人们生活水平的提高,居民住宅的面积、结构形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,旧的敷设方式会越来越不适合安全、舒适、美观的要求,因此研究居民住宅电气设计与防火的重要性日益凸现。本文就住宅电气设计及电气防火进行研究。
【关键词】电气设计;电气防火;接地
引言
生活用电量激增导致一些楼群的线路长期处于过热状态,保护电器频繁跳闸,给居民生活带来不便。统计数字显示,由于线路和电器具短路、接触不良、超负荷等原因造成的火灾事故呈上升趋势。所以设计中应考虑长期负荷的增长,预留一定的负荷增长容量。
一、宅用电负荷发展需求及相应国家标准
1.1 住宅用电负荷的确定
(1) 根据用电器拥有量。大范围采用电采暖、单元式集中空调、电灶用电量较大的负荷时,应根据具体情况进行计算。
(2) 根据不同的住宅设计标准。包括经济适用房、普通住宅、高档住宅和别墅等。
(3) 对于业主的要求,需持谨慎态度,妥善处理。
(4)了解家用电器拥有率。以此认真计算住宅用电负荷。目前每户用电计算容量:
Pjs=Kx1 Kj1 ΣPe1+Kx2 Kj2 ΣPe2+Kx3 Kj3 ΣPe3
式中,Kx1 为1、2、3 类家用电器的需用系数;Kj1 为1、2、3类家用电器的普及率;ΣPe1 为1、2、3类家用电器的设备容量之和;1 类家用电器为低普及率的家用电器Kj150%。
1.2 住宅用电负荷分析
(1) 照明系统。包括一般照明及提高居室环境舒适度的重点照明、装饰照明,如台灯、射灯、花灯和投影灯。
(2) 普通家用电器。包括电视、电冰箱、洗衣机、电风扇和电脑等。
(3)厨房用电设备。包括抽油烟机、微波炉、电饭煲、电烤箱和电炊锅等。
(4)空调及卫生器具。包括电淋浴器、浴霸、空调和吸尘器等。
二、住宅电气火灾原因分析
2.1 电气线路引发火灾
(1) 设计用电负荷偏小,直接影响到选择的线路截面较小,载流量偏低,不能满足用户实际需求。一旦导线长期处在过负荷运行状态,绝缘层部分老化或破损,电气线路因漏电、短路、超负荷引起火灾。
(2) 设计中未仔细研究工程线路敷设情况。如受到线路敷设空间限制,多回路供电只能合并成同一路由并列敷设,由于相互发热的影响,导致载流量降低。
(3) 敷设线路时留下太多接头,又没有经过技术处理。经过长时间使用,接头、接线端处松动、接触不良,线路连接处接触电阻过大。这些均可造成连接处产生高温而起火。此外采用铝导线时,由于其表面极易氧化,电阻加大,当大电流通过时,所产生的热量可引燃周围可燃物。
(4)住宅固定插座偏少。住户为了往往解决问题,长期设置插座板。由于该板存在质量隐患,接触压力和接触面积均不足,遇有稍大电流又接触不良而产生异常高温。造成因室内乱拉线引起电气火灾。
(5) 未予分路设计。常因住宅负荷未按类型和所在位置分配回路,在同一线路上使用几个大功率电器,回路所带负荷大,其结果是线路温度升高、长期使用使绝缘老化,导致线路起火。
(6) 线路负载电流中谐波分量过大。使一些对谐波敏感的家用电器(如电脑和某些电子设备)损坏或不正常工作。也使电动机,变压器等发热而缩短寿命。不仅如此它还能造成断路器、熔断器频繁跳闸及熔断而引发事故。
2.2 电器设备引发火灾
(1) 开、关电器频繁。促使电动机启动电流骤增引起温度的急剧上升,从而导致电动机等元件过热甚至烧毁。
(2) 电源线路长期被拉伸。加上用电设备使用过程中的挤压或弯折,形成绝缘套损坏。尤其是在受潮的情况下,产生漏电打火起火。
(3) 家用电器质量低劣。直接表现在内部元件发热量过高,且绝缘隔热和散热效果差,存在着起火的隐患。
(4) 人员离开而未关电源。在使用时,电器设备长时间工作造成火灾。如电取暖设备长时间使用,使邻近可燃物燃烧。
三、面对惨痛的事件采取相应措施
(1)用电负荷应满足生活需要和远期发展要求按“住宅设计标准”规定,两居室住宅用电负荷不能低于2.5kW,三居室、四居室不能低于4.5kW。以新建小区套型模式该标准应是最低的要求,如果想到今后用电量的迅增,现有单户设计负荷应达到6~8kW。曾做过河北某住宅电气设计,该小区共有8栋7层楼。上为跃层,户内上下层设有卫生间,均预留电热水器电源。卧室较多,都设置空调插座。户内配电回路多,在考虑同时使用系数后,还需想到用电负荷增长趋势和添加大功率设备的可能,因而该处在负荷统计容量按8kW 预留。并相应放大入户导线截面。
(2) 精心设计住宅入户及分支线路截面的选择应予注重电气安全和远期负荷的发展。具体反映在入户导线截面为10mm2以上,分支回路截面不小于2.5mm2 ,空调等大功率电器最好单独敷设一路4mm2 线路。如果考虑到将来厨房及卫生间电器种类和数量的增加,这些场所的回路最好也用4mm2铜线。
(3)楼内配电干线截面选择要适当针对配电干线的敷设空间有限,经常是多条线路在很小的空间内并列布置。由于导体发热对载流量的影响,需要乘以相应的降容系数。保证在实际运行中电源线路的安全。例如在设计北京朝阳区某住宅时,该工程有4栋高层,它们的配电室均位于地下一层,每栋楼有两个单元,各设一电气竖井。其干线由高层柜引出后经走道分别引至两竖井。其中1号楼一竖井位置被消防水池占用,本应经两个竖井敷设的线路要同敷设于一个竖井内,显然加大了线路发热量,载流量降低。查看相应规范后便重新选择降容系数,加大电缆的截面,保证了线路实际运行中的安全。
(4)室内分支回路的数量不应过少
建议室内设置5 个以上的回路,再根据使用面积、房间布置,照明回路可选择两路或更多,电源插座3~4 路、厨房和卫生间各走一独立回路、空调回路2~3 路,一个空调回路最多带两个出线口。
(5)住宅楼总进线处设置漏电保护
其主要功能是防止住宅楼漏电电弧引发火灾。多层及别墅式住宅设于建筑物总进线处,即分界开关之后,对建筑物的全部配电系统进行保护。高层住宅在建筑物照明干线处设用于防止电气火灾的剩余电流断路器,于高层柜的照明配电支路之后,动作于切断电源;在建筑物动力总进线处设置防止电气火灾的剩余电流断路器,于高层住宅楼电缆分界柜之后,动作于报警。
