大型住宅小區(qū)電氣節(jié)能應(yīng)用管理

溫雅

陜西省省級機關(guān)公有住房管理中心 陜西 西安 710000

引言

在建筑業(yè)快速發(fā)展的背景下，住宅區(qū)一體化設(shè)計與電氣工程緊密相連。住宅建筑最重要的是結(jié)構(gòu)施工中的節(jié)能設(shè)計以及電氣規(guī)劃的穩(wěn)定性和可持續(xù)發(fā)展。因此，相關(guān)管理人員必須要加大對電氣節(jié)能應(yīng)用管理的重視力度，積極踐行綠色可持續(xù)發(fā)展理念，為廣大人民群眾提供更加舒適的居住環(huán)境。

1 大型住宅小區(qū)電氣設(shè)計原則

1.1 節(jié)能原則

在全球經(jīng)濟一體化的大背景下，世界各國緊密相連。能源稀缺是國家發(fā)展的阻礙性因素，我國人口基數(shù)龐大，資源利用率極其有限。電力是人類生產(chǎn)和生活中不可或缺的重要因素，在資源稀缺的情況下，供需矛盾也很明顯，因為大多數(shù)城市建筑都需要大規(guī)模的能源系統(tǒng)。這在一定程度上改善了人民群眾的日常生活和社會經(jīng)濟的發(fā)展，同時也給我國的電力帶來了巨大的壓力。不同地區(qū)的人們對電力的需求有所不同，電氣節(jié)能工程是我國城市建筑的重要組成部分。我們要根據(jù)規(guī)劃方案和城市建設(shè)的根本方向，制定科學(xué)合理的節(jié)能方案，加大節(jié)能環(huán)保力度。特別是近年來，國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)達到高峰，居民區(qū)建設(shè)范圍擴大，住房需求增加，人民群眾物質(zhì)生活條件改善，對住宅區(qū)建設(shè)的需求正在增加。例如，住宅區(qū)更方便、更舒適、更智能，住宅建筑能耗預(yù)計將日益增加，而住宅建筑能耗約占總能耗的40%。只有對建筑用電進行有效管理，才能提高住宅節(jié)能計劃水平，有效解決能源消耗問題，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。充分利用現(xiàn)有的各項資源，并不斷提高資源利用率，確保電氣設(shè)計符合現(xiàn)代社會節(jié)能發(fā)展的目標[1]。

1.2 經(jīng)濟原則

建筑物的電氣設(shè)計是一個非常龐大且復(fù)雜的過程，包括很多方面和規(guī)劃過程，每個工作項目都需要大量的人員、材料和金錢。 在構(gòu)建電氣項目時，從電氣原理的角度來看，即在電氣項目中，必須對各個施工環(huán)節(jié)進行詳細分析和驗證。作為司合理預(yù)算和成本控制的重要組成部分，對材料和設(shè)備成本進行綜合對比分析，不能盲目進行選擇。市場上的型號種類和材料多種多樣，必須根據(jù)電氣設(shè)計要求購買質(zhì)優(yōu)價廉的商品，并要使其符合建筑節(jié)能要求，對生產(chǎn)資質(zhì)證書、型號、材料規(guī)格進行嚴格控制和抽檢。

2 大型住宅小區(qū)用電問題

一般來說，多層住宅樓或者以高層為主的大型住宅區(qū)。由于建筑物的樓層高度不同，需要選擇不同類型的能源供應(yīng)。通常，如果住宅樓是高層建筑，那么供電方式采用高壓開關(guān)站（通常為一層室外機）+單相干式變壓器，低壓熔斷器，或者高壓開關(guān)站、干式變壓器、低壓開關(guān)柜這種模式進行供電。在多層和小型多層住宅樓的情況下，通常使用后者，因為它們大多沒有地下室或半地下層高度不足。此外，多層住宅的空間比例較小，使得層上聚落分布的復(fù)雜性更加困難，導(dǎo)致供電半徑過大，供電質(zhì)量下降。此外，大型住宅區(qū)面積大，人口稠密，消耗更多能源。因此，在大型住宅區(qū)安裝電力和配電設(shè)備時，需要購買電纜并進行人工安裝。這通常會消耗大量資金，同時，由于電氣設(shè)備安裝較為復(fù)雜，日常維護也是一個難題。另一方面，由于經(jīng)濟發(fā)展、城市規(guī)劃政策的相關(guān)要求，高耗能、運行復(fù)雜的能源供給系統(tǒng)已不能滿足現(xiàn)代社會發(fā)展的需求。

