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【摘 要】本文分析了别墅小区的电气设计特点，针对别墅用电负荷分散性，室外管线复杂性的特点进行详细分析，进而详细地论述别墅小区的高低压供配电方式、室外管线的综合设计、别墅单体的电气设计和别墅的防雷接地设计。
【关键词】别墅；负荷特点；供配电；室外管线综合；防雷接地
引言：
别墅，即别野，在郊区或风景区建造的供休养用的园林住宅。现在的普遍认识是，除“居住”这个住宅的基本功能以外，更主要体现生活品质及享用特点的高级住所。近几年来，我院陆续设计了不少大型别墅区项目，通过这些项目的设计，发现了一些不同于普通住宅、公寓的电气设计特点。
1别墅电气设计的特点
1.1负荷特点
大型别墅区的特点是占地面积大、容积率低。各栋别墅单体之间有较大的空间，电气负荷显得极为分散，在给小区供电时要合理选择供电方式，考虑电压供电半径的限制。同时，别墅为低密度住宅，用电负荷随时间的波动较大，因此对别墅区进行负荷计算时，要结合这一特点，选取适当的同时系数，避免变压器容量选择过大而造成浪费。
1.2室外管线复杂
从总平面布置上看，别墅单体分散，且排列也不规则，各栋之间有一定的间距。在进行电气设计时，将导致电气系统之间需要有大量的室外管线连接，尤其对弱电系统的构建是不经济的。因此，如何处理好户外管线走向问题成为了大型别墅项目电气设计的难点。
1.3单体多采用三相供电
别墅单体的建筑面积较大，每户通常在300以上，同时别墅内用电设备较多，可能会有大容量的电气设备，如中央空调、泳池水泵等，这些设备多为三相负荷，因此建议各单体采用三相供电。
1.4智能化和高新技术的结合体
别墅作为高端住宅建筑，其目的在于为顾客提供更高的生活品质和享受，其对新产品和新技术的应用也必然走在市场的前列。而智能家居管理系统作为高新科技的技术产物，越来越多地应用在别墅电气设计当中。
针对上述特点，别墅电气设计与高层住宅、公寓等不同，应采用新的思路和方式进行电气设计，以满足别墅的功能和使用要求。现结合海口市某大型别墅小区进行分析。
2室外电气设计
2.1高压供电方式
别墅小区占地面积大，负荷点多而分散，电源以户外箱式变电站作为首选。户外箱变比小区内建变电所更加灵活，可深入负荷中心，减小一次投入，降低运行成本，提高用户的供电质量。如果小区面积过大，则应设置10kV开闭所，设立多个箱变供电，采用环网的形式將各箱变连接起来，使电源布局更加合理。
同时，应考虑箱变与别墅整体建筑风格一致，从而保证建筑和环境的效果。如采用与环境协调的顶棚或栅栏将箱变封闭，并通过景观对其掩饰，尽量弱化其存在感。
在确立项目供电方案之初，应先与当地供电部门沟通协调，在前期总图规划时应适当考虑变电所的位置。
2.2低压配电方式
由于别墅小区负荷分散，考虑供配电距离的限制，可根据别墅单体的布局和负荷容量进行分组供电，形成以箱变为中心的供配电组。每台箱变设置在所供电负荷组的中心位置，采用电缆放射式给各负荷组配电，每负荷组设一个总电表箱。考虑电缆压降，箱变至总电表箱的距离不宜超过250米，同时考虑箱变出线断路器的容量限制，总电表箱的进线电缆截面不宜超过240；并以此作为计算总电表箱的负荷容量和所供电的别墅数量的依据。总电表箱至各别墅电源总箱的进户电缆宜控制在25～40米之间。
总电表箱为户外安装，为了满足安全及规范要求，应选用室外防雨型，外壳防护等级为IP55。从别墅整体景观出发，总电表箱的外观和色调应与环境相协调，尽量将其隐藏在公共部分的景观内。
