對民用住宅電氣消防安全設計的探討
發布時間：2011-09-30 共1頁
摘要：本文通過分析當前民用住宅電氣線路消防安全設計中一些存在的問題，提出相應的看法與意見，以減少民用電氣線路火災危險性。
1引言
隨著社會經濟的飛速發展，人民生活水平也日益得到提高，居民住宅向多層、高層發展，超高層住宅在我國也比比皆是。人們生產生活中對電的需求將越來越高，我國是個生活用電急劇增長的發展中國家，大功率電器正逐步躍入我們的生活中。但目前，我國的電氣線路設計還相對滯后，往往片面強調節約，使設計標準偏低。近年來，由于線路不堪重負，頻繁跳閘或者電氣線路長期過載，導致絕緣性能下降等原因引發的居民住宅火災事故不斷發生，據統計我國電氣火災已躍居火災起因的第一位。給人們的生活和工作帶來極大的不便，也對廣大人民的生命財產帶來了極大的威脅和損失。
一、在住宅電氣線路設計中應重視電氣安全，并為遠期負荷的增長充分預留擴充容量。
針對以往電氣設計標準中存在的問題，新的國家標準《住宅設計規范》（GB50096－1999）于1999年6月1日起正式施行。并明確要求”電氣線路應采用符合安全和防火要求的敷設方式配線，導線應采用銅線，每套住宅進戶線截面不應小于10mm2，分支回路截面不應小于2.5 mm2”；“每套住宅的空調電源插座、電源插座與照明，應分路設計；廚房電源插座和衛生間電源插座宜設置獨立回路”等。但應注意到，這個標準依然是住宅電氣設計中的最低要求。住宅電氣線路不同于企事業單位的電氣線路，它沒有專業電工的維護，而居民又不懂電氣安全知識，很容易發生消防安全事故。同時考慮到電氣設計要求的安全性、功能性、可適應發展性，住宅電氣消防設計還應有一定的超前意識。應滿足電氣安全和遠期負荷發展的要求。
根據《住宅設計標準》規定，一般兩居室住宅用電負荷不能低于2.5千瓦，三居室及四居室不能低于4.5千瓦。專家認為，如果考慮到今后用電量的增加，現在住宅用電負荷設計應高于6一8千瓦。《商品住宅性能評定方法和指標體系》（見附錄2）3A級標準就要求用電負荷設計應達到20千瓦。從電氣安全的角度考慮，建議住宅入戶導線截面為16平方毫米。分支回路截面不小于2. 5平方毫米，空調等大功率電器最好單獨走一條4平方毫米的線路。如果考慮到將來廚房及衛生間電器種類和數量的增加廚房和衛生間的回路最好也用4平方毫米的銅線。因此在住宅電器設計時一定要將電負荷及導線狀況認真遵照標準執行，以防后患。
二、在住宅電氣線路中關于銅芯線使用的問題
眾所周知，鋁線較銅線易于起火。據美國消費品安全委員會（CPCS）統計的火災發生率，鋁線為銅線的55倍。究其原因有以下幾點：
1.鋁線表面極易氧化
雖然鋁線表面的氧化層厚度僅3－6微米，卻具有很高的電阻，且能隨時間的增長而增大、當大電流通過鋁線接頭時，所散發的熱量易產生異常高溫而引燃近旁可燃物質起火。當線路絕緣損壞發生短路時，鋁線接頭的高電阻又能限制短路電流，使線路上的斷路器，熔斷器等過流保護電器不能及時切斷電源，這又培加了線路短路起火的危險性。
（2）鋁與銅的不同膨脹系數
當將鋁線與設備的銅質接線端子相連接時，因鋁的膨脹系數較銅約大36％，當通過電流溫度升高時，鋁線膨脹較多，銅質端子的膨脹卻不多，使鋁線受擠壓變形，斷電冷卻后連接處出現空隙，空氣或潮氣乘虛而入，鋁線表面被氧化或腐蝕，使接觸電阻增大，再通過電流時連接處發熱更劇，形成惡性循環，當達到危險高溫時連接處絕緣被熔化，易導致線路短路，引起火災。
（3）鋁與銅的電解作用
根據化學中的電解反應，當鋁芯電線連接處接觸潮濕環境后就形成局部電池，使鋁腐蝕，這也增加了接觸電阻。
（4）氯化氫的不利影響
如由于線路過載或接接不良等原因，鋁線連接處的溫度超過75℃，而又持續較長的時間，PVC絕緣層將分解出氯化氫氣體，此氣體能腐蝕鋁線表面，增加了接觸電阻。