3 大型住宅小區(qū)電器節(jié)能管理措施

3.1 大力推廣綠色節(jié)能系統(tǒng)

3.1.1 合理選擇光源。節(jié)能主要因素是選擇好的光源，光源可以從以下幾個方面來選擇：光效高、顯色性好、使用壽命長、調(diào)試安全方便、性價比高。在住宅建筑電氣系統(tǒng)規(guī)劃時，選用適當?shù)母咝艄饽軌蚬?jié)約建筑能源，減少能耗。白熾燈、鹵素?zé)?、?nèi)置鎮(zhèn)流器的高壓水銀燈等高耗能燈光，因?qū)ι珳睾惋@色性要求不高，所以通常不適宜于小區(qū)的室外采光[2]。目前大多采用高強度金鹵燈、高鈉電池等低氣體放出性光源。另外，居室燈具也需要推廣日光燈、緊湊型熒光燈T5系統(tǒng)等高效率、長壽命、高顯色性光源，逐步淘汰T12熒光燈、白熾燈等低效光源。為此，公共場所的園丁照明設(shè)計主要使用了三基色日光燈、高效稀土農(nóng)用日光燈、節(jié)能鈉燈等高效光源。由于對于顯色性能的提高與要求，高強度放電性光源，如高壓鈉電池、金鹵燈等，更適用于高天花板以及室外的普通燈具。另外，由于小型燒結(jié)金屬鹵化物燈的引進，金屬鹵化物燈光的色彩穩(wěn)定性也獲得了極大的改善。

3.1.2 采用節(jié)能附件。鎮(zhèn)流器也是節(jié)能燈的重要附件，選用適當?shù)逆?zhèn)流器可以在一定程度上達到節(jié)電目標。目前，市場上的鎮(zhèn)流器主要有傳統(tǒng)電感鎮(zhèn)流器、電子鎮(zhèn)流器和節(jié)能電子感應(yīng)鎮(zhèn)流器，傳統(tǒng)電感鎮(zhèn)流器的最大功率因數(shù)僅為0.4～0.5，總瓦數(shù)為照明功率的20%以上，因而附加線損和低效功率都特別大，電子鎮(zhèn)流器也和傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器一樣。功率因數(shù)的增加（功率因數(shù)達到0.9%以上），總功率減小了。因此，推廣使用優(yōu)質(zhì)節(jié)能電感鎮(zhèn)流器是綠色照明的明智選擇。

3.1.3 合理選擇照明燈具。除了更好的設(shè)計、支撐和保護之外，燈具利用更主要的目的是為了把光輸出分配到所需要的區(qū)域，從而提高在照明源提供光能量時的有效使用率。因此一般對于綠色照明，使用效率較高、有效使用率較高、配光合理、維護成本低的燈具。而燈管效率則是指燈管所產(chǎn)生的有效光通量與所有照明源的總光通量之間的比值。如果燈光設(shè)計得越智能，反射面的總反射率也就越高，所以照明效能就越高。至少75%的開放式燈具的效率、55%的帶燈罩的燈具效率以及至少60%的網(wǎng)格燈的效率，在選擇燈具進行照明規(guī)劃時必須考慮的所有因素。由于外面要保護光源，所以燈具采用了防塵設(shè)計，但住宅內(nèi)90%以上都要選擇開啟式照明燈。

