住宅建筑电气节能设计探讨

住宅建筑电气节能设计探讨

杨洋

西安浐灞生态区管理委员会陕西西安710000

【摘 要】在住宅建筑中，产生的能耗主要为建筑电气能耗，即用电设备的电能损耗；同时，不科学地用电管理，也会造成一定的建筑运行能源浪费。为有效降低建筑能耗，本文从建筑电气供配电、动力、照明系统的节能设计入手，并提出建筑用电科学管理方案，对住宅建筑电气节能设计进行探讨。

【关键词】住宅建筑电气节能设计

随着城市化进程的加快和建筑品质的提高，我国房地产住宅项目的建筑能耗也在逐年上升。作为建筑能耗的主要组成部分，建筑电气能耗不容小视。建筑电气能耗主要是指建筑在正常运行时，其供配电、动力、照明等电气系统产生的用电损耗。如今，在城市楼宇建设低碳之风劲吹的新常态下，通过开展建筑电气节能技术研究，采取有效节能措施降低房地产住宅项目的建筑能耗，对推动高品质住宅项目的建设和促进房地产行业的健康、可持续发展具有双重意义。

1.住宅建筑电气节能设计要求与原则

住宅建筑电气节能设计是一项复杂的系统工程，要严格依照国家建筑节能政策和标准的规定，明确其节能目标，按住宅建筑功能需求设计相应的节能措施，并对节能效果进行综合评价。要求在充分满足、完善住宅建筑功能需求的前提下，优化设计建筑内各系统的电气设备，在保证其正常工作的同时，对电气设备进行合理有效的控制，减少电能消耗，提高用电效率。在工程实施和楼宇管理阶段，要全面系统的贯彻执行各项节能措施，通过对建筑的供配电、动力、照明等电气系统进行实时监视和优化管理，提高设备利用率和能耗管理水平，减少不必要的浪费，从而达到节约用电的目的[1]。

建筑电气节能设计应遵循以下三个原则[2]：

合理利用——满足建筑物功能的原则；

节能降耗——减少能量无谓消耗的原则；

经济可行——考虑经济效益的原则。

2.住宅建筑电气节能设计存在的问题

在房地产住宅项目的建筑电气设计中，主要存在以下四个方面的问题：一是设计信息不对称。建筑电气设计师在节能设计过程中没有理想的参照数值，也没有一个标准量化的指标，不知道建筑该达到什么程度的节能水平，造成节能设计过于大众化，凸显不出建筑的个性功能[3]。二是设计深度不够。在施工图设计时，建筑电气节能设计篇章仅提出了相关规范要求的措施，没有具体的节能技术方案设计和应用，更没有针对建筑的使用功能和不同场所开展相应的节能设计，使建筑电气节能设计局限在初步设计纲要层面，达不到施工图设计的深度。三是盲目的节能设计。为了达到节能效果而刻意控制电气，从而导致满足不了建筑物的功能。四是经济因素考虑不周。建筑物电气节能措施必须采取更为先进的技术方案，因为不合理的方案会造成成本额外增加。

3.住宅建筑电气节能设计措施

3.1供配电系统的节能设计

1）供配电系统以提高用电能效（如功率因素）为主要节能目标。通过监测高压侧主进线的三相电压、三相电流、有功功率，及低压侧的每个主出线回路的电压、电流、有功功率，以便统计每个出线回路的设备用电量、耗电量，绘制出用电负荷曲线，并利用优化软件对系统用电进行优化分析，提出节能策略和实施方案。

2）高压供电系统、低压配电系统均需设置无功补偿柜，装设电力电容器自动补偿无功功率，将功率因数提高至0.9以上，减少由无功功率引起的不必要的电能损耗。

3）主电源变压器一般选用SCB11-10/0.4KV、Dyn11接线方式、环保、低噪音、低损耗、强迫风冷、带保护外壳的环氧树脂绝缘节能型干式变压器；综合布线保证用电设备配电线路距离最短；备用电源发电机房位置应靠近低压配电室，发电机选用节能环保型柴油发电机组。

3.2动力系统的节能设计

1）选用高效率电动机。如生活水泵这种功率较大机电设备，不仅每年连续运行时间长，而且运行时无频繁启停、制动（事故断电情况除外），可选用YX2型高效率电动机，以实现节省电能的目标。

