摘要：经济的高速发展,随之而来就是人们对生活水平的提高,对于合适的生活空间也提出了更高的要求,笔者据多年从事设计工作在文中就如何做好住宅建筑电气设计,提出了建议。
关键词：住宅建筑；电气设计
0前言
住宅小区建设已从过去的安居型向小康型发展，除了对建筑结构、平面布置、公共设施、环境等提出更高的要求外，人们对住宅的电气功能和安全也提出了更高的要求。因此对建筑电气专业设计人员来说，不但供电容量增加，而且增加了许多新内容。
1用户负荷确定
用电负荷的确定应具有一定的超前性，同时还应考虑家用电器技术水平的发展趋势。在原国家建设部会同有关部门和单位，制定了GB50096-1999《住宅设计规范》，把住宅套型分为1~4类，各套型的用电负荷见表1，但必须注意，该用电负荷标准为最低标准要求，应用时，可根据当地的实际情况制定相应的住宅建设标准。
表1套型分类和用电负荷标准及电能表规格
住宅干线用电负荷宜采用需用系数K二计算，按接在同一相电源上的户数选取，参照文献[2]的推荐值，需用系数K二的选取可参照表2。
表2住宅用电负荷器用系数Kx
家用电器的发展并不会使用电量无止境地增长，用电量增长到一定程度后会保持在一个比较稳定的水平，或可能出现下降趋势。主要原因一是受住宅面积和生活条件的限制;二是受能源限制，电器厂商都在致力于开发新型节能产品;三是随着科技进步，有些电器设备的容量也呈下降趋势，如低功耗的等离子、液晶电视机等。所以，住户用电负荷的确定需要综合考虑，既要考虑家用电器的技术发展趋势，又要考虑住户的实际使用情况。
2导线选择
过去我国电气设计片面强调节约用铜量、降低造价，造成线路设计容量偏低，制约居民用电的增加。
我国现在所用的导线载流量均由各导线制造厂商提供，与IEC60364-5-523-1999所颁布的载流量相比高约20%，在设计中又往往忽视各回路并列暗敷时互相发热的影响。随着非线性负荷的家用电器逐渐普及，导线谐波电流日益增大，为减轻谐波电流影响，有效措施之一是采用较大截面线路以减少回路阻抗。
笔者认为，《住宅设计规范》中明确强调导线应采用铜芯绝缘线，每套住宅进线截面单相不应小于10mm2，三相不应小于6mm2，各分支回路截面不应小于2.5mm2，已经考虑了电气设计的安全性、功能性、舒适性和发展性。但应注意到，这些标准依然是较低要求。
3主干线敷设
目前，大多数小区都采用箱变放射式接线方式供电。电缆从箱变埋地(电缆深埋应不小于0.8m)至住宅配电箱，在进出口处穿钢管保护，从住宅配电箱按设计要求引人电源至用户配电箱。
对于每户计量用电能表计箱的安装位置，通常有2种做法。第1种为集中设箱，在1层设一总表计箱，所有住户的电能表均安装于该总箱中，再以放射式引人各住户配电箱中。这种方式的优点是方便供电部门的抄、查表，能防止窃电;不足之处是表箱至用户配电箱线路较长，造成线路损耗大、维修不方便、施工麻烦。第2种为分层设箱，将每层用户的计量用电能表计箱设在楼梯间的公共部位，再用较短的进户线从各用户的电能表负荷侧引人到各用户配电箱中。这种方式优缺点正好与第1种相反。设计人员在设计时应综合考虑2种做法的优缺点，并根据当地的实际情况选择合适的安装方式。
4用户配电箱配置
按《住宅设计规范》要求，用户配电箱应设置电源总断路器。该断路器应具有过载、短路等保护功能，并能同时断开相线和中性线(对单相进户而言)。回路断路器也应具有过载、短路等保护功能，并能同时断开相线和中性线。照明、厨房插座、卫生间插座、空调插座都应为单独一个回路(每个空调回路插座数量不宜超过2个，柜式空调回路插座独立1个)。用户配电箱系统设计主要采用如图1所示的3种方案。方案1:漏电保护器(RCD)装在电源进线处，进行全面保护，经济实用，但缺点是当某处发生漏电时，全户断电。方案2:除照明回路不装漏电保护外，其他各回路都单独安装RCD,漏电保护动作时影响面较小，但该系统造价较高。方案3:除照明回路不装漏电保护外，其他各回路合用1只RCD。这里有2点值得商讨。
图1用户配电箱系统设计
(1)在所有规范中没有明确规定空调回路是否要装RCD。有人认为空调室外机处于露天，下雨时因潮湿引起泄漏电流较大，易造成RCD动作，且人遭电击机会很小，故不必安装RCD。但笔者认为，在以人为本的今天，安装RCD利大于弊(特别是底层的用户)。
(2)各插座回路共用1个RCD还是各回路单独安装。这主要涉及工程造价与供电的可靠性、检修方便2个方面。每一回路加装RCD，供电可靠性高，但造价较高，配电箱体积也较大。所有插座回路共用1个RCD，工程造价低了，配电箱体积也小了，但若有漏电动作时，检修查找较困难;另外，电器均有正常的泄漏电流，若各回路的正常泄漏电流之和大于RCD的50%I△n，则该供电回路无法正常工作。
