侯冉冉（五洲工程設計研究院， 北京 100053）

1 獨棟別墅的定義及分類

1.1 獨棟別墅的定義

“別墅”這一名稱是舶來品?，F(xiàn)在常說的“別墅”，實際上涵蓋了國外的兩種物業(yè)類型：一種是House，另一種是Villa。House指“房子”、“住宅”；而Villa才是真正的“別墅”。根據(jù)國土資源部對別墅的定義：是指獨門獨戶獨院，2～3層樓形式，占地面積又相當大，容積率又非常低。別墅是包括地下層在內的最多三層的獨棟住宅形式，帶室內車庫。像很多亞別墅、類別墅，如：四層獨立洋房、聯(lián)排排屋、雙拼排屋、疊加排屋都是高檔住宅，是House，而不是別墅。

獨棟別墅屬于私密性很強的獨立式住宅，具有悠久的歷史，也是別墅建筑的終極形式，其室內室外都屬于獨立空間，房屋周圍通常具有綠地、庭院等附屬設施?，F(xiàn)階段的別墅區(qū)通常有數(shù)十幢獨立別墅住宅，小區(qū)內公共設施完備，有中心花園，水池綠地，還設有健身房、文化娛樂場所以及購物場所等。別墅（Villa）容積率一般不大于0.35。

本文中所提到的別墅特指獨棟別墅。

1.2 獨棟別墅的分類

通常是根據(jù)別墅的建筑形式或建筑風格進行分類。針對當前國內別墅產品的現(xiàn)狀，筆者根據(jù)別墅的不同用途又將其分為家用型別墅和商用型別墅兩類。

家用型別墅顧名思義是供私人居住、家庭使用的別墅。

商用型別墅一般為度假中心、會議中心、高檔會所等附設的以營業(yè)為目的的酒店式別墅。

這兩種別墅的共同點是：電氣設計相對普通住宅類建筑復雜，強弱電系統(tǒng)繁多，設計標準遠遠高于普通建筑。

這兩種別墅的不同點：家用型別墅的設計以私用性為出發(fā)點，按照住宅模式進行設計；而商用型別墅設計在滿足顧客的需求之外，還應注意其營業(yè)性公共建筑的特點。

2 別墅電氣設計的特點

別墅園區(qū)的特點是占地面積大、容積率低。別墅屬于高端消費產品，以為顧客提供更高的生活品質和享受為根本目的。別墅內部用電設備較多，系統(tǒng)設置較為復雜。無論是用電負荷容量還是各類系統(tǒng)功能都遠遠超出普通住宅的標準，對新產品和新技術的應用也走在市場的前列。然而現(xiàn)行的規(guī)范和標準中對別墅設計并無明確規(guī)定，因此別墅電氣設計應當采取新的思路和方式來滿足其功能的需要。

3 別墅電氣設計遵循的原則

別墅電氣設施應與別墅單體及其景觀協(xié)調一致。

別墅電氣設施宜選用高檔次產品，滿足用戶的高端生活要求，并保證其安全可靠性。

別墅電氣設計中應重視人性化需要，注意合理設計布線管路及用電點的位置，既滿足裝修的需要，又可以提高其使用的舒適性。

4 別墅的電氣設計

4.1 別墅的負荷特點和供電方式

與普通住宅不同，家用型別墅常作為第二居所，并不一定常年有人居住，往往是周末或假期才有人居住，用電負荷隨時間的波動較大。而同樣大小的別墅由于居住人數(shù)的不同，其負荷表現(xiàn)也大為不同。商用型別墅也是在周末或假期使用率較高，與業(yè)主的管理方式關聯(lián)較大。

別墅區(qū)由于普遍離市區(qū)較遠，一般較少采用市政集中供暖，同時為了防止冬季無人居住時采暖管道凍裂爆管的問題，通常采用中央空調，小區(qū)鍋爐房集中供暖的方式。

別墅之間一般空間較大，同時供電點之間較為分散。為了保證建筑和環(huán)境效果，別墅區(qū)供電電源經常采用戶外箱式變電站，或依托會所、物業(yè)用房等公建設立高低壓配變電所。采用箱變時，應盡量采用與環(huán)境協(xié)調的頂棚或柵欄對其封閉，并通過景觀對其掩飾，盡量弱化其存在感。

對于面積過大的小區(qū)，可設立多個分變電所，采用環(huán)網(wǎng)的形式將各變電所連接起來。

對于商用型別墅，其配電系統(tǒng)根據(jù)其經營模式分為兩種情況。一種與家用型別墅相同，另外一種采用酒店式管理。對于采用酒店式管理的別墅應注意其是否采用客房管理系統(tǒng)，如采用應根據(jù)客房系統(tǒng)設計其配電系統(tǒng)。

