住宅建筑电气线路设计探讨
摘要：本文主要是介绍了现代住宅建筑电气线路设计，从主干线路设计、分支回路设计、导线选型方面阐述了整个住宅电气线路设计思路，希望能够对电气线路设计人员有些帮助。
关键词：建筑电气线路；主干线；分支回路；导线选型
住宅建筑的电气线路设计与企事业单位的电气线路设计有很大的不同，主要是因为它没有专业电工的维护，并且大多数居民不懂电气安全方面的知识，因此很容易导致发生电气火灾事故，从而造成难以想象的灾难；另外随着居民生活用电急剧增长，并且一些大功率的家电（如电磁炉、电热水系统、电取暖系统等）因为具有方便、安全/卫生、经济、环保等特点、而受到许多家庭的青睐。但有些地方在电气线路设计的过程中强调节约、线路容量设计偏低、不能适应居民用电负荷增长的要求。近年来，许多小区由于线路不堪重负、频繁跳闸，给居民的生活带来了很大不不便。并且随着长期过载现象的发生，导致电气线路绝缘下降，电气事故不断发生。因此，在现代居民住宅建筑的电气线路设计中必须要为远期负荷留有余量。
1住宅建筑电气主干线路设计
针对以往电气设计标准中存在的问题，GB50096—1999《住宅设计规范》提出了明确的要求，如：“电气线路应采用负荷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应不小于10mm2,分支回路截面应不小于2.5mm2”;“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应设置独立回路”；“卫生间应作局部等电位连接”等，但是应该注意到，这个标准应该是住宅建筑电气线路设计中电气安全的最低要求。在主干线路设计中应该注意以下几点：
1.1 区分负载性质，采用分路供电及控制
住宅建筑供电母线一般采用埋地电缆进入，居民楼负载通常可直接采用220V低压母线供电．居民楼内负载种类多，且各种负载对电源及接地要求各不相同，设计时应考虑分路供电。比如微波炉、电子镇流器等，对电源电压波动及高次谐波很敏感，电源电压波动都比较大，都会造成其他电器不能运行或运行效能降低。因此在厨房中应设置独立的用电回路，消除谐波危害的有效措施就是减少回路阻抗。通常在国外均是采用增大截面线路的方法可以减少回路阻抗，而在我国家庭中非线性负荷家用电器的应用较晚，目前任然还不够普及，经验也不是很多，对谐波在住宅用电中的危害缺乏认识。
1.2线合理，避免相互干扰
居民楼内有多种布线系统，包括有供电线路布线系统、通信自动化系统、火灾报警及消防联动系统、保安监控系统、闭路电视系统等。在其中，有些是强电系统，有些是弱电系统，而弱电线路易受强电线路的电磁干扰，造成信号模糊、噪声大，甚至不能正确使用。因此，在布线过程中应注意将信号线与电源线分开布设，弱电线路采用屏蔽措施．并与强电线路隔开一定距离布置。
2分支回路的设计
在对住宅建筑的分支回路进行设计时，应将住宅内的支路管线按功能区进行分类，并且对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。同时分支回路的功能区也可以按照承重墙来区分，这是因为居民在装修时非承重墙有可能被拆掉，而承重墙是不能随意改动的。这样的话就可以保证居民在同一功能区内进行任意改装，而对其他功能区却没有影响。按功能区划分支路有以下优点：
(1)方便住户将来的改造；
(2)可以减少管线的用量，避免浪费。
(3)每一支路的所有电器均在漏电保护范围之内，使用电更安全；
(4)可以采用顶板布线，避免了地面垫层敷设中的管路交叉；
居民住宅建筑电气线路设计最低条件是要要保证居民的用电安全，但是也要考虑为居民提供更大的方便。有时安全与方便这两个方面会相互影响和制约，从而在设计上往往会看重于居民用电的安全性而在方便性方面考虑较少，而按功能区划分支路管线则可以很好地将二者结合起来。
