发布于：2009-05-22 18:18:22
来自：水利工程/机电设备
[复制转发]
对民用住宅电气消防安全设计的探讨
［ 作者：吐鲁番消防支队：曲宝亮
摘要：本文通过分析当前民用住宅电气线路消防安全设计中一些存在的问题，提出相应的看法与意见，以减少民用电气线路火灾危险性。
1引言
随着社会经济的飞速发展，人民生活水平也日益得到提高，居民住宅向多层、高层发展，超高层住宅在我国也比比皆是。人们生产生活中对电的需求将越来越高，我国是个生活用电急剧增长的发展中国家，大功率电器正逐步跃入我们的生活中。但目前，我国的电气线路设计还相对滞后，往往片面强调节约，使设计标准偏低。近年来，由于线路不堪重负，频繁跳闸或者电气线路长期过载，导致绝缘性能下降等原因引发的居民住宅火灾事故不断发生，据统计我国电气火灾已跃居火灾起因的第一位。给人们的生活和工作带来极大的不便，也对广大人民的生命财产带来了极大的威胁和损失。
一、在住宅电气线路设计中应重视电气安全，并为远期负荷的增长充分预留扩充容量。
针对以往电气设计标准中存在的问题，新的国家标准《住宅设计规范》（GB50096－1999）于1999年6月1日起正式施行。并明确要求”电气线路应采用符合安全和防火要求的敷设方式配线，导线应采用铜线，每套住宅进户线截面不应小于10mm2，分支回路截面不应小于2.5 mm2”；“每套住宅的空调电源插座、电源插座与照明，应分路设计；厨房电源插座和卫生间电源插座宜设置独立回路”等。但应注意到，这个标准依然是住宅电气设计中的最低要求。住宅电气线路不同于企事业单位的电气线路，它没有专业电工的维护，而居民又不懂电气安全知识，很容易发生消防安全事故。同时考虑到电气设计要求的安全性、功能性、可适应发展性，住宅电气消防设计还应有一定的超前意识。应满足电气安全和远期负荷发展的要求。
根据《住宅设计标准》规定，一般两居室住宅用电负荷不能低于2.5千瓦，三居室及四居室不能低于4.5千瓦。专家认为，如果考虑到今后用电量的增加，现在住宅用电负荷设计应高于6一8千瓦。《商品住宅性能评定方法和指标体系》（见附录2）3A级标准就要求用电负荷设计应达到20千瓦。从电气安全的角度考虑，建议住宅入户导线截面为16平方毫米。分支回路截面不小于2. 5平方毫米，空调等大功率电器最好单独走一条4平方毫米的线路。如果考虑到将来厨房及卫生间电器种类和数量的增加厨房和卫生间的回路最好也用4平方毫米的铜线。因此在住宅电器设计时一定要将电负荷及导线状况认真遵照标准执行，以防后患。
二、在住宅电气线路中关于铜芯线使用的问题
众所周知，铝线较铜线易于起火。据美国消费品安全委员会（CPCS）统计的火灾发生率，铝线为铜线的55倍。究其原因有以下几点：
1.铝线表面极易氧化
虽然铝线表面的氧化层厚度仅3－6微米，却具有很高的电阻，且能随时间的增长而增大、当大电流通过铝线接头时，所散发的热量易产生异常高温而引燃近旁可燃物质起火。当线路绝缘损坏发生短路时，铝线接头的高电阻又能限制短路电流，使线路上的断路器，熔断器等过流保护电器不能及时切断电源，这又培加了线路短路起火的危险性。
（2）铝与铜的不同膨胀系数
当将铝线与设备的铜质接线端子相连接时，因铝的膨胀系数较铜约大36％，当通过电流温度升高时，铝线膨胀较多，铜质端子的膨胀却不多，使铝线受挤压变形，断电冷却后连接处出现空隙，空气或潮气乘虚而入，铝线表面被氧化或腐蚀，使接触电阻增大，再通过电流时连接处发热更剧，形成恶性循环，当达到危险高温时连接处绝缘被熔化，易导致线路短路，引起火灾。
（3）铝与铜的电解作用
根据化学中的电解反应，当铝芯电线连接处接触潮湿环境后就形成局部电池，使铝腐蚀，这也增加了接触电阻。
（4）氯化氢的不利影响
如由于线路过载或接接不良等原因，铝线连接处的温度超过75℃，而又持续较长的时间，PVC绝缘层将分解出氯化氢气体，此气体能腐蚀铝线表面，增加了接触电阻。
与铝钱相比，铜线不易软化和腐蚀，火灾危险小得多、住宅中一般没有专业人员进行检测线路中存在的事故隐患，因此为保证住宅的电气安全，电气线路不应采用铝线而应采用绝缘铜线，在装修旧房时，原有的铝线一定要换成铜线，如果图省事，或嫌更改线路影响美观，只更换开关和插座，会为今后的用电埋下安全隐患。这点在强制性国家标准GB50096－1999《住宅设计规范》中有严格要求。
三、住宅电气设计时应留有足够数量的分支回路
