住宅的用电负荷计算与电气设计
随着我国人民生活水平的不断提高，人们在花十多万、几十万购房及室内装修不断进步、新潮的同时，对住宅的要求已由满足需要型向电气化、信息化、舒适化转变，百作为建筑业的一个主要组成部分的电气设计在如何提高，满足时代的要求，也有了很大的发展。在传统的低压供电系统中主要强调过载、短路保护，其目的是保护用电设备、供电线路不受损坏。近年，已提出了人身安全的观点，而作为小康住宅的电气设计应按此新规范的设计思路及技术要求指导下进行。所以目前对于小康住宅的电气设计首先是要考虑到人身的安全，并且可靠、舒适、美观和利于发展的原则。为此，笔者根据目前小康住宅有关用电负荷及其确定，配电及弱电设计，以及住宅环境照明方面提出一些粗浅的看法。
一、住宅用电负荷分类及用电特点
1、住宅用电负荷的分类
（1）照明--此类用电负荷每家均有，而且具有的装饰性、舒适性，用电容量逐步增大的趋势。
（2）普通家电--它是指目前已基本普及且使用率较高的家电。如：电视机、音响、电冰箱、洗衣机、风扇、吸尘器、电烫斗。
（3）电炊具--这类负荷部分家庭已经配置。如：电炒锅、电水煲、电饭锅、电烤箱、微波炉、消毒碗柜等。
（4）卫生设备及空调电器--这类是耗电量比较高的电器。如：电淋浴器、空调器等。
2、住宅的用电特点
（1）住宅用电的对象为广大普通群众，大多数人对电气知识了解较少，有些甚至完全不懂。
（2）住宅用电非常普遍，随着家用电气的导猛发展，每个人都有意无意地在使用电能，因而存在危险性大，而一不小心便可能发生严重事故。
（3）家用电器有很大的随意性，有可能出现一些不应出现的情况。如：儿童将金属物插入带电插座，而某些用电器出于自身质量问题而出现的不该出现的事故。
（4）由于家庭的隐私性，无法从外部进行监督、管理。
二、用电负荷的确定
目前用电设备增加，正确确定用电的负荷尤为重要，过去常按2KW/户计算的单位容量来确定每户负荷的方法已不适应家庭用电负荷日益增长的现状。过往由于设计的每户负荷定得较低，所配置的电表、开关及导线截面均偏小，造成经常性的负荷跳闸，超负荷运行而烧坏开关、电表、电线的现象常有发生。现根据目前小康之家每户平均拥有家电情况（见表1）。
表1 小康住宅用电负荷表
分类 序号 用电设备 功率
（KW）
照明 1 照明灯具 0.5～0.8
普通家用电器 2 电冰箱 0.2
3 洗衣机 0.3～1.0
4 电视机 0.3
5 电风扇 0.1
6 电烫斗 0.5～1.0
7 组合音响 0.1～0.3
8 吸湿机 0.1～0.15
9 影视设备 0.1～0.3
电
炊
具 10 电饭煲 0.6～1.3
11 电烤箱 0.5～1.0
12 微波炉 0.6～1.2
13 消毒柜 0.6～1.0
14 抽油烟机 0.3～1.0
15 食 品
加工机 0.3
16 电热水器 0.5～1.0
空调卫生及其他 17 电取暖器 0.5～1.5
18 吸尘器 0.2～0.5
19 空调机 1.5～3.0
20 电 脑 0.08
21 打印机 0.08
22 传真机 0.06
23 防盗保安 0.1
总 计 8.39～16.24
并以8月份广州市夏季为例，对小康家庭可能同时使用的家电情况列表（见表2），
表2 小康住宅同时用电情况
序号 用电设备 功率（KW）
1 照明灯具 0.5
2 电视机 0.3
3 影视设备 0.1
4 电饭煲 0.7
5 电冰箱 0.15
6 微波炉 0.9
7 抽油烟机 0.3
8 空调机 2.5
9 其 他 0.5
