居民住宅电气设计与防火的探讨

１家庭电气火灾形势严峻
据统计，近年来居民家庭火灾起数、人员伤亡所占的比例呈整体上升趋势，其中由于电线和用电器具短路、超负荷、接触不良等原因造成的家庭火灾高居榜首。以成都市为例，电气火灾在该市家庭火灾总起数中占的比例在１９９８～２００３年一直高达４０％。
２研究家庭住宅电气设计与防火的重要性
随着人们生活水平的提高，研究居民住宅电气设计与防火的重要性日益凸现：
（１）住宅的面积越来越大，结构越来越复杂，人们对住宅的划分越来越细，房间的功能越独立，住宅的结构就越复杂；
（２）人们对住宅的要求越来越高。住宅除了结构型式要满足人们感官上的要求外，还应满足人们心理上的需求，灯具的选择、灯光的谐调、布线的美观等也是重中之重。
总之，随着人们生活水平的提高，居民住宅的面积、结构型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。
３导致居民住宅电气火灾的原因
３．１电气线路引发火灾
（１）建筑在布线时设计的用电量少，选择的电线截面较小，且经过长时间使用，电线绝缘层部分可能已老化破损，电气线路常常因漏电、短路、超负荷引起火灾；
（２）敷设线路时留下太多接头，又没有经过技术处理，由于铝线表面极易氧化，当大电流通过时，所产生的热量引燃周围可燃物；或经过长时间使用，接头、接线端处松动、接触不良，接触处也容易产生高温进而导致火灾；
（３）住宅设计的固定插座偏少，为了解决插座不够用的问题，过多长期使用插座板，而且乱接插座板易导致电气短路或异常高温进而产生火灾；
（４）未分路设计，住宅内负荷未分流，在同一线路使用多个大功率电器导致过负荷引发火灾。
３．２电器设备引发火灾
（１）开、关电器频繁，导致电动机电流骤增，温度急剧上升而引起电动机等元件过热而烧毁起火；
（２）电线受潮，产生漏电打火，从而引起火灾；
（３）电器质量低劣、发热过高且绝缘隔热、散热效果差而引起火灾。
４居民住宅电气设计
４．１照明设计
4.1.1电光源的选择
照明应满足起居室、厨房、卫生间等设施功能的要求，保证光源的显色性适度、亮度分布合理、眩光少、视觉舒适，并尽可能节能。一般应遵循如下原则：
（１）照明应以使室内光线实用和舒适为原则，卧室、餐厅宜采用低色温的光源，光源的颜色一般为暖色，卧室、客厅相关色温Ｋ＝３３００，显色指数Ｒ应大于８０；
（２）当使用一种光源不能满足光色要求时，可采用两种或两种以上光源的混光来照明。
4.1.2灯具的选择
灯具应根据使用环境、房间用途、光强分布、限制眩光等因素进行选择。在满足上述技术条件下，应选用效率高、维护检修方便的灯具。
（１）按使用环境选择：在正常的环境中，宜选用开启式灯具，例如客厅；在潮湿的环境中，宜选用具有防水灯头的灯具，例如厕所、洗漱间；在烟气较多的环境中，宜选用防尘密闭式灯具，例如厨房；楼梯照明应采用声光定时开关控制的灯具；
（２）按光强分布特性选择灯具：灯具安装高度在６ｍ及６ｍ以下时，宜采用宽配光特性的广照型灯具；安装高度在６～１５ｍ时，宜采用集中配光的直射型灯具，如窄配光深照型灯具。
4.1.3灯具的安装和布置
（１）灯具的布置
灯具的布置方式分均匀布置和选择布置两种。均匀布置可以使整个平面获得较均匀的照度，一般有正方形、菱形、矩形等形式；选择布置是为了满足局部要求，如在起居室和卧室的书写、阅读处应增设局部照明，如台灯、床头灯；
（２）灯具的安装
为了限制眩光，获得较理想的照明效果，室内照明灯距地面的安装悬挂高度具有规定性的要求，此外，灯具安装应牢固，以便维修和更换，不应装在高温设备表面或有气流冲击等地方。普通吊线只适用于灯具重量在１ｋｇ以内，重于１ｋｇ的灯具或吊线超过３ｍ时，应采用吊链或吊杆，此时吊线不应受力。吊挂式灯具及其附件的重量超过３ｋｇ时，安装应采取加强措施，通常除使用管吊或链吊灯具外，还有悬吊点采用预埋吊钩等固定方式；
（３）住宅照度