2.3室外管线的综合规划设计
别墅小区各单体分散，彼此间距离较大，与高层住宅项目相比，各种管线综合更加复杂和困难。在设计前期，各专业就应先沟通配合，进行管线综合规划，确定好各专业管线的大致走向及各种管线的标高问题，避免在设计后期发现管线冲突问题（如电气管线与给排水管线的冲突，强电与弱电管线的冲突）从而产生大量的修改工作。别墅小区的电气管综通常是高压管线、低压管线与通信、电视及安防等弱电管线分开敷设，同时满足规范中的距离要求；管线较少时采用直埋敷设，管线多时采用排管敷设。
笔者设计的海口市某别墅小区项目，其主干上的高、低压电缆以及弱电管线共用电缆沟敷设。沟内设单侧支架，同一侧分多层支架，各层支架上的电缆管线按电压等级由高至低的10kV电力电缆、0.6/1kV低压电缆至弱电的控制和信号电缆、通讯电缆“由上而下”的顺序排列。同时，电缆沟在电缆集中出线处（住户进户线处）及转角、端头和管沟衔接处设置活动盖板。此方法是与甲方进行沟通确认过，并进行了预算分析，且征得各相关部门同意后采纳的。实践证明此强、弱电管线共沟敷设是可行的，从长期来说其造价成本不会高于管线直埋，设计却更加简单，且更利于施工和后期的维护管理。
3室内电气设计
3.1别墅单体的负荷计算
由于别墅单体面积大，用电设备多，因此别墅的整体负荷较大，且经常采用中央空调，建议采用三相供电。与此同时又有些用电设备的使用几率极低，据单体建筑的面积大小，需要系数通常取0.7～0.85之间。目前，设计规范和手册对别墅的单位面积负荷无明确规定，认为取80～90W/ 较为适宜。
3.2别墅单体的动力设计
别墅单体内设置一个户内总配电箱，然后在总配电箱之外的每层各设层配电箱。考虑电梯、水泵等动力设备的漏电会引起进户总开关的误动作，建议电梯、水泵等回路由总开关出线直接配电；而照明、插座以及弱电箱电源、层配电箱等前端宜加设一个具有漏电保护功能的开关，作为电气火灾保护，其额定动作电流整定范围在300mA。 3.3单体内电气设备的配置
别墅项目作为住宅类建筑中的高端产品，用来满足具有一定经济实力人士的需求，用户对电气产品的要求也相应较高。同时别墅多是毛坯房型式，用户需进行二次装修。因此，在室内电气设备的配置上，在设计前期要先与甲方讨论，做到既满足设计规范的要求，又具有适用性、扩展性，为住户的二次装修提供余地。室内电气系统的配置要合理，但不需要面面俱到，应该重点突出。对于终端设备的配置宜粗而不宜细，而对于电气管线的预留，应尽可能地考虑扩展回路。
对于弱电系统，通讯、有线电视等应留好管线，安防系统则应尽量完善，为用户创造安全的居住空间。而对于智能照明、智能家电控制等很個性的东西，可以作为用户的选项，由甲方决定是否需要设置。
4防雷与接地设计
4.1防雷设计
根据现行防雷规范中的防雷等级划分，别墅单体常常是达不到第三类防雷建筑物的设计要求。但在实际中，别墅区通常建于郊区、河湖水边等较空旷地带，遭受雷击的概率较高。为了提高供电和建筑物的安全性，通常按照第三类防雷的要求设置防直击雷装置。为了保证别墅的立面效果和美观，有些别墅的防雷设计将接闪带暗敷在结构层内，笔者认为此方法并不恰当。尤其在雷电多发地区，发生雷击时暗敷接闪带可能无法保护其屋面，从而造成屋面击穿损坏，危害住户安全。因此建议别墅屋面接闪带尽量采用明敷。
