住宅小區(qū)的建筑電氣設(shè)計(jì)探析

趙孫琛

浙江省建筑設(shè)計(jì)研究院 浙江 杭州 310000

1 住宅小區(qū)建筑電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.1 變壓器設(shè)計(jì)

住宅小區(qū)主要針對(duì)的用戶是普通人民群眾，是他們生活居住的主要場(chǎng)所，會(huì)直接關(guān)系到社會(huì)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)以及國(guó)家的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。所以，設(shè)計(jì)人員要考慮到整個(gè)建筑的用電穩(wěn)定性以及用電系統(tǒng)的抗火等級(jí)，要全面地維護(hù)內(nèi)部用戶的用電安全以及人身安全。在展開(kāi)設(shè)計(jì)工作時(shí)，要以變壓器為主要的設(shè)計(jì)對(duì)象，盡量保證其具備較高的先進(jìn)性以及精準(zhǔn)性，能夠?qū)赡墚a(chǎn)生的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)形成有效的控制。結(jié)合當(dāng)前相關(guān)市場(chǎng)發(fā)展情況分析來(lái)看，變壓器的類型相對(duì)較為豐富，型號(hào)也比較多樣。針對(duì)不同場(chǎng)景，不同環(huán)境中的變壓器，在設(shè)計(jì)方面也會(huì)存在一定的要求。以住宅小區(qū)為例，變壓器應(yīng)采用低損耗、低噪聲的節(jié)能型干式變壓器，選用SCB10、SCB11及以上等級(jí)系列的節(jié)能型變壓器；這些都是選用高導(dǎo)磁的優(yōu)質(zhì)冷軋晶粒取向硅鋼片和先進(jìn)工藝制造的新系列節(jié)能型變壓器。目前，新型非晶合金節(jié)能型變壓器應(yīng)運(yùn)而生，它采用非晶合金帶材替代傳統(tǒng)硅鋼片鐵芯，能讓變壓器空載損耗降低60%～80%，具有更好的節(jié)能效果。選用這些變壓器能夠真正踐行我國(guó)所倡導(dǎo)的低碳理念，可以有效控制空間的浪費(fèi)，能夠最大程度節(jié)約成本，節(jié)約損耗。

1.2 防雷接地設(shè)計(jì)

在一個(gè)大的建筑系統(tǒng)中又包含很多小的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)彼此擔(dān)負(fù)著不同的責(zé)任，具有不同的功能，在彼此協(xié)作獨(dú)立運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中，形成了完整的建筑系統(tǒng)，促使建筑系統(tǒng)能夠穩(wěn)定。在整個(gè)完整的建筑系統(tǒng)中，占據(jù)核心位置的就是電氣系統(tǒng)。電氣系統(tǒng)具備較高的穩(wěn)定性，能夠切實(shí)加強(qiáng)整體系統(tǒng)的安全性，促使各個(gè)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定持續(xù)地發(fā)揮自身的功能作用。在設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)時(shí)，遵循安全性原則是設(shè)計(jì)人員需要著重關(guān)注的一大工作要點(diǎn)。只有達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，才能夠保證整個(gè)電氣系統(tǒng)的質(zhì)量，才能夠?yàn)榇蟊娞峁┓€(wěn)定安全的電氣服務(wù)保障。因此，在電氣設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員需要重點(diǎn)關(guān)注抗雷設(shè)計(jì)以及接地設(shè)計(jì)。借助這兩大環(huán)節(jié)，維護(hù)電氣系統(tǒng)的質(zhì)量以及安全性。

在具體的設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員要考慮到整個(gè)住宅小區(qū)所處的環(huán)境，要考慮其對(duì)于防雷系統(tǒng)對(duì)于機(jī)電系統(tǒng)所提出的一些要求，要切實(shí)考慮到這兩方面的具體需要并針對(duì)性地設(shè)計(jì)防雷措施以及接地措施，對(duì)各類保護(hù)措施應(yīng)該針對(duì)具體情況具體分析，根據(jù)電子信息系統(tǒng)的使用性質(zhì)、重要性和價(jià)值確定雷電防護(hù)等級(jí)，并選定前后級(jí)SPD相互匹配的技術(shù)參數(shù)。對(duì)于防雷系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員要將工作重點(diǎn)集中在防雷感應(yīng)、防直擊雷方面。要針對(duì)整個(gè)住宅判斷哪一些部位比較容易接收到雷擊，并著重在這些部位安裝防雷設(shè)備；對(duì)電纜進(jìn)出線，應(yīng)在進(jìn)出端將電纜的金屬外皮、鋼管、金屬管道等就近與防雷接地網(wǎng)連接，以實(shí)現(xiàn)放閃電電涌侵入的措施。這點(diǎn)一般都能做到，但易疏漏的是鋼管的一端應(yīng)與配電箱金屬外殼相連，另一端與用電設(shè)備金屬外殼相連，并就近與屋頂防雷裝置相連；若鋼管因鏈接設(shè)備而中間斷開(kāi)時(shí)應(yīng)設(shè)跨接線。除此之外，需要做好防雷設(shè)備與接地設(shè)備之間的連接，促使屋面的金屬構(gòu)件與接散裝置能夠形成有效連接的狀態(tài)，進(jìn)一步增強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的安全性[1]。