为了使现在或未来的住宅照明设计符合建筑功能的要求，保证人们视力健康，笔者认为将住宅照度提高一些比较合理。
４．２配电系统型式的选择
我国低压配电有单相二线式、单相三线式、三相三线式、三相四线式４种配电型式。其中三相四线式损耗最小，是最佳的设计方案。尤其是多层住宅用户的单相负荷越来越多，当采用单相电源配线入户已不能满足时，可采用三相五线制ＴＮ－Ｓ系统入户，这样可以消除三相负荷不平衡的弊端，使电网运行更加合理，节能效果更显著。
４．３线路的敷设
4.3.1敷设方式
现在室内配线线路的敷设方式主要是用钢管或硬塑料管穿绝缘导线的明敷或暗敷布线。
4.3.2室内配线的技术要求
室内配线除一般要求安全可靠、布线整齐合理、安装牢固外，在技术上还要求：
（１）配线时应尽量避免导线有接头，若有中间接头必须采用压接或焊接；穿在管内的导线，不允许有接头；接头应放在接线盒或灯头盒内；导线的连接或分支处不应受到机械力的作用；
（２）明配线路要保持横平竖直，水平敷设时导线距地面２．５ｍ以上，垂直敷设时导线距地面２ｍ以上，否则应将导线穿在钢管内予以保护；
（３）当导线穿过楼板、墙壁时，要加装保护套管；
（４）当导线相互交叉时，应在每根导线上套以绝缘管并固定；
（５）为保护用电安全，室内配电管线与其他管道、设备之间的最小距离应有一定的要求。
4.3.3管配线
管配线有明配和暗配两种，明配管要求横平竖直，整齐美观；暗配管要求管路短而畅通，弯头要少。配线的管子通常为钢管或硬塑料管，管子的内径不得小于管内导线束直径的１．５倍。管内导线不得超过８根，都不能有接头。
4.3.4塑料护套线的敷设
塑料护套线可以明敷或暗敷，塑料护套线的接头应放在开关、灯头或插座处。
４．４电源插座系统
4.4.1插座的回路划分
国标《住宅设计规范》（ＧＢ５００９６～１９９９）（２００３年版）中６．５．２条规定，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。据此，住宅内插座回路至少可划分为：
（１）二路：空调电源插座、其他电源插座；
（２）三路：空调电源插座、厨房电源插座和卫生间电源插座、其他电源插座；
（３）四路：空调电源插座、厨房电源插座、卫生间电源插座、其他电源插座。
分支回路的增加可使住宅负荷电流分流，可减少线路温升和谐波危害，从而延长线路寿命和减少电气火灾。卫生间电源插座多了对安全不利，通常设置数量少，单独设置回路显得浪费，宜与厨房电源插座同一回路。落地式柜式空调容量大，一般为２Ｐ或２Ｐ以上，宜与其他空调电源插座分回路供电。
4.4.2插座的选择与安装
（１）插座的额定电压和额定电流
插座的额定电流，已知使用设备者应大于设备的额定电流的１．２５倍；未知使用设备者不应小于５Ａ。考虑到部分家电功率大，设计中通常应选为不小于１０Ａ；
（２）插座的防护形式和安装高度
因家庭中不可避免有儿童活动，若插座安装高度在距地１．８ｍ或１．８ｍ以上时，可采用一般型插座；低于１．８ｍ时，应采用安全型插座。在潮湿场所，应采用密闭式或保护式插座，安装高度距地不应低于１．５ｍ；如洗衣机插座、电热水器插座、厨房小家电插座；卫生间插座应位于潮湿场所等级分类中ＩＩＩ区外；电热水器专用插座安装高度不宜低于１．８ｍ；分体空调器专用插座安装高度建议为１．８～２．０ｍ；起居室（厅）电视音响插座为方便使用，安装高度以高于电视柜的高度为佳，最好为０．８～１．０ｍ；其他普通电源插座安装高度通常为０．３ｍ；
（３）插座的接地
在住宅中，已知使用设备者应按设备要求配置插座，需要连接带接地线的家用电器的插座，必须带接地孔。普通插座使用户应能任意使用Ｉ或ＩＩ类家用电器。Ｉ类电器为基本绝缘加接地保护，ＩＩ类电器为双重绝缘不要求接地保护，为满足Ｉ类或ＩＩ类家用电器的使用，普通插座宜选用单相二线和单相三线组合插座。
（４）插座的开关和电源显示
