Електропостачання, проектування житлових будинків
При знайомстві з комфортабельними будинками, побудованими в 20-і роки, ми переконуємося, що в них якість конструкцій, деталей та оздоблення перевершує те, що можна бачити в сучасному будівництві. Трубопроводи, які прослужили 50 років, залишаються в прекрасному стані. Там, де передбачалося повітряне опалення, з заміною опалювального агрегату, встановленого багато років тому, система, мабуть, буде функціонувати навіть при значному збільшенні навантаження. У цих будинках, як правило, немає системи охолодження повітря, але вона може бути змонтована без великих труднощів. В цілому старий будинок - більш ніж достатньо комфортабельне місце для життя, за винятком одного аспекту.
За сучасними стандартами, електрообладнання в цих будинках нікуди не годиться. Число випусків в кожній кімнаті не відповідає числу освітлювальних і побутових приладів, якими ми повинні користуватися в побуті щодня. Служба електропостачання була в 2 або 3 рази менше розвиненою, ніж цього вимагає життя в другій половині XX століття. Устаткування, призначене для комунікаційних систем, забезпечення безпеки, колективного відпочинку, абсолютно відсутнє (по крайней мере, це стосується вбудованого електрообладнання). На закінчення можна сказати, що якщо житло, побудоване 50 років тому, піддати інспекції на відповідність сучасним будівельним нормам тієї місцевості, де воно побудовано, то воно легко пройде за всіма показниками, крім системи електропостачання.
Які ж вимоги норм до системи електропостачання в сучасному житловому будівництві?
Перш за все слід не тільки забезпечити електропостачання будівлі, достатню для задоволення потреб відразу після його споруди, а й передбачити очікуване збільшення електрообладнання в майбутньому, яке призведе до підвищення споживання електроенергії. Передбачити деяке ускладнення електрообладнання під час будівництва будинку коштує порівняно недорого, але значно дорожче буде коштувати зміна проводки, якщо через кілька років вона виявиться не відповідає зрослим потребам.
Що станеться, якщо система електропостачання або якась частина системи розподілу виявиться недостатньо розвиненою? Перш за все слід зрозуміти, що по реакції на перенапруження система електропостачання сильно відрізняється від інших основних систем обслуговування, наявних в житловому будинку, - водопостачання та газопостачання. Коли споживання збільшується, вода і газ просто перестають надходити. Через труби певного діаметру можна пропустити рівно стільки газу або води, скільки це дозволяє конкретно застосовується тиск. І якщо потреба в газі або воді підвищується, то все одно більшої кількості отримати неможливо. В цьому відношенні система електропостачання спрацьовує, як «самовбивця». Чим більше потрібно енергії, тим більше її надходить до тих пір, поки перевантаження не досягне критичної точки і дроти перегорять або розплавляться. І тільки тоді, коли вже не залишиться шляху, по якому може йти струм, подача його припиняється.
В даний час, звичайно, людина знайшла спосіб, як уберегти електричні системи від руйнування, викликаного перевантаженням в результаті недбалості, недомислу або випадковості. У розподільну систему в легкодоступному місці поміщають свідомо слабка ланка.
До того як перевантаження досягне небезпечного рівня, слабка ланка руйнується, запобігаючи тим самим іншу ланцюг. У широкому зверненні використовуються два типи «слабкої ланки» - плавкі запобіжники та переривники. Запобіжник має порівняно легкоплавкий ділянку, який перегорає при перевантаженні. Переривник є автоматичний вимикач, який відкриває і перериває потік електричного струму, коли підвищення температури свідчить про небезпечну перевантаження. Плавкі запобіжники або принаймні їх плавкі ділянки можуть бути використані тільки один раз, і після кожного випадку перевантаження ланцюга повинні замінюватися. Переривник може бути знову поставлений в робоче положення (зазвичай це робиться вручну). Звичайно, не слід ні міняти запобіжник, ні включати прериватель до тих пір, поки причина, яка призвела до розриву мережі, що не буде виявлена і усунена.