與鋁錢相比，銅線不易軟化和腐蝕，火災危險小得多、住宅中一般沒有專業人員進行檢測線路中存在的事故隱患，因此為保證住宅的電氣安全，電氣線路不應采用鋁線而應采用絕緣銅線，在裝修舊房時，原有的鋁線一定要換成銅線，如果圖省事，或嫌更改線路影響美觀，只更換開關和插座，會為今后的用電埋下安全隱患。這點在強制性國家標準GB50096－1999《住宅設計規范》中有嚴格要求。
三、住宅電氣設計時應留有足夠數量的分支回路
我國每戶住宅內照明和插座的分支回路數過少。而每個回路所帶的負荷增大，實際等于減少了線路截面，其結果會造成線路溫度升高。眾所周知，線路截流量是指某一敷設方式和環境溫度條件下線路在允許工作溫度時通過的電流。此允許工作溫度是相對于其正常絕緣壽命而言的。例如PVC絕緣的允許工作溫度為70℃，工作溫度超過70℃，線路絕緣并不損壞，只是絕緣壽命相對縮短而已。根據經驗數字，PVC絕緣工作溫度每超過允許工作溫度8℃，其使用壽命約減少一半。但70℃并非PVC絕緣的最合適的溫度。我們在使用中如減少負荷，降低其工作溫度，則其絕緣老化延緩，使用壽命可以相應延長，這對減少電氣線路火災事故是十分有利的。
分支回路數量的增加，相當于減少回路阻抗，這對降低住宅諧波電壓，減少諧波危害也是十分有利的。還需說明，住宅內有足夠的分支回路數量，就有條件將產生諧波的非線性負荷電器和對諧波敏感的電器做到各由分開的回路供電。這樣非線性負荷諧波電流在其分支回路上阻抗產生的諧波電壓降就不可能危害另一回路的敏感電器。家用電腦之類對諧波敏感的電器在今后的家庭應用是必然的趨勢。住宅電氣線路在設計中必須及早注意這一問題。《商品住宅性能評定方注和指標體系》3A級標準就要求住宅中置有7個以上的回路。同時根據使用面積，照明回路可選擇兩路或更多，電源插座三至四路。廚房和衛生間各走一獨立回路，空調回路兩至三路，一個空調回路最多帶兩部空調。
四、插座數量要配置合理
我國居民住宅內的插座數量也偏少，由于生活中用電器的增多，居民經常私拉電線加接插座板。由于居民缺乏電氣安全知識，多用雙芯單層絕緣絞線來接插座板。這種電線沒有護套，易因擠壓損傷而破環絕緣，又因不注意加接PE線（接地線），使所接家用電器不能接地。而插座板則多為不符合標準的產品，據國家技術監督局公布99年第1季度對插頭插座的抽查結果顯示，有近四成產品不合格。其接觸壓力和接觸面積均不足，負荷電流稍大插座板即因接觸不良而產生異常高溫。因此，住宅內亂拉電線常引起電氣火災事故。發達國家為避免亂接電線，對戶內插座數量作出了嚴格的規定。如在美國規定家用電器電源線長達1.8m，其國家電氣法規（NEC）就規定墻上兩插座點間的距離不得超過3.6m。
新的國家標準規定，住宅中插座數量不應少于 12個，但這只是保障安全的基本要求、在參考發達國家和地區的電氣標準的基礎上。根據《商品住宅性能評定方法和指標體系》3A級標準，專家推薦，室內的墻上固定插座數量為：臥室（每間）電源插座4組，空調插座1組；客廳電源插座5組，空調插座l組；廚房電源插座5組，排氣扇插座1組；走廊電源插座2組，陽臺電源插座1組。
同時我們還要考慮到插座的安裝要求：
（1）明裝時距地面不低于1.8米。
（2）暗裝時距地面不低于0.3米。為防止兒童觸電，應選用帶有保險擋片的安全插座。
（3）單相二眼插座的接線要求是：當孔眼橫排列時為“左零右火”；豎排列時為“上火下零”。
（4）三眼插座座零線與保護接地線切不可錯接。
（5）電冰箱、空調器應使用各自“獨立”的、帶有保護接地的三眼插座、嚴禁自做接地線接于煤氣管道上，杜絕火災事故的發生。
（6）衛生間常用來洗澡沖涼，易潮濕，不宜安裝普通型插座，而應選用防濺水型插座。
五、結論
在日常生活中我們應更多了解電氣知識，重視電氣安全。作為住宅電氣線路設計人員在設計過程中應嚴格按照國家有關標準執行。而且在設計中還應注意：1、住宅內的電度表和開關易于更換，這類設備的規格可接近最高負荷確定。2、電氣線路屬于隱蔽工程，將來更換起來更麻煩、更費錢，所以最好做到一步到位。3、每戶分支回路數和插座數量必須適當預留發展容量，滿足幾十年內負荷增大和電氣安全的要求。這樣就從根源上斷絕了隱患，減少居民住宅電氣火災事故的危險性。