4.2 別墅的負荷計算

由于別墅單體面積大，用電設備較多，使得別墅整體負荷較大，但同時又有些用電設備使用的幾率不高。根據(jù)建筑物面積大小需要系數(shù)通常為0.7～0.85之間。對于獨棟別墅，面積一般在300m2以上，一般為2～3層，每戶安裝容量一般為25～35kW，經常采用戶式中央空調，建議采用三相供電。電能計量宜采用數(shù)碼式三相電度表。目前，設計規(guī)范和手冊對于別墅的單位面積負荷無明確的規(guī)定，通常取100W/m2計算。

4.3 別墅內配電間的設置及吊頂內布線的要求

別墅屬于高端消費產品，其建筑內部設置的照明動力等設備遠遠多于普通住宅。在實際設計中，建筑師經常忽略配電裝置的安裝位置及其布線路徑的需要，往往要求將配電箱嵌墻安裝或設置在一層的樓梯平臺下。由于出線回路較多，別墅配電箱通常尺寸較大，無法嵌墻暗裝，由配電箱穿管暗敷出線的方式也無法敷設。當采用線槽或橋架的走線方式時，穿越樓梯平臺會對建筑效果產生破壞。因此，別墅應根據(jù)需要設置獨立的配電間，并在建筑設計中考慮其上下走線的通道。

由于別墅面積較大，供電回路較多，建筑面層的厚度經常無法滿足室內布線全部采用穿管暗敷的需要。當采用局部線槽或橋架水平走線時，應與建筑專業(yè)密切配合，對其吊頂內用于走線的空間高度提出要求，以滿足布線需要。

4.4 別墅電氣動力設計

別墅配電箱內進線開關建議裝設漏電保護器，額定動作電流整定范圍在300mA。在用戶配電箱中裝設浪涌保護器做過電壓保護；在住宅配電箱插座回路裝設30mA漏電保護器，以切斷接地故障電流。

廚房插座、衛(wèi)生間插座、空調插座、一般插座應分回路供電，預防由接地電弧引起的火災。在布置插座時應注意以下方面：插座安裝高度低于1.8m時應采用安全型，在潮濕場所應采用密閉式或保護性插座，安裝高度不低于1.5m；廚房插座距煤氣豎管，煤氣表0.3m以上；衛(wèi)生間內任何開關和插座與成套淋浴間門口的距離不得小于0.6m。

別墅內的房間面積較大，插座的布置在距離上不宜超過3.6m，這是考慮到家用電器自帶電源線不超過1.8m，這樣可以盡量避免使用插線板供電。

對于某些采用分體空調制冷，采用電暖氣采暖的別墅，考慮到空調與電暖氣不會同時使用，可將空調與電暖氣設置在同一回路，以節(jié)省出線。

當別墅長期無人時，用戶往往在離開時切斷總電源。但別墅的消防、安防系統(tǒng)應繼續(xù)工作，配電時應注意將其設置為不受總電源控制。

現(xiàn)階段流行在浴室中安裝電視，根據(jù)規(guī)范要求：在2區(qū)內只可裝設電熱水器和II類防電擊類別的照明器。因此，應將電視裝于2區(qū)范圍外，同時應采用浴室專用的防水型電視。

4.5 別墅電氣照明設計

別墅照明分室內照明和室外照明兩部分。

1）室內照明

別墅多為2～3層，每個房間的面積較大，照明種類及燈具數(shù)量遠多于普通住宅，過去設計中常用的一室一燈的設計方法是不適用的。因此，首先應根據(jù)房間功能參照相應的照度標準進行設計，同時根據(jù)具體的裝修照明方案劃分回路。如門廳、客廳、影音室、會客室及健身房等場所應根據(jù)不同的照明效果對燈具劃分回路，對大容量的吊燈、花燈等根據(jù)容量單獨設置回路。照明回路應盡量細分，回路數(shù)量一定要預留足夠。建議采用智能照明控制系統(tǒng)，以回路為單位對照明進行控制。這樣不僅能實現(xiàn)燈光系統(tǒng)的調控，還可以依據(jù)實際需要預設照明場景，并針對時段、場所屬性、室內外照度等因素對燈光進行自動調整，從而有效地節(jié)省能源、提升室內外環(huán)境品質。

2）室外照明

別墅室外照明較為復雜，除庭院照明、道路照明外還經常包括水景照明。道路照明可選用陶瓷金屬鹵化物燈，庭院照明選用小功率金屬鹵化物燈或其他高效顯色性的光源,通常采用乳白玻璃或磨砂玻璃燈具以減少眩光。水景燈一般可選用鹵鎢燈光源。鹵鎢燈具有良好的連續(xù)性光譜，燈光經過水體反射或折射后具有強烈的藝術效果。燈具選用應注意防水性能。水景燈對安全性要求較高，維護困難。近年來經常采用光纖照明作為水景照明燈具。利用光纖作為傳輸介質，在安全區(qū)域集中設置照明電氣部分，保障了人身安全。通過對發(fā)光點采取加裝彩色轉盤或濾光片等措施能夠隨意的改變光色，在方便安裝及控制的同時，還具有很好的節(jié)能效果。

