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【摘要】为了提高住宅建筑电气设计的质量,尤其在防灾方面的有效性，本文结合规范和工程设计经验,从几个方面阐述了住宅建筑电气设计防灾的措施,同时提出了设计中应注意的几个问题。
【关键词】住宅建筑；电气设计；减灾措施
[Abstract] in order to improve the quality of residential building electrical design, especially effective in disaster preparedness, according to specification and design experience, the residential building electrical design disaster prevention measures from several aspects, and puts forward some problems needing attention in design.
[keyword] residential building electrical design; mitigation measures;
中图分类号：TU71文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
随着城市建设用地的持续减少，以及激烈的商业化竞争，促使高层建筑的出现和发展。中国城镇化的快速推进，诱导大量的高层居住建筑拔地而起，其建设速度和建设数量可谓突飞猛进。在注重生活质量和舒适度的同时，人身安全问题成为大家关注的焦点，而电气灾害在我国频频发生并已逐渐受到重视，因此在住宅建筑电气设计中注重电气减灾措施是十分有必要的。笔者就此问题进行分析和探讨，目的是探讨在工程设计中如何正确执行规范，在系统构成、设备选型中应注意哪些问题。
1、供配电系统不合理引起的灾害
科学合理的划分负荷等级和确定供电方案，不仅可以减少投资、优化供电结构，还可以极大的保证供电的可靠性，减少因配电系统不合理引起的电气灾害损失。
1.1准确划分负荷等级
《住宅建筑电气设计规范》JGJ242-2011第3.2.1条和表3.2.1明确规定了各类住宅建筑主要用电负荷的分级，《供配电系统设计规范》GB50052-2009第3章详细说明了各级负荷的供电要求，这些都是我们应遵循的设计原则，要熟记于心，认真执行。在设计时要分清各类用电负荷的性质，严格区分照明、电力、消防及其他防灾用电负荷，做到照明、电力、消防及其他防灾用电分别自成配电系统，从而确定更加合理的供电方案的，提高给用户供电的可靠性，这是减灾设计的关键。
1.2做好接地系统的设计
为了保障人员的用电安全，用电设备和配电系统的保护功能器件大都依赖于有效的接地系统，因此，有效的接地系统设计是减灾设计的保障。《住宅设计规范》要求住宅供电系统应采用 TT、TN-C-S 或TN-S 接地方式, 并进行总等电位联结，设洗浴设备的卫生间应作局部等电位联结。需要注意的是采用TN-C-S系统时，当保护导体与中性导体从某点分开后不应再合并，且中性导体不应再接地。“总等电位联结” 是用来均衡电位, 降低人体受到电击时的接触电压的, 是接地保护的一项重要措施。“局部等电位联结”, 是为了防止出现危险的接触电压。局部等电位联结包括卫生间内金属给排水管、金属浴盆、金属采暖管以及建筑物钢筋网和卫生间电源插座的PE 线，可不包括金属地漏、扶手、浴巾架、肥皂盒等孤立金屬物。尽管住宅卫生间目前多采用铝塑管、PPR 等非金属管，但考虑住宅施工中管材更换、住户二次装修等因素，设计时仍应注意预留局部等电位接地端子盒。
2、接地故障引起的电气火灾
