住宅小區的建筑電氣設計及節能措施

李騰飛

新疆昊辰建筑規劃設計研究院有限公司 新疆 昌吉 831100

引言

本著“高效節能、生態環保、健康適用”等原則，促使建筑體本身就形成了一定的生態文明蘊含，如，建筑結構設計中充分考慮自然采光、通風、保暖等條件，大量利用節能環保材料及施工技術等，以對沖電氣系統的能源消耗，所以住宅小區建筑電氣部分的節能設計，所要兼顧的能耗影響因素更多，除了考慮常規建筑電氣系統之外，還要將自然因素、新能源因素考慮進來[1]。

1 建筑電氣節能的必要性

眾所周知，從世界的發展角度來講，資源的不可再生給世界的進步造成了巨大的阻力，導致許多資源型產業結構崩盤。現在，可持續發展成為企業發展的主題。對于我國來講，資源的短缺成為我國傳統企業發展中遇到的巨大問題，其中建筑耗能已與工業耗能、交通耗能并列，成為當下我國三大“耗能大戶”，隨著人民生活水平的提高，建筑用能將逐步增加到占全國能源消費總量的30%以上，這說明解決建筑行業能源消耗的問題刻不容緩。其中解決建筑行業電能消耗的首要任務是必須提高建筑電氣節能技術水平，將綠色建筑理念融入工作中，真正實現建筑行業的電氣節能，保障建筑行業的健康發展。

2 主要原則

對住宅小區建筑電氣進行設計，需要把握以下3個基本原則：一是可靠性原則。電氣系統關系到居住者的人身安全，在進行設計時，要嚴格按照國家設計標準、相關法律法規等進行標準化設計，確保建筑電氣系統的設備、線路等始終處于安全、穩定的運行狀態。二是經濟性原則。從節能角度考慮，往往需要使用新材料和新技術，但這容易導致工程造價增加。鑒于此，在進行電氣設計時，設計人員應在滿足基負荷要求及節能需求的基礎上，兼顧經濟性，確保工程獲得較高的綜合效益。三是創新性原則。設計人員應注重汲取先進的設計經驗，對設計思路和技術進行創新，積極使用新技術，不斷推動住宅小區建筑電氣節能設計獲得應有的成效[2]。

3 建筑電氣設計特點

目前的建筑電氣設計很復雜，具有許多功能。除了一般照明和電力之外，建筑中使用的電力還對照明、電力和防雷類型等不同類型的設計進行了詳細分類、自動控制、電視和電話系統的分類等。此外，建筑電氣工程的特點是復雜，因為它是建筑行業的一部分，對功能、安全和便利性要求很高，其原有結構更加復雜，涉及設計、安裝和施工的不同方面，使目前大多數設計人員在設計初始項目時更加重視項目安全性，從而將安全性作為項目安裝的核心。此外，從建筑電氣設計的實際需要出發，根據建筑電氣工程項目的設計核心確定電氣工程項目的主要目標，設計充分體現安全、成熟和誠信的高質量電氣工程。

4 住宅小區建筑電氣設計過程中的主要問題

住宅小區建筑電氣設計過程中常出現各類問題，這些問題若未能得到有效解決，將會直接影響最終建筑電氣設計的效果。接下來進一步探討建筑電氣設計中存在的主要問題。一方面，問題體現在各關鍵環節未能形成密切的銜接關系。在住宅小區建筑電氣設計過程中，部分設計人員未能從設計方案層面入手進行系統化的分析，很多時候將設計重點放在照明等相關問題上，導致一些細節上的設計問題直接被忽略，從而產生了諸多性能上的問題。比如，建筑電氣設計過程中未能標注好技術工程以及架線工程等的相關信息，導致設計之間未能形成密切的銜接關系，很容易在施工環節出現施工步驟的矛盾或沖撞等情況，這些情況不僅會影響住宅小區建筑電氣施工效率，甚至會誘發不必要的安全隱患。另一方面，問題體現在未能嚴格按照設計方案落實相關工作。在住宅小區建筑電氣設計過程中必須嚴格按照事先所設定的標準，積極開展電氣設計，同時要滲透節能理念，從電氣設備數量以及使用性能等多方面入手進行系統化分析，尤其是在電負荷的計算環節，必須嚴格參照定期設計的標準，有效利用二項式法，確保電負荷計算的精度與準度。但部分建設單位在電氣設計環節缺乏安全防范意識，在電負荷計算過程中沒能采取有效的計算方法，導致電負荷實際用量與計算結果不匹配，從而誘發各類問題[3]。

