艺术设计论文：住宅地下停车库照明设计及解决措施

来源：985论文网添加时间：2021-05-12 10:29

　　摘要：分析住宅地下车库照明灯具由于层高控制导致安装高度低矮，电击防护措施存在盲区，带来的电击事故隐患问题。分析比较几种电击防护措施的优缺点，建议普通照明灯具配电回路保护开关采用带剩余电流动作保护功能的微型断路器。

　　关键词：住宅地下车库; 照明灯具; 灯具安装高度; 电击防护; 间接接触故障防护; 照明配电箱; 配电导线长度; 剩余电流动作保护;

　　Thoughts on Electric Shock Protection Measures for Lighting Luminaires in Underground Garage of Residential Buildings

　　ZENG Sheng'an PENG Zhichun

　　Arch-age Architectural Design Co.,Ltd.

　　Abstract：The hidden dangers of electric shock accidents caused by the low installation height of lighting luminaires in underground garage of residential buildings due to floor height control and blind spots in electric shock protection measures are analyzed. The advantages and disadvantages of several electric shock protection measures are analyzed and compared,and it is suggested that the protection switch of distribution circuit of common lighting luminaires should be equipped with miniature circuit breaker with residual current action protection function.

　　0 引言

　　近年来，地产开发企业为减少住宅项目开挖土石方量，降低项目开发成本，住宅常规设计地下车库层高控制：负一层层高一般在3.7～3.8 m左右，负二层层高在3.5～3.6 m左右。由于土建常规的“梁板柱”框架结构设计，地下车库的土建设计净高一般在2.8～2.9 m左右。为了达到最佳的照明效果，住宅地下车库的照明灯具一般都是布置在所有设备管网的最下方，在地下车库土建净高的基础上减掉常规设备管网的安装空间0.5～0.6 m，照明灯具的实际安装高度一般为2.2～2.4 m。这也与目前市场上大部分主流地产开发企业对住宅地下车库的实际净高要求（行车道上不低于2.4 m，停车位上不低于2.2 m）相吻合。由此，引出本文的思考点，住宅项目按目前常规的地下车库照明设计方式，其照明灯具的电击防护措施是否能满足设计规范或标准的要求呢？会不会因为照明灯具安装高度的降低而导致在实际使用中出现电击的安全隐患？

　　1 住宅地下停车库照明设计分析

　　1.1 住宅地下停车库采用的照明灯具及其电击防护措施

　　目前大部分住宅地下停车库均采用LED支架，此照明灯具按国标给出灯具电击分类为I类照明灯具。根据GB/T 17045-2020/IEC 61140:2016《电击防护装置和设备的通用部分》第7.3条对“Ⅰ类电气设备”的定义：这种设备至少采用一种规定作为基本防护，且采用连接保护导体作为故障防护措施。在实际工程中，对Ⅰ类照明灯具采用电击防护措施通常是置于人伸臂范围之外和出现间接接触故障时自动切断电源。

　　1.2住宅地下车库照明配电系统常规设计

　　目前住宅项目低压配电系统一般采用TN接地系统。地下车库各防火分区在各自的配电间内设置单独的照明配电箱，由变电所采用单回路放射式或树干式配电。常规的地下车库照明配电箱如图1所示。

　　由图1可知，地下车库普通照明配电回路一般均采用截面为2.5 mm?的铜芯绝缘导线，其配电回路保护开关采用额定电流16 A脱扣曲线为C型的微型断路器保护。根据GB 50054-2011《低压配电设计规范》第5.2.9条：TN系统中配电线路的间接接触防护电器切断故障回路的时间，应满足配电线路或仅供给固定式电气设备用电的末端线路，不宜大于5 s的要求。可以根据照明配电回路断路器、配电导线实际型号计算确定断路器在满足设计规范的要求下最大的配电线路保护长度（计算过程略）。参照19DX101-1《建筑电气常用数据》中第4-25页的数据查表近似可得16 A脱扣曲线为C型的微型断路器能保护截面为2.5 mm?的铜芯绝缘导线最大长度为59 m。为了确定这个导线长度的合理性，笔者从《Schneider电气装置应用（设计）指南》最新版中的图表G49（图2）查阅到了同样位于此范围的数据。

　　根据图2中圈注的数据，采用C型微型断路器额定电流选择16 A保护截面为2.5 mm?的铜芯绝缘导线最大长度为62 m。与19DX101-1《建筑电气常用数据》59 m的导线长度是接近的。因此，可以得出住宅地下车库照明灯具的配电回路长度在不超过60 m左右的长度时，其配电回路发生间接接触故障可以在规范要求的时间内切断电源。

　　图1 常规的车库照明配电箱系统图

　　图2《Schneider电气装置应用（设计）指南》新版图表G49

　　1.3 住宅地下车库照明平面常规设计

　　笔者选取了近几年住宅项目中一个较为典型的地下车库照明平面（如图3所示）来分析平面导线长度。本例中的照明配电箱设置在车库的中心区域（图中蓝色方框处），这种配电箱的设置方式按常规设计经验是更利于控制照明配电回路导线长度的。本例中防火分区普通照明配电箱一共设有10个普通照明配电回路，分别为WL1～WL10。表1是根据平面图中实际路由量出的各照明配电回路长度。

