芻議老舊住宅樓電氣改造

秦 凱 王雪娟

(軍事科學院國防工程研究院，北京 100036)

我國20世紀的部分老舊住宅樓普遍存在保溫性能差、抗震系數(shù)低、供電系統(tǒng)落后等缺點，這些缺點日益顯著地影響著人們的生活和安全。各地政府和部門相繼出臺措施對老舊居民樓進行電氣改造。舊樓電氣改造的好壞直接關系到用戶的用電安全。改造不得當，將會直接增加電氣火災發(fā)生的可能性與危險性，嚴重威脅住戶的生命與財產(chǎn)安全，因此必須引起足夠的重視。但是由于種種原因老舊住宅樓的電氣改造往往給人一種無從下手，難抓要點的感覺。本文就老舊住宅電氣改造設計經(jīng)常遇到的問題及對策論述如下，希望能拋磚引玉，給出一些實際可行的改造方案。

1 配線線徑偏小

老舊住宅樓的改造首先要考慮現(xiàn)有的進樓及進戶電纜是否還能滿足居民的日常現(xiàn)狀，是否符合現(xiàn)行相關規(guī)范的要求，同時還要為遠期負荷留有充足的余量。二十世紀八九十年代的老樓進戶電纜線徑普遍偏小。當初的標準：每戶面積40 m2～60 m2容量為2 kW，每戶面積60 m2～90 m2容量為3 kW。隨著現(xiàn)代生活中各種家用電器使用的增加，現(xiàn)有容量已遠遠不能滿足人民生活需求。如表1所示為日常生活中用電電器容量參考值。

表1 用電量參考值

由表1可看出，居民家用電器多在1.0 kW～2.0 kW，一般為兩件家用電器同時工作。用電高峰時段，每戶用電量至少都在3 kW以上。北京市對于住宅的用電負荷做出規(guī)定：40 m2～70 m2為4 kW；70 m2～100 m2為6 kW。并且還要求遠期用電負荷每戶不小于10 kW，當住戶面積不確定時取50 W/m2～60 W/m2。

另外老舊住宅戶內(nèi)的電線線徑也普遍偏小，造成這種現(xiàn)狀的原因除了當初設計對遠期負荷估計不足以外，還存在原材料供應困難等其他原因。如筆者設計改造的某住宅樓為80年代建筑，照明與插座共用一個回路，配電回路截面為1.5 mm2，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在居民用電需求。配線線徑偏小成為影響供電能力和電能質(zhì)量的主要因素。線路截面過小不僅會使配電回路不能承受大負荷用電量，還因其電路阻抗增大，電線發(fā)熱加劇，造成導線絕緣老化加速。進而導致線間短路、相間短路和接地故障，從而引發(fā)電氣火災和人身事故。因此更換增大原有回路的電線線徑勢在必行。另外居民家用電器(如微波爐、熒光燈、充電設備等)日益增多，該類電器為非線性負載，很容易產(chǎn)生諧波。增大導線線徑也可有效減少回路中非線形負荷的阻抗。

國家標準GB 50096—2011住宅設計規(guī)范第8.7.2條明確要求：電氣線路應采用符合安全和防火要求的敷設方式配線，導線應選用銅線，每套住宅進戶線截面不應小于10 mm2，分支回路截面不宜小于2.5 mm2[2]。在改造過程中一定要對進戶線纜進行重新核算，看是否能滿足近期及遠期居民用電需求。舊有住宅管線改造中，對于不符合規(guī)范的陳年舊線必須要抽取并更新，對于不能抽出的舊線則必須做到物理隔絕。禁止擅自利用不合格舊線繼續(xù)使用。更禁止新舊電線，銅鋁電線亂搭亂接，給安全用電造成重大隱患。