总 计 5.95
将表2中的总计值作为半小时最大负荷P30，则需要系数
Kc=P30/PE………………………………（1）
PE按表1总计范围取13KW。由式（1）可计算住宅的需要系数Kc，见表3。根据需要系数法确定，即PJS=Kc?PE（KW），IJS=PJS/cos？U（A）由此可选择用户电表容量及导线配置，见表3。
表3 用户电表容量及导线配置
序号 用电设备 功率（KW）
1 P30（KW） 5.95
2 Pε（KW） 13.00
3 Pjs（KW） 5.95
4 cosΦ 0.8
5 Kc 0.457
6 Ijs（A） 33.8
7 电表容量（A） 10（40）
8 导线线径
（mm2） 3×10
三、用户的安全保护
由于大多的用户用电水平普遍较低，这就要求电气设计者首先要考虑到用户的使用安全。目前，广州地区已经实行了一户一表制，已直接引自市电供电。为此，笔者认为：1、对于接地保护要充分利用建筑物基础这一良好接地极，在进户垂直接地处将N线和PE线分开。将所有不带电部分与PE线连接，从入户处看，采用了TN-S系统。这样，PE线正常情况下不通过电流，只有发生接地故障才有电压。同时，不带电体通过PE线构成等电位连接，由于没于电位差，从而保障了用电者的安全。2、小康住宅的气设计应采用安全型插座加漏电保护器的方法。即采用带安全门的安全型插座作为防止直接触电的主保护，在户内配电箱线路首端安装漏电保护器。（In=30Ma，t<0.4s）作为后备保护的方法。3、在住宅的卫生间作为局部等电位连接，以保护人体的浸湿的情况下的安全。
四、户内配电系统及弱电设计
为适应目前家用电器不断增多及容量增大的发展考虑，小康住宅的户内配电箱可采用如下配电方案：
说明如下：图中按照说明及电气回路分类，照明回路和电气回路隔离开关采用相线零线同时切断的DPN型空气开关组成，分别设置漏电保护。为便于维护检修工作，设置头段DPN隔离开关，以保证检修者的安全。
随着科学的发展，各种各样的电子线路进入家庭，如：电话线、有线电视信号、防盗报警线路、宽频网络信号线等等。另外室内的音响线路设计，各房间的视频线、电话线、网络信号线、防盗报警线的布线要求都按用户的使用情况，从发展的角度考虑预埋、预留接口，特别是将来作为必要的网络系统信息口等等。
每个家庭的审美以都不同在考虑户内平面照明时重要一点是灵活性和可变性，由于用户对厅、房的要求不同，在实际中的变化较大。因此，应根据灯具的安装位置先考虑预留照明点，插座布置是比较棘手的问题，因每个人的口味不同，布置就不同。现在每个家庭都经装修、当然最好是有装修布置再定位置。除此应按固定和灵活选用两种设置，首先是厨房设备、排风扇、空调机、洗衣机等相对固定设定。其次是对于厅、房一类的通用插座，可适当多些，隔二、三米为一组，以方便将来用电的需要为准。这样可避免用户自行扯线，达到灵活多变的效果。
近来，由于装饰材料的大量开发，扩大和丰富了室内的装饰。由于饰面材料具有质感、颜色等特性，当与灯光的入射方向、透射、折射等性质结合时，就会使室内照明环境获得流动、活泼、高雅、豪华的气氛。如何营造照明环境气氛是当前小康住宅家庭的一项重要设计内容，笔者认为：首先按照建筑物的特点、室内布置、装饰情况及其使用功能等因素来确定。包括光源、灯具的选择，具体可利用灯光方向、轮廊、形象来创造成气氛。以灯光的重点、明暗、强弱、层次来达到效果。利用光源的光色和物体的颜色配合、安全的位置、形状大小与装饰的配合来形成明快、舒适、和谐的环境照明。