СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЗАГОРОДНОГО ДОМА. Плох тот электрик, который, окончив советское ПТУ, не запомнил этих двух слов по-латыни. ‛Fiat lux! — торжественно говорят они, уподобляясь Господу Богу, и поворачивают рубильник, — Свет будет!“
Но электричество — это не только лампочки. Ток питает приборы и агрегаты, эти своеобразные ‛мышцы“ дома, а также его ‛мозги“. Причем во втором амплуа электричество выступает все чаще, учитывая возрастающую роль электроники в управлении инженерными системами.
Малая электрификация
Если бы речь шла только о городских квартирах, вряд ли бы стоило углубляться в вопросы электрификации, поскольку готовая силовая сеть со всеми необходимыми компонентами является обязательным приложением к жилой площади (иногда достаточно лишь изменить набор приборов в электрическом шкафу или по­ставить дополнительные розетки).

Иное дело — загородный дом, который строится ‛с нуля“ и вопросы электроснабжения которого необходимо решить на самой ранней стадии проектирования, возможно, еще до заключения сделки на приобретение земельного участка.
Проект системы электроснабжения архиважен, поскольку на нем так или иначе завязаны все прочие инженерные проекты, архитектурный и дизайнерский в том числе. При наличии у хозяина дома достаточных финансовых средств и богатой фантазии очень легко превысить лимит расхода электроэнергии, особенно с учетом разнообразных предложений современного рынка. Тут и теплые полы, и сауны, и джакузи, не говоря уже о кондиционерах, электрических духовках и проточных водонагревателях. Нагрузки на сеть продолжают расти, жадно поглощая киловаттчасы электроэнергии. Ведь даже самые экономичные светильники, если их очень много, могут оставить ощутимую брешь в энергетическом балансе.
Между тем известно, что электрические сети не резиновые, и это особенно заметно в по­следние годы. А еще моральный износ сетей и подстанций... Дефицит электроэнергии сильнее всего ощущается в западной части ближнего Подмосковья, где изобилуют дорогие особняки. Да и сама Москва год назад чудом избежала серь­езной энергетической аварии, когда из-за необычайно холодной зимы энергосети оказались на грани обвала.
Потребности будущего домовладельца должны обязательно соотноситься с возможностями местной энергосистемы. Иными словами, проектируя дом со всем его хозяйством, необходимо ориентироваться на лимит единовременно по­требляемой мощности. Тот обычно невелик: на особняк не в самом элитном поселке, как правило, выделяется всего 10 кВт. В современных понятиях — практически ничего. Вместе с тем, хорошо известно, что сверхнормативные киловатты нередко продаются чиновниками ‛из-под полы“ и цена доходит до 3 тыс. у.е. за 1 кВт. Правда, в большинстве случаев можно выйти из положения и законным путем, предусмотрев в проекте систему приоритетных нагрузок. Но именно предусмотрев, а не озадачившись проблемой постфактум.
Система приоритетов делит все нагрузки на группы. Самые важные устройства, обеспечивающие жизнеспособность дома, работают по­стоянно, прочие же — по принципу ‛или-или“. Если, например, запустили сауну, то какая-нибудь сверхмощная стиральная машина уже не включится, а, будучи в работе, перейдет в режим ожидания. Впрочем, стирку вполне возможно производить в ночное время (полный автомат все-таки), когда жильцы не парятся и не плавают в бассейнах с подогревом. Да и воду в последнем случае лучше подогревать заранее — тоже ночью. Если учет электроэнергии ведется по двухтарифной системе, это еще экономит и деньги (улыбка здесь неуместна, поскольку существенный рост тарифов на энергоносители, видимо, дело недалекого будущего).
Говоря о лимите единовременно потребляемой мощности, мы предполагали синхронную работу всего оборудования. В реальности же такая ситуация маловероятна. Суммарная мощность всех электрических устройств в доме обычно умножается на коэффициент их использования (чаще всего 0,7). Понизить его еще больше помогает именно система приоритетных нагрузок. Если она к тому же реализуется в рамках системы умного дома, то доказывает не только свою максимальную эффективность, но и невероятную гибкость (нагрузки можно перегруппировывать, разносить по времени суток и т.д.) Не следует, впрочем, забывать, что пусковые токи многих агрегатов намного превышают те показатели, которые приводятся в их паспорт­ных данных. Этот момент также необходимо учитывать при проектировании системы элек­троснабжения.