2 導線用鋁線

舊有住宅電氣配線多采用鋁線。鋁線因其物理特性較銅線更容易發(fā)生火災。鋁線起火的原因在其接頭部分而并不在于鋁線本身?？諝庵袖X線表面很容易被氧化，即使施工時將鋁線接頭表面的氧化層刮凈，它仍然可在幾秒鐘內(nèi)形成新的氧化層。雖然該氧化層很薄，但具有很高的電阻，且隨時間的增大而增大。當大電流通過上述接頭時，容易發(fā)生異常高溫進而引燃導線附近的可燃物。當線路因為絕緣損壞發(fā)生短路時，上述接頭的高電阻又將增大短路電流，引起高溫，使配電回路的斷路器、熔斷器等過電流保護開關不能及時切斷電源，增加了線路短路起火的危險性。

另外在老舊住房勘查過程中，發(fā)現(xiàn)很多地方鋁線與設備的銅質(zhì)接線端子連接不規(guī)范、采用三無劣質(zhì)接線端子或者銅線與鋁線直接連接。此類做法危害極大，由于鋁金屬的膨脹系數(shù)和銅金屬的膨脹系數(shù)相差很大，當配電回路氣溫上升時，鋁線接頭部分有所膨脹，而銅質(zhì)端子卻幾乎不發(fā)生變化，鋁線接頭部分因此受擠壓變形，出現(xiàn)細小孔隙。導致鋁線表面被腐蝕或者氧化速率加快，接觸電阻增大。通電過程中兩者連接處發(fā)熱，從而導致線路絕緣皮熔化。導線因裸露而觸電或造成短路。另外銅線和鋁線也不能直接連接，銅的金屬惰性要遠大于鋁的金屬惰性，這兩種金屬連接通電后會發(fā)生電化學反應，導致鋁線逐漸被氧化，從而降低鋁線的機械強度和導電性。另外由于兩者電阻率不同，銅為1.7×10-8Ω/m，鋁為2.9×10-8Ω/m。當通過相同的電流時，兩者發(fā)熱量不同，相差近一倍多，從而導致鋁線的加劇氧化，最終出現(xiàn)電熔現(xiàn)象。

施工過程中銅線和鋁線不能直接連接，若必須連接，則應采用對焊工藝生產(chǎn)的銅鋁過渡板或銅鋁過渡端子。綜上所述，舊房改造過程中，一定要把原建筑的鋁線徹底清除，或者徹底廢棄，以免造成火災隱患。

3 插座與照明共用一個回路，插座數(shù)量偏少

老舊住宅內(nèi)燈具與插座大多共用一條回路，一旦某一點線路發(fā)生故障，則整個房間都將停電。《民用建筑電氣設計規(guī)范》第10.7.11條規(guī)定：照明回路上不應設置插座。在施工改造過程中應將插座與照明回路嚴格分開。

我國舊有住宅建筑插座數(shù)量普遍偏少。改造過程中應適當增加插座數(shù)量，確保住戶所有家用電器盡量不使用移動插座板。由于目前我國大多數(shù)居民還缺乏電器安全知識，在住宅內(nèi)亂拉，亂接插座板，所接用電設備多為可接觸式電器。另外家庭電氣回路在裝修施工時不注意加接PE線，致使所使用的家用電器多數(shù)不能安全接地。其他國家與地區(qū)為避免此類情況發(fā)生，對戶內(nèi)插座數(shù)量及插座間距做出嚴格規(guī)定。例如歐洲電氣規(guī)范規(guī)定家用電器電源線最長為1.5 m，美國電氣規(guī)范規(guī)定家用電器電源線最長1.8 m。我國電氣類產(chǎn)品尚無此類規(guī)定，常用家用電器中手機充電線長度為1.0 m，電水壺為0.9 m，烤箱為1.1 m，烤箱1.2 m。因此筆者建議墻上兩插座之間的距離不超過3.6 m。在住宅電氣線路改造中應適當增加插座的數(shù)量，可以在一定程度上杜絕亂接插座板現(xiàn)象。國家標準GB 50096—2011住宅設計規(guī)范已就住宅內(nèi)的插座數(shù)量做了明確規(guī)定，具體可參見本規(guī)范第8.7.6條。