我国每户住宅内照明和插座的分支回路数过少。而每个回路所带的负荷增大，实际等于减少了线路截面，其结果会造成线路温度升高。众所周知，线路截流量是指某一敷设方式和环境温度条件下线路在允许工作温度时通过的电流。此允许工作温度是相对于其正常绝缘寿命而言的。例如PVC绝缘的允许工作温度为70℃，工作温度超过70℃，线路绝缘并不损坏，只是绝缘寿命相对缩短而已。根据经验数字，PVC绝缘工作温度每超过允许工作温度8℃，其使用寿命约减少一半。但70℃并非PVC绝缘的最合适的温度。我们在使用中如减少负荷，降低其工作温度，则其绝缘老化延缓，使用寿命可以相应延长，这对减少电气线路火灾事故是十分有利的。
分支回路数量的增加，相当于减少回路阻抗，这对降低住宅谐波电压，减少谐波危害也是十分有利的。还需说明，住宅内有足够的分支回路数量，就有条件将产生谐波的非线性负荷电器和对谐波敏感的电器做到各由分开的回路供电。这样非线性负荷谐波电流在其分支回路上阻抗产生的谐波电压降就不可能危害另一回路的敏感电器。家用电脑之类对谐波敏感的电器在今后的家庭应用是必然的趋势。住宅电气线路在设计中必须及早注意这一问题。《商品住宅性能评定方注和指标体系》3A级标准就要求住宅中置有7个以上的回路。同时根据使用面积，照明回路可选择两路或更多，电源插座三至四路。厨房和卫生间各走一独立回路，空调回路两至三路，一个空调回路最多带两部空调。
四、插座数量要配置合理
我国居民住宅内的插座数量也偏少，由于生活中用电器的增多，居民经常私拉电线加接插座板。由于居民缺乏电气安全知识，多用双芯单层绝缘绞线来接插座板。这种电线没有护套，易因挤压损伤而破环绝缘，又因不注意加接PE线（接地线），使所接家用电器不能接地。而插座板则多为不符合标准的产品，据国家技术监督局公布99年第1季度对插头插座的抽查结果显示，有近四成产品不合格。其接触压力和接触面积均不足，负荷电流稍大插座板即因接触不良而产生异常高温。因此，住宅内乱拉电线常引起电气火灾事故。发达国家为避免乱接电线，对户内插座数量作出了严格的规定。如在美国规定家用电器电源线长达1.8m，其国家电气法规（NEC）就规定墙上两插座点间的距离不得超过3.6m。
新的国家标准规定，住宅中插座数量不应少于 12个，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。根据《商品住宅性能评定方法和指标体系》3A级标准，专家推荐，室内的墙上固定插座数量为：卧室（每间）电源插座4组，空调插座1组；客厅电源插座5组，空调插座l组；厨房电源插座5组，排气扇插座1组；走廊电源插座2组，阳台电源插座1组。
同时我们还要考虑到插座的安装要求：
（1）明装时距地面不低于1.8米。
（2）暗装时距地面不低于0.3米。为防止儿童触电，应选用带有保险挡片的安全插座。
（3）单相二眼插座的接线要求是：当孔眼横排列时为“左零右火”；竖排列时为“上火下零”。
（4）三眼插座座零线与保护接地线切不可错接。
（5）电冰箱、空调器应使用各自“独立”的、带有保护接地的三眼插座、严禁自做接地线接于煤气管道上，杜绝火灾事故的发生。
（6）卫生间常用来洗澡冲凉，易潮湿，不宜安装普通型插座，而应选用防溅水型插座。
五、结论
在日常生活中我们应更多了解电气知识，重视电气安全。作为住宅电气线路设计人员在设计过程中应严格按照国家有关标准执行。而且在设计中还应注意：1、住宅内的电度表和开关易于更换，这类设备的规格可接近最高负荷确定。2、电气线路属于隐蔽工程，将来更换起来更麻烦、更费钱，所以最好做到一步到位。3、每户分支回路数和插座数量必须适当预留发展容量，满足几十年内负荷增大和电气安全的要求。这样就从根源上断绝了隐患，减少居民住宅电气火灾事故的危险性。
参考文献
1、《住宅设计规范》（GB50096－1999）建设部
2、《电气防火工程》杨在塘 中国建筑工业出版社
3、《电工学》秦曾煌 高等教育出版社
全部回复（4 ）
只看楼主 我来说两句-
huzongleicom
沙发
多谢楼主的分享
2012-10-30 17:54:30
赞同0
-
yanyan20332033
板凳
论提高建筑电气设计的可靠性和经济性
2009-06-13 20:29:13
赞同0
加载更多回复 举报
内容提要:摘要：本文对建筑电气设计中电气设备的初期投资与运行费用如何达到经济合理，进行了讨论，并提出了建议。关键词：电气设备初期投资与运行费用经济合理合理设计建筑电气的各个系统和运用先进的电气设备对满足建筑功能...