漏电保护也称为剩余电流保护，它和零序电流保护是有区别的，漏电保护是检测二相电流及中性线电流的矢量和，即iA+iB+i0+iN=0。按国家标准《住宅设计规范》GB50096-2011中8.7.2条规定：“每幢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”。 其条文说明中进一步明确规定：“为了避免接地故障引起的电气火灾，住宅建筑要采取可靠的措施。由于防火剩余电流动作值不宜大于500mA，为减少误报和误动作，设计中要根据线路容量、线路长短、敷设方式、空气湿度等因素，确定在电源进线处或配电干线的分支处设置剩余电流动作保护或报警装置。当住宅建筑物面积较小，剩余电流检测点较少时，可采用剩余电流动作保护装置或独立型防火剩余电流动作报警器。当有集中监测要求时，可将报警信号连至小区消防控制室。当剩余电流检测点较多时，也可采用电气火灾监控系统”。
2.1正确选择住宅总进线漏电保护器的整定电流
漏电保护器的整定电流应大于正常泄漏电流值，并应留有一定余量，以适应日久回路绝缘电阻降低、用电设备增加以及季节变化等引起的泄漏电流增大的现象。住宅总进线漏电保护器的整定电流可按下列要求选择：
（1）当住宅部分建筑面积小于1500㎡(单相配电)或4500㎡(三相配电)时，漏电断路器的额定漏电动作电流Iz为300mA。
（2）当住宅部分建筑面积在1500~2000㎡(单相配电)或4500~6000㎡(三相配电)时，漏电断路器的额定漏电动作电流Iz为500mA。
（3）当住宅部分建筑面积超过6000㎡时，应多路配电并分别设置漏电断路器或在总配电柜的出线回路上分别装几组漏电断路器。
（4）凡带消防用电设备的回路不能装设作用于切断电源的漏电保护装置，应设报警式漏电保护装置。
当住宅建筑设有防电气火灾剩余电流动作报警装置时，报警声光信号除应在配电柜上设置外，还宜将报警声光信号送至有人值守的值班室。
2.2 合理选取住宅楼各级漏电断路器的动作时间
住宅配电系统的漏电保护可分为二级漏电保护，总进线和住户一般插座支路。其作用后者为防止人身电击伤亡事故；前者不仅可以防火，而且还可以做为防触电的后备保护，与户内漏电保护器相互配合，形成有层次、有时序、有选择性的漏电保护体系。因此，应合理选取漏电断路器的动作电流和动作时间，以达到两级保护间的协调配合。上一级的漏电保护器的额定不动作电流不小于下级各支路所有漏电保护器额定不动作电流之和。同时，应选用带有一定时限的保护器，即具有选择性标志S的产品。推荐参考值：第二级(住宅插座回路)采用动作电流30mA，动作时间小于0.1s的漏电断路器；第一级采用300mA或500mA，动作时间小于0.4s的漏电断路器。
3、设备选型与控制不合理引起的灾害
3.1导体及线缆的选择
《住宅建筑电气设计规范》中明确指出住宅建筑套内的电源线应选用铜材质导体，并详细阐明了各类高层住宅建筑的消防用电线缆选择要求，为我们的设计提供了依据。规范要求对于一类高层住宅建筑，公共疏散通道的应急照明应“采”用低烟无卤阻燃的线缆，二类高层住宅建筑，公共疏散通道的应急照明“宜”采用低烟无卤阻燃的线缆。由于现在居住小区集中化，人口密度相对较高，且应急照明在发生火灾时对人员疏散起着至关重要的作用，笔者建议一二类高层住宅建筑的公共疏散通道应急照明均采用低烟无卤阻燃线缆。除此之外，随着大量家用电器的增加，我们要充分考虑家用电器设备的最大负荷量，合理选择导线类型和导线截面，防止负荷过大导致电线发热引起火灾。
3.2设备的控制
发生火灾后，疏散楼梯间是逃难的唯一通道，如何有效的发挥疏散楼梯间的作用，是我们设计的重点。应急照明在疏散过程中起着重要的作用，但是对于其控制往往被我们忽视，根据《住宅建筑规范》第8.5.3 条“当应急照明在采用节能自熄开关控制时，必须采取应急时自动点亮的措施，无火灾自动报警系统的应急照明可集中点亮”。住宅公共部位的灯，常因开关不便而成为“长明灯”，造成电力浪费。出于节能的需要，应急照明可以采用节能自熄开关控制，但必须采取措施，使应急照明在应急状态下能自动点亮，保证应急照明的使用功能。也就是当发生失火等紧急情况时，无论现场开关是开还是关，应能实现应急照明强制接通点亮，即在消防控制室或值班室设置强制点亮应急照明灯的信号线。我们在设计过程中一定要详细注明这些具有消防要求的开关，以免在施工过程中被忽略，从而选择普通的节能开关，达不到消防目的。