Большие хлопоты
Что должен содержать качественный проект по электроснабжению? Во-первых, предполагаемую нагрузку — ту самую единовременно потребляемую мощность, значение которой согласовано с местным отделением Госэнергонадзора. Затем необходима подробная схема разводки силовых линий по всем помещениям дома и по всему участ­ку (с разбивкой подключаемых потребителей на группы, с указанием типов и длин электрических кабелей, способов их прокладки и монтажа). Далее требуется схема заземления и выравнивания потенциалов, равно как и полная спецификация всех установочных компонентов. При суммарной нагрузке менее 10 кВт допускается несколько усеченный вариант проекта — только схема-чертеж силовых линий с обозначенными на нем установочными компонентами, спецификацией и необходимыми пояснениями.
Чтобы получить разрешение на присоединение дома к электрическим сетям, необходимо подать заявку в электроснабжающую организацию, к сетям которой планируется подключить дом. Последняя выдает технические условия, где расписываются все детали и оговариваются вопросы безопасности. Проект электроснабжения должен соответствовать требованиям дейст­вующих строительных норм, государственных стандартов и правил, включая ‛электрическую Библию“ — ‛Правила устройства электроустановок“ (ГОСТ Р 50571). Выполнять проект должна фирма, обладающая соответствующей лицензией. Подготовленная документация согласуется с электроснабжающей организацией, от которой были получены технические условия, и с местным органом Госэнергонадзора. Ознакомившись с документами, представитель этой организации проверяет выполненную работу и выдает разрешение на подключение дома к энергосети.
В этой связи следует предостеречь от со­блазна приобрести недорогой проект-‛отписку“, какие предлагаются едва ли не на каждом углу. Вас пытаются соблазнить тем, что в нужных органах у них сидят свои люди. Не исключено, что некоторые чиновники, бизнесмены от энергетики, действительно обзаводятся своими ‛подсобными хозяйствами“ в виде проектных бюро, но все-таки лучше подобного рода вопросы позволить решать генподрядчику. Какое дело владельцу дома до всей этой кухни? Ему гораздо важнее, чтобы учитывались не столько технические и бюрократические моменты, сколько его собственные потребности. Нормальный проект никогда невозможно сделать за несколько дней, да еще очень дешево и в отрыве от решения других задач по строительству — архитектурных, инженерных, дизайнерских. Все, что будет сэкономлено ‛на путях неправедных“, отзовется многократными перерасходами бюджета на стадиях реализации проекта и эксплуатации дома. Оптимальное решение — ‛принцип одного окна“. Выбирается определенная компания, и она отвечает за все работы, связанные с проектированием, согласованием, строительством, а также гарантийным и послегарантийным обслуживанием инженерных систем, включая систему электроснабжения.

Путем света…
Рассмотрим путь, по которому электроэнергия попадает от производителя к потребителю. По высоковольтным линиям передачи электрический ток напряжением 6–10 кВ подается на местные (поселковые) трансформаторные подстанции, откуда распределяется по индивидуальным потребителям. После подстанций электросеть считается низковольтной (менее 1 кВ). Форма напряжения — синусоидальная с частотой 50 Гц (для России и европейских стран). Величина напряжения — 220 В (линейное) и 380 В (межфазовое). Непосредственную подводку электроэнергии к объекту выполняют либо воздушным выводом (когда провода подвешиваются на несущем тросе, натянутом между столбами), либо задействуют подземный вариант.
В последнем случае электрический кабель прокладывают в траншее глубиной 0,7 м, после чего присыпают песком и затем, уже до поверхности земли, однородным грунтом без крупных включений. Ввод обычно выполняется с помощью герметизированного отрезка стальной трубы (гильзы), хотя в последнее время появились и более совершенные конструкции, обеспечивающие повышенную степень защиты.
Первый пункт по прибытии электроэнергии в дом — электрический шкаф, который устанавливается вблизи ввода, чаще всего в техническом помещении, например, в подвале. Шкафное оборудование включает в себя основной рубильник или автомат, счетчик электроэнергии, автоматы по количеству групп потребителей элек­троэнергии, устройства защитного отключения (УЗО), грозоразрядники (газовые или твердотельные варисторы), иногда — устройства бесперебойного питания. Автоматы или автоматические выключатели, заменившие в наше время традиционные пробки (выражение ‛поставить жучок“ теперь утратило бытовой смысл), представляют собой устройства защиты от короткого замыкания, грозящего пожаром. Эти устройст­ва нормируются на определенный ток, их конст­рукция обычно включает в себя биметаллическую пластину и термомагнитный расцепитель, хотя наиболее современные модели строятся на основе прецизионных датчиков тока, микропроцессоров и реле. В отличие от автоматов УЗО срабатывают на малые токи утечки (десятки миллиампер) и предохраняют жильцов от поражения электричеством. Они построены на основе дифференциального трансформатора, и малейший перекос токов в его обмотках является сигналом на отключение силового реле. Надо сказать, что ток более 30 мА, проходящий через человеческое тело, может оказаться смертельным.
