住宅小区的建筑电气设计及节能措施

李腾飞

新疆昊辰建筑规划设计研究院有限公司 新疆 昌吉 831100

引言

本着“高效节能、生态环保、健康适用”等原则，促使建筑体本身就形成了一定的生态文明蕴含，如，建筑结构设计中充分考虑自然采光、通风、保暖等条件，大量利用节能环保材料及施工技术等，以对冲电气系统的能源消耗，所以住宅小区建筑电气部分的节能设计，所要兼顾的能耗影响因素更多，除了考虑常规建筑电气系统之外，还要将自然因素、新能源因素考虑进来[1]。

1 建筑电气节能的必要性

众所周知，从世界的发展角度来讲，资源的不可再生给世界的进步造成了巨大的阻力，导致许多资源型产业结构崩盘。现在，可持续发展成为企业发展的主题。对于我国来讲，资源的短缺成为我国传统企业发展中遇到的巨大问题，其中建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列，成为当下我国三大“耗能大户”，随着人民生活水平的提高，建筑用能将逐步增加到占全国能源消费总量的30%以上，这说明解决建筑行业能源消耗的问题刻不容缓。其中解决建筑行业电能消耗的首要任务是必须提高建筑电气节能技术水平，将绿色建筑理念融入工作中，真正实现建筑行业的电气节能，保障建筑行业的健康发展。

2 主要原则

对住宅小区建筑电气进行设计，需要把握以下3个基本原则：一是可靠性原则。电气系统关系到居住者的人身安全，在进行设计时，要严格按照国家设计标准、相关法律法规等进行标准化设计，确保建筑电气系统的设备、线路等始终处于安全、稳定的运行状态。二是经济性原则。从节能角度考虑，往往需要使用新材料和新技术，但这容易导致工程造价增加。鉴于此，在进行电气设计时，设计人员应在满足基负荷要求及节能需求的基础上，兼顾经济性，确保工程获得较高的综合效益。三是创新性原则。设计人员应注重汲取先进的设计经验，对设计思路和技术进行创新，积极使用新技术，不断推动住宅小区建筑电气节能设计获得应有的成效[2]。

3 建筑电气设计特点

目前的建筑电气设计很复杂，具有许多功能。除了一般照明和电力之外，建筑中使用的电力还对照明、电力和防雷类型等不同类型的设计进行了详细分类、自动控制、电视和电话系统的分类等。此外，建筑电气工程的特点是复杂，因为它是建筑行业的一部分，对功能、安全和便利性要求很高，其原有结构更加复杂，涉及设计、安装和施工的不同方面，使目前大多数设计人员在设计初始项目时更加重视项目安全性，从而将安全性作为项目安装的核心。此外，从建筑电气设计的实际需要出发，根据建筑电气工程项目的设计核心确定电气工程项目的主要目标，设计充分体现安全、成熟和诚信的高质量电气工程。

4 住宅小区建筑电气设计过程中的主要问题

住宅小区建筑电气设计过程中常出现各类问题，这些问题若未能得到有效解决，将会直接影响最终建筑电气设计的效果。接下来进一步探讨建筑电气设计中存在的主要问题。一方面，问题体现在各关键环节未能形成密切的衔接关系。在住宅小区建筑电气设计过程中，部分设计人员未能从设计方案层面入手进行系统化的分析，很多时候将设计重点放在照明等相关问题上，导致一些细节上的设计问题直接被忽略，从而产生了诸多性能上的问题。比如，建筑电气设计过程中未能标注好技术工程以及架线工程等的相关信息，导致设计之间未能形成密切的衔接关系，很容易在施工环节出现施工步骤的矛盾或冲撞等情况，这些情况不仅会影响住宅小区建筑电气施工效率，甚至会诱发不必要的安全隐患。另一方面，问题体现在未能严格按照设计方案落实相关工作。在住宅小区建筑电气设计过程中必须严格按照事先所设定的标准，积极开展电气设计，同时要渗透节能理念，从电气设备数量以及使用性能等多方面入手进行系统化分析，尤其是在电负荷的计算环节，必须严格参照定期设计的标准，有效利用二项式法，确保电负荷计算的精度与准度。但部分建设单位在电气设计环节缺乏安全防范意识，在电负荷计算过程中没能采取有效的计算方法，导致电负荷实际用量与计算结果不匹配，从而诱发各类问题[3]。

