住宅電氣設計研究

陳技 原曉云

(福建省建筑設計研究院有限公司 福建福州 350001)

0 引言

當今社會，住宅小區已經發展成多元化、生態化的新型居住環境，多層，高層，超高層的住宅建筑群不斷地在城市中拔地而起，廣大民眾對自身居住小區的安全性和舒適性要求也隨之提高，住宅建筑傳統電氣設計方案已越來越不能滿足居住者要求，對建筑電氣設計人員提出新的時代挑戰。基此，筆者根據近年來的設計實例，對住宅電氣設計的一些問題進行分析探討。

1 工程概況

某住宅小區位于福建省福州市，地面5幢住宅，其中2幢15層，2幢17層，1幢18層。地下室1層，平時為機動車與非機動車停車庫及設備用房，戰時為常六級甲類二等人員掩蔽所，機動車停車數為548。地上總建筑面積為52 755m2，地下室總建筑面積為22 835m2，總建筑面積為75 590m2。上部住宅均屬于二類高層住宅建筑，地下室屬于I類汽車庫。

2 消防負荷等級劃分

根據國家標準JGJ 16-2008《民用建筑電氣設計規范》[1]第3.2.3.1條規定，一類高層民用建筑的消防控制室、火災自動報警及聯動控制裝置、火災應急照明及疏散指示標志、防煙及排煙設施、自動滅火系統、消防水泵、消防電梯及其排水泵、電動的防火卷簾及門窗以及閥門等消防用電應為一級負荷，二類高層民用建筑內的上述消防用電應為二級負荷。

JGJ 242-2011《住宅建筑電氣設計規范》[2]3.2.1也明確規定了住宅建筑內消防負荷的分級：①建筑高度為100m或35層及以上的住宅建筑，其消防用電負荷、應急照明、航空障礙照明、走道照明、值班照明、安防系統、電子信息設備機房、客梯、排污泵、生活水泵的負荷等級為一級；②建筑高度為50m～100m且19層～34層的一類高層住宅建筑，其消防用電負荷、應急照明、航空障礙照明、走道照明、值班照明、安防系統、客梯、排污泵、生活水泵的負荷等級為一級；③10層～18層的二類高層住宅建筑，其消防用電負荷、應急照明、走道照明、值班照明、安防系統、客梯、排污泵、生活水泵的負荷等級為二級。

GB 50067-2014《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》[3]第9.0.1條就明確規定：消防水泵、火災自動報警系統、自動滅火系統、防排煙設備、電動防火卷簾、電動防火門、消防應急照明和疏散指示標志等消防用電設備，以及采用汽車專用升降機作車輛疏散出口的升降機用電，應符合下列規定：①Ⅰ類汽車庫、采用汽車專用升降機作車輛疏散出口的升降機用電應按一級負荷供電；②Ⅱ、Ⅲ類汽車庫和Ⅰ類修車庫應按二級負荷供電；③Ⅳ類汽車庫和Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類修車庫可采用三級負荷供電。

綜上，該工程設計，上部應為二類高層住宅，地下室是I類汽車庫，若依據上述規范要求，上部住宅消防負荷為二級負荷，地下室消防負荷為一級負荷，但是考慮到消防控制室是為整個住宅小區服務的，因此位于上部住宅一層的消防控制室用電負荷等級應為一級負荷，而不是二級負荷。同理，在另外一些項目工程會遇到上部為一類高層住宅，地下室則是II類或III類汽車庫。若按上述規范要求，上部住宅消防負荷應為一級負荷，而地下室消防負荷為二級負荷，地下室的消防負荷等級要考慮全小區的安全性和可靠性，地下室消防水泵的負荷等級也應按一級負荷來設計。由此可見，在整個工程項目中只要子項有一類高層建筑或地下室為I類汽車庫，由于是為整個工程項目服務的，那么消防控制室、消防水泵不論設置在何處，也應確定為一級負荷。

3 消防線路選擇

(1)根據福建省最新推出的DBJ/T 13-281-2018 《福建省住宅適老化設計標準》[4]第8.3.3.2條規定，高層建筑的消防控制室、消防水泵、消防電梯的消防配電干線應采用礦物絕緣類不燃性電纜。規范中明確應采用礦物絕緣電纜的用電設備不包括住宅的應急照明和屋面的消防風機。那么，是否可以認為這二者的供電干線線路可選用耐火電纜呢？

