住宅小區的建筑電氣設計探析

趙孫琛

浙江省建筑設計研究院 浙江 杭州 310000

1 住宅小區建筑電氣設計要點

1.1 變壓器設計

住宅小區主要針對的用戶是普通人民群眾，是他們生活居住的主要場所，會直接關系到社會的發展狀態以及國家的發展狀態。所以，設計人員要考慮到整個建筑的用電穩定性以及用電系統的抗火等級，要全面地維護內部用戶的用電安全以及人身安全。在展開設計工作時，要以變壓器為主要的設計對象，盡量保證其具備較高的先進性以及精準性，能夠對可能產生的火災風險形成有效的控制。結合當前相關市場發展情況分析來看，變壓器的類型相對較為豐富，型號也比較多樣。針對不同場景，不同環境中的變壓器，在設計方面也會存在一定的要求。以住宅小區為例，變壓器應采用低損耗、低噪聲的節能型干式變壓器，選用SCB10、SCB11及以上等級系列的節能型變壓器；這些都是選用高導磁的優質冷軋晶粒取向硅鋼片和先進工藝制造的新系列節能型變壓器。目前，新型非晶合金節能型變壓器應運而生，它采用非晶合金帶材替代傳統硅鋼片鐵芯，能讓變壓器空載損耗降低60%～80%，具有更好的節能效果。選用這些變壓器能夠真正踐行我國所倡導的低碳理念，可以有效控制空間的浪費，能夠最大程度節約成本，節約損耗。

1.2 防雷接地設計

在一個大的建筑系統中又包含很多小的系統，這些系統彼此擔負著不同的責任，具有不同的功能，在彼此協作獨立運營的過程中，形成了完整的建筑系統，促使建筑系統能夠穩定。在整個完整的建筑系統中，占據核心位置的就是電氣系統。電氣系統具備較高的穩定性，能夠切實加強整體系統的安全性，促使各個系統能夠穩定持續地發揮自身的功能作用。在設計電氣系統時，遵循安全性原則是設計人員需要著重關注的一大工作要點。只有達到這一標準，才能夠保證整個電氣系統的質量，才能夠為大眾提供穩定安全的電氣服務保障。因此，在電氣設計工作中，設計人員需要重點關注抗雷設計以及接地設計。借助這兩大環節，維護電氣系統的質量以及安全性。

在具體的設計工作中，設計人員要考慮到整個住宅小區所處的環境，要考慮其對于防雷系統對于機電系統所提出的一些要求，要切實考慮到這兩方面的具體需要并針對性地設計防雷措施以及接地措施，對各類保護措施應該針對具體情況具體分析，根據電子信息系統的使用性質、重要性和價值確定雷電防護等級，并選定前后級SPD相互匹配的技術參數。對于防雷系統，在設計工作中，設計人員要將工作重點集中在防雷感應、防直擊雷方面。要針對整個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備；對電纜進出線，應在進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連接，以實現放閃電電涌侵入的措施。這點一般都能做到，但易疏漏的是鋼管的一端應與配電箱金屬外殼相連，另一端與用電設備金屬外殼相連，并就近與屋頂防雷裝置相連；若鋼管因鏈接設備而中間斷開時應設跨接線。除此之外，需要做好防雷設備與接地設備之間的連接，促使屋面的金屬構件與接散裝置能夠形成有效連接的狀態，進一步增強整個系統的安全性[1]。

1.3 消防系統設計

現階段，我國為了解決建筑行業與土地資源之間所形成的矛盾沖突，大力發展高層住宅。高層住宅中對于電氣設施量所形成的需求相對較多，而也正因為如此，很容易會產生火災的相關事故。所以，在進行電氣設計工作時，設計人員也要著重關注消防系統這一環節，妥善地處理火災可能會引發的不良隱患，盡量降低其造成的各種損失。設計人員要注重以下四大要點。

首先，需要客觀分析整個住宅小區的具體需要，并明確其整體的供電電源，同時要將供電電源按消防、非消防性質分開，負荷分為兩大類：消防負荷與非消防負荷。此時，從大樓首端的第一級低壓配電柜饋出線開始，或對一個防火分區的電源進線而言，需分開設置消防負荷主用、備用干線和配電箱；非消防負荷主用、備用干線和配電箱。