3.1.4 照明控制。照明控制技術(shù)對照明的節(jié)能影響也更大。具體如下：第一，戶外照明適用于三相供電，每盞燈換相，既節(jié)能又可根據(jù)需要實現(xiàn)不同的照明。在室內(nèi)照明方面，確保燈具在窗戶附近安裝一個開關(guān)很重要，并且必須相應(yīng)增加開關(guān)的數(shù)量，以便在日光充足的情況下更容易關(guān)燈。第二，住宅建筑公共場所的照明控制要節(jié)能，感應(yīng)或音響效果也適宜。燈控開關(guān)可以保證人進出時燈亮。戶外照明適合使用自動色調(diào)和燈光進行控制，以便在黑暗中點亮，黎明時熄滅[3]。

3.2 變壓器的節(jié)能

在大型住宅區(qū)實施電氣工程供電系統(tǒng)時，需要準確了解當?shù)氐墓┠芮闆r、當前負載類型、負載能力、運行方式等。在綜合考慮這些因素的基礎(chǔ)上，采用有效的方法評估局網(wǎng)變壓器的能效和技術(shù)節(jié)余，以確保變壓器的數(shù)量和容量充足。另一方面，在選擇變壓器時，必須考慮不同的設(shè)備，例如電源選擇、功率因數(shù)補償、電力啟動器，以及照明調(diào)光裝置；另外，選用節(jié)能變壓器有助于減少空載損失和電力耗費，高效率和抗震能在一定程度上影響大型住宅區(qū)的節(jié)能，從而減少其運營成本。最后，變壓器的數(shù)量也應(yīng)該按照現(xiàn)場用電情況和負荷狀況合理分配。如可以，應(yīng)按大輸出比選用高性能變壓器，以降低運營成本和變壓器損耗。

3.3 供配電系統(tǒng)的節(jié)能

大型住宅區(qū)供配電網(wǎng)的節(jié)能措施主要包括：增加給配電網(wǎng)路的最大工作電壓和功率因數(shù)。規(guī)劃人員從變電站給配電室的允許基本負荷范圍和距離出發(fā)，把供電系統(tǒng)中變壓器與供電級聯(lián)之間的總?cè)萘肯拗圃诖蠹s兩個層次上。在變壓器與配電室之間適當布置連接線，以減小供電零點五徑，進而降低線損。在減小線路電流時，還應(yīng)根據(jù)有關(guān)標準的規(guī)定選用回路電纜類型和線路截面，以最大限度地節(jié)省電流和降低線路損耗。為降低供配電線的損耗，應(yīng)增加輸電電壓等級。

3.4 電動機的節(jié)能

眾所周知，電動機可以將電能轉(zhuǎn)化為機械能。 在大型住宅區(qū)使用電動機節(jié)能時，首先要研究使用空調(diào)、熱水器等住宅區(qū)功率過高（10千瓦以上）的住宅區(qū)電動機設(shè)備。通過現(xiàn)場補償技術(shù)，減少正向傳輸線的損耗。變頻調(diào)速器可自動調(diào)速，提高電機輕載效率，降低無功損耗，工作人員根據(jù)社區(qū)負載的特點選用高效電機，目標是發(fā)電大型住宅區(qū)的電機[4]。

3.5 改善配電地區(qū)的合理性

配電區(qū)域的科學(xué)劃分可以有效降低能耗。這種方法一方面可以保證供電系統(tǒng)的質(zhì)量和效率，另一方面可以降低系統(tǒng)運行過程中的能耗。關(guān)于物流區(qū)，規(guī)劃者要根據(jù)居住區(qū)的具體情況來管理周轉(zhuǎn)區(qū)。如果分配的區(qū)域過大，會增加系統(tǒng)損耗，極大地影響功耗的穩(wěn)定性。如果分配的面積計劃太小，配電系統(tǒng)的運行成本就會增加。因此，設(shè)計人員在檢測配電時，必須符合規(guī)范的要求。一是加強物流區(qū)管理。交通區(qū)必須有一個開關(guān)柜、一個配電室和兩個變壓器。二是加大低壓電源的半徑，一般低壓電源的半徑在100～200m可調(diào)，與電源結(jié)合確定電源半徑的大小。