5 住宅小区的建筑电气设计节能措施

5.1 变压器节能设计

①科学核定变压器负载。变压器合理选型，设计人员要在前期做好建筑电气系统的评估，在选择变压器时，应以某一个具体的电网容量、电网额定功率等多项基本指标，确保选择的变压器符合可靠运行和节能运行要求。按照理论标准，按变压器自身额定功率的70%～80%来核定变压器的负载率。若变压器负载率超过上述百分比范围，虽然也能够正常运行，但可能会导致变压器损耗急剧上升，此时，变压器的寿命将显著缩短。若变压器负载率低于70%，则其整体运行效率将显著降低，同时会导致整体电网运行不稳定。因此，必须按照标准值范围进行负载率的核定，确保变压器功率适宜。②选择节能型变压器设备。现阶段，随着电气行业的发展，各种低损耗、低噪声的变压器开始被应用到住宅小区建筑电气系统中，且这些节能型变压器的应用也更为普遍。根据相关统计结果可知，在住宅小区电能损耗中，变压器损耗在整体系统损耗中的占比为25%。基于此，要着力选择节能效益较为明显的变压器设备，选择的变压器能效值不应低于现行国家标准的要求。

5.2 空调节能设计技术要点

在住宅小区建筑施工和运行中，随着人们对工作、生活环境舒适度要求的提高，空调的功能发挥着巨大的作用。空调的类型主要分为以下3种：中央空调、柜式空调与挂式空调。所有空调类型的使用，对于电能的需求都是比较大的，在3种空调类型中，中央空调的能源消耗量也占有很大的比例。建筑单位需要培养专业技术人才，根据国家相关的建筑节能标准，选用节能型的空调设备，如选用以磁悬浮离心压缩机为核心技术的高效节能中央空调；让空调的整体设计更加科学，使合理设计的空调在整个建筑布局中发挥重要作用。进行取暖与制冷的设计时，让建筑空间的设计与空调功能相贴合，设计空调科学布局，防止出现电能资源的浪费[4]。

5.3 设计和安装地雷防护装置

在住宅小区建筑中，设计地雷防护装置的重要性已得到充分证明，这有助于确保建筑物和室内人员的安全，但为了解决这一问题，必须先解决问题的根源，然后再采取有针对性的解决办法。因此，地雷防护装置本身是无法实现的，尽管它提高了所安装电源的建造质量，首先对设计者提出了更高的要求，根据实际建筑设计了电源的位置以及数量，而且需要明确说明电源所在位置，同时，施工现场的工作人员应严格按照课程和施工标准安装供电，施工现场应配备专业技术人员，以有效监督和指导施工工作，只有各级有效完成各自工作，才能保证建筑电气工程能够顺利完成。

5.4 对供配电进行节能设计

实践证明，住在小区建筑中，技术人员将供电设备安置在什么位置，以及其具体化的电路设计方案科学与否，都将影响到供配电系统的能耗强度。所以，在供配电的整体节能设计上，技术人员需把握供电方式确定、变压器处理设备的配置、电线线路布局几个要点。供电方式确定方面，设计师需明确配电室的位置。配电室应当设置在电力系统电力负荷集中处，以便更好地控制供电线路的铺设，使线路不至于因过长而带来材料的浪费、电力的损耗；配电室需与附近的强电竖井形成配合关系，以避免电能倒送的危险。电线线路布局方面，设计师可优先选择直线布线方案，并严格把控间距，规避电磁场作用的影响。同时，线路布局中，能耗问题还可基于以下2个方面来缓解。其一，使导体及线路中的电阻率得到控制，即线路缩短和优先使用铜制线，从而降低线路所受电阻的负面影响，进而降耗。其二，适当调整电线横截面面积，使其增大，从而优化电线能效，并延长其寿命，进而实现节能降耗。

