住宅小区的建筑电气设计及其节能措施的落实

刘晓霞 徐旭 马基欣

【摘要】：节能减排是城市发展建设中逐渐形成的共识，住宅小区的电气设计能够有效的节能降耗。本文从变压器、供配电系统、电动机、照明系统以及开发太阳能光伏发电系统、光导照明系统的应用等方面，介绍了建筑电气设计与安装过程中节能降耗措施。

【关键词】：住宅小区；建筑电气设计；节能措施

前 言：节能是经济建设和社会发展的一项长期策略，也是当前能源紧缺环境下一项极为紧迫的任务。目前，我国住宅小区的节能降耗水平较低，本文主要对小区建筑电气设计及节能措施进行了讨论，以能够对我国建筑发展有所帮助。

1.变压器的节能措施

电气技术人员应根据当地供电条件、负荷性质、负荷容量、运行方式等因数综合考虑，进行配电变压器能效及技术经济评价，以确定变压器的台数和容量的选择是否合理。

（1） 正确选择变压器的负载率。既要从变压器容量选择、功率因数补偿、照明调光设备、电动机启动设备及初装费、变压器、低压柜、土建的投资及各项运行费用考虑，又要使变压器在试用期内预留适当的容量，一般变压器的负载率为额定容量的70%-75%较合适，最高不宜超过85%，这样可以做到物其用。当变压器的负载率达到最佳时，其运行的效率最高，变压器的损耗也最低。

（2） 减少变压器的空载损耗。空载损耗又称铁损，由变压器铁芯的涡流损耗及漏磁损耗组成，是固定不变的部分，其大小取决于制造变压器的硅钢片的性能及铁芯的制造工艺。一般电力系统中各类变压器的损耗占系统总损耗的25%左右，因此选择变压器时应优先选用节能型的变压器，其采用高导磁的优质冷轧晶粒取向硅钢片和先进工艺制造，具有低能耗、质量轻、效高、抗冲击等优点，在节电和降低运行费用有显著效果。

2. 供配电系统的节能措施

住宅小区的供配电系统主要由开闭所、区街变、配电柜、计量箱及电缆、电线等设备和线路组成。供配电系统的节能措施包括提高系统的运行电压和功率因数、减少无功功率和降低导线电阻，降低供配电系统线路损耗等措施。节能途径主要有：

（1） 根据负荷容量、供电距离及分布、用电设备特点等因素，设计人员应合理选择供电电压，供配电系统的设计应尽量简单可靠，同一电压供电系统变配电级数不宜多于两级。

（2） 住宅小区内的变配电室应尽量靠近负荷中心，以缩短配电半径，减少线路损耗。小区各变配电室之间宜敷设联络线，根据负荷情况，可切除部分变压器，从而减少损耗。

（3） 在电力传输上可以采用提高电压等级的方法。通过计算可知，当电压提高、10%耗损可降低17.4%，适当提高电压传输，是降低线损的有效途径。

3. 电动机的节能措施

在设计应用时应根据负荷特性合理选用高效率的电动机，对住宅小区中使用的功率超过10KW的水泵、风机、空調等设备的电动机采取无功就地补偿，以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗，同时还应减少电机轻载和空载运行状态。由于电子技术及电脑控制的迅速发展，目前变频调速已成为住宅小区电动机节能措施的主流趋势，主要有以下几种方式：

（1） 采用变频调速装置，使电机在负载下降时，自动调节转速，使其与负载的变化相适应，能提高电机在轻载时的效率。通过调节电动机的转速，不仅可以满足调节流量或风量的要求，而且还能达到节能的效果。

（2） 用普通晶闸管、123、124、5162等电力电子器件组成的静止变频器对异步电动机进行调速已广泛应用。在设计中，技术人员应根据变频的种类和需调速的电机设备特点，选用适合的变频调速装置。

（3） 选用智能化节能控制装置，对二次供水系统设置智能化变频调速节能控制装置，可最大限度地提高整个二次供水系统的运行效率，收到良好的节能效果。

4.照明系统的节能措施

LED是一种半导体发光源，其光能效应与使用寿命均高于常用的普通光源。LED可以在高速状态下工作，LED灯的响应时间为1x10-9s，为ns纳秒级，而自炽灯的响应时间为1x10-3s为ms毫秒级。普通节能灯如果频繁的启动或关断，灯摊就会很J决的坏掉。而节能LED灯为固态封装的冷光源类型灯具，能很方便的运输和安装，可以被安装在任何微型和封闭的设备中，不怕振动，基本上用小着考虑发光照明时的散热。节能LED内部小存在有害的汞金属介质，光谱分析中没有紫外线和红外线，是一种眩光小的绿色环保光源。LED技术正在日新月异的创新，发光效率正在取得惊人的技术突破，随着推广应用，节能LED灯的价格也在小断降低。在住宅小区上已广泛应用于电梯照明和楼道照明等公共照明系统上。

5.太阳能光伏发电系统的应用

太阳能光伏技术基本工作原理：以太阳能电池板接收太阳能光并产生电能，太阳能电池板本身只能发电，不能储存电能，它发出的是自流。目前太阳光伏发电系统的运行方式主要有两种形式：

（1）独立发电系统主要山光伏方阵、控制器、蓄电池、逆变器、交流负载组成独立的光伏发电系统。典型的应用就是太阳灯照明，主要山太阳能电池板、蓄电池、充放电控制器、逆变器和节能灯具、灯杆等组成。太阳灯的控制器除了要有具备一般光伏系统的防反充、防过冲和过放、防短路和反接功能外，还要有自动开关照明灯功能。太阳灯应用在住宅小区主要有太阳能路灯、太阳能庭园灯和太阳能草坪灯等。

（2）市电并联发电系统是在独立发电系统的基础上，通过在用电负荷处增加市电供电，并与太阳能光伏发电经逆变的交流供电回路利用双电源切换装置对交流负荷供电。典型的应用就是小区公共照明太阳能光伏电站，虽然其一次性投资较高，但它的运行费用低、维修少、使用寿命长济。

6.光导管照明系统的应用

光导管绿色照明系统就是把自天的太阳光有效地传递到室内阴暗的房间或者易燃易爆小适宜采用电光源的房间，改变目前很多建筑"室外阳光灿烂，室内灯火辉煌"的局而，可以有效地减少电能消耗。光导管可以用于住宅小区、办公楼、商店、旅馆等建筑的地下室车库或走廊的自然采光或辅助照明，能取得良好的采光照明效果，是太阳能光利用的一种有效方式。

（1）光导管照明系统的基本结构，光导管系统主要分三部分：①采光部分；②导光部分，一般山三段导光管组介而成，光导管内壁为高反射材料，反射率一般在95%以上，光导管可以旋转弯曲重叠来改变导光角度和长度；③散光部分，为了使室内光线分布均匀，系统底部装有散光部件，可避免眩光现象的发生。

（2）光导管照明系统的基本类型，目前用得最多的是被动式采光光导管，聚光罩和光导管本身连接在一起固定小动，聚光罩多山PC或有机玻璃注塑而成，表而有三角形全反射聚光棱。这种类型的光导管主要山聚光罩、防幽板、可调光导管、延伸光导管、密封环、支撑环和散光板等组成。

结 语：综上所述，住宅小区在设计在设计及安装上，采取科学合理的方法能够实现电气的节能降耗。广大设计者一定要不断创新，从不同角度，以各种手段实现电气节能。

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