住宅小區建筑電氣設計及節能措施

樊娜娜

（太原市建筑設計研究院，山西 太原 030000）

1 建筑電氣系統設計

1.1 明確負荷等級

由于當前建筑項目主要是采取高層住宅形式，并且規模通常較大，涉及較多人口，因而電氣設計要求比較嚴格。按照國家現行JGJ16-2008《民用建筑電氣設計規范》提出的要求，小區消防所用的水泵、電梯、疏散用客梯、卷簾、正壓風機、補風與排煙機、應急照明、航空障礙燈以及電梯基坑水泵都是一級負荷范疇的消防負荷；生活水泵、排污泵、通信機房、弱電監控以及走道照明和人防用電都是一級負荷范疇的非消防負荷；其他沒有特別說明的就是三級負荷。

1.2 計算短路電流

住宅小區建筑配電系統有出現短路事故的可能性，包括單相短路、兩相短路、兩相接地短路和三相短路等。如果配電系統短路，就會危及建筑用電的安全性、持續性，所以必須精確計算短路電流，提供住宅小區建筑電氣設計的科學依據。當住宅小區建筑配電系統出現三相短路事故時，由于電氣設計中要盡可能平衡三相負荷，所以出現短路三相阻抗，如果三相短路是仍保持電流與電壓二者對稱的話，那么短路時的電流值大于正常情況下的電流值。住宅小區建筑中三相短路事故的發生幾率較小，不過其危害很大，務必要精確計算其電流，明確三相短路電流的穩態值，并在電氣設備與導線的校驗中使用該值，確保建筑電氣設備的安全運行。

1.3 分析變壓器的臺數與容量

分析和確定供配電設備的容量是住宅小區建筑電氣設計的重要工作之一。在設計時應充分考慮日后用電設備的更新與發展需求，保留其擴容量余地。在所有的建筑電氣設備中，確定變壓器的臺數、容量是最為關鍵的。變壓器的臺數和建筑電氣工程建設中一次設備投資的大小，同時影響設備在后期的利用率高低，確定合理的變壓器臺數能有效實現電氣節能目標，控制住宅小區建筑電氣工程成本。針對變壓器容量，應站在提高效率的角度合理選擇變壓器容量，考慮電氣設備與住宅小區建筑的用電負荷系數，不能直接以電氣設備安裝容量為基礎選擇變壓器。該系數是指同時利用電氣設備的情況，建筑用戶越多，系數一般就越小。

1.4 無功補償設計

按照計算電力負荷的結果，住宅小區建筑供電功率因數并沒有達到國家標準，所以應使用無功補償提高功率因數。根據住宅小區建筑實際情況，決定使用變壓器低壓側集中自動補償裝置，并通過自動循環投切方式確定電容器組，實現對功率因數的實時采集，從而控制電容器投切。該投切選擇整組投入的方式，維護方便、操作簡單，能顯著提高利用變壓器的效率。在使用無功補償之后，把功率因數提高到滿足供電部門要求的標準。而為提升補償的準確性，設計者按照建筑電氣施工圖，同時借鑒過去的工作經驗，科學估算補償容量。

1.5 建筑配電設計

住宅小區建筑電力負荷的等級是不同的，消防用電為一級負荷，照明用電為三級負荷，因而要基于不同供電要求選擇不同變壓器。通過考慮建筑電氣系統的狀況，決定低壓配電系統選擇結合放射式、樹干式的方式，容量較大的單臺設備用電負荷抑或是重要負荷選擇放射式實現供電，照明系統和一般用電負荷選擇結合樹干式、放射式的方式供電。其中，一級負荷范疇的消防負荷選擇雙電源供電，同時在末端自投；一級負荷范疇的非消防負荷選擇雙重電源供電，并于恰當的位置上互投，一旦其中一個電源出現故障，另一個電源不會被損壞；三級負荷則選擇單電源實現供電。如果沒有用電的特殊要求，當變壓器是三級負荷時，可選擇低壓單母線分段運行方式，在母線之間設置手動開關，方便聯絡；如果變壓器是一級負荷，市電電源和備用發電機電源之間可選擇可靠連鎖合閘程序，確保不會出現兩者并列運行的情況；如果連接發電機的變壓器運行停止，應起動備用發電機，促使消防負荷、重要負荷獲得電力供應。

2 節能設計措施

在高科技快速發展的新時代，怎樣對住宅小區建筑用電情況實施即時監控、即時調節，這是電氣節能設計面臨的重要課題。為解決好這一問題，運用電力載波技術、網絡信息技術的智能節能系統隨之出現，即時監控和即時調節都有實現的可能。通過應用能源管理系統以及實現對電能表數據的遠程采集，就可以有效管理住宅小區建筑電氣節能設計，促使人們改掉不好的用電習慣，提高建筑節能效果。該智能能源管理系統能基于住宅小區建筑電氣需求合理調整供電量，減少不必要的消耗。

如設計使用室內紅外傳感器，就能在無人時即時關閉燈具；將二氧化碳傳感器應用于地下車庫，就能基于車庫中二氧化碳的濃度正常及時關閉新風系統，在滿足實際需求的前提下盡量減少電能消耗。在住宅小區建筑電氣設計中使用發光二極管，也就是LED 光源，能有效減少因照明產生的電能消耗。在電氣設計中也可通過燈具控制方式的優化，提高電氣節能控制效果。在住宅小區建筑電氣節能設計中怎樣充分利用自然光源是一個重點，畢竟太陽光是清潔的、免費的光源，如果能將其合理利用，就能很好地滿足節能目標。如在住宅小區建筑地下車庫需要長期進行人工照明，因而可設計使用導光筒，這是有效的替代方案之一，白天陽光充足時可完全放棄人工照明，達到節能的效果；針對建筑室外照明，可設計使用太陽能發電系統，在白天把太陽能變成電能加以儲存，將其用于夜間小區景觀照明。