1.3 消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

現(xiàn)階段，我國(guó)為了解決建筑行業(yè)與土地資源之間所形成的矛盾沖突，大力發(fā)展高層住宅。高層住宅中對(duì)于電氣設(shè)施量所形成的需求相對(duì)較多，而也正因?yàn)槿绱耍苋菀讜?huì)產(chǎn)生火災(zāi)的相關(guān)事故。所以，在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)工作時(shí)，設(shè)計(jì)人員也要著重關(guān)注消防系統(tǒng)這一環(huán)節(jié)，妥善地處理火災(zāi)可能會(huì)引發(fā)的不良隱患，盡量降低其造成的各種損失。設(shè)計(jì)人員要注重以下四大要點(diǎn)。

首先，需要客觀分析整個(gè)住宅小區(qū)的具體需要，并明確其整體的供電電源，同時(shí)要將供電電源按消防、非消防性質(zhì)分開(kāi)，負(fù)荷分為兩大類：消防負(fù)荷與非消防負(fù)荷。此時(shí)，從大樓首端的第一級(jí)低壓配電柜饋出線開(kāi)始，或?qū)σ粋€(gè)防火分區(qū)的電源進(jìn)線而言，需分開(kāi)設(shè)置消防負(fù)荷主用、備用干線和配電箱；非消防負(fù)荷主用、備用干線和配電箱。

其次，在一些小區(qū)建筑的重點(diǎn)部位需要安裝應(yīng)急照明系統(tǒng)，并且需要基于機(jī)電設(shè)計(jì)理念，生成一套完整的節(jié)能應(yīng)急照明系統(tǒng)，以保證所提供給用戶的供電時(shí)間供電量，能夠滿足其相關(guān)的需要，并且能夠處于合理范圍。對(duì)于應(yīng)急照明的供電系統(tǒng)，需要注意的是疏散照明的用電量較小，采用蓄電池作應(yīng)急電源能保證其可靠性，自備發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，需與蓄電池組合應(yīng)用；安全照明對(duì)照明中斷事件要求最高，最好采用兩個(gè)獨(dú)立電源同時(shí)供電的方式，即正常照明熄滅并不影響安全照明的狀態(tài)，不具備條件時(shí)采用蓄電池，其可靠性高，轉(zhuǎn)換快，但持續(xù)時(shí)間短；備用照明由于設(shè)備用電量較大，對(duì)轉(zhuǎn)換時(shí)間要求相對(duì)不高，通常采用接自電力網(wǎng)的獨(dú)立的第二電源或自備發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急電源，對(duì)于消防備用照明，供電電源可取自該場(chǎng)所內(nèi)消防用電設(shè)施的供電裝置的電源側(cè)。

再者，需要借由電氣設(shè)計(jì)理念安裝火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。如若小區(qū)內(nèi)部出現(xiàn)火災(zāi)，小區(qū)內(nèi)消控室可立即接收到信號(hào)并自動(dòng)報(bào)警，引起小區(qū)內(nèi)住戶或者物業(yè)人員的關(guān)注及時(shí)處理，避免造成過(guò)大的損失。

最后，對(duì)消防系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要考慮到所選擇的導(dǎo)線開(kāi)關(guān)等基礎(chǔ)施工材料，能夠滿足工程的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

1.4 低壓配電設(shè)計(jì)

在住宅小區(qū)內(nèi)的低壓配電系統(tǒng)中，用電插座是十分基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)元件，但也是最容易被設(shè)計(jì)人員所忽視的一部分。很多住宅小區(qū)內(nèi)產(chǎn)生火災(zāi)的導(dǎo)火索都是插座選擇不當(dāng)、設(shè)計(jì)不當(dāng)、安裝不當(dāng)。所以在建筑電氣設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員需要改變錯(cuò)誤的工作觀念，能夠?qū)τ秒姴遄O(shè)計(jì)形成重點(diǎn)關(guān)注。