В даний час в сучасних електросистемах як в житлових будинках, так і в інших типах будинків перевага віддається переривнику, так як при цьому не потрібно тримати під руками запас запобіжників. Переривачі також більш зручні в експлуатації, хоча плавкі запобіжники мають одну важливу технічну перевагу, яке проектувальники будівель повинні мати на увазі. Іноді може статися аварія, яка спричинить за собою незвичайне посилення напруги в лінії. Це може статися в результаті ураження лінії блискавкою, зіткнення проводів в штормову погоду або пошкодження ізоляції проводів. Посилення навантаження в цих випадках може бути настільки великим і настільки раптовим, що перш ніж переривник встигне розімкнути ланцюг, його частини вже будуть спаяні, утворивши канал, через який струм буде надходити до тих пір, поки в якомусь іншому непередбаченому місці проведення не розплавляться або загоряться, причому може виникнути пожежа. Плавкі запобіжники можуть бути розраховані на спрацьовування при таких надзвичайних умовах коротких замикань; вони розплавляться або випаруються, як їм і призначене, без спікання в провідну масу, яка підтримує напругу в ланцюзі. Такі стандартні, що мають широке поширення плавкі запобіжники. Їх розміщують у місці входу лінії живлення в будинок, навіть якщо кожна ділянка мережі в будівлі захищений переривниками. Струм незвично великої напруги може надходити тільки від обслуговуючих компаній, і тільки від них можна отримати відомості, яке максимальне перевищення напруги струму в разі аварії. Плавкі запобіжники, що поміщаються в місці входу лінії в будівлю, вибирають з розрахунком, щоб вони не перегорали при максимально можливому напрузі звичайного струму.
Норми, що визначають рішення системи електропостачання, мають на меті забезпечення безпеки людей, захист їх від удару струмом при дотику до проводів, а також під час пожежі (що вже розглядалося раніше, при висвітленні питань використання електрики). Звичайно, безпека забезпечується тим, що дроти повинні бути надійно ізольовані. Більшість проводів, використовуваних в житловому будівництві, робиться з міді або алюмінію. Вони покриті щільно прилеглим шаром непровідного матеріалу на основі пластиків або гуми. Для великомасштабного розподілу, особливо в багатоповерхових будинках, основний кабель може бути мідним або алюмінієвим в захисній сталевій оболонці. Мідь має більшу провідність на одиницю перетину, ніж алюміній, і створює кращу і більш надійний зв'язок, ніж алюмінієві провідники. Проте алюміній використовується все ширше в зв'язку з високою вартістю міді і зростаючої її браком. Алюміній частіше йде для стояків і товстих проводів, застосовуваних для струму 40 А. Велика частина електропроводки вимагає меншого перетину проводів, розрахованих на струм 20-15 А, і в проводах малого перетину все ж доцільніше застосовувати мідь (вона витримує напругу в кручених проводах краще, ніж алюміній).
Ізольовані проводи також захищають від корозії або інших ушкоджень на випадок, якщо ізоляція буде порушена. Місцеві норми в області електропостачання одностайні в своїх вимогах про необхідність такого захисту для проводки в гаражах, підвалах, поза будівлею або в інших подібного роду місцях. Такі проводи прокладають в сталевих або алюмінієвих захисних трубках, які відрізняються від труб, які використовуються для більшості інших цілей, своєю гнучкістю, можуть бути легко і акуратно зігнуті на поворотах і в місцях розводки по формі конструктивних елементів. Завдяки їх легкій вазі, що забезпечує зручність в роботі, алюмінієві захисні трубки мають великі переваги, особливо при великих їх розмірах. Одна обставина, проте, має бути враховано при цьому: алюмінієві захисні трубки ні в якому разі не повинні бути закладені в бетон, так як при цьому виникає реакція, яка веде до їх пошкодження.
Нормами передбачається особливі вимоги до захисту електропроводки для службових цілей в житло. У ряді місцевих норм вказано на необхідність вести всю проводку в захисних трубках. В інших нормах допускається використання гнучких кабелів, що містять в собі два або більше ізольованих проводів з зовнішньою захисною оболонкою з вологозахисного, вогнезахисного неметаллического матеріалу. Такі кабелі не призначені для розміщення всередині кам'яної кладки або в панелях, але вони можуть бути прокладені в порожнистих конструкціях, таких, як каркасні стіни або перегородки, зі значно меншими витратами, ніж при використанні проводів в захисних трубках. Армовані кабелі, в яких ізольовані проводи проходять в гнучкою металевій оплетке замість неметалевої оболонки, також підходять для цих цілей, але вони дорожчі. Якщо діючі норми допускають застосування проводки без захисних трубок, неметалічна оболонка є найкращою завдяки її дешевизні і більшої гнучкості.