5 住宅小區的建筑電氣設計節能措施

5.1 變壓器節能設計

①科學核定變壓器負載。變壓器合理選型，設計人員要在前期做好建筑電氣系統的評估，在選擇變壓器時，應以某一個具體的電網容量、電網額定功率等多項基本指標，確保選擇的變壓器符合可靠運行和節能運行要求。按照理論標準，按變壓器自身額定功率的70%～80%來核定變壓器的負載率。若變壓器負載率超過上述百分比范圍，雖然也能夠正常運行，但可能會導致變壓器損耗急劇上升，此時，變壓器的壽命將顯著縮短。若變壓器負載率低于70%，則其整體運行效率將顯著降低，同時會導致整體電網運行不穩定。因此，必須按照標準值范圍進行負載率的核定，確保變壓器功率適宜。②選擇節能型變壓器設備。現階段，隨著電氣行業的發展，各種低損耗、低噪聲的變壓器開始被應用到住宅小區建筑電氣系統中，且這些節能型變壓器的應用也更為普遍。根據相關統計結果可知，在住宅小區電能損耗中，變壓器損耗在整體系統損耗中的占比為25%。基于此，要著力選擇節能效益較為明顯的變壓器設備，選擇的變壓器能效值不應低于現行國家標準的要求。

5.2 空調節能設計技術要點

在住宅小區建筑施工和運行中，隨著人們對工作、生活環境舒適度要求的提高，空調的功能發揮著巨大的作用。空調的類型主要分為以下3種：中央空調、柜式空調與掛式空調。所有空調類型的使用，對于電能的需求都是比較大的，在3種空調類型中，中央空調的能源消耗量也占有很大的比例。建筑單位需要培養專業技術人才，根據國家相關的建筑節能標準，選用節能型的空調設備，如選用以磁懸浮離心壓縮機為核心技術的高效節能中央空調；讓空調的整體設計更加科學，使合理設計的空調在整個建筑布局中發揮重要作用。進行取暖與制冷的設計時，讓建筑空間的設計與空調功能相貼合，設計空調科學布局，防止出現電能資源的浪費[4]。

5.3 設計和安裝地雷防護裝置

在住宅小區建筑中，設計地雷防護裝置的重要性已得到充分證明，這有助于確保建筑物和室內人員的安全，但為了解決這一問題，必須先解決問題的根源，然后再采取有針對性的解決辦法。因此，地雷防護裝置本身是無法實現的，盡管它提高了所安裝電源的建造質量，首先對設計者提出了更高的要求，根據實際建筑設計了電源的位置以及數量，而且需要明確說明電源所在位置，同時，施工現場的工作人員應嚴格按照課程和施工標準安裝供電，施工現場應配備專業技術人員，以有效監督和指導施工工作，只有各級有效完成各自工作，才能保證建筑電氣工程能夠順利完成。

5.4 對供配電進行節能設計

實踐證明，住在小區建筑中，技術人員將供電設備安置在什么位置，以及其具體化的電路設計方案科學與否，都將影響到供配電系統的能耗強度。所以，在供配電的整體節能設計上，技術人員需把握供電方式確定、變壓器處理設備的配置、電線線路布局幾個要點。供電方式確定方面，設計師需明確配電室的位置。配電室應當設置在電力系統電力負荷集中處，以便更好地控制供電線路的鋪設，使線路不至于因過長而帶來材料的浪費、電力的損耗；配電室需與附近的強電豎井形成配合關系，以避免電能倒送的危險。電線線路布局方面，設計師可優先選擇直線布線方案，并嚴格把控間距，規避電磁場作用的影響。同時，線路布局中，能耗問題還可基于以下2個方面來緩解。其一，使導體及線路中的電阻率得到控制，即線路縮短和優先使用銅制線，從而降低線路所受電阻的負面影響，進而降耗。其二，適當調整電線橫截面面積，使其增大，從而優化電線能效，并延長其壽命，進而實現節能降耗。