5.5 智能化监控系统设计

对于住宅小气建筑电气系统节能设计而言，设计人员还要对电气系统的运行状态进行监控，以了解电气系统的节能状态，合理配置智能化监控系统。现阶段，部分小区为获得更好的日照条件，在布局上存在较大差异，基于此，在安装智能监控系统时，应根据实际情况对其进行设置。应尽量选择覆盖能力强的监控设备，并尽量减少监控设备的设置数量，通过合理配置监控系统实现对电气设备等的全面、实时监控。同时，设计人员要充分应用通信技术和传感器技术，对小区内外部环境进行全面监测，及时发现能耗较高的设备，并进行位置标记和数值记录，然后进行原因分析，针对性地对其进行调整。监控人员可利用移动终端对电气系统进行远程控制，并在物联网技术的支持下，将各个电气设备的能耗监测线路进行集成，全面实现各个电气设备之间的有序联动，真正实现电气系统节能控制的有效衔接。

5.6 照明

在住宅小区建筑电气节能设计中，照明是一个非常重要的环节。无论在日常生活、工作和娱乐中，都离不开照明功能。住宅小区建筑电气节能设计必须注重照明系统的设计。在设计过程中，我们从节能环保入手。首先，在灯具的选择上，尽量选择节能灯具，不仅可以延长灯具的使用寿命，而且可以节约用电，养成临时使用照明电源及时关闭或降低亮度的习惯。在电气节能设计过程中，根据室内空间光源角度、对比度和光线曲线进行严格计算，选择合适的灯具，保证灯具的整体美观，达到节能的目的；其次，系统采用感应控制、时间继电器控制等智能控制手段，在一定程度上缩短了灯具的使用时间。针对不同场景的建筑布置不同的光源，根据用途和时间设计灯光的亮度和色彩饱和度，并安装智能控制开关，根据实际需要调节亮度、色温和颜色。市场上的荧光灯和LED灯可用作光源。其中，LED灯具具有更长的使用寿命和更高的色度，不仅节约了能源，满足了绿色节能的要求，而且使人们有了更好、更舒适的体验。智能照明设计不仅满足了建筑电气节能的要求，而且使建筑更加美观、舒适。

5.7 可再生能源的利用

光伏建筑一体化技术运用就是一个很好的例证。光伏建筑一体化的技术核心是太阳能，让太阳能在建筑中最大限度上取代部分传统电能，在科学理论的支持下真正实现太阳能技术的革新，让太阳能在建筑领域发挥出最大的作用。光伏一体化的具体手段为利用辐射原理，收集阳光中的能量，通过技术支持转化为电能，利用太阳能电池组进行能量储蓄。通过吸收太阳能转换成电能、热能并用于建筑工程中，可以实现太阳能的再生利用，节约电力能源的消耗。此种方式运用于生活中具有重要的作用。例如，太阳能热水器、太阳能发电系统等方式的合理利用，使生活中的电能消耗不断降低，同时降低人民的生活成本，提高人民生活水平，使其幸福指数不断上升。除了太阳能的利用外，还可采用水源热泵取代空气源热泵等使用再生能源的技术降低建筑能耗。

6 结束语

综上所述，为了使住宅小区用户能够获得更好地电力服务，重要的是要正确地设计建筑的电力，这是整个建筑工程过程中建筑的一个非常重要的组成部分。建筑电气设计中存在的问题通过建筑内用户用电的安全性得到最大化，直接影响建筑用电安全目标的更好实现。因此，在建筑电气的实际设计中，应严格遵守相关规章制度，参照建筑设计中的基本原则，关注用户在使用时存在的一切需要，进行有效设计工作，不断进行改革和创新，以便完善建筑功能系统，最后进一步发展设计。