筆者認為，固定插座設置要滿足使用要求，具體設置多少可根據(jù)我國《住宅設計規(guī)范》與具體情況綜合考慮。另外如果家中有孩童，必須選擇帶有插孔保護的安全插座；洗衣機、空調(diào)等專用插座因其額定偏大，與普通插座不得混用。

4 供電系統(tǒng)及衛(wèi)生間等電位改造

我國部分舊住宅配電采用的TN-C系統(tǒng)已不適用現(xiàn)代生活需求。此類沒有專用的PE線，PE線與中性線N線合為一根PEN線。當因維護管理不當造成PEN線中斷時,則用電器金屬外殼呈現(xiàn)220 V對地電壓，造成觸電危險。該類住宅改造后供電應采用TN-C-S系統(tǒng)，電源線中N線在進線配電柜處做重復接地。為避免電氣線路過載、考慮以后用電量增加、降低電氣故障所造成的影響擴大化和降低電網(wǎng)諧波等情況，戶內(nèi)配電系統(tǒng)應按照相關電氣規(guī)范采用多回路形式。至少應分設照明回路、一般插座回路、熱水器回路和空調(diào)回路，根據(jù)實際用電需求也可將為廚房單設一路配電回路。

《民用建筑電氣設計規(guī)范》第12.9.1條規(guī)定：具有淋浴功能的衛(wèi)生間應設置局部電位裝置。因此在老舊住宅電氣線路改造中，具有淋浴功能的衛(wèi)生間內(nèi)應嚴格按照規(guī)范設置等電位連接。這是接地保護的一項重要措施，為防止出現(xiàn)危險的接觸電壓，《住宅設計規(guī)范》第8.7.1條明確要求局部等電位連接包括衛(wèi)生間內(nèi)的金屬給排水管、晾衣桿、金屬采暖管、金屬浴盆、暖氣片以及建筑物的鋼筋網(wǎng)和衛(wèi)生間電源插座的PE線，可不包括地漏等孤立金屬物。具體改造過程中應該嚴格按住宅規(guī)范實行。由于是改造老舊建筑，建筑物的鋼筋網(wǎng)和等電位端子聯(lián)結起來可能比較困難，局部等電位亦未要求必須為零電位，鋼筋網(wǎng)可以不用聯(lián)結。

5 舊有配電箱及管線的更新

舊樓的梁柱墻板早已做好，在改造過程中，新做的配電箱可能無條件實施暗裝，明裝配電箱時應該注意以下幾個問題：金屬外殼一定要接地，杜絕觸電危險；不宜設置在樓梯平臺處，因為樓梯平臺一般都比較窄，如果再設置一面明裝配電箱，一是不美觀，二是會對居民的通行及搬運大件物品造成不利影響；配電箱裝高應該至少高于1.8 m，防止兒童亂動觸電與用戶發(fā)生意外磕碰等危險。

舊樓改造過程中新做的配電箱應該多設用電回路以滿足用戶的需求。原有配電管線應盡量利用，減少改造工程量。可單獨設置一回路與原配電箱連接，這樣便可充分利用老舊建筑已敷設管線。與原配電箱連接的回路需加漏電斷路器，防止舊有線路漏電危險，如圖1所示。

管線在改造過程中應該盡量在墻體剔槽暗敷或敷設在吊頂里。如條件不許可，可以用剛性塑料線槽進行敷設。施工過程中，塑料線槽敷設應做到筆直、美觀。直線段過長應該加裝伸縮接頭及其他溫度補償措施，以防止管線的熱脹冷縮。在戶內(nèi)設置無線路由器，通過無線路由方式實現(xiàn)家用電腦的聯(lián)網(wǎng)，減少網(wǎng)絡插座、管線敷設。

6 結語

舊住宅樓改造要遵循住戶的基本需求，以“實用、經(jīng)濟、美觀”為原則，細心設計,精心改造，為居民提供一個安全舒適，功能齊全的居住環(huán)境。