根據GB50016-2014《建筑設計防火規范》[5]第10.1.10.3條，消防配電線路宜與其他配電線路分開敷設在不同的電纜井、溝內；確有困難需敷設在同一電纜井、溝內時，應分別布置在電纜井、溝的兩側，且消防配電線路應采用礦物絕緣電纜類不燃性電纜。因此，若屋面消防風機和應急照明主干線路不采用礦物絕緣電纜，則需要各樓層單獨敷設一個專用的配電豎井，這樣就會大大增加了投資造價和管理成本。因此，建議屋面消防風機和應急照明的配電線路也采用礦物絕緣電纜，并與消防電梯電纜共豎井敷設，這樣既節約了造價， 又保障供電的可靠性。

(2)該項目在各樓分別設置消防電源總箱，用于應急照明、消防電梯及屋面消防風機的配電。根據規范要求，消防電梯配電干線需礦物絕緣電纜，因此從變電所引至各消防用電總箱的供電干線線路也需要采用礦物絕緣類不燃性電纜。

(3)根據國家標準JGJ 16-2008《民用建筑電氣設計規范》[1]規定，防、排煙設備在火災發生期間的最少持續供電時間為3h。筆者認為，這一條規范有待商権。因為根據我國采用的國際標準(ISO834)規定的標準火災溫度-時間曲線(圖1)，火災溫度從0℃升至280℃所需的時間約為10min，達到280℃后，排煙風機防火閥的熔斷片迅速熔斷，風機停止運轉，無法持續工作3h。同時，根據GB51251-2017《建筑防煙排煙系統技術標準》[6]第4.4.8條規定，排煙管道及其連接部件應能在280°時連續30min保證其結構完整性。水平設置的排煙管道應設置在吊頂內，其耐火極限不應低于0.5h。當確有困難時，可直接設置在室內，但管道的耐火極限不應小于1.00h。設置在走道部位吊頂內的排煙管道以及穿越防火分區的排煙管道，其管道的耐火極限不應小于1.00h，設備用房和汽車庫的排煙管道耐火極限可不低于0.50h。以上的條款對排煙系統的管道耐火性能均有明確的規定，由此可見排煙設備在火災發生期間的最少持續供電時間為3h的要求偏高，因此建議，防排煙風機的消防電源連續供電時間可改為不應小于60min，配電線路可采用滿足該要求的阻燃耐火電纜。

圖1 標準火災溫度曲線

4 住宅樓層配電豎井設計

根據福建省地方標準DB35/T 1036-2016《10kV及以下電力用戶業擴工程技術規范》[7]6.4.2.21條規定，強電井應獨立設置。豎井大小除滿足布線間隔及電表箱、分支箱布置所必須尺寸外，豎井凈深應不小于600mm，設備箱體前應留有不小于800mm的操作、維護距離，并保證箱門能在不小于90°的范圍內自由開啟和關閉。同時，根據7.3.4.4.2條，高層建筑宜每3層集中裝表。該工程住宅樓一梯4戶，每3層設置1個住宅電表計量箱，箱體尺寸參考本規范圖B.10，豎井大樣布置如圖2所示。若住宅項目不在福建省，而當地的地方標準也沒有強制要求住宅強弱電豎井間分開設置，則可按圖3所示來布置合用的樓層強弱電豎井間。

圖2 豎井大樣I 注：該圖電表箱為12戶單相電表。

圖3 豎井大樣II注：該圖電表箱為12戶單相電表。

5 火災自動報警系統圖設計

(1)該工程屋面無專設一間弱電間，此時可將屋面設備消防報警線路的總線短路隔離器設置在下一層的弱電間模塊箱中，出線的報警線路穿管引至屋面消防模塊箱。該模塊箱可設置在屋面氣壓罐間內，若該樓屋面沒有氣壓罐間，可將模塊箱設置在消防電梯機房內。由于隔離器不設置在屋面層，因此DC24V電源主干線和報警總線可不用引至屋面消防模塊箱，這樣即使引出線路發生故障，也不會影響本樓系統的主干線路，從而既節省了造價，還增加了系統的安全可靠性，如圖4所示。