(6)住宅中插座数量要合理配备
新的国家标准规定,两居室住宅中插座数量不应少于12 个,见《住宅设计规范》表6.5.4 电源插座的设置数量。但这只是保障安全的基本要求。在参考发达国家和地区的电气标准的基础上,室内的墙上固定的电源插座数量为:每间卧室4 组、空调1 组、客厅5 组、厨房5 组、排气扇1 组、走廊2 组、阳台1 组。另外,为安全起见,防止儿童触电危险,应使用带保险挡片的安全插座,冰箱、空调器应使用各自独立、带保护接地的三孔插座;卫生间潮湿,应选用防溅水型插座。
(7)有效采取措施解决谐波干扰问题
家用电器中产生谐波的非线性负荷(如微波炉、气体放电灯、电子镇流器等)日益增多,消除谐波危害的有效措施是减少回路阻抗,国外多用加大线路截面来减少分支回路阻抗,我国家用非线性负荷电器应用较晚,经验不多,尚未充分认识到谐波的危害。随着家用电器的快速发展,应对此加以重视并借鉴国外的做法。
摘要:目前为止,市场上使用于住宅的电气设备种类可谓琳琅满目,数量巨大,也有着极广泛的分布范围。若是在我们平时的电器设计安装中出现错误或者不合理,那将会对人们的正常用电生活造成很大不便,更重要的是还存在很大的安全隐患。所以,要对住宅电气设计与安装给予足够的重视,发现其中的问题,并想方设法解决,才能提升人们的用电安全性。
关键词:电气设计 电器安装 问题 对策
人们的生活越来越好,这使得人们不再只满足于有电可用,而是追求用电的舒适以及安全。因此,我们一方面要特别注意在设计住宅电气安装图的时候要秉承严谨、科学的态度工作,另一方面还要对开展安装的设计工作做到质量达标。现在市场上用电设备可谓是五花八门,数目也日趋庞大,这也使得电气安装技术比以往更加繁琐、复杂。因此,相关人员更要了解更多的住宅电器安装技术,才能适应社会发展变化的需求。
1、住宅设计中在电气安全方面存在的问题
1.1 室内配电盘摆放没有正确位置
室内照明配电箱为便于使用控制,一般都设计在室内门口附近。但现在由于门厅已作为家庭会客、娱乐的主要场所,人们都要精心装修一下,而配电箱却放在显眼位置且样式陈旧,影响装修效果。这就需要电气设计人员与结构设计人员配合,将配电箱隐蔽一下,或由生产厂家改进配电箱外形。再就是室内插座的位置,有的插座几乎闲置,有的却超负荷使用。例如厨房灶台处、门厅摆放电视机柜处都是家用电器集中区,该处应多设几个插座或设多联插座,并且该回路的管线控制开关也要加大级别。
1.2 室内供电缺少电源容量
由于一般新建住宅楼设,计寿命为5O年,所以住宅电气线路容量的设计,应预留发展裕量,以满足未来二三十年负荷增长需要。而新《住宅设计规范》规定为2.5KW每户。目前小康住宅用电负荷安装容量在12.58到31.35KW范围内,因此用户的计算负荷在,6到14KW范围内。2.5KW每户的设计标准显然不能满足用电负荷的快速增长。而且在电气设计中导线截面的选择都是根据有关电气设计手册查表所得,由于我国无载流量标准,所以各相关手册中的导线载流量明显偏大。
总之,住宅电气线路没计容量不足,既不利于用电负荷的要求和发展,又易导致电气事故,加速电线绝缘老化。由于住宅电气配线大都采用暗配管,所以维修或扩容改造需重新剔槽配管或布明线,费工,费时,影响美观、安全,给物业管理带来不便,并留下质量隐患。
1.3 缺乏配电回路
配电回路少,每个回路的负荷电流增加,导致线路发热加剧,电压质量变差,使用和维修都不方便。值得注意的是,我国住宅内产生谐波电流的非线性负荷(如微波炉、气体放电灯、调光灯、电视机等)和对谐波敏感的设备(家用电脑和一些电子设备)日益增多,这是家用电器发展的新趋势。为避免对谐波敏感设备损害和干扰,要求降低回路的阻抗并将此二类负荷分开回路供电,配电回路过少将难以满足这一要求。
1.4 配电箱、柜等没有标准尺寸
系统图上配电箱、配电柜无外形及安装尺寸,非标准配电箱、配电柜无盘面布置图,由于现在电器产品不是很规范,所以不标尺寸给施工人员带来极大不便。预留洞大了,过梁也大,补洞补不好,容易出现空鼓;预留洞小了,还要砸墙、加过梁,总之是费工费料,还易出现质量问题。所以设计人员在设计选型时,除选择回路数量,电气元件规格、进出线敷设方式及导线型号外,还应将配电箱、配电柜的外形及安装尺寸标注在系统图的上方或下方,并将同一箱、柜内的元件四周用虚线框围绕,便于施工人员确定安装方法。
2、针对现阶段我国住宅设计过程中电气安全问题的具体建议
2.1 电能表方面
对于新住宅,优先采用长寿命、单相感应脉冲电能表 时于旧住宅,可以选用平均寿命不小于1O安培的感应电子型单相脉冲电能表。电能表规格的选择对于家庭用电容量较小的居民户,安装5(20)安培的电能表,保证在4kW以内可靠用电;用于用电容量在4kW、10kW内的居民户,安装10(40)安培的电能表。
2.2 进户线问题
表箱到各居民户门口接线盒的进户线采用截面积为lO平方毫米的铜芯绝缘线;对特殊用户特别配线。3相4线送进表箱内3相电力,出线按户数平均分配在2相负荷上,使3相负荷尽量保持平均;有特殊用电的用户可特殊对待。从表箱至每户接线盒的进户线,应根据现场实际情况,统一布局,安装要牢固、可靠,达到线进管、管进箱的要求。
2.3 室内方面
室内布线应在基建施工时布置在墙内,配线不仅要使电能的输送可靠,而且要使线中布置合理、整齐、安装牢固,符合技术规范的要求,内线工程不能降低建筑物的强度、影响建筑物的美观,在施工前要考虑好线路与给排水管道、热力管道、风管道以及通讯线路布线等的位置关系。室内布线要根据线的绝缘皮的颜色分清火线、中性线和地线。选用的绝缘导线其额定电压应大于线路工程电压,导线的绝缘应符合线路的安装方式和敷设的环境条件,导线的截面应满足供电能力和供电质量的要求,还应满足防火的要求。配线时尽量避免导线有接头,因为由于工艺不良等原因,接头处往往电阻太大、发热量较大,引起事故,必须有接头时。可采用压接和焊接,务必使其接触良好,不松动,接头处不应受到机械力的作用,当导线穿过楼板时,应装设钢管或PVC管加以保护。当导线互相交叉时,为避免碰线,在每根导线上应套上塑料管或绝缘管,并需将套管固定。