1引言
隨著社會經濟的飛速發展，人民生活水平也日益得到提高，居民住宅向多層、高層發展，超高層住宅在我國也比比皆是。人們生產生活中對電的需求將越來越高，我國是個生活用電急劇增長的發展中國家，大功率電器正逐步躍入我們的生活中。但目前，我國的電氣線路設計還相對滯后，往往片面強調節約，使設計標準偏低。近年來，由于線路不堪重負，頻繁跳閘或者電氣線路長期過載，導致絕緣性能下降等原因引發的居民住宅火災事故不斷發生，據統計我國電氣火災已躍居火災起因的第一位。給人們的生活和工作帶來極大的不便，也對廣大人民的生命財產帶來了極大的威脅和損失。
一、在住宅電氣線路設計中應重視電氣安全，并為遠期負荷的增長充分預留擴充容量。
針對以往電氣設計標準中存在的問題，新的國家標準《住宅設計規范》（GB50096－1999）于1999年6月1日起正式施行。并明確要求”電氣線路應采用符合安全和防火要求的敷設方式配線，導線應采用銅線，每套住宅進戶線截面不應小于10mm2，分支回路截面不應小于2.5 mm2”；“每套住宅的空調電源插座、電源插座與照明，應分路設計；廚房電源插座和衛生間電源插座宜設置獨立回路”等。但應注意到，這個標準依然是住宅電氣設計中的最低要求。住宅電氣線路不同于企事業單位的電氣線路，它沒有專業電工的維護，而居民又不懂電氣安全知識，很容易發生消防安全事故。同時考慮到電氣設計要求的安全性、功能性、可適應發展性，住宅電氣消防設計還應有一定的超前意識。應滿足電氣安全和遠期負荷發展的要求。
根據《住宅設計標準》規定，一般兩居室住宅用電負荷不能低于2.5千瓦，三居室及四居室不能低于4.5千瓦。專家認為，如果考慮到今后用電量的增加，現在住宅用電負荷設計應高于6一8千瓦。《商品住宅性能評定方法和指標體系》（見附錄2）3A級標準就要求用電負荷設計應達到20千瓦。從電氣安全的角度考慮，建議住宅入戶導線截面為16平方毫米。分支回路截面不小于2. 5平方毫米，空調等大功率電器最好單獨走一條4平方毫米的線路。如果考慮到將來廚房及衛生間電器種類和數量的增加廚房和衛生間的回路最好也用4平方毫米的銅線。因此在住宅電器設計時一定要將電負荷及導線狀況認真遵照標準執行，以防后患。
二、在住宅電氣線路中關于銅芯線使用的問題
眾所周知，鋁線較銅線易于起火。據美國消費品安全委員會（CPCS）統計的火災發生率，鋁線為銅線的55倍。究其原因有以下幾點：
1.鋁線表面極易氧化
雖然鋁線表面的氧化層厚度僅3－6微米，卻具有很高的電阻，且能隨時間的增長而增大、當大電流通過鋁線接頭時，所散發的熱量易產生異常高溫而引燃近旁可燃物質起火。當線路絕緣損壞發生短路時，鋁線接頭的高電阻又能限制短路電流，使線路上的斷路器，熔斷器等過流保護電器不能及時切斷電源，這又培加了線路短路起火的危險性。
（2）鋁與銅的不同膨脹系數
當將鋁線與設備的銅質接線端子相連接時，因鋁的膨脹系數較銅約大36％，當通過電流溫度升高時，鋁線膨脹較多，銅質端子的膨脹卻不多，使鋁線受擠壓變形，斷電冷卻后連接處出現空隙，空氣或潮氣乘虛而入，鋁線表面被氧化或腐蝕，使接觸電阻增大，再通過電流時連接處發熱更劇，形成惡性循環，當達到危險高溫時連接處絕緣被熔化，易導致線路短路，引起火災。
（3）鋁與銅的電解作用
根據化學中的電解反應，當鋁芯電線連接處接觸潮濕環境后就形成局部電池，使鋁腐蝕，這也增加了接觸電阻。
（4）氯化氫的不利影響
如由于線路過載或接接不良等原因，鋁線連接處的溫度超過75℃，而又持續較長的時間，PVC絕緣層將分解出氯化氫氣體，此氣體能腐蝕鋁線表面，增加了接觸電阻。
與鋁錢相比，銅線不易軟化和腐蝕，火災危險小得多、住宅中一般沒有專業人員進行檢測線路中存在的事故隱患，因此為保證住宅的電氣安全，電氣線路不應采用鋁線而應采用絕緣銅線，在裝修舊房時，原有的鋁線一定要換成銅線，如果圖省事，或嫌更改線路影響美觀，只更換開關和插座，會為今后的用電埋下安全隱患。這點在強制性國家標準GB50096－1999《住宅設計規范》中有嚴格要求。