Тут слід сказати кілька слів про заземлення електричних систем. Пошкодження ізоляції і несправність вилок включення в освітлювальних і побутових приладах можуть привести до витоку електрики. Вона може залишатися непоміченою до тих пір, поки хто-небудь не доторкнеться до приладу, маючи в той же час контакт з радіатором або трубами опалення або водопроводу. Струм пройде через тіло доторкнувшись (електрошок) і через труби піде в землю. Таким чином, заземлення витоку електрики буде супроводжуватися ураженням тіла людини.
Щоб уникнути небезпеки електрошоку, який може бути смертельним або принаймні дуже не до вподоби, система електропостачання повинна передбачати штучне заземлення, і тоді витік струму буде відведена іншим шляхом, а не через тіло людини. Для заземлення струм через металевий провідник відводять від системи у джерела струму до землі через водопровідні труби або, якщо це незручно, під'єднують його до мідного прута, вкопані в землю на глибину близько 3 м. Кінцеве заземлення робиться біля входу електричного кабелю в будівлю також підключенням до водопровідних труб або до вкопані пруту. Від джерела струму до входу в будівлю проводка повинна бути прокладена безперервним металевим провідником.
Якщо вся проводка прокладається в металевих захисних трубках або в металевій оплетке, трубки або обплетення можуть цілком задовільно служити провідником заземлення за умови, що по всій протяжності проводки з'єднання зроблені досить добре. Якщо для захисту проводки використовується неметалічна оболонка, для заземлення потрібно прокладка додаткового провідника всередині оболонки. Навіть в цьому випадку прокладка проводки в неметалевої оболонці дешевше, ніж із застосуванням захисних трубок або металевого обплетення.
Крім ізоляції, захисту проводки і заземлення одним з головних механізмів, що забезпечують безпеку користування електрикою, служать распаячние коробки. Кожне місце приєднання до освітлювального приладу, розетки або іншого пристрою має бути захищене міцною коробкою, як правило, сталевий, запобігання від корозії. Коробка, закрита з п'яти сторін, з шостої боку відкрита для з'єднання проводів. Відкриту сторону, звернену в приміщення, обов'язково закривають пластиною. Частина закритих сторін або всі п'ять мають отвори для проходу входять і відходять проводів. Розміри коробки і її глибина визначаються числом з'єднуються в ній проводів.
Для установки коробки необхідно в тілі стіни вирубати відповідний простір, за винятком тих випадків, коли стіни обробляються штукатуркою або панелями сухої штукатурки. Товщина штукатурки повинна бути прийнята з урахуванням глибини коробок, щоб уникнути зайвих витрат на вирубку стін. Коробки, які закладаються в бетонні стовпи і панелі, переважно монтувати при їх формуванні. Для цього вони повинні бути досить міцними.
Там, де це можливо, дроти від їх виходу з електрощитової до розпаяно коробок застосовують тільки цільні. Якщо ця відстань занадто велика і провід необхідно наростити, в місці з'єднання слід встановити додаткову коробку.
Распаячние коробки потрібно закріплювати нерухомо, надійно, і отвори в стінах повинні точно відповідати розмірам коробок. Коробки, що розміщуються по обидва боки однієї і тієї ж стіни або перегородки, не повинні збігатися; відстань між місцями їх установки має бути не менше 15 см на внутрішньоквартирних перегородках і 30 см - на міжквартирних стінах. Розплатою за зневагу до зазначених вимог є неприваблива картина погнутих, криво поставлених коробок з відірваними деталями. Якщо розташування розеток, розміщених з двох боків стіни, збігається, помітно погіршується звукоізоляція між кімнатами і, що особливо неприємно, між квартирами.