4.6 別墅防雷設計

根據(jù)防雷規(guī)范中防雷等級的劃分，獨棟別墅通常達不到三類防雷建筑物的設計要求。而實際情況中，獨棟別墅經常處于郊區(qū)、山區(qū)及河湖水邊等空曠地帶，遭受雷擊的概率還是較高的。因此建議按照三類防雷要求設置防直擊雷裝置。這里需要注意的是，有些防雷設計為了保證建筑物的立面效果，往往采用將避雷帶暗敷在結構層內的做法，筆者認為這是不恰當?shù)?。獨棟別墅，尤其是中式風格的別墅，其屋面經常采用琉璃瓦等屋面材料，當發(fā)生雷擊時暗敷的避雷帶無法對其屋面表面進行保護，可能造成屋面瓦片損壞，屋面擊穿漏水等情況。而被擊毀的瓦片有可能造成跌落傷人。因此，建議在雷擊多發(fā)地區(qū)的別墅屋面避雷帶應盡量采用明敷。明敷避雷帶也可以通過工藝水平將避雷帶設置成景觀設計的一部分。

4.7 別墅的接地設計

別墅配電系統(tǒng)的接地形式一般采用TN-S或TN-C-S接地方式。各電氣設備外露可導電部分應接PE線，PE線或PEN線都與重復接地裝置連接。別墅接地通常采用聯(lián)合接地裝置。為防止不同類型接地的接地線之間的干擾與反擊，不同類型接地的接地線引至聯(lián)合接地裝置的接地點應分開，間距應不小于5m；當受條件限制可適當減少，但不應小于3m。根據(jù)規(guī)范要求，聯(lián)合接地接地電阻應小于1Ω。

等電位聯(lián)結是將各個外露可導電部分及裝置外導電部分的電位作實質上相等的電氣連接。根據(jù)《低壓配電設計規(guī)范》GB50054-95規(guī)定，在建筑物內應作總等電位聯(lián)結。故在別墅的電源進線處設MEB端子排，并將PE、PEN干線；電氣裝置接地極的接地干線；建筑物內的水管、煤氣管、采暖和空調管道等金屬管道；條件許可的建筑物金屬構件等導電體宜在進入建筑物處接向總等電位聯(lián)結端子。別墅衛(wèi)生間內的洗浴設備較多，應在衛(wèi)生間處作局部等電位聯(lián)結。根據(jù)《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ16-2008的要求，衛(wèi)生間內局部等電位聯(lián)結應將0、1及2區(qū)內所有外界可導電部分與位于這些區(qū)內的外露可導電部分的保護導體連接起來。具體做法是：在衛(wèi)生間內用不小于4mm2的銅芯線將各種金屬管道、金屬構件（包括樓板中的鋼筋）以及進入衛(wèi)生間內的管線，連通至等電位聯(lián)結端子箱上。為便于更換導線，等電位聯(lián)結導線在暗敷時應穿塑料管保護。等電位聯(lián)結范圍內的各種金屬體與聯(lián)結箱內端子排之間的電阻不應大于5Ω。衛(wèi)生間內的金屬管道的連接處導通不良時應作跨接。對于塑料水管或包塑金屬管，等電位跨接線可接在自來水龍頭上；金屬水管的跨接線直接接在水管上。衛(wèi)生間內的污水管宜與地漏的管子作等電位聯(lián)結。

室外照明裝置受外界及人為影響較大，應具有較高的設備防護等級。室外燈具的基礎通常較小，做等電位聯(lián)結十分困難，除游泳池、噴泉等特殊危險場所外，一般不做等電位聯(lián)結，發(fā)生接地故障時危險性較大。當采用TN系統(tǒng)供電時，由于所有燈具的金屬外殼都是通過PE線或PEN線互相連通的，當某臺燈具發(fā)生接地故障時，其故障電壓可沿PE線或PEN線傳至其他燈具上。在戶外因無等電位聯(lián)結很易導致電擊危險，故不應采用TN系統(tǒng)而應采用TT接地系統(tǒng)。TT系統(tǒng)：電源端有一點直接接地，電氣裝置的外露可導電部分直接接地，此接地點在電氣上獨立于電源端的接地點。TT系統(tǒng)適用于不附設變電所的建筑和場所的電氣裝置，尤其適用于無等電位聯(lián)結的戶外場所。為此需在戶外燈具處專門設置接地極引出單獨的PE線接燈具的金屬外殼，以避免由PE線引來別處的故障電壓。此時尚應為電源線路裝設RCD作接地故障保護，額定剩余電流動作值不應大于30mA。