Грозоразрядники и варисторы, в свою очередь, спасают включенные в сеть приборы, особенно дорогостоящую аппаратуру, от разрядов молний и скачков напряжения. С увеличением количества потребителей и ростом мощности нагрузок электрическая сеть в наше время становится все ‛грязнее“, в ней подчас и без молний возникают кратковременные импульсы напряжением до нескольких киловольт. И все-таки при ‛гневе богов“ риск значительно возрастает, особенно в районах с частыми грозами или если дом стоит на возвышенности. Тысячи ‛небесных“ ампер, проходя по проводам и конструкциям здания, могут не только мгновенно уничтожить все электрохозяйство (с последним успешно ‛справляется“ даже не сама молния, а наводки от нее на электросеть), но и вызвать пожар. Так что средства защиты от молний — совсем не лишний компонент системы электроснабжения дома. Помимо грозоразрядников, которыми, кстати, полезно оборудовать и телевизионную антенну, и телефонную линию, необходимо предусмотреть молниеприемник — в виде металлического штыря на крыше или отрезка проволоки, протянутой вдоль конька металлической кровли. С помощью токоведущего провода молниеприемник соединяют затем со вкопанным в землю металлическим листом.
О ‛сетевых загрязнениях“ следует сказать еще пару слов. Эта проблема актуальна не только в больших городах или вблизи крупных заводов. Источниками помех, включая упомянутые выше кратковременные импульсы высокого напряжения, а также шумы, искажения формы напряжения, могут являться электроприборы, подключенные к вашей же собственной электросети или даже соседской. Нередко просадки напряжения вызываются пусковыми токами электродвигателей. В целом, стабильность напряжения нормируется в пределах ±10% от стандартного значения 220 В — именно этот допуск оговаривается в документах на подключение, подписываемых с поставщиком электроэнергии. Но данный допуск учитывает лишь долговременную нестабильность, а не мгновенные просадки и выбросы напряжения, случающиеся на стороне потребителя. Несколько лучше дело обстоит с частотой. Между тем, нормальная работа большинства электроприборов в значительной степени может нарушаться даже при совсем небольших отклонениях напряжения и частоты сети. Всем знакома картина, когда лампочки в люстре вдруг начинают мерцать или светиться то ярче, то тусклее. Из-за сетевой нестабильности существенно сокращается ресурс довольно многих приборов — тех же ламп. Наконец, в сельской местности, как, впрочем, и в больших городах, не так уж редки внезапные отключения электроэнергии. Мало сказать, что это крайне неудобно в бытовом плане. Для бытовой техники, особенно для компьютеров, это попросту чревато последствиями.

Светить всегда, светить…
без перебоев!
Весьма желательным представляется дополнение электрического хозяйства устройствами, обеспечивающими стабильность его работы при ЧП любого масштаба. Здесь можно предложить эшелонированную оборону, представляющую собой три рубежа защиты от перебоев в сети.
К первому следует отнести самый простой и дешевый способ предотвратить уже упоминавшееся выше мерцание лампочки — надо приобрести устройство бесперебойного питания и стабилизатор (обычно они комбинируются).
Вторым оборонительным рубежом в борьбе за свет и частично за тепло может стать генераторная станция. Она устанавливается в специальном помещении. В нее входят дизель-генератор (бывают и газовые, которые дешевле и проще, а также двухтопливные, работающие на солярке и газе), аккумуляторные батареи и, наконец, устройства автоматического запуска и поддержания напряжения в сети. Бак для дизтоплива чаще всего закапывают в землю неподалеку от дома. Коротко о работе станции. Процессор контролирует состояние потребительской сети. В случае ее отказа или отклонения от нормативов по напряжению, частоте, силе тока (как вниз, так и вверх) происходит отключение линии централизованного электроснабжения.
В этот переходный период потребители в доме питаются от преобразователя напряжения, который, в свою очередь, подключен к аккумулятору. Время перехода с централизованного электроснабжения на автономное составляет доли секунды. На следующем этапе для подзарядки аккумуляторов запускается дизель-генератор. При восстановлении централизованного электроснабжения потребители автоматически переключаются на него. По факту полной зарядки аккумуляторных батарей дизель-генератор выключается и система снова переходит в ждущий режим.