其次，在一些小區建筑的重點部位需要安裝應急照明系統，并且需要基于機電設計理念，生成一套完整的節能應急照明系統，以保證所提供給用戶的供電時間供電量，能夠滿足其相關的需要，并且能夠處于合理范圍。對于應急照明的供電系統，需要注意的是疏散照明的用電量較小，采用蓄電池作應急電源能保證其可靠性，自備發電機組啟動時間長，需與蓄電池組合應用；安全照明對照明中斷事件要求最高，最好采用兩個獨立電源同時供電的方式，即正常照明熄滅并不影響安全照明的狀態，不具備條件時采用蓄電池，其可靠性高，轉換快，但持續時間短；備用照明由于設備用電量較大，對轉換時間要求相對不高，通常采用接自電力網的獨立的第二電源或自備發電機組作為應急電源，對于消防備用照明，供電電源可取自該場所內消防用電設施的供電裝置的電源側。

再者，需要借由電氣設計理念安裝火災報警系統。如若小區內部出現火災，小區內消控室可立即接收到信號并自動報警，引起小區內住戶或者物業人員的關注及時處理，避免造成過大的損失。

最后，對消防系統進行設計時，設計人員要考慮到所選擇的導線開關等基礎施工材料，能夠滿足工程的規范標準。

1.4 低壓配電設計

在住宅小區內的低壓配電系統中，用電插座是十分基礎的設計元件，但也是最容易被設計人員所忽視的一部分。很多住宅小區內產生火災的導火索都是插座選擇不當、設計不當、安裝不當。所以在建筑電氣設計工作中，設計人員需要改變錯誤的工作觀念，能夠對用電插座設計形成重點關注。

對于TN-C、TN-C-S系統，在電源進戶處總等電位連接MEB、防火接地故障報警RCD、防雷電涌保護SPD均要設置；排水泵、廚房、室外電動門、室外照明、屋頂太陽能熱水器、空調室外機、室外風機等潮濕場所和室外場所電氣設備，為防止人生電擊，其配電線路均應設置RCD；在漏電電流動作保護器RCD的動作電流及動作時間的選擇上，應根據不同情況做出相應選擇，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危險而裝設的RCD，其動作電流不應大于300mA，即IΔn≤300mA，動作時間t≤0.5s；在配電回路或支線上，為防止人身電擊設置的RCD，其動作電流IΔn≤30mA，動作時間t≤0.1s。

一般來說，在設計家用電插座系統以及家用配電箱時，設計人員需要集中在以下三大要點。第一，要考慮到整個住宅的空間大小戶型，以確定內部的插座回路數量；第二，要考慮到整個住宅中所包含的電熱水器設備數量以及所處位置，盡量為其配備獨立的電源插座回路；第三，需要在家用配電箱的基礎上延伸出弱電配件箱。并為弱電配線箱配以獨立的電源插座回路，以維護整體的用電安全。在一個完整的住宅系統中，會包含較多不同類型的家用電器，這些家用電器的尺寸規格各不相同，也會形成不同的功率。所以在設計電源插座時，設計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。必要時設計人員還需要考慮到電氣系統中的弱電系統。如視頻監控系統，電話系統，利用這些系統有效維護內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 住宅小區建筑電氣設計措施

2.1 采用節能照明系統

在我國當前的建筑領域所形成的能源消耗情況相對較為明顯，違背了國家所倡導的可持續發展理念以及綠色節能理念。所以在電氣設計工作中需要融入節能理念，而這一理念在整個電氣系統中主要集中在照明系統方面。簡單來說，指的是設計人員要采取節能性的光源以及燈具進行系統設計，取代以往的照明設備，以最大化展現出電氣系統的節能價值。首先，在設計工作中，設計人員考慮到整個建筑戶外照明系統的壽命以及價格。在當前的市場上，LED燈的光效以及顯色指數能夠滿足常規住宅小區的節能照明系統要求，相較于傳統的燈具及所形成的能耗相對偏低，并且具有較高低碳價值。其次，設計人員要大力發揮鎮流器的應用價值，利用鎮流器對線損形成有效優化，最大化實現節能減排的目標。除此之外，在住宅小區中還包含很多公共的照明設施，針對類似的設施需要引入聲控和光控系統，以智能調節的方式達到節能減排的目的。