疏散樓梯间的机械排烟控制系统也是关系到疏散的另一个重要因素，不仅与通风专业有关，也与电气专业有关。《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95第8.3.6条和8.3.7明确规定了防烟楼梯间、前室、合用前室、消防电梯间前室、封闭避难层（间）的余压值，并要求防烟楼梯间和前室之间设置压差自动调节装置。这就要求通风专业在前室和防烟楼梯间之间加压力传感器，同时电气专业要做好联动设计，以确保压力信号能传输至屋顶的正压送风机或者消防控制室，从而使排烟系统发挥真正的作用。平时我们大都注意到了正压送风口的联动，但对于这个压差检测装置往往忽视不做，笔者认为我们在设计过程中应该预留这个压差检测装置的联动线。如果只是单纯的将这个信号传输至屋顶正压送风机，只需预留一根信号线和一根电源线即可，如果还需要传输至消防控制室统一控制，需要再增加一根电源线和一根信号线。
4、结束语
有效的住宅建筑电气设计，是城市工程减灾方面的一项重要内容。目前设计所遵循的国家规范、行业标准，在条文用词采用“必须.‘严禁.‘应.‘不应”“宜”“不宜”“可”来说明执行的严格程度。在大多数情况下，设计人员只满足于规范的最低要求，而没有从城市减灾的角度考虑自身的设计，建设单位更是多从经济利益角度出发，而忽略最终用户的安全可靠性需求和使用舒适灵活性需求。随着国家经济建设的发展，人们生活水平进一步提高，其用电需求也更加多样化，因此作为电气设计人员应首先增强减灾防灾意识，将减灾设计内容作为设计前提，提高电气设计的有效性。
【参考文献】
[1]《住宅建筑电气设计规范》JGJ242-2011.
[2]《住宅设计规范》GB50096-2011.
[3]《供配电系统设计规范》GB50052-2009.
[4]《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95.
[5]《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008.
【关键词】住宅建筑；电气设计；减灾措施
[Abstract] in order to improve the quality of residential building electrical design, especially effective in disaster preparedness, according to specification and design experience, the residential building electrical design disaster prevention measures from several aspects, and puts forward some problems needing attention in design.
[keyword] residential building electrical design; mitigation measures;
中图分类号：TU71文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
随着城市建设用地的持续减少，以及激烈的商业化竞争，促使高层建筑的出现和发展。中国城镇化的快速推进，诱导大量的高层居住建筑拔地而起，其建设速度和建设数量可谓突飞猛进。在注重生活质量和舒适度的同时，人身安全问题成为大家关注的焦点，而电气灾害在我国频频发生并已逐渐受到重视，因此在住宅建筑电气设计中注重电气减灾措施是十分有必要的。笔者就此问题进行分析和探讨，目的是探讨在工程设计中如何正确执行规范，在系统构成、设备选型中应注意哪些问题。
1、供配电系统不合理引起的灾害
科学合理的划分负荷等级和确定供电方案，不仅可以减少投资、优化供电结构，还可以极大的保证供电的可靠性，减少因配电系统不合理引起的电气灾害损失。