Повертаючись до розмови про високоякісному житло 20-х років з недостатньо розвиненою системою електропостачання, з якого починалася справжня глава, слід зупинитися на одному елементі електричного обладнання, який був розвинений навіть сильніше, ніж в практиці сьогоднішнього дня. Це стельове освітлення в кожній спальні і кожному санітарному вузлі, стельові світильники і бра в загальних кімнатах, імпозантні люстри в їдальнях. Пізніше смаки 50-х років віддавали перевагу торшерами і настільним лампам, що дає місцеве освітлення, які знайшли велике поширення. При цьому верхнє освітлення залишається в їдальні і кухні, в передній, коридорах і великих комор. Якщо спальня не дуже велика, достатнім може бути світильник поруч з дзеркалом. Службові приміщення, гаражі, підвали і вестибюлі повинні мати спеціальні світильники. Балкони, входи, рекреаційні площі також вимагають освітлення відповідно до їх призначення і характером навколишнього середовища.
Досить часто будівельники передбачають тільки розетки і залишають вибір і придбання арматури мешканцям. Якщо це зустрічає опір орендаря або покупця, певна частина арматури монтується в процесі будівництва, а решта мешканці будуть купувати по своєму смаку. Проте в будь-якому випадку проектувальник і будівельник повинні залишати за собою контроль за освітленням галерей, балконів та інших частин будівель, де воно може впливати на сприйняття архітектури в цілому.
Вимикачі всіх освітлювальних приладів розміщують біля дверей кожної кімнати. Ця рекомендація може здатися очевидною, але слід зазначити, що в ряді випадків використовуються вимикачі зі шнурами для освітлення підсобних приміщень, незручні в усіх відношеннях. Мешканці вважають за краще вимикачі на дверях, які вмикають світло як тільки двері відкриваються. Інший прийом, більш зручний при користуванні світильниками, - пристрій декількох вимикачів для кімнат, що мають кілька входів.
Нечисленність випусків електропроводки в наших будинках 20-х років врахована в сучасних нормах.
Колишні вимоги пристрої в кожній кімнаті тільки однієї або двох розеток призводило до того, що мережа шнурів і перехідників приєднуються до розеток, створювала враження спрута, оплетшего кімнату своїми щупальцями. Покинуті на підлогу дроти утруднювали прибирання, створювали небезпеку їх пошкодження, викликаючи значні незручності для мешканців. Нові норми вимагають достатньої кількості распаячних коробок, розміщених по периметру кімнат з невеликими інтервалами один від одного, зазвичай не далі 30 см, що означає не більше 15 см від будь-якого місця в кімнаті. Очевидною істиною є положення, що краще мати невикористані розетки, ніж велика кількість проводів. Незважаючи на велику кількість распаячних коробок, кожна з них зазвичай має дві розетки, що коштує не більше, ніж коробка з одиночної розеткою. Всі коробки повинні бути заземлені, в зв'язку з чим в розетках між двома основними отворами передбачено третю невеликий отвір.
У кімнатах, що не обладнуються стельовими світильниками, принаймні одна коробка повинна мати свій вимикач у двері, щоб забезпечити світло при вході в кімнату в темний час. Це дає можливість мешканцям під'єднати один з освітлювальних приладів до розетки, пов'язаної з вимикачем, а проектувальнику з будівельником належить вибрати для такої розетки найкраще місце. Іноді в распаячних коробці з двома розетками лише одна з них приєднується до вимикача біля дверей, щоб залишати годинник або інші прилади, приєднані до другої розетці, постійно включеними.
Коробки, як і вимикачі, мають у своєму розпорядженні на такій висоті, щоб було зручно ними користуватися. Іноді їх розміщують у статі, щоб зробити якомога менш помітними, але це викликає ускладнення при збиранні. Зазвичай коробки монтують в стіні на висоті 20-30 см від підлоги. Однак є принаймні два важливих виключення з цього правила. У будинках для літніх розетки роблять удвічі вище, щоб уникнути необхідності нахилятися низько. Там, де використовуються підлогові опалювальні прилади, розетки повинні розміщуватися так, щоб уникнути їх сусідства з опалювальними елементами. Крім того, звичайно, проводи не повинні контактувати з конвекторами, тепло яких може висушити їх і зробити ізоляцію крихкою.