浅析住宅小区建筑电气的节能设计

曾庆国

(身份证：31010719XXXXXX6417 )

1 引言

近年来，我国逐渐将节能效果作为衡量建筑质量的一项重要指标。为了实现住宅小区建筑电气设计的节能目的，必须从生活需求的实际出发，尽可能地提高能源利用率。以前的住宅小区常规电气设计都耗能较大，如果在设计阶段加强节能理念，采用先进的节能措施，更有助于减少电能损失。

2 住宅小区建筑电气节能设计的原则

2.1 节能理念提前融入

在系统设计时，电气设计人员必须融入节能理念，并将建筑电气的节能设计作为一项重要工作来抓。在保证用电设备的使用效果、保证电气系统稳定性及安全性的情况下，应尽可能地选用节能的电气设备与电气系统。

2.2 重视先进技术的使用

一般来说，常规的电气技术不具备较好的节能功效。因此，设计人员要提高对应用先进技术的重视程度，通过应用先进技术来实现对能耗的有效控制。比如，在照明系统当中选用低功耗高光效的新型光源、尽量选用型号具有节能功效的电气设备等。

2.3 注意成本问题

运营成本、建设成本都是设计阶段必须考虑的问题。设计人员应当从电气系统设计开始，充分考虑系统全寿命期的经济效益，避免出现过分强调节能效果而忽视成本问题的情况。

3 供配电系统的节能设计

3.1 变压器的节能设计

3.1.1 选择合理的负载率

在选择变压器时，设计单位必须考虑变压器的容量、功率以及性价比。一般来说，变压器的负载率保持在额定容量的70%～85%时，最为合适。当负载率超过85%时，虽然变压器的运行效率增加，但也会增加变压器的损耗，长期保持高负载率运行还会降低变压器的使用寿命。当负载率低于70%时，虽然能够有效降低变压器的损耗，但却无法保障变压器的运行效率和使用效果。

3.1.2 选用新型的节能变压器

从电能的损耗角度来看，住宅小区电气系统中所使用的各类变压器的损耗占据了电气系统总损耗的约1/4，由此可见，有效地降低变压器的损耗，属于节约电能的有效手段。因此，选择变压器的种类与型号时应优先考虑变压器的节能效果。节能效果较强的变压器一般会使用具有高导磁功能的优质硅钢片，这样不仅可以减少电能损失，而且运行效果也非常出色。目前，建议选择S11、S13等新型高效节能变压器[1，2]。

3.1.3 严格控制变压器的数量

住宅小区同一个节点的电气系统如果供电负荷容量大，需要使用多台变压器时，设计人员在确保供电负荷合理分配的条件下，应尽可能地减少变压器的使用数量，并在条件允许的情况下尽量使用负荷容量较大的变压器。比如，电气系统的装机容量为2000kV·A时，建议选择2台电负荷容量为1000kV ·A的变压器，而不是4台500kV· A的变压器[3]。

3.2 供配电系统设计的节能措施

提高供配电系统的节能效果，住宅小区的供配电系统主要考虑降低导线的电阻以及降低线路损耗2方面。

3.2.1 合理划分配电分区

划分配电分区是降低线路损耗的有效方式，这种方式既能保证整个供配电系统的正常运行，又能实现节能的效果。在规划配电分区时，设计人员应当遵从住宅小区的实际情况，严格控制配电分区的大小。若配电分区划分较大，会增加线路的损耗情况，影响住户的用电稳定性，有违节能的设计原则。若配电分区划分较小，则会导致配电系统的运行成本上涨。因此，在划分配电分区时，设计人员必须遵循以下几点要求：①控制配电分区的负责范围。每1个配电分区以1个配电房和2台变压器为基础标准，并且每1个配电分区所负责的建设面积必须严格控制在2.5×104～4.5×104m2。②控制低压供电半径。将供电半径控制在100～200m，具体的供电半径要根据供电量进行判断。③控制变压器容量。一般来说，变压器的负荷容量控制在630～ 800kV·A。同时，设计人员还要考虑住宅小区的未来发展情况，并适当为后期负荷容量增加而预留空间[4]。