5.5 智能化監控系統設計

對于住宅小氣建筑電氣系統節能設計而言，設計人員還要對電氣系統的運行狀態進行監控，以了解電氣系統的節能狀態，合理配置智能化監控系統。現階段，部分小區為獲得更好的日照條件，在布局上存在較大差異，基于此，在安裝智能監控系統時，應根據實際情況對其進行設置。應盡量選擇覆蓋能力強的監控設備，并盡量減少監控設備的設置數量，通過合理配置監控系統實現對電氣設備等的全面、實時監控。同時，設計人員要充分應用通信技術和傳感器技術，對小區內外部環境進行全面監測，及時發現能耗較高的設備，并進行位置標記和數值記錄，然后進行原因分析，針對性地對其進行調整。監控人員可利用移動終端對電氣系統進行遠程控制，并在物聯網技術的支持下，將各個電氣設備的能耗監測線路進行集成，全面實現各個電氣設備之間的有序聯動，真正實現電氣系統節能控制的有效銜接。

5.6 照明

在住宅小區建筑電氣節能設計中，照明是一個非常重要的環節。無論在日常生活、工作和娛樂中，都離不開照明功能。住宅小區建筑電氣節能設計必須注重照明系統的設計。在設計過程中，我們從節能環保入手。首先，在燈具的選擇上，盡量選擇節能燈具，不僅可以延長燈具的使用壽命，而且可以節約用電，養成臨時使用照明電源及時關閉或降低亮度的習慣。在電氣節能設計過程中，根據室內空間光源角度、對比度和光線曲線進行嚴格計算，選擇合適的燈具，保證燈具的整體美觀，達到節能的目的；其次，系統采用感應控制、時間繼電器控制等智能控制手段，在一定程度上縮短了燈具的使用時間。針對不同場景的建筑布置不同的光源，根據用途和時間設計燈光的亮度和色彩飽和度，并安裝智能控制開關，根據實際需要調節亮度、色溫和顏色。市場上的熒光燈和LED燈可用作光源。其中，LED燈具具有更長的使用壽命和更高的色度，不僅節約了能源，滿足了綠色節能的要求，而且使人們有了更好、更舒適的體驗。智能照明設計不僅滿足了建筑電氣節能的要求，而且使建筑更加美觀、舒適。

5.7 可再生能源的利用

光伏建筑一體化技術運用就是一個很好的例證。光伏建筑一體化的技術核心是太陽能，讓太陽能在建筑中最大限度上取代部分傳統電能，在科學理論的支持下真正實現太陽能技術的革新，讓太陽能在建筑領域發揮出最大的作用。光伏一體化的具體手段為利用輻射原理，收集陽光中的能量，通過技術支持轉化為電能，利用太陽能電池組進行能量儲蓄。通過吸收太陽能轉換成電能、熱能并用于建筑工程中，可以實現太陽能的再生利用，節約電力能源的消耗。此種方式運用于生活中具有重要的作用。例如，太陽能熱水器、太陽能發電系統等方式的合理利用，使生活中的電能消耗不斷降低，同時降低人民的生活成本，提高人民生活水平，使其幸福指數不斷上升。除了太陽能的利用外，還可采用水源熱泵取代空氣源熱泵等使用再生能源的技術降低建筑能耗。

6 結束語

綜上所述，為了使住宅小區用戶能夠獲得更好地電力服務，重要的是要正確地設計建筑的電力，這是整個建筑工程過程中建筑的一個非常重要的組成部分。建筑電氣設計中存在的問題通過建筑內用戶用電的安全性得到最大化，直接影響建筑用電安全目標的更好實現。因此，在建筑電氣的實際設計中，應嚴格遵守相關規章制度，參照建筑設計中的基本原則，關注用戶在使用時存在的一切需要，進行有效設計工作，不斷進行改革和創新，以便完善建筑功能系統，最后進一步發展設計。