2.4 插座设置问题
住宅内的插座应有足够的数量,以确保住户所有家用电器的需要而不再布线。厅、室的插座数量。客厅有4组1个单相3线和1个单相2线的组合插座,其他室内应在不同位置有2组。插座应有质量监督管理部门认定的防雷检测标志,壳体应使用阻燃的工程塑料,不能使用普通塑料和金属材料。插头、插座的定额电流应大于被控负荷电流,以免接入过大负载导致发热而烧坏或引起短路事故。电源引线与插头的连接人口处。应用压板压住导线,切忌直接连人插头内接线柱(螺丝)。插座宜固定安装,切忌吊挂使用 插座吊挂会使电线摆动,造成压导线的螺丝松动,并使插头与桶座接触不良。对于单相双线或3线的插座,接线时必须按照左中性线、右相(火)线上接地的方法进行,与所有家用电器的3线插头配合。电冰箱、洗衣机、电饭锅、饮水机等功率较大和需要接地的家用电器,应使用单独安装的专用插座,不能与其他电器共用一个多联插座。
2.5 各种保护措施方面
针对短路情况应该保证短路电流对导体和连接件产生的热作用和机械作用造成危害之前,切断电流。在针对负载过重的情况出现时,保护电器在因负载过重电流出现危害之前,切断负载电流。
3、总结
居民用电极大地拉动了我国的经济增长,这是我国的一个发展增长点。只有对住宅电气设计与安装存在的问题分析探讨,并找寻对策,严格遵守住宅电器设计安装的有关规范和导则,才能确保用电安全。
【摘要】随着我国经济的发展和社会的不断进步,人们对于居住环境和居住内部设施的要求越来越高。高层建筑的建设施工从外观和内部设施上基本上能够满足人们的居住需求,但是近年来也暴露出一些细节问题,导致用户与业主之间的矛盾逐渐激化,究其原因主要在于电气设计不合理,电气安装不规范。本文将重点论述高层住宅电气设计中的常见问题,并进一步提出了节能的措施。
【关键词】高层住宅电气设计;电气节能;用户;建筑施工
前言
随着我国建筑规模的扩大,建筑使用用地日益紧缺,高层建筑的建设施工能够有效的缓解目前的人地矛盾。高层建筑由于垂直高度比较大,建筑内部居住人群比较密集,所以其电气设计和安装使用较普通的建筑要求更高。下面将主要针对现存问题提出相应的调整措施。
1.高层住宅电气设计过程中应注意的问题
(1)高层住宅由于用电负荷多,电梯等运输设备多,给排水设备多,所以用电量特别大,且供电的可靠性要求很高。
(2)在高层建筑中,照明与动力基本上不共用干线。动力负荷多采用放射式供电,照明负荷则多采用母线槽配电,与动力分开。电气设备的管线应采取防火措施。
(3)采取防震措施。如配电屏、灯具等电气设备的防震;管线的层间贯通和建筑伸缩缝与沉降缝的耐震处理等。
(4)消防要求高。因为高层建筑高度高,体量大,人员密集,设备多,装饰豪华,建筑本身火灾隐患多,故对消防要求很高。
(5)节省能源是我国经济建设中的一项重要政策,节约用电直接关系到人们的日常生活。节电的设计方案,应根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定。
2.高、低压供电设计
(1)高压供电设计
高层住宅楼电气系统高压供电设计,选择高压供电设计方案尤为重要。要既满足住宅用户用电足够的负荷又解决住宅用户用电在不同负荷时间段供电容量系数分配问题。为了保证高层住宅楼整个环境的美观性,高压电源的引入是以电缆地埋方式。供电源采用双电源设计,一用一备,单母线分段运行,从而提高运行的可靠性。
(2)低压供电设计
低压配电系统设计时应根据变压器台数、主结线运行方式、确定运行方式与所带供电负荷的问题。当其中某一台变压器出现故障时,应考虑怎样切除负荷与分配负荷供电,如何分配一般负荷与重要负荷。同时,应该考虑如何分配季节性负荷和常规负荷,即常规照明负荷、动力负荷、不同季节空调负荷的问题。
(3)变配电所的设置
变配电所宜靠近用电负荷中心设置。从小区物业管理方面考虑,小区变配电所应设置在小区会所或专用管理用房内。从小区的建筑特点方面考虑,即住宅群、楼栋之间间距较大,分布分散。可在小区中心会所设高压总配电房,分区、分片设低压配电房。当条件不允许时亦可设置户外箱式变电站,但应注意对小区整体环境的影响和电力变压器噪声对小区住户的影响。
(4)导线及电器设备的选择
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。
4.1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:有足够的机械强度,能确保导线安全运行,能确保电压质量。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。
4.2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。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。
3.供配电系统的节能
变压器作为输变配电的重要设备,其性能参数节能、环保的优化是电气节能的一个重要方面。目前国内生产的干式变压器主要有两大类型:环氧树脂干式变压器(包括包绕式)和浸渍型干式变压器。环氧树脂浇注、干式变压器包括外晶式变压器和硅钢干式变压器,前者的铁芯采用超低损耗的外晶合金带卷绕而成,后者的铁芯采用硅钢叠片组成。