對(duì)于TN-C、TN-C-S系統(tǒng)，在電源進(jìn)戶處總等電位連接MEB、防火接地故障報(bào)警RCD、防雷電涌保護(hù)SPD均要設(shè)置；排水泵、廚房、室外電動(dòng)門、室外照明、屋頂太陽(yáng)能熱水器、空調(diào)室外機(jī)、室外風(fēng)機(jī)等潮濕場(chǎng)所和室外場(chǎng)所電氣設(shè)備，為防止人生電擊，其配電線路均應(yīng)設(shè)置RCD；在漏電電流動(dòng)作保護(hù)器RCD的動(dòng)作電流及動(dòng)作時(shí)間的選擇上，應(yīng)根據(jù)不同情況做出相應(yīng)選擇，如供電干線或電源線路上為減少接地故障引起的電氣火災(zāi)危險(xiǎn)而裝設(shè)的RCD，其動(dòng)作電流不應(yīng)大于300mA，即IΔn≤300mA，動(dòng)作時(shí)間t≤0.5s；在配電回路或支線上，為防止人身電擊設(shè)置的RCD，其動(dòng)作電流IΔn≤30mA，動(dòng)作時(shí)間t≤0.1s。

一般來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)家用電插座系統(tǒng)以及家用配電箱時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要集中在以下三大要點(diǎn)。第一，要考慮到整個(gè)住宅的空間大小戶型，以確定內(nèi)部的插座回路數(shù)量；第二，要考慮到整個(gè)住宅中所包含的電熱水器設(shè)備數(shù)量以及所處位置，盡量為其配備獨(dú)立的電源插座回路；第三，需要在家用配電箱的基礎(chǔ)上延伸出弱電配件箱。并為弱電配線箱配以獨(dú)立的電源插座回路，以維護(hù)整體的用電安全。在一個(gè)完整的住宅系統(tǒng)中，會(huì)包含較多不同類型的家用電器，這些家用電器的尺寸規(guī)格各不相同，也會(huì)形成不同的功率。所以在設(shè)計(jì)電源插座時(shí)，設(shè)計(jì)人員要考慮到這些家用電器的功能需要，以提高用戶幸福感。必要時(shí)設(shè)計(jì)人員還需要考慮到電氣系統(tǒng)中的弱電系統(tǒng)。如視頻監(jiān)控系統(tǒng)，電話系統(tǒng)，利用這些系統(tǒng)有效維護(hù)內(nèi)部居住人員的人身安全，也便于后期的圖像采集信息采集[2]。

2 住宅小區(qū)建筑電氣設(shè)計(jì)措施

2.1 采用節(jié)能照明系統(tǒng)

在我國(guó)當(dāng)前的建筑領(lǐng)域所形成的能源消耗情況相對(duì)較為明顯，違背了國(guó)家所倡導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展理念以及綠色節(jié)能理念。所以在電氣設(shè)計(jì)工作中需要融入節(jié)能理念，而這一理念在整個(gè)電氣系統(tǒng)中主要集中在照明系統(tǒng)方面。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，指的是設(shè)計(jì)人員要采取節(jié)能性的光源以及燈具進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，取代以往的照明設(shè)備，以最大化展現(xiàn)出電氣系統(tǒng)的節(jié)能價(jià)值。首先，在設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員考慮到整個(gè)建筑戶外照明系統(tǒng)的壽命以及價(jià)格。在當(dāng)前的市場(chǎng)上，LED燈的光效以及顯色指數(shù)能夠滿足常規(guī)住宅小區(qū)的節(jié)能照明系統(tǒng)要求，相較于傳統(tǒng)的燈具及所形成的能耗相對(duì)偏低，并且具有較高低碳價(jià)值。其次，設(shè)計(jì)人員要大力發(fā)揮鎮(zhèn)流器的應(yīng)用價(jià)值，利用鎮(zhèn)流器對(duì)線損形成有效優(yōu)化，最大化實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。除此之外，在住宅小區(qū)中還包含很多公共的照明設(shè)施，針對(duì)類似的設(shè)施需要引入聲控和光控系統(tǒng)，以智能調(diào)節(jié)的方式達(dá)到節(jié)能減排的目的。

綜合來(lái)說(shuō)，對(duì)于整個(gè)住宅小區(qū)建筑系統(tǒng)節(jié)能減排具有極高的意義，借由節(jié)能減排設(shè)計(jì)，既能夠增強(qiáng)電氣系統(tǒng)及照明系統(tǒng)的環(huán)保性，同時(shí)也能夠增強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效益，相比于傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)管理模式分析來(lái)看，節(jié)能照明系統(tǒng)對(duì)于電能的損耗相對(duì)較少，并且能夠緩解管理人員的管理壓力，打造節(jié)能理念的住宅小區(qū)，實(shí)現(xiàn)智慧住宅相關(guān)要求。