1.1准确划分负荷等级
《住宅建筑电气设计规范》JGJ242-2011第3.2.1条和表3.2.1明确规定了各类住宅建筑主要用电负荷的分级，《供配电系统设计规范》GB50052-2009第3章详细说明了各级负荷的供电要求，这些都是我们应遵循的设计原则，要熟记于心，认真执行。在设计时要分清各类用电负荷的性质，严格区分照明、电力、消防及其他防灾用电负荷，做到照明、电力、消防及其他防灾用电分别自成配电系统，从而确定更加合理的供电方案的，提高给用户供电的可靠性，这是减灾设计的关键。
1.2做好接地系统的设计
为了保障人员的用电安全，用电设备和配电系统的保护功能器件大都依赖于有效的接地系统，因此，有效的接地系统设计是减灾设计的保障。《住宅设计规范》要求住宅供电系统应采用 TT、TN-C-S 或TN-S 接地方式, 并进行总等电位联结，设洗浴设备的卫生间应作局部等电位联结。需要注意的是采用TN-C-S系统时，当保护导体与中性导体从某点分开后不应再合并，且中性导体不应再接地。“总等电位联结” 是用来均衡电位, 降低人体受到电击时的接触电压的, 是接地保护的一项重要措施。“局部等电位联结”, 是为了防止出现危险的接触电压。局部等电位联结包括卫生间内金属给排水管、金属浴盆、金属采暖管以及建筑物钢筋网和卫生间电源插座的PE 线，可不包括金属地漏、扶手、浴巾架、肥皂盒等孤立金屬物。尽管住宅卫生间目前多采用铝塑管、PPR 等非金属管，但考虑住宅施工中管材更换、住户二次装修等因素，设计时仍应注意预留局部等电位接地端子盒。
2、接地故障引起的电气火灾
漏电保护也称为剩余电流保护，它和零序电流保护是有区别的，漏电保护是检测二相电流及中性线电流的矢量和，即iA+iB+i0+iN=0。按国家标准《住宅设计规范》GB50096-2011中8.7.2条规定：“每幢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”。 其条文说明中进一步明确规定：“为了避免接地故障引起的电气火灾，住宅建筑要采取可靠的措施。由于防火剩余电流动作值不宜大于500mA，为减少误报和误动作，设计中要根据线路容量、线路长短、敷设方式、空气湿度等因素，确定在电源进线处或配电干线的分支处设置剩余电流动作保护或报警装置。当住宅建筑物面积较小，剩余电流检测点较少时，可采用剩余电流动作保护装置或独立型防火剩余电流动作报警器。当有集中监测要求时，可将报警信号连至小区消防控制室。当剩余电流检测点较多时，也可采用电气火灾监控系统”。
2.1正确选择住宅总进线漏电保护器的整定电流
漏电保护器的整定电流应大于正常泄漏电流值，并应留有一定余量，以适应日久回路绝缘电阻降低、用电设备增加以及季节变化等引起的泄漏电流增大的现象。住宅总进线漏电保护器的整定电流可按下列要求选择：
（1）当住宅部分建筑面积小于1500㎡(单相配电)或4500㎡(三相配电)时，漏电断路器的额定漏电动作电流Iz为300mA。
（2）当住宅部分建筑面积在1500~2000㎡(单相配电)或4500~6000㎡(三相配电)时，漏电断路器的额定漏电动作电流Iz为500mA。
（3）当住宅部分建筑面积超过6000㎡时，应多路配电并分别设置漏电断路器或在总配电柜的出线回路上分别装几组漏电断路器。
（4）凡带消防用电设备的回路不能装设作用于切断电源的漏电保护装置，应设报警式漏电保护装置。
当住宅建筑设有防电气火灾剩余电流动作报警装置时，报警声光信号除应在配电柜上设置外，还宜将报警声光信号送至有人值守的值班室。
2.2 合理选取住宅楼各级漏电断路器的动作时间
住宅配电系统的漏电保护可分为二级漏电保护，总进线和住户一般插座支路。其作用后者为防止人身电击伤亡事故；前者不仅可以防火，而且还可以做为防触电的后备保护，与户内漏电保护器相互配合，形成有层次、有时序、有选择性的漏电保护体系。因此，应合理选取漏电断路器的动作电流和动作时间，以达到两级保护间的协调配合。上一级的漏电保护器的额定不动作电流不小于下级各支路所有漏电保护器额定不动作电流之和。同时，应选用带有一定时限的保护器，即具有选择性标志S的产品。推荐参考值：第二级(住宅插座回路)采用动作电流30mA，动作时间小于0.1s的漏电断路器；第一级采用300mA或500mA，动作时间小于0.4s的漏电断路器。