三相干式变压器主要分为SC和黔两大类。型号中“S”表示三相,“C”表示绕组外绝缘介质为“成”型固体绕注式,该产品中的大部分高压线圈采用环氧树脂真空浇注工艺制造,属包封型结构,绝缘耐热等级为F级。SG型中“G”表示空气“干式”该产品的线圈采用真空压力浸漆(VPI)工艺制造,属外包封型结构,绝缘耐热等级为H级。涨型干式变压器包括SCBH和SC两种,其中“B”类线圈导线采用铜“箔”绕制,SCBH中的“H”表示铁芯采用外晶“合”金带材,SCB为传统的硅钢铁芯。
变压器型号的选择,首先要符合该区域的用电需求,同时,还要对其实际经济费用进行预算,尽量选择费用成本低,使用效果良好的型号。
3.1 配电系统无功补偿
无功补偿是电网采用的重要节能措施,合理的无功补偿配置投资少、收效快,可以减少输送无功电流造成的电能损耗,改善电压质量,充分发挥电力输送有功功效的潜力。变配电站安装集中补偿的电容器组,主要用于补偿主变变损与供电范围内尖峰时无功损耗,对降损、调压,发挥重要作用。在民用建筑中,补偿方式分为集中补偿和就地补偿。
根据用户负荷水平的波动,在配电变压器380V侧集中电容补偿,投入相应数量的电容器进行跟踪补偿,其目的是提高专用变压器的功率因数,实现无功功率的就地平衡,对配电网和配电变压器的降损有一定作用,保证了用电设备电压水平。
3.2 抑制谐波
随着用电设备的多元化,由于许多外线性电气设备的投入运行,如公共场所的高压荧光灯及家用电器等非线性用电设备接入电网,会产生谐波电流注入电网,产生的谐波电流将随着非线性用电设备负荷电流的大小而相应变化,而流入电网各分路的谐波电流则随分路谐波阻抗的大小按反比例分配。大量谐波电流流入电网后,通过电网阻抗产生谐波压降、叠加在电网基波上,引起电网电压畸变,将产生以下主要危害:
(1)谐波作用下,电流量会超过线路的承受范围,导致电线温度升高,设备损耗加剧,降低了设备的使用年限,同时也存在严重的火灾隐患。
(2)使变压器产生磁伸缩和噪声,电抗器产生振动和噪声,感应电动机引起固定数的振动力矩和转速的周期变动。
(3)使相位控制设备的正常工作因信号紊乱而受到干扰,导致电气内部设备和仪器的数据指示受到干扰,传输错误的信号,误导工作人员的基本操作。
(4)使某些类型的继电保护、晶体管整流型保护变压器及母线复合电压保护,由于相位变化而误动或拒动。
4.电气照明系统的节能
选择合理的照度标准,对照度的合理选择是进行电气规划和设计的关键。实验数据已经表明,过低的照明标准对人的视力损害非常严重,尤其对青少年的成长极为不利,容易给青少年造成近视和假性近视。但是过高标准的照明也不是科学的,人眼长期在高亮度的灯光下,视网膜也会受到损伤,进而导致眼部疾病。此外,过高标准照明,也极大的浪费了电力能源。
5.结束语;
综上所述,我国能源浪费现象十分严重,节约能源,实现国家能源的可持续发展是每一个公民应尽的义务。高层建筑通过电气的科学合理合计,能够很大程度上既满足人们的能源利用,同时又能够实现节约的目标。上述论述办法还需要广大设计人员和用户共同努力,致力于国家的能源建设工作。
【摘要】住宅的电气设计是住宅设计的一个重要组成部分。本文就关于生活小区住宅电气设计实践中的一些问题,如设计的范围、提高住宅供电系统的安全可靠性、电费的电脑管理等进行了探讨。
【关键字】住宅;电气设计;供电系统;安全可靠性
随着人民生活水平的不断提高,人们不仅需要现代化家庭电气设备,也需要生活小区的电气服务设施。这就要求我们在设计时必需考虑生活小区整体电气设计与住宅每户电气设计相结合的原则来进行设计。现代生活小区是集住宅、办公、商服等建筑组成的群体。由于他与人们生活有着密切的关系,因此对生活小区的建筑电气设计的成败,将直接影响人们的生活。
一、住宅电气设计存在的问题
住宅的电气设计是住宅设计的一个重要组成部分,他对于住宅建筑的美观、实现住宅建筑的使用功能、保障居住者的生命财产安全、降低住宅造价,均具有一定的影响。目前,住宅电气设计的理论体系和实践经验虽然日趋成熟,但在住宅电气设计实践中,仍有一些问题值得进一步探讨。
1、电气负荷的估算
电气负荷在建筑电气设计中是一个重要参数,他受许多客观因素的制约。随着城乡人们物质文化生活水平的提高,家用电器在人们生活中的迅速普及,若要准确地计算小区的电气负荷是很困难的。一般在进行小区的规划或初步设计中,可以采用负荷密度法来对小区的电气负荷进行估算。由于建筑物的功能不同,其负荷密度也随之不同而不同。
2、供电电源及变配电所的设置
合理选用的电压等级对生活小区供电,将直接影响小区今后的管理及经济运行,然而,采用什么样的电压等级对生活小区供电,要取决于小区的规模及小区的电气负荷。
(1)当小区电气负荷小于200KVA时,供电范围在200米以内,可以采用低压为380/220V供电。
(2)当小区电气负荷大于300KVA时,应采用高压供电,以实现高压深入负荷中心,从而达到减小线路损耗,降低电压损失的目的。
(3)当小区电气负荷小于8MVA时,可以采用10KV电压等级供电,在小区适当处设置10KV/0.4KV/0.23KV变电所。设置的位置应考虑以下两个因素:一是变电所系统容量控制在3.2MVA以下;二是变电所的控制供电半径一般控制在250米以内。
小区规划用电负荷应考虑今后的发展,对变电所应留有余量,以备将来发展的需要,避免今后东添西改,争取小区规划一次到位为佳。在小区的建筑群体中,有高层建筑,有多层建筑,对高层建筑中的一些电气设备和消防设备,属于一级负荷,应有两路电源供电,以确保供电的可靠性。
二、住宅电气设计
一般家庭都具备了电视机、电冰箱、空调、电炊具、洗衣机等大量的家用电器。设计中必须认真地考虑用电负荷,确定用电设备位置,合理地选择电气插座、开关的型号及配电线路截面、保护开关的电流整定值等。
1、住宅内部线路敷设及保护
住宅内部的照明支路和插座支路是分开设计的,应该分开保护和分线敷设。插座回路应选用带漏电保护功能的高分断力的小型空气开关,照明回路应选用不带漏电保护功能的高分断力的小型空气开关。
住宅内部线路敷设应以暗敷设为好。现市场上推出的新型阻燃PVC管,其可绕性趋近于PVC波纹管,钢度相当高,价格是钢管的1/3,应多采用其对住宅内部的线路进行敷设。
