關于住宅小區建筑電氣設計節能的探究

廣東省建筑設計研究院

摘要：在這個科學技術飛速發展的今天，人民生活水平不斷提高，住宅小區相應不斷涌現，建筑電氣專業在其中起到不可替代的作用。由此，工程建設過程中須更加考慮節能方面的設計工作。從變壓器的選擇、配電系統以及照明系統等方面設計進行節能措施分析，并對其實現途徑進行探討，供同行參考。

關鍵詞：住宅小區；建筑電氣；設計；節能

住宅是與人類關系最為密切的環境之一，近年來，隨著人民生活水平不斷提高，為了創造一個更加安全舒適的生活環境，電氣系統的設計就顯得日益重要。在建筑設計中，涉及能源問題，為提高能源利用率，須保證設計的各個方面對能源問題進行有效的考慮，制定相應的解決措施。在建筑工程的電氣設計工作中，住宅小區的用電量相對較高，如何降低使用過程中的損耗，提高能源利用率，須在保證安全可靠、經濟實用的基礎上引入高科技技術，使人們的生活更美好。

1、降低變壓器損耗

變壓器在電能的輸送、分配和使用整個環節中具有重要的作用。變壓器的使用壽命，效率是保證電能使用的重要環節，而且電能在變壓器的消耗也比較多，因此降低變壓器的損耗能夠有效的達到節能目的。

源消耗問題。

1.1正確選擇變壓器容量、臺數及其負荷率

變壓器的損耗主要包括兩種類型的損耗，一種空載損耗（鐵損），另一種是負載損耗（銅損）。電力變壓器常年接于線路，一般不是滿載運行，鐵耗（不變損耗）總存在，銅耗卻隨著負荷（季節、時間）發生變化。因此，在變壓器設計中，鐵耗一般為銅耗的1/4～1/3，所以變壓器的最大運行效率一般產生在負荷率為0.5～0.6之間，此時的負荷率稱為變壓器的最佳負荷率。同時在實際生活中，在住宅小區內用電負荷也是變化的，在傍晚至午夜為用電的峰值區，午夜至次日傍晚為用電谷區；工作日的整體用電量低于節假日；季節性的因素也會影響用電量的高低，負荷率的總體情況是輕載時間相對重載時間要長。當采用最佳負荷率進行荷載配置時，大部分時間變壓器都會處于低載甚至極低載的情況，不利于節能方面的要求。為了保證變壓器的整體運行效率，住宅小區內的變壓器設計負荷率應當適當高于最佳負荷率，一般選擇80%～85%范圍內節能效果最好。

住宅小區變壓器容量的選擇一般遵循“小容量，多布點，深入負荷中心”的原則，變壓器容量一般不超過800kVA?？紤]到住宅建筑的變壓器供電可靠、季節性負荷率變化大、維修方便等因素，一般考慮采用兩臺變壓器同時工作的方案，當其中一臺故障或檢修時，另一臺可提供所有一級負荷及部分二級負荷的用電。另外部分季節性負荷變化比較大的地區，為了保證對不同季節的適應性，可以采用兩臺相鄰的變壓器采用低壓聯絡的方式，在夏冬季節同時運行，春秋季節報停其中一臺設備，有一臺設備來保證運行，使得負荷率能夠比較接近最佳位置，對變壓器的損耗量進行有效控制。

另外，技術的不斷進步，變壓器制造水平的不斷提高，在選擇變壓器時，要采用高效、節能、環保的低耗的11型及以上非晶合金干式變壓器。

1.2合理進行負荷計算

隨著經濟發展速度的不斷提升，住宅小區內人們使用的電氣負荷容量也相比之前有了很大提升，目前我國大部分地區采用2～4kW 的標準，而實際容量已經遠遠超過該值，采用4～10kW，甚至 12～15kW 的標準。通過對實際使用量的調查發現，其實目前的使用量還沒有達到這一數值，而設計時沒有結合工程情況乘以合理的需要系數，造成選用的變壓器容量較大，因此造成了很大的浪費，對經濟效果及能源問題造成不利影響。

相比上世紀80、90年代，當時的家庭使用量以及每棟樓住戶的數量都比較少，在選擇需要系數時設計的比較高。目前我國不僅戶均建筑面積有了很大的提高，家用電器的用電量也大幅度的增加。家庭結構逐漸縮小，住宅戶型增加明顯。不同年齡段住戶自身的作息時間具有很大的差異，入住率及當地實際情況，導致用電高峰會出現一定的錯開現象，因此需要系數相比之前趨于降低。

根據數據資料的統計，一般情況采用單臺變壓器的容量設計為 400～800kVA最佳，供電面積控制在1.0萬～2.0萬m2，在進行相應的變壓器計算時，綜合需要系數選擇取值應當根據實際住宅小區的實際情況進行確定，主要參考因素為面積和住戶數量兩項參考因素。在選擇過程中不能只是簡單的將某一范圍內的值進行選擇，必須嚴格統計之后，分析結果確定安裝容量，避免能源浪費的現象，降低成本投入，同時對于運行費用（經濟效益）也產生一定的積極作用。