国标《通用用电设备设计规范》ＧＢ５００５５～９３中第８．０．７条规定，对于插拔插头时触电危险性大的日用电器，宜采用带开关能切断电源的插座。此规定的目的应是尽量减少插拔切断来断电，而利用插座所带开关断电，这样较安全。因此，洗衣机插座、厨房小家电插座和电热水器插座应带开关和电源指示。另外，经常开关的固定用电设备插座，如起居室电视音响插座、空调插座，建议也带开关和电源指示；
（５）电源插座与电视、电话插座的间距
为了避免干扰，电源插座与电话、电视插座间应保持一定的间距，最好为１５～５０ｃｍ同时强电线路与电话、电视线路不应同管敷设。
４．５接地与防雷
4.5.1接地
对多层住宅低压配电接地系统接地形式的正确选择十分重要，如果选择不当，引起的后果很难用增加保护措施来补救。应从保护人身安全、防止火灾为出发点，并着眼于未来，在新建住宅楼内宜采用ＴＮ－Ｓ、ＴＮ－Ｃ－Ｓ系统。
（１）ＴＮ－Ｓ系统
ＴＮ－Ｓ系统是保护线ＰＥ和中性线Ｎ分开设置，Ｎ线对地绝缘，ＰＥ线正常工作时不通过电流，设备外壳不带电，使安全水平提高。但是ＴＮ－Ｓ系统仍不能解决对地故障电压蔓延的问题。尽管如此，ＴＮ－Ｓ系统仍可安全应用于住宅；
（２）ＴＮ－Ｃ－Ｓ系统
ＴＮ－Ｃ－Ｓ系统是住宅、民用建筑中最常用的接地系统，它是由ＴＮ－Ｃ和ＴＮ－Ｓ二者组合而成，一般进入建筑的电源侧多为ＴＮ－Ｃ系统，即为ＰＥ线和Ｎ线分开处，从此分开后就不能再合并，在此处作重复接地Ｒ小于１０Ω。重复接地的作用是在发生接地故障时减小接触电压，并且在ＰＥＮ线断线时，减少由于中性点漂移引起的三相电压不平衡，从而在一定程度上减轻了对用电设备的损害和由变压器不对称运行引起的危害；
（３）实施等电位联结（ＭＥＢ）和局部等电位联结（ＬＥＢ）
　就ＴＮ－Ｓ和ＴＮ－Ｃ－Ｓ系统而言，实施ＭＥＢ可以消除沿ＰＥＮ线或ＰＥ线窜入的危险故障电压，减少保护电器动作不可靠带来的危险，而且有利于消除外界电磁场引起的干扰。实施ＭＥＢ（或ＬＥＢ）对人身安全的保护措施，防止火灾也要有可靠的安全措施；
（４）保护导线截面的确定
　 按机械强度要求，一般保护线采用电力电缆构成时，其截面不限制；若采用绝缘导线或裸导线有机械保护，如敷设在套管、线槽等外保护物内，其截面不应小于２．５ｍｍ２；无机械保护，如敷设在绝缘子、瓷夹上时，其截面不应小于４ｍｍ２。
4.5.2防雷
　 住宅的防雷保护最好采用避雷带作接闪器，引下线暗敷于墙内，在１．８ｍ处引出至接地装置或利用建筑构造柱的钢筋作接地装置，并且与重复接地共用（Ｒ＜１Ω）。
５家庭电气防火
　 居民住宅要做到用电安全，关键在以下几个方面：
　 （１）结合实际需要选择合适电线
　 电线的选择要考虑用电负荷对电线的要求，选择安全载流量大的电线，还要根据环境需要选择导线的类型。因为铝线较之铜线容易起火（据美国消费品安全委员会统计，使用铝线的火灾发生率是使用铜线的５５倍），如果条件许可，尽量使用铜线，但不能铜线和铝线混用；
　 （２）合理敷设电气线路
敷设线路要尽量走近路、直路，避免迂回曲折，减少交叉跨越；线路间的接头要牢固，防止接触面松动氧化；
（３）正确使用家用电器
一是避免频繁开关电器，防止电动机启动电流骤增，温度急剧上升引起电动机等元件过热烧毁起火；二是家用电器使用后，不但要把本身开关关闭，还应拔掉电源插头；三是使用电热器具要远离可燃、易燃物；四是注意避免同时使用多个大功率电器，造成线路过负荷；五是注意电冰箱、电视机、电脑等电器的通风、防潮、防尘，并经常检查电源线是否老化、破皮，防止因积热、漏电等引起火灾；六是要避免使用质量低劣的家用电器。
６　结束语
家庭住宅电气设计与防火一般不被人们所重视，笔者认为要从根本上减少甚至杜绝住宅电气火灾，首先应该深刻认识家庭电气火灾的严重性和危害性，把预防家庭电气火灾作为防火工作中的一个重点；其次是住宅电气设计既要考虑当前的实际情况，也要着眼于未来，要能跟上时代发展的需要，还要与建筑寿命相配套，避免造成不必要的浪费或重复建设。住宅在进行电气设计时应首先考虑设计的可靠性和安全性，在确保可靠、安全的情况下可以考虑美观等方面的需要，切不可舍本逐末。