我们的周围到处围绕着电线、电气设备和照明设施等。通过电线和导电装置的交流电产生了电磁场，长期来看有些电磁场会不利于健康。知道如何安装电气设备以将这种电磁场减到最弱是很重要的。建筑中的电气设备不是电磁干扰的唯一原因，还包括许多其他的原因：例如高架电缆、地下电缆、移动电话通信基站、雷达站、电网、电视发射站等。
1）电磁场
电气设备产生电磁场。电在今天几乎无处不在，人们不断被各种电磁场包围着。如果采取措施来改善电磁环境，或者使电磁环境在今后能更容易加以改进，那么未来的需求可以相对容易地得到满足。对于新的建筑，这些方法并不会花费太多钱。如果在设计之初没有考虑这个问题，在建筑建成之后再改变线路费用则会更加昂贵。电气设备产生的电磁场可以通过使用接地金属薄片或金属网来加以限制。磁场增加的常见原因有杂散电流和泛频峰。磁场也可以得到限制，例如增加距离，设置相反的磁场使它们互相抵消，或使用五线制来代替四线制（图1-188至图1-191）。
图1-188 不同电压物体之间所产生的电场
E（电场强度）= V（电压）/m（物体之间的距离）
图1-189 办公室里的电磁场
在办公室里，人们经常被许多设备所包围，这些设备都会产生电磁场。当你意识到电缆的走向，你就能推测出下面房间的荧光灯也许就在你脚下30 cm的地方。图片指出了距离设备10 cm以内的磁场值，磁场值有可能差异巨大。资料源于笔者根据英厄 布鲁姆格林（Inger Blomgren）在Periodical Arbetsmiljö 3/89中的图改绘
图1-190 电气设备附近的磁场
电气设备附近可能会有强磁场，但磁场强度随着和发生源距离的增大而迅速减少。从健康的角度来看，人们应该小心谨慎，不要长时间靠近那些已经使用了很长时间的电气设施
图1-191 带电导体周围所产生的磁场
磁场强度的单位是特斯拉（T）
（1）电过敏。通过做血液测试或体格检查是不可能确定一个人是否会对电过敏的。被归为对电有过敏反应的那类人是那些自己感觉到他们有过敏反应的人。位于瑞典于默奥市的瑞典国家职业安全研究院的一个研究小组对这一问题做了许多研究，指出有些人对于电具有过敏反应。通过测量研究对象在靠近不同物体时的脉搏、血压和大脑反应，他们指出对电有过敏反应的人神经系统要比其他人更加敏感，他们更容易对各种各样的刺激作出反应，例如光线和声音。对电有过敏反应最多的人群是那些在监视器前面工作，并遇到过过敏问题的人。通过改变他们家中和工作场所的电环境，可以帮助他们减轻症状。其他方法包括减少在监视器前面的时间、使用低辐射强度的监视器、替换荧光灯、改善空气质量和减小心理压力。近几年，移动电话网络已经普及。因此，关掉主要的电路开关并不能把我们从电磁场中解放出来——辐射从户外进入到我们的家中。卡普乐尔（Caparol）公司销售一种防止电磁辐射的导电涂料“ElectroShield”，该涂料可用于电磁辐射区域、电力设备和电缆周围的低频领域，涂刷过的表面应该接地，这样辐射就会直接导入大地。
（2）高压线。根据欧盟法规的建议值，人们不应该长时间暴露在100 µT（1微特斯拉= 10-6特斯拉）和 5 kV/m的磁场环境下。对电流有过敏反应的人会对强度弱至20—30 nT（1纳特斯拉= 10-9特斯拉）的磁场起反应。在距离400 kv高压线几百米地方的磁场强度仍可以达到这种强度。研究表明，如果家中的磁场超过0.4 µT，儿童白血病发生率高于正常。高架电线应该被地下电缆取代，这可以从根本上降低磁场强度，但这种方法花费极大。相对便宜的一种方法是以三角形来安装三相位电线，这可以减少磁场，但没有地下电缆那么有效（图1-192至图1-194）。
图1-192 输电线铁塔的艺术设计（一）
该铁塔位于芬兰埃斯波（Esbo）。资料源于菲格瑞德 奥雅（Fingrid Oyj）。摄影：埃萨 库奇康加斯（Esa Kurkikangas）