2、照明灯具的选择及开关的设置
(1)灯具选择:住宅照明灯具的选择以普通节能型为主,节能又分为高光效光管节能和高效率灯具节能,尽量选用电子镇流器。客厅、卧室设一般白炽灯头,并在灯具旁边板下予埋螺栓,供用户安装花灯时使用,也可统一安装32W环型节能日光灯。厨房、卫生间采用白瓷防水座灯头,楼梯间采用声控灯。灯具安装时相线接在开关上,零线接在灯口上。厨房和厕所灯塑台下全部加胶垫密封。
(2)开关设置:墙装跷板式暗开关,全部采用86K系列,手柄中心距地面1.3米,应尽量设在便于操作处。
3、插座类型的选择及位置的确定
电气插座在住宅中起着十分重要的作用,必须正确地选择插座种类及安装的位置。客厅、卧室均选用带安全门二、三极扁圆两用插座安全型距地面0.5米暗装;厨房、卫生间采用二、三极插座防溅式暗装,安装高度:厨房排烟罩、卫生间排风扇插座距地面1.8米~2.0米,其余插座距地面1.5米。
(1)客厅内一般设三~四处插座为好。一处设在安放电视机近处的墙面上;一处可设在沙发放置处,供落地灯等电器使用;另一处设于交通口附近,供吸尘器等移动电器使用。
(2)卧室内一般设二~三处插座为好。一处设在窗户旁,距外墙0.5米,供写字台灯、电脑或床头灯使用;一处设于交通口附近,供吸尘器等移动电器使用;另一处根据不同的建筑布局设于内墙阴角处。
(3)厨房一般设三~四处插座为好。一处设在烟道附近,供抽油烟机专用;一处设在操作台墙面上,供电饭煲、电水壶等使用;另一处根据不同的建筑布局设于内墙阴角处,供电冰箱等使用。
(4)卫生间一般设三~四处插座为好。一处设在通气孔附近,尽量远离喷头或浴盆,供排气扇专用;一处设在洗脸盆旁,供镜前灯、电动刮胡刀、电吹风等使用;另一处据不同的建筑布局设于内墙阴角处,供洗衣机、电热水器等使用(此处为三极专用插座:洗衣机插座距地面1.5米,电热水器插座距地面1.8米~2.0米)。
4、电视、电话线网络的设置
根据建设部和电信部门的有关规定,新建住宅楼内必须予留电话插座,用户可根据需要向电信部门申请安装电话。电话插座一般予留在客厅接近沙发处,距地面0.3~0.5米,也可在客厅和主卧各设一处插座,线路在客厅插座处并联,供用户选择安装部位。电话分线箱应以每单元设一台为宜。总进线箱应根据城市通信网及建筑物的实际情况设于屋面上、地下室或一层楼梯间。一般老市区,特别是中小城市多在空中架设通信干线,总进线箱设于屋面既方便架设又便于维修。新市区通信干线根据规划要求都是埋于地下室楼梯间或一层楼梯间墙面上。进线箱最好不要悬挂于外墙上,接线及维修都不方便。
三、关于设计的几点要求:
1、根据市政电源、信号源条件、小区规划设计要求及开发顺序等基础条件提前确定内各类位置及面积。
2、根据机房及单体位置,规划外线走向,尽量减少敷设室外线路及管井数量,不但减少了故障点和检修距离,而且节约了有色金属,避免破坏更多的地面环境。
3、单体配电系统尽量简单,电气机房接近负荷中心及进线位置,多单元楼体综合考虑
配电柜出线回路,以减少配电柜数量。所有主要电气强弱电干线提前规划路由,并详细计算电缆数量、截面,以确定电缆采用穿管保护还是线槽保护,并确定合适的保护管、线槽规格及位置走向。竖井内设备布置及线槽、管线敷设方式选择合理,避免浪费建筑面积,结构板内电气管线合理布置,以不影响结构楼板厚度。
4、提前了解相关专业的总体设计方案:建筑做法和结构形式对电气设备的安装标高、接地形式会有一定影响;水专业消防泵房和、中水泵房和生活泵房位置及电机容量、消防系统形式及主干管位置会影响电气供配电、消防和线路设计;暖通专业空调形式和采暖形式会影响电气供配电和线路设计;部分较大电机的容量(如:换热站、冷水机组、锅炉房)甚至会影响到变配电室数量、容量和供电方案的设计;建筑外立面及屋面设计影响防雷接地设计,尤其上人屋面及坡屋面金属扶手及金属屋面的设计需严格按防雷规范进线区别设计。
5、一般弱电系统的一次设计,均为按常规考虑系统的配置并预留机房、主干线槽、保
护管、终端数量及位置。实际安装时,会有一些差异,如后期业主选择不同产品时对机、系统、电源、接地的要求往往不一致,为避免浪费和重复工作,就要求设计师要提前提醒业主尽早确定安装单位,确定产品,以尽可能在设计施工图中最合理表达图纸,节约成本。
做好住宅电气的设计在使用的同时还要加强对电气设计的规范化的学习,这样才能做到尽善美。于住宅小区的电气设计看似简单,但是未必有多少人对设计的每一细节都有过充分的考虑,真正意识到安全舒适,节能环保,成本控制,可持续性的重要性和迫切性。
摘 要:谈到城市的发展与建设,自然会很恰当地联想到城市建筑,城市建设中重要的组成部分有现代住宅、办公建筑、酒店、商业综合体、工业建筑等。随着人们生活品质的提高,对现代住宅发展的合理化、现代化提出了更高的要求,那么这些产品的设计担任了重要角色。在现代住宅设计中,电气设计又好比是人体中的一个消化系统。文章阐述了现代住宅电气设计前期控制的一些要点,这为整个住宅电气设备用房、电井等是否合理分布,节约面积提供参考。
关键词:现代住宅;电气设计;控制要点
住宅电气设计前期控制要点主要体现于下述几个位置:电气管井设置、变配电房与开闭所的设置、三网机房设置、有线电视机房设置、消控中心及监控中心设置、配电箱及弱电箱的设置。现在我们分开阐述下几个点的控制要点。
1 电气管井设计原则
注:本原则中规定的尺寸为标准层管井最小尺寸,该尺寸是在满足最小安装、检修要求的前提下确定,单项工程应根据此原则结合具体情况进行设计。
1.1 弱电井或强弱电井内设电话、电视、网络、智能化、消防等弱电系统的设备、设备进出线、设备供电电源及竖向主干线槽。
1.2 强电井或强弱电井内设电表箱、集中抄表器、梯间照明箱、楼层总箱、配电箱进出线及主干线槽或桥架、母线槽等。
1.3 电气管井按最小尺寸原则布置。