摘要：本文对建筑电气设计中电气设备的初期投资与运行费用如何达到经济合理，进行了讨论，并提出了建议。
关键词：电气设备 初期投资与运行费用 经济合理
合理设计建筑电气的各个系统和运用先进的电气设备对满足建筑功能要求及节约基建投资是极为重要的。在实际的设计中，往往由于设计的周期短、时间紧、任务重，而对设计的经济性忽视，致使在建筑初期电气设备投资的浪费。建筑电气设计的经济性就是电气设备的初期投资与运行费用达到经济合理。现在建筑电气设计分为强电与弱电两个部分，下面就分别从这两个部分来讨论建筑电气设计初期投资的经济性。
1 强电部分
强电部分的设计主要包括高压配电系统、低压配电系统、动力照明干线系统、配电箱系统和导线电缆的敷设等，这一部分设计的基本要求是可靠性、灵活性、安全性。
可靠性——根据用电负荷的等级，保证在各种运行方式下提高供电的连续性，力求可靠供电。
灵活性——主结线力求简单、明显、没有多余的电气设备；投入或切除某些设备或线路的操作方便。这样就可以避免误操作，又能提高运行的可靠性，处理事故也能简单迅速。灵活性还表现在具有适应发展的可能性。
安全性——保证在进行一切操作切换时工作人员和设备的安全，以及能在安全条件下进行维护检修工作。
通常在设计中只要满足规范的要求就基本上能满足上述三点要求，但经济性同样是设计电气各系统的重要原则。考虑经济问题时，必需从整个建筑的全局出发，根据建筑本身的特点，经济合理地设计电气的各系统，然而可靠性与经济性二者之间既有矛盾的一面也有统一的一面，如果过分强调可靠性，以配电系统为例，大部分设备由变配电所低压母线放射式供电，势必造成设备增多，投资增大，导致不必要的浪费，使经济性下降；如果过分强调经济性，减少设备，简化结线，就必然会影响可靠性，当发生事故时会造成较大面积的停电，从而又会带来损失，可见这样的结果是不但降低了可靠性，同时经济性也降低。因此在处理这些矛盾时，应当先满足可靠性的同时再提高经济性。
高压配电系统是一个工程配电的源头，因此这一部分的经济性主要体现在不出现故障，造成整个工程断电，选用合格可靠的产品。
低压配电系统这一部分是一般民用建筑电气设计的核心部分。低压配电系统一般是由树干式配电与放射式配电相结合而构成的，同样一栋建筑采用同一层次的产品，由于设计系统的不同，会产生很大的价格差，直接影响到基建的初期投资，这里包括系统的构成与设计时计算系数的选用。怎样才能使系统既经济又安全可靠呢？我们试举一例，假设某一栋高层公共建筑采用二路高压进线，采用二台变压器，并且在本建筑内含有水泵房、冷冻机房，我们通常做法是高压采用单母线分段运行手动联络（自动联络或不联络）；低压为母线分段运行，联络开关设自投自复、自投不自复、手动转换开关，自投时应自动断开非保证负荷，以保证变压器正常工作，主进开关与联络开关设电气联锁，任何情况下只能合其中的两个开关，并且为避免动力负荷的启动干扰照明负荷，通常一台变压器的低压出线主要供给照明负荷，而另一台变压器的低压出线主要供给动力、空调负荷。如何设计能降低电气设备的成本呢？可以从两个方面解决，第一减少低压柜的出线回路，第二在设计的过程中选择好需要系数、同时系数以及功率因数，下面就分别从这两个方面讨论：
（1）减少低压柜的出线回路
当我们做一个工程的电气设计时，首先将负荷的种类和位置确定，将同一区域内相同性质的负荷，由低压母线馈出的一个回路供电，这里的同一区域可以是同一层内，也可以是不同楼层但轴线位置相同的区域，这样做可以减少低压柜的出线回路，减少低压柜的台数，降低设备成本，缺点是当出线端故障或馈电回路检修时会造成大范围的断电。然而此种情况在现实中发生的可能性非常低。例如我们在实际生活中的住宅楼一年或者更长时间基本上不停电，而这种住宅楼的部电源进线大部分都是大容量的单回路供电的，而且现在电气设备的性能越来越好，通常在不出现电气故障的情况下是免维护不用检修的，因此在非重要负荷采用大容量回路出线是可行的，也是降低电气设备成本的有效方法。
（2）正确选择需要系数、同时系数以及功率因数