Вершиной взаимоотношений с централизованным электроснабжением можно назвать сооружение собственной электроподстанции, что в Подмосковье случается достаточно часто. В ней предусмотрен понижающий трансформатор с 10 кВ до 380 В. Для подстанции нужен фундамент, также требуется оборудовать помещение, смонтировать контур заземления, сетчатое ограждение, поставить устройства защиты элек­тросетей и учета электроэнергии. Расходы при этом будут соответствующие.
Но вернемся к электрическому шкафу. После главного рубильника или автомата электросеть разделяется на группы, как минимум, на две — освещение и розетки. Лучше, если таких групп будет больше. В этом случае небольшая местная авария, из-за которой сработает один из автоматов, не приведет к отключению большого количества приборов. При эксплуатации трехфазной сети необходимо обеспечить примерное равенство нагрузки на всех фазах. Впрочем, можно преду­смотреть и трехфазные группы. Все отдельные группы оснащаются не только автоматами, но и УЗО. Эти приборы необходимы для питания проточных нагревателей, стиральных машин, теплых полов, бассейнов с подогревом, саун и джакузи, электроплит, в общем, везде, где неизбежен прямой контакт человека с корпусом приборов, особенно во влажных помещениях.
Теперь о внутренней проводке. Раньше она выполнялась алюминиевым проводом, теперь же преобладает медь. Алюминий считается анахронизмом — у него более высокое удельное сопротивление, следовательно, для подключения тех же нагрузок требуется провод большего сечения. Кроме прочего, этот металл не обладает эластичностью меди, он очень ломок, и многожильных проводов из него сделать невозможно. Если все-таки часть сети придется выполнять в алюминии, следует помнить, что прямой контакт меди и алюминия недопустим из-за их электрохимической несовместимости: это грозит полной потерей контакта через некоторое время со всеми вытекающими последствиями — искрение, перегрев и даже пожар. Медь с алюминием соединяют с помощью стальных клемм, являющихся надежным буфером.
Многожильный медный провод предпочтительнее в силу своей эластичности, он удобнее при прокладке в труднодоступных местах, надежнее в стыках стен, где неизбежны деформации из-за постепенной осадки дома (кстати, в таких местах всегда нужно оставлять некоторый запас кабеля, иначе из-за натяжения он может просто порваться). Сечение провода выбирают исходя из планируемых нагрузок с некоторым запасом. Современные силовые кабели отличаются очень надежной изоляцией (двойной, а то и тройной) и повышенной прочностью, что позволяет протаскивать их с усилием и не опасаться обрыва.
Внутренняя проводка только в редких случаях бывает открытой — разве что нарочито в винтажном стиле, на фарфоровых роликах. В основном она скрытая. Провода прокладывают в штробах, металлических или пластиковых трубах, металлорукавах, коробах и по стыкам стен. Однако к выключателям и часто к розеткам приходится подводить проводку на известном отдалении от стыков. Вот почему так важен план внутренней проводки: вбил гвоздь не туда — и посыпались искры (и это еще в лучшем случае!) План внутренней проводки компания генподрядчика обязана предоставить после завершения монтажа и приемки объекта вместе с другими документами (актами на скрытые работы, протоколами проверки автоматических выключателей, замеров мегомметром сопротивления изоляции и заземления и т.д.). В бетонных стенах проводку часто замоноличивают, то есть замазывают раствором.
В отличие от шкафного оборудования розетки и выключатели выбирают весьма произвольно и в первую очередь по дизайну, с учетом, однако, допустимых токов и установочных размеров. Современные выключатели и розетки очень разнообразны. Тут может быть и подсветка, и сенсорные клавиши либо кнопки мягкого касания без фиксации (выключатель при этом содержит реле или тиристор со схемой управления). Пригодятся и защитные шторки на розетке — для подстраховки от чрезмерного детского любопытства.
Вместо обычных выключателей часто устанавливают и более сложные устройства, например, диммеры — для плавной регулировки яркости освещения. Они могут управляться вручную, с пульта или по информационной шине. Существуют также комбинации диммеров с фотосенсорами и приводами оконных штор, обеспечивающие автоматическое поддержание заданного уровня освещенности. Желательный компонент в продвинутой системе освещения — датчик присутствия, реагирующий на тепловое излучение тела человека или его перемещения. Хорошие датчики имеют ‛органы“ настройки чувствительности, позволяющие исключить ложные срабатывания на домашних животных, а также регулируемую задержку отключения и принудительное включение/отключение. Все эти приборы в комплексе позволяют сэкономить немалое количество энергии, существенно повышая уровень энергоэффективности дома, не говоря уже о комфорте. 

от журнала "Современный Дом"