三、住宅電氣設計時應留有足夠數量的分支回路
我國每戶住宅內照明和插座的分支回路數過少。而每個回路所帶的負荷增大，實際等于減少了線路截面，其結果會造成線路溫度升高。眾所周知，線路截流量是指某一敷設方式和環境溫度條件下線路在允許工作溫度時通過的電流。此允許工作溫度是相對于其正常絕緣壽命而言的。例如PVC絕緣的允許工作溫度為70℃，工作溫度超過70℃，線路絕緣并不損壞，只是絕緣壽命相對縮短而已。根據經驗數字，PVC絕緣工作溫度每超過允許工作溫度8℃，其使用壽命約減少一半。但70℃并非PVC絕緣的最合適的溫度。我們在使用中如減少負荷，降低其工作溫度，則其絕緣老化延緩，使用壽命可以相應延長，這對減少電氣線路火災事故是十分有利的。
分支回路數量的增加，相當于減少回路阻抗，這對降低住宅諧波電壓，減少諧波危害也是十分有利的。還需說明，住宅內有足夠的分支回路數量，就有條件將產生諧波的非線性負荷電器和對諧波敏感的電器做到各由分開的回路供電。這樣非線性負荷諧波電流在其分支回路上阻抗產生的諧波電壓降就不可能危害另一回路的敏感電器。家用電腦之類對諧波敏感的電器在今后的家庭應用是必然的趨勢。住宅電氣線路在設計中必須及早注意這一問題。《商品住宅性能評定方注和指標體系》3A級標準就要求住宅中置有7個以上的回路。同時根據使用面積，照明回路可選擇兩路或更多，電源插座三至四路。廚房和衛生間各走一獨立回路，空調回路兩至三路，一個空調回路最多帶兩部空調。
四、插座數量要配置合理
我國居民住宅內的插座數量也偏少，由于生活中用電器的增多，居民經常私拉電線加接插座板。由于居民缺乏電氣安全知識，多用雙芯單層絕緣絞線來接插座板。這種電線沒有護套，易因擠壓損傷而破環絕緣，又因不注意加接PE線（接地線），使所接家用電器不能接地。而插座板則多為不符合標準的產品，據國家技術監督局公布99年第1季度對插頭插座的抽查結果顯示，有近四成產品不合格。其接觸壓力和接觸面積均不足，負荷電流稍大插座板即因接觸不良而產生異常高溫。因此，住宅內亂拉電線常引起電氣火災事故。發達國家為避免亂接電線，對戶內插座數量作出了嚴格的規定。如在美國規定家用電器電源線長達1.8m，其國家電氣法規（NEC）就規定墻上兩插座點間的距離不得超過3.6m。
新的國家標準規定，住宅中插座數量不應少于 12個，但這只是保障安全的基本要求、在參考發達國家和地區的電氣標準的基礎上。根據《商品住宅性能評定方法和指標體系》3A級標準，專家推薦，室內的墻上固定插座數量為：臥室（每間）電源插座4組，空調插座1組；客廳電源插座5組，空調插座l組；廚房電源插座5組，排氣扇插座1組；走廊電源插座2組，陽臺電源插座1組。
同時我們還要考慮到插座的安裝要求：
（1）明裝時距地面不低于1.8米。
（2）暗裝時距地面不低于0.3米。為防止兒童觸電，應選用帶有保險擋片的安全插座。
（3）單相二眼插座的接線要求是：當孔眼橫排列時為“左零右火”；豎排列時為“上火下零”。
（4）三眼插座座零線與保護接地線切不可錯接。
（5）電冰箱、空調器應使用各自“獨立”的、帶有保護接地的三眼插座、嚴禁自做接地線接于煤氣管道上，杜絕火災事故的發生。
（6）衛生間常用來洗澡沖涼，易潮濕，不宜安裝普通型插座，而應選用防濺水型插座。
五、結論
在日常生活中我們應更多了解電氣知識，重視電氣安全。作為住宅電氣線路設計人員在設計過程中應嚴格按照國家有關標準執行。而且在設計中還應注意：1、住宅內的電度表和開關易于更換，這類設備的規格可接近最高負荷確定。2、電氣線路屬于隱蔽工程，將來更換起來更麻煩、更費錢，所以最好做到一步到位。3、每戶分支回路數和插座數量必須適當預留發展容量，滿足幾十年內負荷增大和電氣安全的要求。這樣就從根源上斷絕了隱患，減少居民住宅電氣火災事故的危險性。