图1-193 输电线铁塔的艺术设计（二）
该铁塔位于芬兰于韦斯屈莱（Jyväskylä）。资料源于菲格瑞德 奥雅（Fingrid Oyj）。摄影：里斯托 尤提拉（Risto Jutila）
图1-194 不同电缆线路的磁场
输电线周围的磁场根据电线彼此之间安放的位置关系可以减少90%。斯德哥尔摩电力公司的拉尔斯 杨森（Lars Jonsson）发明了一种塔，用五根线来代替三相位电线，可以在很大程度上减少磁场
（3）变压器。磁场的来源之一是封闭的变电站。在这样的变电站旁边或正上方的空间里，磁场强度有可能增加到几十特斯拉。变电站不应该建在临近人们居住或工作的地方。
（4）入户线。为建筑供电的地下管线应该位于距离建筑物5—10 m深处，以这样的方式连接到建筑的配电，建筑内部的线路应越短越好（图1-195）。
（5）配电箱。配电箱不应该建在人们频繁使用到的空间的附近。配电箱应该和配电间直接相连以降低主要线路上的电流强度。所有的配电间都应该做金属屏蔽和接地保护。所有的干线都应该设独立的零线和地线，以减少不对称荷载时接地保护中的电流。
图1-195 入户电线规划图
规划入户电线时应该考虑变电站的电磁场和地下管线的问题
小贴士1-6 关于建立良好电磁环境的建议
① 需要设置屏蔽的部位：电网、电气设备和连接器。② 在线管中使用双股FK-电缆，以减少磁场。③ 仪表板、电器盒等应设在最不会被侵扰的地方。④ 尽可能使用五相线。⑤ 电位平衡。⑥ 防止杂散电流和泛频峰。⑦ 避免230 V设备，这会产生泛频峰。⑧ 安装当负载断开时能关闭电源的装置。⑨ 将低压总线系统与230 V电压系统相结合使用是种好的方法（资料源于Eljo El-San）。
图1-196 接地金属部件
该金属部件能减少电磁作用
图1-197 电气设备的接地线路
电气设备应该以使电磁场最小化的方式来进行安装。电气设备的安装是很灵活的，电脑、扬声器和电话线也要安装在固定的管槽中。资料源于《可持续住宅——2002环境创新决赛作品》，建筑师玛丽亚 布洛克（Maria Block）和瓦里斯 博卡德斯（Varis Bokalders）
(www.xing528.com)
图1-198 卧室主电路断路器示意图
当最后一盏灯被关闭，主电路断路器接收到一个信号，随即切断卧室中所有用电装置中的供电，因此人们有可能在一个没有电场的房间中睡觉
2）电气设备
（1）隔离变压器。隔离变压器进线和出线的电压相同，它的唯一目的是把支线和电力供应干线断开，使它们不直接相连，而只通过变压器核心的电磁场相连，因此被称为“隔离变压器”。这个装置的目的是供电干线的电流干扰不会进入用电设施中，从而可以保护用电设备的安全。来自于电力公司变压器的电线通常很长，长的电线导致了高电感和高电容，高电感会导致接地不起作用，而高电容会导致从一个导体到另一个导体的跳跃干扰。隔离变压器使电流重新开始，通过新的接地点、较短的线路和新的五线制可以保证较少的干扰。当然也可以通过一个网络滤波器从干线直接接电，滤波器被用来排除来自干线的干扰。
（2）接地。如果建筑本身安装有接地系统的话，那建立良好电磁环境的可行性就会高得多。接地系统通常由两个部分组成。接地棒，通常掩埋在冻土线的下面；接地导线，连接到接地棒。在德国，所有的新建筑都必须安装接地系统，接地系统由深入到隔气层下方的混凝土基础内的铁条组成。铁条应该环绕整个基础闭合成圈。在瑞典不能被使用这种方法，因为在冬季地面冰冻要求基础和地面的湿气隔开，代替的方法是将接地线掩埋在建筑四周空地下。所有的接地保护应该和对应的接地点相连，以避免电流的转移。
（3）接地漏泄断路器。如果所有的电流不能从用电回路返回的话，通地漏泄断路开关就会释放并且切断供电。这是防范伤害（如短路）的一个好方法（图1-196、图1-197）。