2）选用交流变频器。如新风机组这类大功率机电装置须采用交流变频控制，不仅可满足其运行动力总成需求，而且可大大节约用电。

3）选用智能化节能控制装置，实时监控动力设备运行状况，提高系统性能，使系统运行更加科学节能和经济实用。

3.3照明系统的节能设计

1）选择高效节能灯具：在满足照度的前提下，采用光高效、显色性好的光源及配光合理、安全高效的节能型灯具。其中照明光源均选用T5稀土三基色节能型荧光灯管，并且配套高品质、低谐波的电子镇流器；应急疏散指示标志灯及安全出口标志灯均采用显色性好、耐震、节电、寿命长的LED型光源。照明灯具的功率因数均不低于0.9，如不能满足要求，则应加装补偿电容器。

2）采用智能照明控制：根据时段及场景变化需求对照明系统进行智能管理，可有效降低能耗。如住宅楼宇的公共区域除充分利用自然光照明外，可选用声控灯、调光灯等照明设备；各机房照明采用手动控制，楼梯间等场所照明采用红外感应节能自熄开关控制，室外照明可根据系统设定程序自动开关等。

3.4用电的科学管理方案设计

针对住宅建筑用电现状，如一些区域用电无计量、某些场所设备控制不合理导致用电浪费，通过建立一个电耗监测、统计分析、智能控制等多种功能的综合性能耗系统来管理用能，减少不必要的电能浪费。

1）分项计量及电能监测与管理方案设计

一般住宅小区的供配电系统进线柜均设有智能电表，实现对主要设备的电耗监测等功能。在低压配电系统中，对于照明和插座用电计量，楼宇建筑每层设有电表箱，可将监测点位设置在此处，在总进线回路加装智能三相导轨式电表进行计量；动力用电计量包括电梯、生活水泵、消防等设备，动力用电配电箱主要分布在各个设备间内，例如屋面电梯机房、地下一层水泵房、风机房等，同样采用加装三相导轨式电表来对其用电进行计量。电耗监管中心可设在小区物业值班室，硬件设备主要包含服务器、大屏显示器、数据存储器、防火墙、交换机、打印机等；监测软件实时记录小区用电状况，自动进行电耗数据处理，完成用电效率以及建筑节能潜力数据分析，可及时发现、纠正用点浪费现象。虽然分项计量本身不节能，但通过监测住宅小区各类用电设备的电耗，对不合理的用电状况，分析耗能原因，提出节能改造方案。

2）智能化控制方案设计

智能化控制是当代建筑楼宇电气系统实现节能的重要手段，具体包括建筑电气设备运行的智能控制与系统管理的优化提升两个方面。利用智能控制等手段，对建筑电气系统中动力、照明系统进行优化控制与升级改造，确保各系统均在最优工况下运行，可大大降低整个建筑电气系统的综合能源浪费，保证各系统协调稳定节能经济的高效运行，使建筑实现高效智能化节能。如电梯控制系统装配智能模块，可监测电梯的运行和报警状态，累计运行时间，计算各部电梯的能耗，在保证电梯安全运行的同时达到节能节电的目的。

4.结束语

综上所述，在房地产住宅项目的规划初期，就应以节能思想为指导，为接下来的建筑初步设计提供标准依据；在建筑设计阶段，电气施工图中的节能设计应以专篇的形式设计并且需要通过该行业的专家论证。这些都是建筑实施阶段的重要设计依据，做好住宅建筑电气节能设计，既可实现房地产项目建筑节能降耗的目标要求，又对住宅领域电气节能技术的发展起到促进作用，是每位建筑电气设计人员今后需要重点设计的对象[4]。

随着市场化运作，住宅房地产进入了以刚需为主的新常态，现代化住宅建筑对电气设计的要求也越来越高，开发真正舒适度高、建筑质量高、节能环保的建筑已成为各大房地产企业追求的目标。隶属美国能源部的劳伦斯伯克利国家实验室近日发布报告，称配备电气节能系统的房子比普通房子价格高出1.5万美元。也许在未来，“建筑电气节能”将决定房屋的价值。

参考文献

[1]张思宇．刍议建筑电气设计中的节能措施［J］．广东科技，2009(10)．

[2]陈晓明．建筑电气节能设计中存在的问题与思考［J］．中国建筑电气网，2012年3月29日．

[3]完善行业标准，推动建筑电气节能［J］．中国建设报，2011年11月15日．

[4]崔民选．中国能源发展报告［M］．北京：中国建筑工业出版社，2007．