住宅小區(qū)建筑電氣設(shè)計(jì)及節(jié)能措施

樊娜娜

（太原市建筑設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030000）

1 建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 明確負(fù)荷等級(jí)

由于當(dāng)前建筑項(xiàng)目主要是采取高層住宅形式，并且規(guī)模通常較大，涉及較多人口，因而電氣設(shè)計(jì)要求比較嚴(yán)格。按照國(guó)家現(xiàn)行JGJ16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》提出的要求，小區(qū)消防所用的水泵、電梯、疏散用客梯、卷簾、正壓風(fēng)機(jī)、補(bǔ)風(fēng)與排煙機(jī)、應(yīng)急照明、航空障礙燈以及電梯基坑水泵都是一級(jí)負(fù)荷范疇的消防負(fù)荷；生活水泵、排污泵、通信機(jī)房、弱電監(jiān)控以及走道照明和人防用電都是一級(jí)負(fù)荷范疇的非消防負(fù)荷；其他沒有特別說(shuō)明的就是三級(jí)負(fù)荷。

1.2 計(jì)算短路電流

住宅小區(qū)建筑配電系統(tǒng)有出現(xiàn)短路事故的可能性，包括單相短路、兩相短路、兩相接地短路和三相短路等。如果配電系統(tǒng)短路，就會(huì)危及建筑用電的安全性、持續(xù)性，所以必須精確計(jì)算短路電流，提供住宅小區(qū)建筑電氣設(shè)計(jì)的科學(xué)依據(jù)。當(dāng)住宅小區(qū)建筑配電系統(tǒng)出現(xiàn)三相短路事故時(shí)，由于電氣設(shè)計(jì)中要盡可能平衡三相負(fù)荷，所以出現(xiàn)短路三相阻抗，如果三相短路是仍保持電流與電壓二者對(duì)稱的話，那么短路時(shí)的電流值大于正常情況下的電流值。住宅小區(qū)建筑中三相短路事故的發(fā)生幾率較小，不過(guò)其危害很大，務(wù)必要精確計(jì)算其電流，明確三相短路電流的穩(wěn)態(tài)值，并在電氣設(shè)備與導(dǎo)線的校驗(yàn)中使用該值，確保建筑電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。

1.3 分析變壓器的臺(tái)數(shù)與容量

分析和確定供配電設(shè)備的容量是住宅小區(qū)建筑電氣設(shè)計(jì)的重要工作之一。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮日后用電設(shè)備的更新與發(fā)展需求，保留其擴(kuò)容量余地。在所有的建筑電氣設(shè)備中，確定變壓器的臺(tái)數(shù)、容量是最為關(guān)鍵的。變壓器的臺(tái)數(shù)和建筑電氣工程建設(shè)中一次設(shè)備投資的大小，同時(shí)影響設(shè)備在后期的利用率高低，確定合理的變壓器臺(tái)數(shù)能有效實(shí)現(xiàn)電氣節(jié)能目標(biāo)，控制住宅小區(qū)建筑電氣工程成本。針對(duì)變壓器容量，應(yīng)站在提高效率的角度合理選擇變壓器容量，考慮電氣設(shè)備與住宅小區(qū)建筑的用電負(fù)荷系數(shù)，不能直接以電氣設(shè)備安裝容量為基礎(chǔ)選擇變壓器。該系數(shù)是指同時(shí)利用電氣設(shè)備的情況，建筑用戶越多，系數(shù)一般就越小。

1.4 無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)

按照計(jì)算電力負(fù)荷的結(jié)果，住宅小區(qū)建筑供電功率因數(shù)并沒有達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，所以應(yīng)使用無(wú)功補(bǔ)償提高功率因數(shù)。根據(jù)住宅小區(qū)建筑實(shí)際情況，決定使用變壓器低壓側(cè)集中自動(dòng)補(bǔ)償裝置，并通過(guò)自動(dòng)循環(huán)投切方式確定電容器組，實(shí)現(xiàn)對(duì)功率因數(shù)的實(shí)時(shí)采集，從而控制電容器投切。該投切選擇整組投入的方式，維護(hù)方便、操作簡(jiǎn)單，能顯著提高利用變壓器的效率。在使用無(wú)功補(bǔ)償之后，把功率因數(shù)提高到滿足供電部門要求的標(biāo)準(zhǔn)。而為提升補(bǔ)償?shù)臏?zhǔn)確性，設(shè)計(jì)者按照建筑電氣施工圖，同時(shí)借鑒過(guò)去的工作經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)估算補(bǔ)償容量。