（4）主电路断路器。主电路断路器是控制总入户线路的电流断路开关，它位于配电箱（“保险盒”）内。主断路器应该可以在卧室中控制，因为我们每晚上要在卧室待上8 h，通过关闭主开关就可以不暴露在电流中安睡一夜。当最后一盏灯被关闭，电路被切断，所有的电线停止放射出电磁辐射。在直流电压的帮助下，如果一盏灯或其他电气设施被打开，断路器就会接收到一个信号，随即让电流通过。直流电不会引起对生物有危害的电场。木建筑中的材料不能阻隔或减弱电场。如果卧室中所有电线的电流都被断掉，电场仍然能从周围的房间、下面的地板和邻近的邻居那里进入。从这个角度来说，石墙和混凝土梁的建筑显得更加有利。在木建筑中，附加了电磁屏蔽线路的主电路断路器对于减少电场是最有效的办法（图1-198、图1-199）。
（5）暖气、供水和洁具的调节装置。电子调节设备被集中到一个柜子并有单独的中性线和地线，以将不均匀荷载时可能产生的电位差降到最小。电气柜应该放在不常被碰到的位置。如果使用带风扇和马达的转速控制器，应该对转速控制器的制造商和质量仔细地加以挑选。转速控制器应该和谐波滤波器安装在一起。
3）线路设计
（1）电位均衡。电位均衡和接地对于个人用电安全和健康的电磁环境都是很重要的。电位差也称作电势差和电压，建筑用电中就是指物体和地面之间的电压。当测量接地杆和大地之间的电压时，很可能会有1 V或更高。当测量其他金属物体，如电话线的接地线、钢筋、中央供暖系统和通风道，也可以发现他们或多或少都存在电压。电位均衡的目的就是消除这些电位差。如果发生问题或出现干扰，电位均衡就会防止在不同位置的电线之间潜在的电位差。由此，将一只手放在水管上，而另一只放在冰箱上，同时赤脚站在地漏上，这样应该没有任何风险。由于电位均衡使所有金属物体具有相同的电位，所以它们之间的电压为零。如果电源线、水管和大地电极能从同一点接入房子是最为理想的，如果在接入点使用短的、粗的铜导线就能形成电位均衡。电位均衡的电流经过最短的线路接入建筑，就大大控制了杂散电流的产生。一个正常运作的电位均衡系统意味着建筑中的钢筋和其他大型金属构件应该是接地的，同时电源线、电话线以及集中供热的管道都是接地的。如果不同物体具有不同电位，那么它们之间就会产生电流交变磁场，电流交变磁场会扰乱人们和电子设备。电气设备的接地和电位均衡必须正常正确安装，以便其发挥作用。
（2）五线制。电系统设计的一条基本原则是三相线系统应该被设计成五线制（TN-S系统）以消除电磁场，而且所有的配线都应该设置电磁屏蔽。在瑞典，以前使用三相电时常常采用四线制连到主配电箱，从主配电箱用三相线路连接到电炉、洗碗机和其他需要大电流的电器设备。今天，所有的主电路都应该被设计成五线制（图1-200）。
（3）电磁屏蔽。目前，普通塑料管包裹的电线不能屏蔽电场。因此，可以在墙壁中发现电线产生的磁场。选择屏蔽电气系统是减少配电线天线效应的一种方法。居住环境中的电场强度通常要比办公室中高很多，因为办公室里的电气设施通常是有接地保护的（图1-201）。
（4）布线、接线盒和插座。从现有的观点来看，布线和人体靠得过近是一个问题。应该有充足的电器插座，这样就可以缩短接线的长度，从而减弱电场。覆盖有编织的金属网的屏蔽电线使得电线更加柔韧。电线的末端经过特殊设计使其能够良好接地。目前，非屏蔽的电线还是最普遍的。在电线中使用双绞线是很值得期待的，它能很好地减少磁场。Supra LoRad[16]是唯一获得欧盟完全认证的屏蔽电缆。绞在一起的短电缆可以屏蔽电磁辐射和磁场，有效地阻止了交变磁场。插座、接线盒和开关都应该被接地保护。目前，最合适的材料是不锈钢。旧的带有金属盖子的嵌入式接线盒是最理想的选择。螺丝放在接线盒的底部，而接地线接在螺丝上。塑料接线盒就很难使用，屏蔽罩连在接线盒的顶部，有独立的扣件。在接线盒中也有可能用铝片绕上电线，并把铝片接地。单极开关应该被双极开关所替代，所有的相位包括中性线都应该被分离（图1-202至图1-207）。