为防止雷电电流流经防雷引下线和接地装置时产生的高电位对附近金属物或电气和电子系统线路的反击，应在电源系统、电子信息系统分别装设合适的浪涌保护器。如处于雷电防护LPZ0区的户外配电箱，其箱内应装设I级试验的浪涌保护器；各栋单体的配电总箱、屋顶配电箱等处于雷电防护LPZ0与LPZ1区的交界处，其箱内应装设I级试验的浪涌保护器；各电子信息系统也应视工程的具体情况来装设满足规范要求的信号线路浪涌保护器。
4.2接地设计
别墅小区的低压配电系统的接地形式通常采用TN-S型，在别墅单体的电源进线处设置总等电位联结端子，在卫生间设置局部等电位联结。室外配电箱采用满足规范要求的接地干线与附近的建筑物基础接地网焊接相连，室外接地凡焊接处均应刷沥青防腐。整个电气系统采用联合接地方式，据规范要求，联合接地电阻不应大于1欧姆。
为了降低基础接地网的接地电阻，可将整个别墅区内的单体按布局适当地进行分组，然后将各组内所有户型的基础接地网用满足要求的接地干线（如-40x5热镀锌扁钢）焊接相连。若接地电阻仍未满足要求，则应增打人工接地极。
6小结
以上是笔者在进行别墅电气设计中总结出的一些不同于普通住宅建筑的电气设计特点。国内目前还没有别墅设计的专门规范，因此在进行电气设计时，我们要多了解别墅小区的整体风格和地理特性，通过合理设计将电气设计融入到建筑总体要求中，保证供电的可靠性和安全性，以及别墅的舒适性和适用性。
参考文献：
【1】王厚余，徐华. 工业与民用配电设计手册【M】.3版.北京：中国电力出版社，2005.
【2】侯冉冉.独栋别墅电气设计分析.智能建筑电气技术，2012（6）.
【3】别墅的电气设计特点分析【OL】.bieshhttp：//wenku.baidu.com/link？url=fC7FajTmF5gOufHagAkE-6zSY-1PHIQIqxmmaKjLu2EisGqCh6alE_Z7GbPx1GkqToRLagSYVkGTTt0zapZybbboIzr-ejuex1_x7AA5Qw3
【4】《建筑物防雷设计规范》 GB50057-2010
【关键词】别墅；负荷特点；供配电；室外管线综合；防雷接地
引言：
别墅，即别野，在郊区或风景区建造的供休养用的园林住宅。现在的普遍认识是，除“居住”这个住宅的基本功能以外，更主要体现生活品质及享用特点的高级住所。近几年来，我院陆续设计了不少大型别墅区项目，通过这些项目的设计，发现了一些不同于普通住宅、公寓的电气设计特点。
1别墅电气设计的特点
1.1负荷特点
大型别墅区的特点是占地面积大、容积率低。各栋别墅单体之间有较大的空间，电气负荷显得极为分散，在给小区供电时要合理选择供电方式，考虑电压供电半径的限制。同时，别墅为低密度住宅，用电负荷随时间的波动较大，因此对别墅区进行负荷计算时，要结合这一特点，选取适当的同时系数，避免变压器容量选择过大而造成浪费。
1.2室外管线复杂
从总平面布置上看，别墅单体分散，且排列也不规则，各栋之间有一定的间距。在进行电气设计时，将导致电气系统之间需要有大量的室外管线连接，尤其对弱电系统的构建是不经济的。因此，如何处理好户外管线走向问题成为了大型别墅项目电气设计的难点。
1.3单体多采用三相供电
别墅单体的建筑面积较大，每户通常在300以上，同时别墅内用电设备较多，可能会有大容量的电气设备，如中央空调、泳池水泵等，这些设备多为三相负荷，因此建议各单体采用三相供电。
1.4智能化和高新技术的结合体
别墅作为高端住宅建筑，其目的在于为顾客提供更高的生活品质和享受，其对新产品和新技术的应用也必然走在市场的前列。而智能家居管理系统作为高新科技的技术产物，越来越多地应用在别墅电气设计当中。