另外，在設計計算過程中，住宅一般均采用單相配電的方式，應盡量使各單相負荷盡量均衡的分配在三相上。

2、配電線路耗損

2.1重視配電分區的劃分

降低線路損耗的一項重要措施就是保證供電區域的劃分合理，達到電氣節能的目的。當供電分區劃分過大時，線損增加，不利于節能，而且對于電源質量有下降；而當供電分區劃分過小，又會影響經濟效益。故在確定供電分區的范圍時的主要參考依據為：一，每個供電分區（按一個配電房，2臺變壓器）的建筑面積范圍控制在 2.5～4.5萬m2；低壓供電半徑應處于100～200m之間；二，變電所內變壓器容量盡量控制在800kVA以內，不宜大于1250kVA，并且為今后的容量增加預留部分空間。

2.2變電所盡量采用小容量、多布點的方式

變電所設置一般要深入負荷中心，從而有效地降低線路上的損耗，對供電質量也有重要的提升作用。選擇小容量變壓器，電能損失小、配電靈活、配電房占用建筑面積小。多布點可以縮短供電半徑，減少金屬損耗，降低電能損耗，達到節能效果。缺點是配電房數量多，占用建筑面積比較大，而且影響經濟效益。故應綜合兩方面因素考慮變電所的設置，達到節能與經濟的雙贏。

2.3無功功率補償

在交流供電系統中功率因素下降時，將會帶來以下不利影響：（1）增加變配電設備的容量；（2）增加供配電系統的損耗；（3）增加電壓損失；（4）降低發電機的效率；（5）影響有功功率的輸送等等。因此在建筑電氣設計時必須采取相應的處理方法控制無功功率，以提高電能產生和傳輸系統設備的利用率，確保低壓電能用戶的功率因素達到0.85以上，高壓電能用戶的功率因素達到0.9以上。目前住宅小區一般采用在配電房低壓側集中補償，方法是利用靜電電容器來補償。

3、采用綠色照明系統，節能降耗

綠色照明是指采用高效節能的光源和燈具來代替傳統的照明器具，重視該內容對于住宅小區內的節能控制具有重要作用。

3.1電光源的選擇

在住宅小區的室外照明系統中選擇高效節能的熒光燈、金鹵燈、LED 等光源，避免使用白熾燈和鎢燈等耗能較高的光源；在室內照明選擇新型的節能光源，放棄使用白熾燈。

生產廠家在開發新型節能照明燈具時，應當重視產品必須具有良好的通用性特征，這些對于傳統住宅內的用戶具有一定的便利條件，避免出現因為要更換節能燈具時由于安裝型號不正確而被迫放棄使用的情況發生。

3.2使用節能附件

鎮流器作為最常用的節能燈附件，其本身也會消耗一定的電能。傳統的電感鎮流器耗電量較大，是所用燈具的五分之一以上，功率因數為0.4～0.5之間，導致無功功耗和線路損耗都比較大。而新型的電子鎮流器能夠有效的降低自身功

耗，同時對于功率因數也進行很大的改善，提高至0.9以上，保證線路損耗能夠有效降低，從而使得供電質量獲得良好的效果，實現綠色照明的目的。故設計時宜采用電子鎮流器或節能型電感鎮流器。

3.3燈具的選擇

在實行綠色照明時應當采用高效的照明燈具，保證有效光通量和光源總光通量之比能夠達到良好的水平。燈具反射面的反射比盡量提高，提高燈具的反射比是保證燈具效率的重要途徑。質量優良的燈具，不僅能夠將美觀度控制好，同時也保證燈具配光性和效率更合理。

3.4照明控制

照明控制方式的不同也會造成能耗不同，故應采用合理的控制方式，達到節能和使用的雙重效益。首先，對于室外照明系統應當采用三相供電技術，隔盞換相，這樣的目的是保證管理人員能夠根據不同的情況采用不同亮度的照明系統，從而達到節能的目的。室內照明盡量根據使用情況分組控制，盡量根據自然光的強弱，有針對性的對每區域燈具進行控制，實現節能作用。其次，對于公共設施內的燈具應當采用聲控或光控的模式降低能源的消耗，在高檔小區可以設置自動調光系統，使其能夠根據光線的強度自動進行室外場所的光線調節，節約用電。

4、結束語

綜上所述，能源問題是我國面臨的重要問題，能源是保證我們正常生產和生活的重要保證，因此必須重視對于能源的保護工作，防止出現能源浪費的現象。在建筑電氣設計過程中，加強管理，確保節能措施能夠有效的做到位，保證整體的社會效益。

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