1.3.1 电井多层的最小净深为250mm,高层最小净深350mm(由分接箱决定)。
1.3.2 普通电缆与消防电缆共用线槽或桥架,中间用隔板隔开;电缆桥架及密集母线在支架上安装,金属线槽靠墙安装,电线金属管安装时考虑接线盒空间。
1.3.3 电井内安装的配电箱,按电箱可开门预留箱前最小的尺寸,以保证箱体可开门操作 检修。布置时应考虑电箱左右上下错位,尽量节省空间。
1.3.4 电井设置时,需考虑电表箱能开启90°,以达到供电局验收要求。
1.4 电井共用时,应考虑强电分接箱、电表箱、应急照明配电箱、有线电视放大箱或楼道箱、综合布线光纤分配箱等错层安装。
1.5 强电井中,一户一表供电桥架需与公共桥架分开设置,桥架深度按150mm考虑,宽度按所穿电缆的根数大小计算,预留40%的散热空间。分接箱在表箱大于1200mm的情况下,与电表错层设置。若电表箱小于1200mm,则分接箱按250A一出线,最多带四出考虑,分接箱尺寸为700mm。电井设置时,需考虑电表箱能开启90°且电表箱底需距地至少0.8米安装,以达到供电局验收要求。九层及九层以下住宅电表集中设置于架空层、一层或是地下室的配电间内,配电间的大小根据表位及弱电设备及强电动力箱等数量、大小设置。每个表箱中,集中采集器也应算一表位。
1.6 弱电井中,有线电视与电信桥架均应独立设置,主要设备应错层考虑。
1.6.1 有线电视系统要求如下:桥架、竖井线槽15层以内的不小于100×100mm,15层以上30层以下的不小于150×100mm,30层以上的不小于200×100mm;楼道箱:每50户设置一个楼道箱,在50户的中间楼层增设楼道箱;箱内安装尺寸不小于600×800×250mm(宽X高X深),箱内提供220V电源及接地线,箱体需配散热孔、槽;箱体为上下开孔,下开孔2×Φ50,与进楼管连接,上开孔与上升管对应连接;放大箱(A箱):若一梯两户户型五至六层设置一个放大箱,若一梯多户,则20至30户设置一个放大箱,放大箱内安装尺寸不小于650×500×200mm(宽×高×深),箱内提供220V电源及接地线。分配箱(B箱):每层设置,300×350×120mm(宽X高X深)。
1.6.2 综合布线系统要求如下:每30户一光纤分配箱,箱体尺寸400×400×200mm(宽×高×深),每层设置过线箱。桥架为100×100。
1.6.3 安防系统:桥架按100×100设置。设备与有线电视系统、综合布线系统错层设置。
1.6.4 消防报警系统:消防报警系统桥架按150×100设置。设备安装于上述系统设备的上方或下方,不独立占用空间。
1.6.5 上述各系统桥架间应留50mm的安装空间,不应零空隙。
2 小区变配电房及开闭所的设置标准
变配电房应结合当地供电部门的要求设置,可以设置室外箱变的区域可按室外箱变考虑,开闭所及高压室可设置地下室的区域,可设于地下室。但是,开闭所、高压室或变配电房,不能与住宅贴零。下列表格与当地供电部门的要求发生冲突时,以当地供电部门的要求为准。
结语
以上根据相关规范及当地有关部门的一些规定总结出来的,希望能给业界的同仁做为一个参照。
摘要:随着社会经济发展水平的提高,城市化进程的加快,中小城市住宅建设正向高层化建筑发展, 如何在民用高层住宅楼中解决好电气设计的一些关键问题,是确定高层住宅楼的建设质量和满足住宅户对生活必备建筑设施需求的要求。
关键词:民用高层住宅;电气设计
随着我国城市建设标准的提高和土地利用价值的增高, 中、大城市的建筑业除高层商贸型大楼外, 高层住宅楼建设呈现出发展趋势.如何在高层解决好电气设计与施工中的一些关键问题,确保高层住宅楼中宅楼的建设质量和满足住宅户对生活必备建筑设施的需求,在高层住宅楼建筑中具有十分重要的意义.
一、民用高层住宅电气设计原则
住宅电气设计要突出“以人为本”的设计原则,既要做到安全、节能、经济、方便、美观、适用、便于安装与维修,还要具有适应时代的发展可拓展性。在经济条件许可的情况下,要提高设计的起点,具有一定的超前性,并积极采用经过国家认定推荐的新材料、新产品和新的技术成果,提高住宅使用的科技含量,满足人们对住宅功能增长的需求。
二、民用高层住宅电气相关设计
由于大家现代生活水平提高,对高层住宅楼的供电设计就具有特殊的要求。省电网对高层住宅楼电气设计标准要求也高,故电气设计要按规范要求和用户需求进行,确保设计方案的高度可靠性、安全性、经济性、科学性、技术性。
(一)高压供电设计
由于住宅用户对现代生活水平要求提高, 高层住宅楼的高压供电设计就具有特殊的要求另外, 国家对高层住宅楼电气系统设计标准要求也较高,因此,选择高压供电设计方案尤为重要.高层住宅楼电气系统高压供电设计的目的是:1. 务必确保设计方案的高度可靠性、安全性、经济性、科学性、技术性;2.满足住宅用户用电足够的负荷;3.解决住宅用户用电在不同负荷时间段供电容量系数分配问题;4.为了保证高层住宅楼整个环境的美观性,高压电源的引入必须是以电缆地埋方式供电源必须采用双电源设计,其电源应是一用一备,单母线分段运行,从而提高运行的可靠性。
(二)变配电室设计
高层住宅楼在30层以下,为独立性点式楼(厦) , 并且有地下车库、消防、加压供水系统等这时,变配电室的位置应选择在地下层.如果是30层以上或是群体高层楼宇建筑,则变配电室的位置应选择在负荷中心区,以树状的方式进行配电室分布设计.如果变配电室的位置在混合利用的地下室时,设计上应考虑:防水淹、防潮、通风,提高供电质量和减低损耗;变配电室面积过大、过小的问题;变压器的( 即单台大容量,多台小容量)选择与运行方式(即单台大容量运行, 还是并联多台小容量运行).为了经济运行,建议变压器设计为分时段并联运行方式,采用分时段多台并联运行和计算机自动化管理(即根据负荷大小的情况, 自动通出与并上所需变压器台数), 实现不同时段上供电的经济负荷投运方式,也可以实现经济与控制运行上的科学化,同时满足住宅户在各个时段的用电负荷需求.