我国在住宅设计上家用插座和照明的分支回路数都比较少。正是因为这个原因使每一回路所带的负荷增大，实际上等同于减少了线路截面，同样会导致分支线路温度的升高。所以，增加分支回路的数量，相当于减少了每回路的阻抗，这对于降低住宅谐波电压、减少谐波危害、提高供电质量是十分有利的。例如家用电脑等对谐波敏感的电器应采用独立的分支回路供电。当建筑中分支回路比较多时，如果其中某一线路因故跳闸或对其检修时，其停电的范围就比较小，对居民生活造成的不便也较小。在住宅电气线路的设计中必须注意这一问题。
3导线选型
导线的选用参数主要是材质与截面积二项。
3.1铜线的采用
1999年6月1日实施的国家强制性标准《住宅设计规范》明确要求住宅内应使用铜导线，其原因首先是铝线表面极易氧化，刚刮净氧化层的铝线，几秒钟内又可形成新的氧化层，虽然厚度仅3-6微米，却具有很高的电阻。当大电流通过铝线接头时，所产生的热量易发生异常高温而引燃近旁可燃物质。当线路绝缘损坏发生短路时，这接头高电阻又会限制短路电流，使线路上的断路器、熔断器等过流保护器不能及时切断电源。这又增加了线路短路起火的危险性；其次铝的膨胀系数大于铁和铜约36%和97%；铜制端子的膨胀却不多，而铝线却挤压变形，断电冷却后连接处出现空隙，空气或潮气乘虚而入，铝线表面已被氧化或腐蚀，使接触电阻增大；再通电流时连接处发热加剧，形成恶性循环。当达到危险高温时连接处断路或打火。正是由于铝线的这些特性，在没有专业人员维护线路的住宅中存在着安全隐患，因此为保证住宅电气的安全，电气线路不应采用铝线而应采用铜线。
3.2导线截面设计选择
根据线路计算负荷允许电流、敷设方式、散热条件和周围环境温度影响等条件确定，应经济合理、安全可靠地选择导线的型号及截面，并且适当将导线两截面加大一级，虽然能适当地增加成本，但从长远角度来看，却是利大于弊。
1)考虑计算线路负荷。在配电设计中，通常采用30min的最大平均负荷作为按发热条件选择电气和导体的依据。在选择导线时，导线的载流量必须大于负荷计算电流值，当线路超负荷时，导体中的电能转换成热能，易造成导体和绝缘体局部过热，达到一定温度时，就会引起火灾。
2)按周围的环境温度选择。为了保证电线、电缆实际温度不超过允许值，按发热条件的允许长期工作电流，不应小于线路计算电流，并按不同环境温度的载流量校正。在室内装修吊顶(闷顶)中温度校正，对采用嵌入式筒灯的封闭式吊顶内温度比室温要高得多，而灯具顶部散热处温度更多，应加以特别重视。
3)考虑导线预留余量。住宅随着家用电器化的发展，用电量不断增加，留有余量是非常必要的。而对于商业建筑来说更为重要，否则，容易导致用电负荷超过设计容量。造成“小马拉大车”的现象，而引发火灾。
4)按导线的不同敷设方式选择。导线的不同敷设方式有明敷(空气中)、埋地式、穿管(敷设在地面或暗设在墙壁、楼板内)三种。敷设方式不同，散热条件不同，散热量也不一样，应根据具体情况修正导线的载流量。
4小结
由于居民用电量的日益增加，线路设计中已经不再限制铜线的使用，并且在新的设计标准中采用了与IEC标准接轨的新标准，这将使电气设计更趋向于合理、科学。而且新规范的实行也为许多存在电气安全隐患急需改造的旧楼提供了设计依据；这就要求设计人员在设计规范的基础上灵活掌握设计对象的特点，使设计更加科学与合理，适合长远发展的需要。
参考文献
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[2]陈正强．普通民用住宅电气线路的设计[J]．中国新技术新产品,2009(11)．
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