住宅小區(qū)的建筑電氣設計及節(jié)能措施

李騰飛

新疆昊辰建筑規(guī)劃設計研究院有限公司 新疆 昌吉 831100

引言

本著“高效節(jié)能、生態(tài)環(huán)保、健康適用”等原則，促使建筑體本身就形成了一定的生態(tài)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(jié)能環(huán)保材料及施工技術等，以對沖電氣系統(tǒng)的能源消耗，所以住宅小區(qū)建筑電氣部分的節(jié)能設計，所要兼顧的能耗影響因素更多，除了考慮常規(guī)建筑電氣系統(tǒng)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(jié)能的必要性

眾所周知，從世界的發(fā)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(yè)結構崩盤?，F(xiàn)在，可持續(xù)發(fā)展成為企業(yè)發(fā)展的主題。對于我國來講，資源的短缺成為我國傳統(tǒng)企業(yè)發(fā)展中遇到的巨大問題，其中建筑耗能已與工業(yè)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(yè)能源消耗的問題刻不容緩。其中解決建筑行業(yè)電能消耗的首要任務是必須提高建筑電氣節(jié)能技術水平，將綠色建筑理念融入工作中，真正實現(xiàn)建筑行業(yè)的電氣節(jié)能，保障建筑行業(yè)的健康發(fā)展。

2 主要原則

對住宅小區(qū)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(tǒng)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(guī)等進行標準化設計，確保建筑電氣系統(tǒng)的設備、線路等始終處于安全、穩(wěn)定的運行狀態(tài)。二是經(jīng)濟性原則。從節(jié)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(jié)能需求的基礎上，兼顧經(jīng)濟性，確保工程獲得較高的綜合效益。三是創(chuàng)新性原則。設計人員應注重汲取先進的設計經(jīng)驗，對設計思路和技術進行創(chuàng)新，積極使用新技術，不斷推動住宅小區(qū)建筑電氣節(jié)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(tǒng)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(yè)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(shù)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(fā)，根據(jù)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(xiàn)安全、成熟和誠信的高質量電氣工程。

4 住宅小區(qū)建筑電氣設計過程中的主要問題

住宅小區(qū)建筑電氣設計過程中常出現(xiàn)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(xiàn)在各關鍵環(huán)節(jié)未能形成密切的銜接關系。在住宅小區(qū)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(tǒng)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(jié)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(huán)節(jié)出現(xiàn)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(qū)建筑電氣施工效率，甚至會誘發(fā)不必要的安全隱患。另一方面，問題體現(xiàn)在未能嚴格按照設計方案落實相關工作。在住宅小區(qū)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(jié)能理念，從電氣設備數(shù)量以及使用性能等多方面入手進行系統(tǒng)化分析，尤其是在電負荷的計算環(huán)節(jié)，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(huán)節(jié)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(fā)各類問題[3]。

5 住宅小區(qū)的建筑電氣設計節(jié)能措施

5.1 變壓器節(jié)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(tǒng)的評估，在選擇變壓器時，應以某一個具體的電網(wǎng)容量、電網(wǎng)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(jié)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(wǎng)運行不穩(wěn)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(jié)能型變壓器設備?，F(xiàn)階段，隨著電氣行業(yè)的發(fā)展，各種低損耗、低噪聲的變壓器開始被應用到住宅小區(qū)建筑電氣系統(tǒng)中，且這些節(jié)能型變壓器的應用也更為普遍。根據(jù)相關統(tǒng)計結果可知，在住宅小區(qū)電能損耗中，變壓器損耗在整體系統(tǒng)損耗中的占比為25%。基于此，要著力選擇節(jié)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(xiàn)行國家標準的要求。

5.2 空調節(jié)能設計技術要點

在住宅小區(qū)建筑施工和運行中，隨著人們對工作、生活環(huán)境舒適度要求的提高，空調的功能發(fā)揮著巨大的作用?？照{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(yǎng)專業(yè)技術人才，根據(jù)國家相關的建筑節(jié)能標準，選用節(jié)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(jié)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(fā)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(xiàn)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(qū)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(xiàn)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(jù)實際建筑設計了電源的位置以及數(shù)量，而且需要明確說明電源所在位置，同時，施工現(xiàn)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(xiàn)場應配備專業(yè)技術人員，以有效監(jiān)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(jié)能設計

實踐證明，住在小區(qū)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(tǒng)的能耗強度。所以，在供配電的整體節(jié)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(tǒng)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(yōu)先選擇直線布線方案，并嚴格把控間距，規(guī)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(yōu)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(yōu)化電線能效，并延長其壽命，進而實現(xiàn)節(jié)能降耗。

5.5 智能化監(jiān)控系統(tǒng)設計

對于住宅小氣建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能設計而言，設計人員還要對電氣系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，以了解電氣系統(tǒng)的節(jié)能狀態(tài)，合理配置智能化監(jiān)控系統(tǒng)?，F(xiàn)階段，部分小區(qū)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(jiān)控系統(tǒng)時，應根據(jù)實際情況對其進行設置。應盡量選擇覆蓋能力強的監(jiān)控設備，并盡量減少監(jiān)控設備的設置數(shù)量，通過合理配置監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對電氣設備等的全面、實時監(jiān)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(qū)內外部環(huán)境進行全面監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)能耗較高的設備，并進行位置標記和數(shù)值記錄，然后進行原因分析，針對性地對其進行調整。監(jiān)控人員可利用移動終端對電氣系統(tǒng)進行遠程控制，并在物聯(lián)網(wǎng)技術的支持下，將各個電氣設備的能耗監(jiān)測線路進行集成，全面實現(xiàn)各個電氣設備之間的有序聯(lián)動，真正實現(xiàn)電氣系統(tǒng)節(jié)能控制的有效銜接。

5.6 照明

在住宅小區(qū)建筑電氣節(jié)能設計中，照明是一個非常重要的環(huán)節(jié)。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(qū)建筑電氣節(jié)能設計必須注重照明系統(tǒng)的設計。在設計過程中，我們從節(jié)能環(huán)保入手。首先，在燈具的選擇上，盡量選擇節(jié)能燈具，不僅可以延長燈具的使用壽命，而且可以節(jié)約用電，養(yǎng)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(jié)能設計過程中，根據(jù)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(jié)能的目的；其次，系統(tǒng)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(jù)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(jù)實際需要調節(jié)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(jié)約了能源，滿足了綠色節(jié)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(jié)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(tǒng)電能，在科學理論的支持下真正實現(xiàn)太陽能技術的革新，讓太陽能在建筑領域發(fā)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(xiàn)太陽能的再生利用，節(jié)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(fā)電系統(tǒng)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(shù)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(qū)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(xiàn)。因此，在建筑電氣的實際設計中，應嚴格遵守相關規(guī)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(chuàng)新，以便完善建筑功能系統(tǒng)，最后進一步發(fā)展設計。