3.6 項目測量和電能監(jiān)測管理的設(shè)計

住宅區(qū)用電及循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)置柜內(nèi)裝有智能電表，監(jiān)控主機能耗等功能。在用于照明、插座電量計量的低壓配電系統(tǒng)中，每層設(shè)有一個電表箱，可以安裝監(jiān)測點，智能三相軌道電表可以像線路上的主入口電表一樣配置，電力消耗包括電梯、住宅熱泵、滅火器和其他設(shè)備。配電箱主要分布在樓頂電梯間、地下水泵風(fēng)機房等設(shè)備間。此外，軌道式三相電表可用于測量電力，能源管理中心可以設(shè)置為合資工作室，硬件主要包括服務(wù)器、寬屏顯示器、數(shù)據(jù)存儲和打印機。時間記錄，能耗數(shù)據(jù)自動處理，完整分析建筑物內(nèi)能效數(shù)據(jù)和節(jié)能方案，及時檢測和調(diào)整能耗。實測測量本身并不節(jié)能，而是通過監(jiān)測住宅區(qū)各種用電設(shè)備的能耗，分析能耗過高的原因，提出節(jié)能轉(zhuǎn)換方案[5]。

3.7 照明系統(tǒng)的節(jié)能

一方面LED 的光能和使用壽命高于傳統(tǒng)光源，發(fā)光照明時散熱度小且不怕振動。 此外，它易于運輸和安裝，可以嵌入任何微型結(jié)構(gòu)中，或封閉的房間和設(shè)備。另一方面，LED是目前最流行的環(huán)保節(jié)能光源，使用起來并不容易產(chǎn)生污染物。最重要的是，隨著LED技術(shù)的發(fā)展和演進，它的價格越來越為人們所接受。因此，該照明系統(tǒng)可廣泛用于大型住宅區(qū)電梯、走廊等公共照明系統(tǒng)的節(jié)能。這不僅為社區(qū)節(jié)約了能源，還降低了社區(qū)電梯和走廊的經(jīng)濟成本。

3.8 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的節(jié)能

近年來，太陽能光伏技術(shù)在大型住宅區(qū)應(yīng)用較為廣泛，其具體應(yīng)用體現(xiàn)在：第一，住宅區(qū)太陽能路燈、花園照明和草坪照明。太陽能電池板接收和產(chǎn)生的電力由市政獨立發(fā)電系統(tǒng)用于市政公共照明，可以減少光井的用電量。第二，交流負載由供電單元和光伏發(fā)電供電，維護量少，運行成本低。 從長遠來看，這種節(jié)能措施可為社會帶來巨大的經(jīng)濟效益。

3.9 對變壓器負荷率進行合理計算

從專業(yè)的角度分析來看，變壓器損耗大體包括兩部分：一是空載損耗，二是負載損耗。隨著變壓器上的負荷值增大，銅損隨著變壓器上的負荷也增大。但通常，變壓器負荷值都在4%～63%之間，總損失也很小。當然，實際數(shù)值也隨著變壓器的型號不同而有差別。在住宅區(qū)，用電負荷隨時段變動：從午夜到清晨為最小負荷，從晚上到午夜為最高負荷。夏季和冬天，可以通過采用中央空調(diào)系統(tǒng)等高性能家用電器增大負荷，但春天和秋天負荷都較低，并且工作日的工作量輕，假期的工作量大。

4 結(jié)束語

通過文章分析得知，在現(xiàn)代社會的發(fā)展中，節(jié)能環(huán)保是主要方向。如果將其集成到住宅區(qū)的建筑物的電路中，則建筑物的設(shè)計必須是節(jié)能的。順應(yīng)新人群對現(xiàn)代居住區(qū)的需求，設(shè)計師需要以節(jié)能環(huán)保為重點，加大節(jié)能新技術(shù)研究，提高宜居性，并在實踐中不斷創(chuàng)新。最后，要實現(xiàn)節(jié)能減排的目標，還需要提高住宅區(qū)的一體化發(fā)展水平。