TT系統(tǒng)與TN系統(tǒng)相比造價較高，在實際應用中景觀施工方為節(jié)省費用常常不愿采用，這是不可取的?？梢韵葘艟吒鶕?jù)位置劃分為幾個區(qū)域，利用接地扁鋼將同一區(qū)域內就近的幾個燈具基礎互相連接，做成局部TT系統(tǒng)，以節(jié)省費用。

等電位聯(lián)結是水景照明防電擊安全最本質的措施，應將0、1及2區(qū)內所有外界可導電部分及外露可導電部分通過保護導體進行電氣聯(lián)通，并設置總接地端子與接地裝置相連，接地電阻不小于1Ω。

4.8 別墅智能家居系統(tǒng)設計

1）智能家居管理系統(tǒng)

隨著現(xiàn)代社會的飛速發(fā)展，智能家居管理系統(tǒng)已經越來越多的應用在別墅設計當中。

在別墅小區(qū)物業(yè)管理中心宜設置家居管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)應根據(jù)實際投資狀況、管理需求和住宅建筑的規(guī)模，對智能化系統(tǒng)進行不同程度的集成和管理。

家居管理系統(tǒng)宜綜合火災自動報警、安全技術防范、家庭信息管理、能耗計量及數(shù)據(jù)遠傳、物業(yè)收費、停車場管理、公共設施管理及信息發(fā)布等系統(tǒng)。

家居管理系統(tǒng)應能接收公安部門、消防部門、社區(qū)發(fā)布的社會公共信息，并應能向公安、消防等主管部門傳送報警信息。

其中能耗計量及數(shù)據(jù)遠傳系統(tǒng)由能耗計量表具、采集模塊/采集終端、傳輸設備、集中器、管理終端、供電電源組成。能耗計量及數(shù)據(jù)遠傳系統(tǒng)可采用有線網(wǎng)絡或無線網(wǎng)絡傳輸。有線網(wǎng)絡包括：RS485總線、局域網(wǎng)、低壓電力線載波等。能耗計量及數(shù)據(jù)遠傳系統(tǒng)有源設備的電源宜就近引接。距能耗計量表具0.3m～0.5m處，應預留接線盒，且接線盒正面不應有遮擋物。

2）智能家居系統(tǒng)

在單體別墅內宜設置智能家居系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括家居布線、家庭網(wǎng)絡、智能家居（中央）控制管理、家庭報警、家居照明控制、背景音樂、家庭影院與多媒體、家庭環(huán)境控制等八大子系統(tǒng)。其中，智能家居（中央）控制管理、家居布線、家庭網(wǎng)絡及家庭報警系統(tǒng)是必備系統(tǒng)；家居照明控制、背景音樂、家庭影院與多媒體及家庭環(huán)境控制系統(tǒng)為可選系統(tǒng)。

作為多功能、多技術融合的產物，智能家居最大的特點在于各個功能子系統(tǒng)之間協(xié)同配合，做到互通、互聯(lián)、互動，是現(xiàn)代科技以人為本的生動體現(xiàn)。

作為智能家居系統(tǒng)的核心技術，通訊網(wǎng)絡架構決定了系統(tǒng)的適用范圍和使用條件。正確的選擇通訊網(wǎng)絡架構對系統(tǒng)的拓展，施工的成本，使用效果的好壞具有重大意義?？傮w來說以現(xiàn)場總線技術、無線技術以及電力載波技術這三大類為主。

3）通訊網(wǎng)絡架構的選擇

不同的通訊網(wǎng)絡架構具有不同的特性，實際選擇時應根據(jù)具體情況加以考慮。對于新建獨立式別墅，三種技術均可采用；建筑物面積較大、且結構復雜，對信號屏蔽較嚴重時，不宜采用無線技術；地區(qū)供電質量較差時，不宜采用電力載波技術。

5 結語

獨棟別墅作為我國新時期發(fā)展的產物在設計理念上具有其特殊性，其重點在于以人為本，應根據(jù)客戶的要求進行針對性設計。在滿足現(xiàn)有規(guī)范及標準的基礎上，對新技術、新產品的大量采用將是別墅設計未來發(fā)展的主流方向。

[1]王厚余，徐華.工業(yè)與民用配電設計手冊[M].3版.北京：中國電力出版社，2005.

[2]王小榮，龔小斌.無線技術在智能家居中的應用[J]. 智能建筑電氣技術，2009（6）.

[3]別墅電氣設計[OL].http://wenku.baidu.com/view/b3d3 d7827284b73f242501c.html.

[4]對住宅區(qū)室外照明的選用[OL].http://www.doc88.com/p-098909668051.html.

[5]侯冉冉, 張亮. 關于智能家居系統(tǒng)的探討[J]. 智能建筑電氣技術, 2010（4）.