针对上述特点，别墅电气设计与高层住宅、公寓等不同，应采用新的思路和方式进行电气设计，以满足别墅的功能和使用要求。现结合海口市某大型别墅小区进行分析。
2室外电气设计
2.1高压供电方式
别墅小区占地面积大，负荷点多而分散，电源以户外箱式变电站作为首选。户外箱变比小区内建变电所更加灵活，可深入负荷中心，减小一次投入，降低运行成本，提高用户的供电质量。如果小区面积过大，则应设置10kV开闭所，设立多个箱变供电，采用环网的形式將各箱变连接起来，使电源布局更加合理。
同时，应考虑箱变与别墅整体建筑风格一致，从而保证建筑和环境的效果。如采用与环境协调的顶棚或栅栏将箱变封闭，并通过景观对其掩饰，尽量弱化其存在感。
在确立项目供电方案之初，应先与当地供电部门沟通协调，在前期总图规划时应适当考虑变电所的位置。
2.2低压配电方式
由于别墅小区负荷分散，考虑供配电距离的限制，可根据别墅单体的布局和负荷容量进行分组供电，形成以箱变为中心的供配电组。每台箱变设置在所供电负荷组的中心位置，采用电缆放射式给各负荷组配电，每负荷组设一个总电表箱。考虑电缆压降，箱变至总电表箱的距离不宜超过250米，同时考虑箱变出线断路器的容量限制，总电表箱的进线电缆截面不宜超过240；并以此作为计算总电表箱的负荷容量和所供电的别墅数量的依据。总电表箱至各别墅电源总箱的进户电缆宜控制在25～40米之间。
总电表箱为户外安装，为了满足安全及规范要求，应选用室外防雨型，外壳防护等级为IP55。从别墅整体景观出发，总电表箱的外观和色调应与环境相协调，尽量将其隐藏在公共部分的景观内。
2.3室外管线的综合规划设计
别墅小区各单体分散，彼此间距离较大，与高层住宅项目相比，各种管线综合更加复杂和困难。在设计前期，各专业就应先沟通配合，进行管线综合规划，确定好各专业管线的大致走向及各种管线的标高问题，避免在设计后期发现管线冲突问题（如电气管线与给排水管线的冲突，强电与弱电管线的冲突）从而产生大量的修改工作。别墅小区的电气管综通常是高压管线、低压管线与通信、电视及安防等弱电管线分开敷设，同时满足规范中的距离要求；管线较少时采用直埋敷设，管线多时采用排管敷设。
笔者设计的海口市某别墅小区项目，其主干上的高、低压电缆以及弱电管线共用电缆沟敷设。沟内设单侧支架，同一侧分多层支架，各层支架上的电缆管线按电压等级由高至低的10kV电力电缆、0.6/1kV低压电缆至弱电的控制和信号电缆、通讯电缆“由上而下”的顺序排列。同时，电缆沟在电缆集中出线处（住户进户线处）及转角、端头和管沟衔接处设置活动盖板。此方法是与甲方进行沟通确认过，并进行了预算分析，且征得各相关部门同意后采纳的。实践证明此强、弱电管线共沟敷设是可行的，从长期来说其造价成本不会高于管线直埋，设计却更加简单，且更利于施工和后期的维护管理。
3室内电气设计
3.1别墅单体的负荷计算
由于别墅单体面积大，用电设备多，因此别墅的整体负荷较大，且经常采用中央空调，建议采用三相供电。与此同时又有些用电设备的使用几率极低，据单体建筑的面积大小，需要系数通常取0.7～0.85之间。目前，设计规范和手册对别墅的单位面积负荷无明确规定，认为取80～90W/ 较为适宜。
3.2别墅单体的动力设计
别墅单体内设置一个户内总配电箱，然后在总配电箱之外的每层各设层配电箱。考虑电梯、水泵等动力设备的漏电会引起进户总开关的误动作，建议电梯、水泵等回路由总开关出线直接配电；而照明、插座以及弱电箱电源、层配电箱等前端宜加设一个具有漏电保护功能的开关，作为电气火灾保护，其额定动作电流整定范围在300mA。 3.3单体内电气设备的配置