3、设备选型与控制不合理引起的灾害
3.1导体及线缆的选择
《住宅建筑电气设计规范》中明确指出住宅建筑套内的电源线应选用铜材质导体，并详细阐明了各类高层住宅建筑的消防用电线缆选择要求，为我们的设计提供了依据。规范要求对于一类高层住宅建筑，公共疏散通道的应急照明应“采”用低烟无卤阻燃的线缆，二类高层住宅建筑，公共疏散通道的应急照明“宜”采用低烟无卤阻燃的线缆。由于现在居住小区集中化，人口密度相对较高，且应急照明在发生火灾时对人员疏散起着至关重要的作用，笔者建议一二类高层住宅建筑的公共疏散通道应急照明均采用低烟无卤阻燃线缆。除此之外，随着大量家用电器的增加，我们要充分考虑家用电器设备的最大负荷量，合理选择导线类型和导线截面，防止负荷过大导致电线发热引起火灾。
3.2设备的控制
发生火灾后，疏散楼梯间是逃难的唯一通道，如何有效的发挥疏散楼梯间的作用，是我们设计的重点。应急照明在疏散过程中起着重要的作用，但是对于其控制往往被我们忽视，根据《住宅建筑规范》第8.5.3 条“当应急照明在采用节能自熄开关控制时，必须采取应急时自动点亮的措施，无火灾自动报警系统的应急照明可集中点亮”。住宅公共部位的灯，常因开关不便而成为“长明灯”，造成电力浪费。出于节能的需要，应急照明可以采用节能自熄开关控制，但必须采取措施，使应急照明在应急状态下能自动点亮，保证应急照明的使用功能。也就是当发生失火等紧急情况时，无论现场开关是开还是关，应能实现应急照明强制接通点亮，即在消防控制室或值班室设置强制点亮应急照明灯的信号线。我们在设计过程中一定要详细注明这些具有消防要求的开关，以免在施工过程中被忽略，从而选择普通的节能开关，达不到消防目的。
疏散樓梯间的机械排烟控制系统也是关系到疏散的另一个重要因素，不仅与通风专业有关，也与电气专业有关。《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95第8.3.6条和8.3.7明确规定了防烟楼梯间、前室、合用前室、消防电梯间前室、封闭避难层（间）的余压值，并要求防烟楼梯间和前室之间设置压差自动调节装置。这就要求通风专业在前室和防烟楼梯间之间加压力传感器，同时电气专业要做好联动设计，以确保压力信号能传输至屋顶的正压送风机或者消防控制室，从而使排烟系统发挥真正的作用。平时我们大都注意到了正压送风口的联动，但对于这个压差检测装置往往忽视不做，笔者认为我们在设计过程中应该预留这个压差检测装置的联动线。如果只是单纯的将这个信号传输至屋顶正压送风机，只需预留一根信号线和一根电源线即可，如果还需要传输至消防控制室统一控制，需要再增加一根电源线和一根信号线。
4、结束语
有效的住宅建筑电气设计，是城市工程减灾方面的一项重要内容。目前设计所遵循的国家规范、行业标准，在条文用词采用“必须.‘严禁.‘应.‘不应”“宜”“不宜”“可”来说明执行的严格程度。在大多数情况下，设计人员只满足于规范的最低要求，而没有从城市减灾的角度考虑自身的设计，建设单位更是多从经济利益角度出发，而忽略最终用户的安全可靠性需求和使用舒适灵活性需求。随着国家经济建设的发展，人们生活水平进一步提高，其用电需求也更加多样化，因此作为电气设计人员应首先增强减灾防灾意识，将减灾设计内容作为设计前提，提高电气设计的有效性。
【参考文献】
[1]《住宅建筑电气设计规范》JGJ242-2011.
[2]《住宅设计规范》GB50096-2011.
[3]《供配电系统设计规范》GB50052-2009.
[4]《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95.
[5]《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008.