3.2.2 合理分布变电所

一般来说，当变电所的位置位于负荷的中心区域时，可以有效避免线路损耗的情况，而且能够进一步提高供电的总体质量以及稳定性。在建设变电所时，要尽量选择容量较小的变压器。因为小容量的变压器不仅对电能的消耗较小，而且对供电所的面积需求量也较小。此外，设计人员要尽量增加变电所的布点，从而达到减小供电半径的目的。这样不仅可以降低变电所对电能资源的需求量，还能进一步提高供电的质量。因此，在设计住宅小区的电气系统时一定要核算好设计容量，尽量精准预测备用容量需求， 尽量选用小容量的变压器。

4 照明系统的节能设计

4.1 选择新型节能的照明系统

在选择住宅小区的公共照明系统时，要尽量选择先进的节能照明系统。如紧凑型节能灯、LED灯、太阳能灯等均是常见的节能型照明系统。紧凑型节能灯与普通的白炽灯相比，在输出相同光通量的情况下，紧凑型节能灯的电能消耗量仅约为白炽灯的1/5。LED灯的电能消耗量更低，仅约为白炽灯的1/10。而太阳能灯由于其电能来自太阳能板所收集的太阳能，因而其电能消耗量几乎为0。从长远角度来看，太阳能灯无疑是住宅小区室外照明系统的最佳选择，但从成本的角度来看，太阳能灯的单价均要高于其他的照明系统，且太阳能灯的维修和维护成本相对较高，大量使用太阳能灯则意味着建设成本的上涨。在确保住宅小区夜间光照效果符合相关标准的情况下，设计人员可以适当增加太阳能灯和LED灯的使用比例，避免使用白炽灯、日光灯等对电能消耗较大的照明系统。在科技不断进步的背景下，节能效果出色的LED灯逐渐得到了社会的广泛认可，相信在不久的未来，LED灯会成为住宅小区照明系统的主要选择。

4.2 加强住宅小区公共区域照明控制系统的设计

住宅小区公共区域的照明，所使用的控制方式不同会导致照明系统的损耗不同，根据具体的使用场景，选择不同效果的照明控制系统，能够有效地实现节能。室内公共场所，一般选用声控、光控、人体感应等系统，满足人们的照明需求。室外公共区域，除了光控系统，还可以选用时间控制系统，在设定的时间点，室外照明系统会自动开关。此外，自动调光系统也是照明系统当中常见的节能控制系统之一，该系统可以根据实际需求，对相关照明系统进行实时调节，避免过度的照明，以减少电能的耗用[5]。

5 住宅小区电梯系统的节能设计

电梯的节能设计分成3个层次：

1）电梯曳引电机采用变频器调速方式。用变频调速取代异步电动机调压调速可以提高电机的运行效率。

2）采用先进的电梯控制技术。如电梯轿厢无人自动关灯技术、电梯综合系统休眠技术、电梯群控智能管理技术等，都是很好的节能措施。

3）将电梯运行过程中的各种位能进行有效利用，采用电能回馈方案，将制动电能再生利用。

综合选用先进的节能技术来设计电梯系统，是住宅小区电气节能设计的重要一环[6～8]。

6 住宅小区供水系统节能的电气设计

如今住宅小区的楼层越来越高，高楼层区域由于市政供水管网的水压不够，必须使用水泵增压，多层及高层住宅小区的供水系统的耗电量十分惊人，而水泵则是主要的电能消耗点。通过使用变频器来调整水泵电动机的供电频率，以达到供水管网的水压保持恒定，在满足人们对供水系统需求的同时实现节能，是目前比较先进的技术。

在住宅小区电气设计时，选用新型的供水设备及系统，可以实现综合的节能效果，可以进一步减少电能耗费，如选用技术先进的管网叠压变频供水方案等。

7 结语

综合来看，节能环保理念已经逐渐成为各类建筑电气系统设计的主要发展方向。对于住宅小区而言，通过采用先进的电气系统节能措施，可以实现节能的目的，还有利于降低住宅小区的后期运营成本。因此，电气设计人员应加强新型节能技术的学习，不断地在实践过程中对节能措施进行创新，以提高电气节能设计的质量。