综上所述，笔者认为配电系统可采用如图2所示最优方案，其既能降低工程造价，又能克服以上弊端，但在应用中还应视实际需求进一步优化。
图2配电系统最优方案
5室内插座配置
电源插座的设置数量、位置，在《住宅设计规范》中均有明文规定，并且为了提高供电安全性，保障人身安全，要求住宅电源插座选用防护型。笔者认为，《住宅设计规范》规定的插座数量还是偏少了。因为插座少了，居民就不得不拉电源插座板。
对于插座位置的设计与安装，有以下3点必须注意:
(1)客厅、卧室和餐厅一般设两、三极组合插座(10A)，安装高度为距地0.3m;卫生间内设防水防溅带开关组合插座(10A)，安装高度为距地1.8m，洗衣机为单相三极防溅带开关插座(10A)，安装高度为距地1.6m;厨房间按功能区划分，插座不能少于2组，为防水防溅带开关组合插座(10A)，安装高度为距地1.6m。
(2)卧室一般为1.0~1.5匹((1匹=746W)壁挂式空调，因此要配单相三极带开关空调插座(16A)，安装高度为距地2.2m;客厅面积较大，一般为2~3匹机，住户可能用柜式机或壁挂式机，因此在设计时宜在0.3m与2.2m处各配一个单相三极带开关空调插座(16A)，计算时作为一个负荷。
(3)当长时间家里没人照看时，从安全用电的角度，宜把住宅内的电源切断。但冰箱(柜)是一种特殊家用电器，不能停电，因此，冰箱(柜)的插座宜单独成1个回路。
6配电系统接地制式
按照《住宅设计规范》中的规定，住宅小区供电系统应采用TN-S或TN-C-S和TT系统接地方式供电。
TN-C-S系统(如图3所示)在住宅小区内可以使用，但不推荐使用。因为在电源进住宅楼前将PEN线作重复接地后，分为PE线与N线，而PEN线中的工作电流(三相不平衡电流或故障电流)常会使PEN线带电位，不利于安全，也会对一些敏感的家用电器(如电子设备)产生干扰。
图3TN-C-S系统
TN-S系统(如图4所示)的PE线与N线从电源侧就始终分开，接地故障电流以PE线为返回电源的通路，短路电流较大，可用熔断器、断路器来切断电源，防止电击事故。但PE线在安全系统范围内连通，一旦某住宅楼出现故障电压，该故障电压就可能沿PE线传至另外几处住宅楼，如果另外几处住宅楼内未做总等电位联结，则有可能发生电击事故。
图4TN一系统
TT系统(如图5所示)要求每栋住宅楼都要有独立的专用接地线和PE线，各栋楼的PE线在电气上无任何联结，故障电压决不会自一栋楼传至另一栋楼。但TT系统以大地为故障电流返回电源的通路，故障电流很小，必须采用对地故障电流反应灵敏的RCD来防止人身电击。若在负荷端和线路首端均安装RCD，且负荷端安装中性线(N)断开保护时，则可成为功能完善的保护系统。
图5TT系统
可见，TN-S,TN-C-S及TT接地系统各有特点，决不能断定哪个系统优于其他系统。在工程设计中，应当按照当地供电部门的要求及住宅小区的实际供电系统来选择合适的接地形式。
住宅小区建筑物无论采用何种接地形式，在住宅楼内都必须做等电位联结，并与漏电保护装置正确配合使用，这样才能有效防止触电和电击事故的发生，并提高安全用电水平。
7住宅楼内的等电位联结
住宅楼的人身安全保护，通常采用等电位联结和RCD配合使用。实际上，RCD仅是防止电击事故的补充，只有与等电位联结相结合使用，才能达到最佳效果。
总等电位联结可以大幅度地降低接地故障情况下人体所遭受的接触电压，减少电击伤亡。由于淋浴使人体电阻降低，沿金属管道引人浴室的几十伏电压，足以使人发生心室纤维性颤动而死亡，故浴室内还需做局部等电位联结。国际电工委员会(IEC)把浴室列为电击危险性大的特殊场所。
有一点要注意:等电位联结不一定要接地，而通常的安全接地也是等电位联结，这是以大地作为参考电位的大范围内的等电位联结。根据理论分析，等电位联结作用范围越小，电气上越安全。在住宅楼范围内作等电位联结，其效果远胜于单纯的接地。
8防雷
多层住宅一般不超过7层，故均可按3类防雷建筑物要求进行设计。屋顶沿女儿墙设置避雷带，故凡高于女儿墙的地方均应装设避雷带，屋顶上的通气管等其他管道及金属导电体、装设物应与避雷带可靠连接。避雷带引下线与结构柱内主筋绑扎或焊接。建筑物采用桩基的可利用桩基作接地体，利用天然地基设置人工接地体。值得注意的是，住宅建筑物是做等电位联结的，所以，防雷接地与安全接地可共用接地装置。
9结束语
住宅建筑的电气设计是一项繁杂而庞大的系统工程，本文只是简述了一些基本内容和规范要求，对于其他内容(如住宅建筑电气节能设计、智能化设计、卫生间局部等电位联结等)均未涉及。要将住宅建筑的电气设计做到尽可能完美，需要不断探索。
参考文献：
[1]GB50096-99住完设计规范[S]
[2]建设部工程质量安全监督与行业发展司.全国民用建筑工程设计技术措施/电气[M].北京:中国计划出版社，2003