为什么这几个系数要提到呢？因为它们直接影响到一栋建筑电气设备的投资。功率因数选用是否准确直接影响到计算电流，从而影响电缆（导线）、保护开关的大小；需要系数选用是否准确亦直接影响到计算电流，从而影响电缆（导线）、保护开关的大小；同时系数取值还直接影响变压器大小的选择，若取值偏大而选择大容量变压器时，会造成将来变压器运行时损耗的增大。因此在实际的设计中一定要调查研究在实际中同类设备运行时的情况，合理选用计算系数。我们在深圳时曾遇见这样一项工程，8万平米高档公寓，设计选用4台1250kVA干式变压器，而实际建成以后，由于入住率低，甲方只用一台500kVA的变压器带所有的负荷，这本身就反映出设计时计算系数取得保守偏大。在我们做设计时要考虑发展前景，留有余量，但这些年的发展过程中，随着建筑智能化水平的提高，电量并没有大幅上升，因为楼宇自控的调节、节能产品的选用、电能浪费的减少以及智能化水平的提高大部分是由计算机来实现的，对用电量的需要很低，因此我们在设计中尽量取低一点的系数。
2 弱电部分
随着建筑智能化水平的提高，弱电部分的系统增加很多，弱电设备占基建投资的比率也越来越高，因此设计好弱电的各个子系统，对节约投资提高智能化水平是有重要意义的。
弱电部分的各个系统中，楼宇自控系统是由设计院按甲方及规范要求提出进入BAS监控或监视的点，并且在设计中预留BAS控制器之间的管线。控制器至各种传感器、变送器、阀门等的控制线、控制器的电源，均由承包商进行深化设计；其他的各弱电子系统如有线电视及卫星电视系统、保安监视系统、门禁系统、停车场管理系统均与BAS系统类似，目前设计中较深化的是火灾自动报警及消防联动系统与综合布线系统两部分，下面就分别从这两个方面分析如何降低初期投资提高使用功能。
火灾自动报警及消防联动系统的成本主要与探测器和模块的数量有关，因此在设计中减少探测器和模块的数量就可以降低火灾自动报警设备的投资。在《民用建筑电
气设计规范》JGJ/T16.92中24.5.3.2条中规定“在梁突出顶棚的高度小于200mm的顶棚上设置感烟、感温探测器时，可不考虑梁对探测器保护面积的影响。当梁突出顶...
气设计规范》JGJ/T16.92中24.5.3.2条中规定“在梁突出顶棚的高度小于200mm的顶棚上设置感烟、感温探测器时，可不考虑梁对探测器保护面积的影响。当梁突出顶棚的高度在200－600mm时，按附录L.2及L.3确定梁的影响和一只探测器能够保护的梁间区域的个数。当梁突出顶棚的高度超过600mm时，被梁隔断的每个梁间区域应至少设置一只探测器－－－”以及在24.5.1.9的第6点中规定“汽车库等宜选用感温探测器。”我们在设计中经常遇见这样的地下车库，柱网间距为8.1m，柱网间为“十”字梁，梁高500mm，若按上述规范每一柱网内应布4个感温探测器，如果地下车库面积在一万平米以上（这种情况是经常遇到的），那么仅此车库就会设置上千个温感，这样做有没有必要呢？若采用烟感探测器就会减少3/4的探测器的数量，而且当前随着环保要求的提高，汽车的尾气排放标准也越来越高，在地下车库采用烟感是可行的，这样可以节省很多投资，同时一般大型地下车库均设置喷洒系统，因此可减少探测器的设置甚至不设置，当然这还需要消防部门的批准。
综合布线系统是将语言信号、数字信号的配线，经过统一的规范设计，综合在一套标准的配线系统上，此系统为开放式的网络平台，方便用户在需要时，形成各自独立的子系统。综合布线系统可以实现世界范围资源共享，综合信息数据库管理、电子邮件、个人数据库、报表处理、财务管理、电话会议、电视会议等。综合布线系统成本的节约也主要体现在减少信息点上，在《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311－2000中第3.03及5.0.1条中规定一个工作区按5～10平米估算及每个工作区信息插座的数量配置方法。前一段时间我们设计－5.6万平米的办公楼，若减去机房和车库面积按规范应设置5000个信息出线口，而本工程将来使用时实际办公人数不足2000人，而且每个信息点的成本在500元左右，这样一来必造成很大的浪费，因此在设计中一定要根据实际情况合理地设计信息点，这样才能节约投资成本。
综合上所述，一个设计的好坏直接影响电气设备的成本，上面还只是讨论了较大系统方面的影响，而在实际的细部设计中还有许多值得探讨的关于节约成本的问题，只有经过仔细的研究，根据实际情况，即为将来发展留出裕量又节省投资，这样才是一个好的设计。
参考文献---《工厂供电》同济大学电气工程系编 中国建筑工业出版社
回复 举报