1.5 建筑配電設(shè)計(jì)

住宅小區(qū)建筑電力負(fù)荷的等級(jí)是不同的，消防用電為一級(jí)負(fù)荷，照明用電為三級(jí)負(fù)荷，因而要基于不同供電要求選擇不同變壓器。通過(guò)考慮建筑電氣系統(tǒng)的狀況，決定低壓配電系統(tǒng)選擇結(jié)合放射式、樹干式的方式，容量較大的單臺(tái)設(shè)備用電負(fù)荷抑或是重要負(fù)荷選擇放射式實(shí)現(xiàn)供電，照明系統(tǒng)和一般用電負(fù)荷選擇結(jié)合樹干式、放射式的方式供電。其中，一級(jí)負(fù)荷范疇的消防負(fù)荷選擇雙電源供電，同時(shí)在末端自投；一級(jí)負(fù)荷范疇的非消防負(fù)荷選擇雙重電源供電，并于恰當(dāng)?shù)奈恢蒙匣ネ叮坏┢渲幸粋€(gè)電源出現(xiàn)故障，另一個(gè)電源不會(huì)被損壞；三級(jí)負(fù)荷則選擇單電源實(shí)現(xiàn)供電。如果沒有用電的特殊要求，當(dāng)變壓器是三級(jí)負(fù)荷時(shí)，可選擇低壓?jiǎn)文妇€分段運(yùn)行方式，在母線之間設(shè)置手動(dòng)開關(guān)，方便聯(lián)絡(luò)；如果變壓器是一級(jí)負(fù)荷，市電電源和備用發(fā)電機(jī)電源之間可選擇可靠連鎖合閘程序，確保不會(huì)出現(xiàn)兩者并列運(yùn)行的情況；如果連接發(fā)電機(jī)的變壓器運(yùn)行停止，應(yīng)起動(dòng)備用發(fā)電機(jī)，促使消防負(fù)荷、重要負(fù)荷獲得電力供應(yīng)。

2 節(jié)能設(shè)計(jì)措施

在高科技快速發(fā)展的新時(shí)代，怎樣對(duì)住宅小區(qū)建筑用電情況實(shí)施即時(shí)監(jiān)控、即時(shí)調(diào)節(jié)，這是電氣節(jié)能設(shè)計(jì)面臨的重要課題。為解決好這一問(wèn)題，運(yùn)用電力載波技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的智能節(jié)能系統(tǒng)隨之出現(xiàn)，即時(shí)監(jiān)控和即時(shí)調(diào)節(jié)都有實(shí)現(xiàn)的可能。通過(guò)應(yīng)用能源管理系統(tǒng)以及實(shí)現(xiàn)對(duì)電能表數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集，就可以有效管理住宅小區(qū)建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)，促使人們改掉不好的用電習(xí)慣，提高建筑節(jié)能效果。該智能能源管理系統(tǒng)能基于住宅小區(qū)建筑電氣需求合理調(diào)整供電量，減少不必要的消耗。

如設(shè)計(jì)使用室內(nèi)紅外傳感器，就能在無(wú)人時(shí)即時(shí)關(guān)閉燈具；將二氧化碳傳感器應(yīng)用于地下車庫(kù)，就能基于車庫(kù)中二氧化碳的濃度正常及時(shí)關(guān)閉新風(fēng)系統(tǒng)，在滿足實(shí)際需求的前提下盡量減少電能消耗。在住宅小區(qū)建筑電氣設(shè)計(jì)中使用發(fā)光二極管，也就是LED 光源，能有效減少因照明產(chǎn)生的電能消耗。在電氣設(shè)計(jì)中也可通過(guò)燈具控制方式的優(yōu)化，提高電氣節(jié)能控制效果。在住宅小區(qū)建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中怎樣充分利用自然光源是一個(gè)重點(diǎn)，畢竟太陽(yáng)光是清潔的、免費(fèi)的光源，如果能將其合理利用，就能很好地滿足節(jié)能目標(biāo)。如在住宅小區(qū)建筑地下車庫(kù)需要長(zhǎng)期進(jìn)行人工照明，因而可設(shè)計(jì)使用導(dǎo)光筒，這是有效的替代方案之一，白天陽(yáng)光充足時(shí)可完全放棄人工照明，達(dá)到節(jié)能的效果；針對(duì)建筑室外照明，可設(shè)計(jì)使用太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，在白天把太陽(yáng)能變成電能加以儲(chǔ)存，將其用于夜間小區(qū)景觀照明。