　　图3 住宅地下车库照明平面示例

　　表1 图3示例中各照明配电回路导线长度

　　从上述工程实例分析可见，在这种照明配电箱设置对照明配电回路控制有利的情况下得出的照明配电回路导线长度均不能满足上文提到的小于60 m左右的要求。如照明配电箱不能设置在地下车库防火分区的中心区域，照明配电回路长度应该会比本例情况更不利。但在实际工程设计中，这种情况比比皆是。

　　1.4 住宅地下车库照明灯具电击防护措施现状

　　根据上文的分析，笔者认为住宅地下车库采用Ⅰ类灯具按常规照明配电系统设计的情况下，照明灯具的间接接触故障防护措施是难以满足设计规范要求的。更不利的情况是，因地产开发企业节约开发成本压低住宅地下车库层高导致实际照明灯具安装高度低于2.5 m，处于国家标准规定的人伸臂范围之内。再者，住宅地下车库照明灯具的维护工作因物业公司管理水平的差异，很有可能使灯具外壳带电的故障在较长的时间内存在。导致人员在住宅地下车库中被照明灯具电击的概率大大增加。

　　2 解决措施

　　如何在实际工程设计中解决或避免这一问题，笔者认为可以采取以下一些措施：

　　a.提高住宅地下车库照明灯具的安装高度，使地下车库的照明灯具安装高度大于2.5 m。本文讨论问题的起因即是地下车库照明灯具安装高度低于人伸臂高度而引出的，且GB 50303-2015《建筑电气工程施工质量验收规范》第18.1.6条规定：除采用安全电压以外，当设计无要求时，敞开式灯具的灯头对地面距离应大于2.5 m。虽然国家规范有明文规定，但是在降低住宅项目地下车库层高作为地产开发企业重要开发成本控制项时，车库照明灯具的实际安装高度是难以去严格控制的。因此，此条措施应是难以去具体执行到位的。

　　b.住宅地下车库照明灯具采用Ⅱ类照明灯具。此措施对灯具的绝缘等级提出了更高的要求，单灯的成本肯定要增加。地下车库照明灯具在建设工程中一般都会达到上千盏，甚至是几千盏。在这个数量级下，照明灯具的成本应该会有较大幅度的增加，通过此措施去解决问题难以达到最佳性价比。

　　c.增加住宅地下车库照明配电箱回路导线截面，使其达到设计规范要求的切断回路间接接触故障电源的时间要求。根据上文给出的常规地下车库照明回路长度，查阅19DX101-1《建筑电气常用数据》中第4-25页的表格和图2中的表格，可以近似得出：照明配电箱的出线回路导线截面至少需要增加至4 mm?才能基本满足设计规范要求。并且实际设计工作中必须对每一个照明回路导线长度进行复核，确保其保护开关可以有效地保护整个长度的配电回路。此措施不但需要增加照明配电导线成本，而且对工程设计提出了更高的要求，也未达到解决问题的最佳性价比。

　　d.住宅地下车库普通照明灯具配电回路保护开关采用带剩余电流动作保护功能的微型断路器。GB 50054-2011《低压配电设计规范》第5.2.13条规定：TN系统中，配电线路采用过电流保护电器兼作间接接触防护电器时，其动作特性应符合本规范第5.2.8条的规定；当不符合规定时，应采用剩余电流动作保护电器。地下车库照明灯具实际安装高度处于人伸臂范围内时，笔者认为可以参考GB50054-2011《低压配电设计规范》第5.1.12条规定：额定剩余动作电流不超过30 mA的剩余电流动作保护器，可作为其他直接接触防护措施失效或使用者疏忽时的附加防护，但不能单独作为直接接触防护措施；《低压配电设计规范》第5.2.9条第2款：供给手持式电气设备和移动式电气设备用电的末端线路或插座回路，TN系统最长切断时间在相导体对地标称电压为220 V时，不应大于0.4 s。笔者认为在住宅地下车库普通照明配电箱配电回路采用额定剩余动作电流不超过30 mA的微型断路器保护下，即可获得较高的安全性，可以大大减少人员在车库被电击时发生意外的概率。调整后的照明配电箱系统图见图4。笔者认为此措施在电气开关成本增加不大且不需要对常规的地下车库照明配电系统作过多调整的情况下即可达到较好的实际效果，应是解决此问题的最佳方案。

　　3 结语

　　如今住宅项目的开发成本越来越被各开发企业看重，广大电气设计人员需特别注意因降低开发成本对电气设备安装带来的变化，不能再按以往常规的设计方法去面对这些新问题。笔者在学习设计标准电击防护措施要求的过程中联想到实际工程项目的这些情况，担心这个点在实际设计过程中被大多数同行所忽略，可能会在项目日后使用中带来一些安全隐患，危及使用者的安全。笔者认为随着整个建筑行业的发展，一些通行、常规的设计经验可能无法满足新的变化，需要各位电气同行一起去发现和解决，使民用建筑电气设计与时俱进。因笔者个人能力有限，文中不妥之处，欢迎各位同行批评指正。