綜合來說，對于整個住宅小區建筑系統節能減排具有極高的意義，借由節能減排設計，既能夠增強電氣系統及照明系統的環保性，同時也能夠增強整個系統的運行效益，相比于傳統的照明系統管理模式分析來看，節能照明系統對于電能的損耗相對較少，并且能夠緩解管理人員的管理壓力，打造節能理念的住宅小區，實現智慧住宅相關要求。

2.2 管理變壓器的容量

客觀分析來看，針對變壓器，其所形成的損耗現象主要展現為兩種不同形式，分別為空載以及負載。一般來說在住宅小區的電氣系統設計工作中，設計人員需要將變壓器負載接近線路負載。但這一方式具有較高的局限性，很難滿足系統的滿載運轉要求，并且會造成較高的銅耗。因此在具體的設計工作中，設計人員需要對變壓器的容量加以有效地控制。住宅類小區最大的特點在于其中的用電負荷并不固定，會隨著很多客觀條件的影響而不斷變化，例如每當傍晚到午夜都是住宅小區內用電的高峰期。很多時候，用電量也會受到環境以及季節的影響，導致整個變壓器系統的負荷率并不能夠長期處于穩定狀態，也會造成較大的能源損耗。為此，在具體的設計工作中設計人員需要有效地控制變壓器的負荷率，使之能夠達到完美的負荷率標準，以充分發揮變壓器的整體作用，實現低碳效應。

2.3 適當優化無功功率

為保證建筑電氣系統在住宅小區內展現出自己的功能，在設計工作中設計人員需要對無功功率系統進行適當的優化，使之能夠達到更高效率的線損控制。對于住宅小區來說，其規模越大，所需要供電服務的區域也就越大，那么線損也會不斷增強，嚴重時會導致電源安全性受到一定的危險。但如若整個供電區域相對較小，那么又會影響到相關企業的經濟利益。所以，在具體的設計工作中，設計人員要合理地分配供電區域，也要控制低壓配電半徑，以足夠的空間區域保證后期容量擴大所形成的相關需要。

首先，設計人員需要對線索問題加以優化，必要時可以與當地相關部門聯系，建立專門的變電站，通過變電站增強供電的靈活性，控制電能的消耗。或者設計人員可以采取多布點的方式控制供電區域的半徑以及電損，以實現良好的節能目的。更重要的是，這一方式能夠提高整個建筑電氣系統設計的人性化，實現低碳經濟雙贏的設計目標。其次，在電氣設計工作中，設計人員會發現交流配電系統會受到較多因素的影響，其整體的功能會在相關影響下不斷的降低，也會引發很多的不良隱患，例如會影響到變壓器的容量會增強供電線損以及電損。為有效解決這一問題，在設計中設計人員需要對無功功率進行適當的完善，有效維護電能功能，控制高壓電客戶的功率。除此之外，設計人員還可適當引入配電室低壓側統一補償模式，利用靜電電容器設備對無功功率形成有效的維護，促使整個住宅小區的電氣系統能夠持續運行[3]。

3 結束語

綜上所述，在現代社會，大眾對于電力所提出的要求逐漸增高，整體的需求量也在不斷擴大，如若住宅小區的電氣系統不穩定，那么不僅會影響到大眾的生活質量，同時也會威脅到用戶的用電安全。對此，相關行業設計工作者需要嚴格把控建筑電氣設計的要點，也要考慮到住宅小區的整體特點，針對變壓器、抗雷接地、消防系統、用電插座展開全面有效的設計。除此之外，設計人員還需要融合節能設計理念，有效控制變壓器的容量并優化無功功率，以保證電氣系統的穩定運行。