别墅项目作为住宅类建筑中的高端产品，用来满足具有一定经济实力人士的需求，用户对电气产品的要求也相应较高。同时别墅多是毛坯房型式，用户需进行二次装修。因此，在室内电气设备的配置上，在设计前期要先与甲方讨论，做到既满足设计规范的要求，又具有适用性、扩展性，为住户的二次装修提供余地。室内电气系统的配置要合理，但不需要面面俱到，应该重点突出。对于终端设备的配置宜粗而不宜细，而对于电气管线的预留，应尽可能地考虑扩展回路。
对于弱电系统，通讯、有线电视等应留好管线，安防系统则应尽量完善，为用户创造安全的居住空间。而对于智能照明、智能家电控制等很個性的东西，可以作为用户的选项，由甲方决定是否需要设置。
4防雷与接地设计
4.1防雷设计
根据现行防雷规范中的防雷等级划分，别墅单体常常是达不到第三类防雷建筑物的设计要求。但在实际中，别墅区通常建于郊区、河湖水边等较空旷地带，遭受雷击的概率较高。为了提高供电和建筑物的安全性，通常按照第三类防雷的要求设置防直击雷装置。为了保证别墅的立面效果和美观，有些别墅的防雷设计将接闪带暗敷在结构层内，笔者认为此方法并不恰当。尤其在雷电多发地区，发生雷击时暗敷接闪带可能无法保护其屋面，从而造成屋面击穿损坏，危害住户安全。因此建议别墅屋面接闪带尽量采用明敷。
为防止雷电电流流经防雷引下线和接地装置时产生的高电位对附近金属物或电气和电子系统线路的反击，应在电源系统、电子信息系统分别装设合适的浪涌保护器。如处于雷电防护LPZ0区的户外配电箱，其箱内应装设I级试验的浪涌保护器；各栋单体的配电总箱、屋顶配电箱等处于雷电防护LPZ0与LPZ1区的交界处，其箱内应装设I级试验的浪涌保护器；各电子信息系统也应视工程的具体情况来装设满足规范要求的信号线路浪涌保护器。
4.2接地设计
别墅小区的低压配电系统的接地形式通常采用TN-S型，在别墅单体的电源进线处设置总等电位联结端子，在卫生间设置局部等电位联结。室外配电箱采用满足规范要求的接地干线与附近的建筑物基础接地网焊接相连，室外接地凡焊接处均应刷沥青防腐。整个电气系统采用联合接地方式，据规范要求，联合接地电阻不应大于1欧姆。
为了降低基础接地网的接地电阻，可将整个别墅区内的单体按布局适当地进行分组，然后将各组内所有户型的基础接地网用满足要求的接地干线（如-40x5热镀锌扁钢）焊接相连。若接地电阻仍未满足要求，则应增打人工接地极。
6小结
以上是笔者在进行别墅电气设计中总结出的一些不同于普通住宅建筑的电气设计特点。国内目前还没有别墅设计的专门规范，因此在进行电气设计时，我们要多了解别墅小区的整体风格和地理特性，通过合理设计将电气设计融入到建筑总体要求中，保证供电的可靠性和安全性，以及别墅的舒适性和适用性。
参考文献：
【1】王厚余，徐华. 工业与民用配电设计手册【M】.3版.北京：中国电力出版社，2005.
【2】侯冉冉.独栋别墅电气设计分析.智能建筑电气技术，2012（6）.
【3】别墅的电气设计特点分析【OL】.bieshhttp：//wenku.baidu.com/link？url=fC7FajTmF5gOufHagAkE-6zSY-1PHIQIqxmmaKjLu2EisGqCh6alE_Z7GbPx1GkqToRLagSYVkGTTt0zapZybbboIzr-ejuex1_x7AA5Qw3
【4】《建筑物防雷设计规范》 GB50057-2010