(三)低压供电设计
低压配电系统设计时应根据变压器台数、主结线运行方式、确定运行方式与所带供电负荷的问题。当其中某一台变压器出现故障时,应考虑怎样切除负荷与分配负荷供电,如何分配一般负荷与重要负荷。同时,应该考虑如何分配季节性负荷和常规负荷,即常规照明负荷、动力负荷、不同季节空调负荷的问题。本楼消防负荷为一级负荷;生活水泵,普通客梯,公共走道照明为二级负荷。
(四)高层住宅室内线路设计
目前国内大多数住宅是以毛胚房作为交房标准的,但是照明、插座、电话、电视线路依旧按施工图敷设到位,而业主入住后又几乎全部进行二次装修,除保留少部分照明线路外,其余全部重新敷设,势必造成巨大的浪费。有鉴于此,某直辖市建设主管理部门对设计院有如下要求:即户内照明电气线路只作到户内开关箱为止,在户内开关箱内予留相应的照明、空调及插座回路。而对弱电系统则在户内设多媒体箱和相应接口,除紧急求助按钮及防盗、可燃气体探测器线路敷设到位外,其余线路均暂不敷设。这样住户可根据自身喜好及装修风格自行决定电器设备的位置。上述办法在一定程度上减少了工程浪费,但应得到当地质检和工程验收部门的认可,同时也对二次装修中电气线路敷设对土建的影响提出了更高的要求。
(五) 用电负荷计算问题
普通住宅建筑电气设备的运行远非如工矿电气设备运行具有规律性及稳定性.高层住宅楼建筑电气设备的运行极为复杂, 并且极不稳定,与住宅用户的常规用电、家电购置及运行使用、住户的经济条件、生活习惯、经费意识、地理位置等一系列因素有关.有关人员应准确地核算建筑电气设计中部分电气负荷的装接容量,但有相当一部分只能估算,如住宅中的二次装修负荷部分. 其中需用系数的选择上,只有依据规范的推荐数据及设计者的经验酌情确定.相关统计资料表明,一个中等城市的每户家庭的近期用电量按5kW考虑,远期用电量按10kW考虑是合适的。
(六)弱电系统设计
前面已提到弱电部分的设计问题,弱电系统设计突出现代、智能、整体网络的特点.为了使设计更加合理,就必须做好设计前的准备工作,它包括用户需求分析、提出规划(初步) 设计方案和可行性研究3步从总体设计开始,设计人员将根据用户需求书和规划设计方案,考虑实际的技术条件、经济条件及社会条件,确定系统的实施方案.如果说在上一阶段,设计人员的主要任务是调查研究、了解情况的话,那么,从这个阶段开始的主要任务是在各种技术手段和实施方法中权衡利弊,精心设计,尽可能提高系统的可靠性、实用性和可扩充性。
(七)电气竖井设计
高层住宅楼的电气竖井的设计是至关重要的.在电气竖井中,预制分支电缆技术理论上解决了插接式密集线槽防护差、抗震性差、性价比不高等所有的问题,还增加了气密、防水、防尘、抗震性能. 电气竖井设计时应考虑: 电气竖井的设计规范,满足技术、经济要求,应尽量靠近负荷中心; 电气竖井的位置面积大小应根据住宅楼的实际情况确定;根据强、弱电各类导线规模、导线数多少、多少楼层段需要设计一个配电大、小间;详细标出预留孔洞的位置及尺寸,并考虑实际安装情况,例如电缆的转弯半径等;不要因设计者原因带来施工和维护不便。
(八)高层建筑防雷设计
1.根据GB50057-94《建筑物防雷设计规范》高层住宅需防侧击雷时,需要将防雷装置与外墙金属门窗相连,要具体门窗在部位相连的说明和连接接点详图。与铝门窗、栏杆相连时,特别要注意钢铝接头处电化学腐蚀的处理,从而避免接头处电气连接断开,造成人生安全隐患。以上问题应要求设计院出详细方案。
2.住宅电气设计大都利用柱内钢筋作为防雷引下线,利用基础钢筋作接地极,住宅防雷引下线测试点一般设计在建筑物室外地坪±1.0m处,而高层住宅每根防雷引下线上下电气焊接点有很多,按规范要求的设计要求施工,在施工和维修过程中无法测试每根防雷引下线上下是否连通。如果在与屋顶避雷网连接处设计测试断接卡,这样既能测试每根引下线的接地电阻,又能测出引下线上下电气是否了连通。
3.等电位设计规范要求在管线进户处将各金属进户管、电缆金属外皮与等电位箱内等电位体相连,设计要有具体平面图。
结语
高层建筑电气设计直接关系到工程现场施工设计人员应有一定的超前意识,实现高水平的电气配置给家居生活减少隐患,更多考虑节能、环保、实用、易操作等要求,为住户提供更实用、更贴切、更安全的居住条件。
摘要:根据住宅电气设计的要求,其配电线路的过流保护属于强制性的要求,因此住宅线路必须做好过流保护的工作。文章以住宅电气设计中配电线路过流保护的规范要求为切入点,阐述了过流保护的选择要求,最后提出了过流保护的预警装置。
关键词:住宅电气设计;配电线路;过流保护;规范要求;选择要求;预警装置
为了保护用电的安全,避免出现用电事故,导致不必要的人员伤亡和经济损失,国家对住宅电气有着相关的规范要求。住宅电气的线路属于低压配电线路,需要对其进行过流保护。
1 住宅电气设计中配电线路过流保护的规范要求
根据《民用建筑电气设计规范》中相关规定:“低压配电线路应根据不同故障类别和具体工程要求装设短路保护、过负载保护和接地故障保护,作用于切供电电源或发出报警信号。”从这条规定中可以看出,针对住宅配电线路保护是有硬性要求的,因此有必要对住宅配电线路过流进行监控。配电线路设计的时候会使用许多不同的断路器对住房的配电线路进行过流保护。现阶段,电气设计中一般都用熔断器、塑壳断路器和微型断路器。其中微型断路器主要用在住房及其相似场所的过流保护,其额定电流要少于125A;工业类场所大多采用塑壳断路器,额定电流最大可以到1250A。