图1-199 位于中央配电箱（保险盒）中的主电路断路器
图1-200 四线系统与五线系统的比对
在瑞典的现有建筑中，四线制是最普遍的。在这些建筑中，地线（PE）和中性线（N）位于同一个PEN导线中。在五线制中，中性线和地线是分开的
（5）照明。节能灯（紧凑荧光灯）会比白炽灯泡产生更强的磁场。高频荧光灯管通常会比普通荧光灯管产生的磁场要弱，但是高频电场会更强。屏蔽灯管可以在人们长期停留的房间中使用。它们由可以释放电场的金属灯身和一个由金属或滤色玻璃制成的防眩光罩组成，灯管被接地以释放电场。为了适应特别敏感的人，可以用白炽灯泡来替代水银灯泡、节能灯、高频荧光灯管、紧凑荧光灯管和普通荧光灯管。照明和电气设备都会产生电磁干扰，电磁干扰既能传导（通过电线）也能辐射。电气系统就好像一根天线，把传导干扰转换成辐射干扰。传导干扰也来自于通过电线为设备提供电源的外部电流（图1-208）。
图1-201 Wasan Flex电缆
为了实现更好的电环境，可以在五线制系统中使用带屏蔽的线缆。图中显示了Wasan Flex电缆中屏蔽金属片和裸铜线相接触，即使金属片断掉也能保证它们的接触。另一种选择是采用屏蔽双绞线
图1-202 布线示意图
为了便于更换，电线应放在接地并不含卤素的线缆槽中。盖板采用搭扣式，装上或取下都很方便
图1-203 木墙上的木质插座（白蜡木）
图1-204 带屏蔽的接线盒和线管
图1-205 不含卤素的电线
图1-206 带有屏蔽金属薄片的开关
这个方案屏蔽了前面和后面的电磁场。屏蔽金属薄片被连接到带有自粘带和内壁有保护螺旋线的盒子。资料源于Eljo El-San的小册子
图1-207 带有双极开关的接线座
当关闭时会把所有的接线断开，以确保设备被关掉的时候，没有残余的电流辐射电磁场。资料源于《住房和健康——建一个健康的家庭指南》，朗纳 福斯胡伍德（Ragnar Forshuvud），1998
（6）电脑。电磁干扰对电脑会产生不利的影响，但这种影响不会立刻发生，因为电脑程序可以忽视错误的输入。随着电脑的运行速度逐渐变慢，这个过程需要一段时间才会变得明显。此外，干扰会导致高敏感人群产生疾病的征兆，我们有理由相信许多人都会受到消极的影响，却不知道是怎么回事。在一栋健康的建筑中，我们尝试消除所有对于环境的消极影响，电磁干扰也被尽可能地减少。我们应该选择经过TCO认证的电脑（图1-209）。
（7）金属建筑部件。电容电压是指没有和任何电线直接接触的金属结构部件，由于置于电磁场中其内部产生了电流。众所周知的例子是电力线附近的金属栅栏和金属屋顶必须被接地，这样触摸它们的时候才不会被电击。如果金属结构被接地，电场就会几乎完全消失。金属桌必须要考虑电容电压而且应该被接地。其他部分也应该被接地，例如金属梁和混凝土中的钢筋。电器柜、配电房和大型计算机机房周围的墙壁里应该用木头取代金属螺栓。
（8）地磁场。在许多情况下，在建筑选址之前会先调查一下地磁场的情况。地磁场被认为对空气会有巨大的影响，即使是位于很高处的多层建筑中。对于这种影响的重要性存在不同的观点。那些认为地磁场对人类有重要影响的人，卧室和工作场所位置的选择应该要避开以下这些位置：① 地下水源处；② 岩床有问题的地区；③ Curry[17]线形成西北—东北网格并且距离大约为4 m；④ Hartman线形成南—北网格并且距离大约为3 m。Curry线和Hartman线相交的地方尤其需要避开。
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