圖4 屋面隔離模塊系統圖

(2)該工程屋面消防水箱設置有流量開關，根據國標圖集14X505-1《火災自動報警系統設計規范》圖示，流量開關控制線的電壓等級是AC220V，而其他火災自動報警及其聯動控制的電壓等級是DC24V。同時《火災自動報警系統設計規范》第11.2.5條規定，不同電壓等級的線纜不應穿入同一根保護管內，當合用同一線槽時，線槽內應由隔板分隔(此條為強制性條文)。因此，流量開關控制線建議采用設置專用槽盒敷設，不應與火災自動報警系統等不同電壓等級的線路共用槽盒敷設。

(3)關于戶內火災報警探測器的設置：根據GB 50016-2014《建筑設計防火規范》的規定，建筑高度大于100m的住宅建筑應設置火災自動報警系統；而《福建省住宅工程設計若干技術規定》第四十八條規定，建筑高度大于54m但不大于100m的住宅建筑，套內應設置火災探測器。由此可見，在福建省的一類高層住宅建筑套內必須設置火災報警探測器。通常，在住戶套內設計火災探測器的時候，走道及住戶套內的探測器會共用同一個短路隔離器，因此當住戶自行裝修時，極有可能造成套內火災探測器的損壞，這將影響公共區域及其他住戶的消防系統安全。因此，筆者建議采用每戶設置獨立短路隔離器，集中設置在本樓層弱電井模塊箱內。這樣可避免住戶進行裝修時，各戶之間互不干擾和影響，系統圖如圖5所示。這樣雖然是增加一些投資成本，但是大大地加強了整個火災報警系統的可靠性和穩定性。

圖5 住戶套內設置火災探測器系統圖注：圖中，為家用型火災感煙探測器，為家用型火災感溫探測器。

(4)關于樓層聲光報警器的設置：《火災自動報警系統設計規范》7.6.2條規定，每臺火災聲警報聲覆蓋的樓層不應超過3層。同時《福建省住宅適老化設計標準》[4]8.3.3條規定，高層住宅的公共部位應每層設置火災聲光警報器。住宅住戶中不僅有健康的人群，而且也可能存在著部分身體有殘疾的人，以及聽力下降、行動不便的老年人，也可能有聾啞人居住。為保障該類人群的居住安全，結合上述規范要求，在該工程中各層的公共走道及前室須設置聲光報警器。

6 住戶用電安全

(1)由于住宅建筑有老人和小孩居住，一旦觸電后果嚴重，電磁式剩余電流動作保護器不受電源電壓、環境溫度、中性線斷線等影響，可靠性高，因此住宅建筑和住戶內的配電線路剩余電流動作保護器建議采用電磁式。這樣不僅能夠提高用電的安全性，而且還可以防止電氣火災的發生，大大提高老人和小孩的安全性；而且《福建省住宅適老化設計標準》第8.3.1條也有明確規定，住戶配電箱內的剩余電流動作保護器宜采用電磁式。

(2)根據《福建省住宅適老化設計標準》規定，住戶內的照明、插座、熱水器、空調回路均應裝設剩余電流動作保護器，插座、熱水器、空調回路可共用剩余電流動作保護器。為了節約造價，并滿足相關規范要求，住戶配電系統圖如圖6所示。住宅套內起居室(廳)、走道、臥室等宜采用多點控制照明開關，照明開關宜采用帶指示燈的寬板開關。臥室的門邊和床頭墻上應設置可控制房間內照明的燈開關。住宅建筑廚房內可能散發可燃氣體時應預留設置可燃氣體報警裝置的管線。報警信號可通過安防系統反饋給物業管理中心、消防控制室或社區服務中心。同時，在《老年人居住建筑設計標準》GB 50340-2016 中有明確要求，老年人建筑內應設置呼應信號系統[4]。因此預留管線可根據需要方便安裝。住戶報警按鈕及可燃氣體報警平面示意如圖7所示。

圖6 住戶配電系統圖

圖7 戶內報警按鈕及可燃氣體報警平面圖注：圖中，為緊急報警按鈕，為可燃氣體報警器，為住戶弱電綜合箱，為客對講(安防)室內分機

7 結語

隨著科技發展的日新月異，大家對住宅建筑的要求越來越高，智慧小區、人性化設計等字眼頻繁出現在業主與開發商的口中，這就要求設計水平也應隨之提高，不僅要熟悉現有的規范、圖集，而且要學習更加先進的技術，做到精益求精，讓業主對設計滿意，讓住戶住的舒心、放心。