按照相关断路器操作要求,如果经过配电线路的电流高于了要求的倍数,那么断路器就会在既定的时间内进行动作,最终把负荷电路切断。然而,在配电线路有一些较为重要的回路是禁止切断的。而根据《民用建筑电气设计规范》中相关规定对一级和二级负荷情况的定义,如果将重要的回路切断会导致供电中断,进而对生产生活及经济产生影响,还有重要单位的正常运行,以及公共场所的正常秩序被影响,严重的情况下会出现人员伤亡的情况。因此在《规范》中就明确提出:“突然断电比过负载造成的损失更大的线路,其过负载保护应作用于信号而不应作用于切断电路。”针对上述要求,显然传统的开关在过流保护的能力和效果上还有所欠缺。故而,在住宅电气的设计中就需要设计一种装置可以根据各种类型的脱口情况,当配电线路过流的时候能发出报警信号,提醒用户采取相应的措施及时做好故障处理。
2 住宅电气设计中配电线路过流保护的选择要求
在配电线路中会因为过负荷电流导致导体升温,进而破坏导体的端子、绝缘和接头,出现电路断电或者跳闸的情况,这就是线路的过流。为了保证用电设备的正常使用,就必须在配电线路中设置过流保护,利用断路器在过流之前就将其切断。因此,断路器就是住宅电气线路的主要保护设备。断路器的过流保护是利用热继电器或者电子式脱扣器而进行的,住宅内一般多使用小型断路器。在《规范》明确提出了特定情况可以不进行切断线路,住宅用电中这种情况就是正常较短时间内出现尖峰负荷电流,此时断路器就可以不用切断线路,应合理选择断路器相关特性曲线。在小型断路器中,脱口特性曲线主要有A、B、C、D四种。在快速脱扣的应用场所下主要使用A特性曲线,这种曲线的出现故障的电流值比较低,一般是额定电流2~3倍的动作;在较快速脱口以及短路电流没有多大的应用场所下主要用B特性曲线,一般是额定电流3~4倍的动作,照明电器回路中多使用C特性曲线,这种曲线短时峰值电流可以负载较高但断路器不动作,可以到额定电流的5~6倍;峰值电流很高的电器设备使用D特性曲线,这种曲线的峰值电流不会超过额定电流值的10倍。总体而言,断路器过流的选择要求,需要结合上下级电流值与动作时限。故而,住宅电气设计中一定要选择合理的配电系统断路器,这样才能提高配电器线路的过流保护能力。
3 住宅电气设计中配电线路过流保护的预警装置
3.1 ACM概述
ACM配电线路过流监控装置,简称ACM,这种装置拥有的功能除了和一般数显仪表的测量之外,还可以根据不同线路的特点提供和线路动作特性相关的两段式报警以及开关量状态输入和通讯功能,不仅可以对外部开关的状态进行判断,还可以实现遥控和遥测。
ACM大多数情况下应用于配电线路的回路中,对末端保护不起作用,末端保护主要是通过微断实现,两者的功能应用性并不冲突。ACM的主要作用是过流报警,短路保护则通过单次塑壳断路器以及熔断器起作用,对ACM的作用并不影响。
3.2 电路设计原理
ACM中包括的主要硬件有CPU芯片、电源、开关量输入、信号采集电路、继电器输出接口、人机交互单元和RS485通信接口。
3.2.1 CPU芯片。ACM中所采用的CPU芯片是以ST公司的STM32F103R8T6,这种芯片是以ARM Cortex-M3为基础,处理器为32位,时钟频率最高能到72MHz,配备了3路USART通信接口、4个16位定时器、12位AD、20K的RAM、64K的Flash等系统硬件,性价比较高。
3.2.2 电源。ACM的电源属于通用的开关电源模板。这种电源模板的输入电压是AC90~270V,输入频率是40~50Hz,不仅可以实现各种线路的隔离电压输出,具有较多的功能,还可以满足各种供电电压的要求。其电源特点是:输出电压较稳、故障发生率低、输出波纹低于1%、具备过压和过流保护。
3.2.3 信号采集电路。ACM中信号采集电路如同信息收集器,属于该装置的信息传输设备,其作用原理是通过互感器隔离传输,把交流信号抬高之后,利用放大电路把信号放大,最终把采集信号传入到CPU实行A/D转化。
3.2.4 人机交互单元。人机交互单元是ACM装置的信息显示器,这个硬件利用了LCD液晶显示以及按键输入,通过这两个装置不仅可以直接将测量参数进行显示,还可以对参数进行设置,有利于用户根据实际情况将显示的测量参数设置。
3.2.5 RS485通信接口。这种模板的通信接口通过使用RS-485、Modbus、RTU通信规约,可以进行遥测、遥信、和遥控等功能。如图2所示。
3.2.6 继电器输出接口。ACM装置中一系列的动作或者命令都是通过继电器输出接口来执行,比如配电器发生过流的故障,继电器就会发出动作,产生报警信号。
3.3 软件流程
ACM是通过内部程序相互协调进行监控,其中包含众多的子程序,如A/D子程序、显示子程序、计算子程序、通讯子程序和按键处理子程序等,因为程序涉及的内容比较多,本文以主程序为例介绍ACM装置工作流程。
3.4 产品特点
ACM监控装置使用的计算方法是真有效值,通过对各种参数的计算来确定过流保护值,比如三相电流、三相电压、功率因素、漏电流、频率、2~15次谐波和四象限有功及无功等;结合各种类型断路器所具备的动作特性;既包括了低压电测仪表拥有的测量功能,还具备线路监控,对一些重要负荷的回路可以实行有效地
监控。
4 结语
根据住宅电气设计的要求,其配电线路的过流保护属于强制性的要求,因此住宅线路必须做好过流保护的工作。在居民用电中峰值电流会出现不同情况,因此在配电线路的过流保护需要做出合理选择,同时设计ACM装置,在断路器出现故障时,可以做到有效的预警。
作者简介:梁勇华(1979-),男,广东佛山人,佛山市南海华林电力电器安装有限公司电气工程师,研究方向:电力供配。