2.2 管理變壓器的容量

客觀分析來(lái)看，針對(duì)變壓器，其所形成的損耗現(xiàn)象主要展現(xiàn)為兩種不同形式，分別為空載以及負(fù)載。一般來(lái)說(shuō)在住宅小區(qū)的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員需要將變壓器負(fù)載接近線路負(fù)載。但這一方式具有較高的局限性，很難滿足系統(tǒng)的滿載運(yùn)轉(zhuǎn)要求，并且會(huì)造成較高的銅耗。因此在具體的設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)變壓器的容量加以有效地控制。住宅類小區(qū)最大的特點(diǎn)在于其中的用電負(fù)荷并不固定，會(huì)隨著很多客觀條件的影響而不斷變化，例如每當(dāng)傍晚到午夜都是住宅小區(qū)內(nèi)用電的高峰期。很多時(shí)候，用電量也會(huì)受到環(huán)境以及季節(jié)的影響，導(dǎo)致整個(gè)變壓器系統(tǒng)的負(fù)荷率并不能夠長(zhǎng)期處于穩(wěn)定狀態(tài)，也會(huì)造成較大的能源損耗。為此，在具體的設(shè)計(jì)工作中設(shè)計(jì)人員需要有效地控制變壓器的負(fù)荷率，使之能夠達(dá)到完美的負(fù)荷率標(biāo)準(zhǔn)，以充分發(fā)揮變壓器的整體作用，實(shí)現(xiàn)低碳效應(yīng)。

2.3 適當(dāng)優(yōu)化無(wú)功功率

為保證建筑電氣系統(tǒng)在住宅小區(qū)內(nèi)展現(xiàn)出自己的功能，在設(shè)計(jì)工作中設(shè)計(jì)人員需要對(duì)無(wú)功功率系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化，使之能夠達(dá)到更高效率的線損控制。對(duì)于住宅小區(qū)來(lái)說(shuō)，其規(guī)模越大，所需要供電服務(wù)的區(qū)域也就越大，那么線損也會(huì)不斷增強(qiáng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致電源安全性受到一定的危險(xiǎn)。但如若整個(gè)供電區(qū)域相對(duì)較小，那么又會(huì)影響到相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。所以，在具體的設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員要合理地分配供電區(qū)域，也要控制低壓配電半徑，以足夠的空間區(qū)域保證后期容量擴(kuò)大所形成的相關(guān)需要。

首先，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)線索問(wèn)題加以優(yōu)化，必要時(shí)可以與當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門聯(lián)系，建立專門的變電站，通過(guò)變電站增強(qiáng)供電的靈活性，控制電能的消耗?；蛘咴O(shè)計(jì)人員可以采取多布點(diǎn)的方式控制供電區(qū)域的半徑以及電損，以實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)能目的。更重要的是，這一方式能夠提高整個(gè)建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的人性化，實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)雙贏的設(shè)計(jì)目標(biāo)。其次，在電氣設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員會(huì)發(fā)現(xiàn)交流配電系統(tǒng)會(huì)受到較多因素的影響，其整體的功能會(huì)在相關(guān)影響下不斷的降低，也會(huì)引發(fā)很多的不良隱患，例如會(huì)影響到變壓器的容量會(huì)增強(qiáng)供電線損以及電損。為有效解決這一問(wèn)題，在設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員需要對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐晟?，有效維護(hù)電能功能，控制高壓電客戶的功率。除此之外，設(shè)計(jì)人員還可適當(dāng)引入配電室低壓側(cè)統(tǒng)一補(bǔ)償模式，利用靜電電容器設(shè)備對(duì)無(wú)功功率形成有效的維護(hù)，促使整個(gè)住宅小區(qū)的電氣系統(tǒng)能夠持續(xù)運(yùn)行[3]。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在現(xiàn)代社會(huì)，大眾對(duì)于電力所提出的要求逐漸增高，整體的需求量也在不斷擴(kuò)大，如若住宅小區(qū)的電氣系統(tǒng)不穩(wěn)定，那么不僅會(huì)影響到大眾的生活質(zhì)量，同時(shí)也會(huì)威脅到用戶的用電安全。對(duì)此，相關(guān)行業(yè)設(shè)計(jì)工作者需要嚴(yán)格把控建筑電氣設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，也要考慮到住宅小區(qū)的整體特點(diǎn)，針對(duì)變壓器、抗雷接地、消防系統(tǒng)、用電插座展開(kāi)全面有效的設(shè)計(jì)。除此之外，設(shè)計(jì)人員還需要融合節(jié)能設(shè)計(jì)理念，有效控制變壓器的容量并優(yōu)化無(wú)功功率，以保證電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。