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【摘要】随着国民经济的快速发展，人们生活质量的要求越来越高，能源的消耗也越来越大。本文详细介绍了现代住宅电气设计中各种节能措施的利用。希望能给广大设计人员提供参考。
【关键词】电气设计；绿色设计；节能措施；存在问题；解决对策
建筑行业的迅猛发展，伴随着各种能源的极度消耗。如今，世界能源消耗过度，对生态环境造成严重破坏，甚至已经对局部的生态平衡造成了不可逆的影响。故而，在建筑设计过程中，积极的采用节能减排技术措施，减少对能源的过度消耗和浪费，是未来建筑发展的重要趋势。在现代住宅工程项目上，二次能源的供应系统对能源的消耗在整个建筑工程中占有相当大的比例。故而，在设计阶段，积极应用节能减排措施，对于整个建筑的节能目标的实现有着积极的促进作用。实现现代住宅电气设计的节能减排，有两个方面的要求，首先就是要满足使用功能的需求，其次就是能够有效地减少不必要的能源浪费。本文将对现代住宅电气设计中的节能技术措施展开论述
1、从电力源头入手，促进电气节能和减少供配电系统的损耗
1.1采用节能型干式变压器，并深入负荷中心。
所谓的负荷中心，指的就是对于电能消耗相对集中的区域。将变电所的位置安置在负荷中心，能够缩短线路的连通距离，减少在传输过程中的电能消耗。因此，变电所位置的选择要遵循减少电能消耗的原则。另外一个方面就是采用新型SCB系列树脂绝缘干式变压器，降低变压器运行的铜耗和铁耗；在变电所低压侧装设低压电力电容器自动补偿无功功率，将功率因数提高至0.95，减少由无功功率引起的不必要的电能损耗。
1.2合理划分配电分区
在进行配电系统区域规划过程中，要考虑两个方面的因素。首先就是考虑电网系统线路的经济性，尽量的降低线路建设方面的成本投入。线路越长，建立的变电站数量越少，成本投入越低；其次就是要考虑电能在传输过程中在线路上的消耗。输电线路越短，对于电能的消耗越少，这就导致了矛盾的出现。在进行现代住宅电气设计的过程中，充分的考虑节能设计要求，并结合以往的施工经验。进行配电分区的划分过程中，应遵循以下原则：
（1）将建筑面积约2-4万平方米的范围划分为一个供电分区；
（2）将0.4KV的供电半径设置在150米左右；
（3）将每台变压器的总容量上限设置为800KVA最佳。
1.3变电所内变压器的配置要近期和远期配合使用
在现代小区建设完毕进入完全投入使用阶段之前，是有一个过渡阶段存在的，而这个过渡阶段一般会持续3-5年之久。过渡阶段内，逐渐完成对住房的销售任务，业主完成装修工作后逐渐的入住其中。故而，在变电站设计过程中，应用两台变压器组合的形式，在过渡阶段之初，使用一台变压器工作；在电能的负荷达到一定的程度時，再让两台变压器同时工作，这样就能有效的减少在过渡阶段之初，两台变压器同时工作出现的空载损耗，实现对电能的有效节约。
2、实施住宅绿色设计，节约用电
绿色建筑以人、建筑和自然环境的协调发展为目标，利用天然条件和人工手段创造良好、健康的居住环境的同时，尽可能地控制和减少对自然环境的使用和破坏，在设计阶段应采取下列措施：
2.1照明系统的节能
照明系统在采取节能技术措施时，首先要满足照明系统在光照强度、色温以及显色指数等方面的功能要求，并在此基础上进行节能技术措施的应用。照明系统工作过程中对于电能的消耗，与工作时间、设备的损耗、房间的面积以及照明设备的数量呈正相关的变化趋势，但与照明设备的发光率呈负相关的变化趋势。综合这些与电能消耗相关的因素，现代住宅电气设计过程中，可以采取以下节能措施：
（1）尽量缩短照明设备的工作时间
在住宅楼的公共区域，照明系统采取分区、定时、感应控制。比如，将照明开关设置成声、光双控的形式，只有在光线强度低于一定的标准、出现声响刺激的情况下才开始工作，二者缺少任何一个就会自动断电，停止工作。这样，能够实现对电能的有效节约。在单户住宅内部，根据业主的需求，本着节能并节约投资的目的，照明采取下列控制方式：普通住宅需多处控制或多个灯时，采用翘板式双控开关；高档住宅采用智能家居控制系统，实现照明的自动化控制，可预先设置不同的场景，营造出不同的灯光环境，可利用时钟控制器，使灯光按时间的规律变化，可采用各种传感器及遥控器，达到对灯光的自动控制。
（2）提高光源的利用效率
提高对光能的利用效率，首先一个方面就是提高光线环境的反射性。光线能够通过反射效果，增强照明强度（在建筑的顶部和外部，要适当的调整反射强度，一般将反射系数控制在55-60%范围内，地面的反射系数设置在15-30%范围内）。另一个方面就是提高灯具的效率。灯具效率是指在规定条件下，工作面或参考面上测得的灯具所发射的光通量值与灯具内所有光源发出的光通量之和的比值，它反映了灯具对光的利用程度。效率越高，光源的利用率就越高。因此，在满足眩光限制和配光要求条件下，应选用效率高的灯具，以减少光能的损失。
（3）使用高光效和节能型的照明光源
光源选择的原则是：高光效、寿命长、显色性好。积极推广T5型直管荧光灯、紧凑型荧光灯和LED灯具等高效光源，既能够保证照明需求，又能够达到节能的效果。提升荧光灯电子整流器的质量和性能，功率因数要求在0.9以上，并将所有灯具的总谐波电流控制在10%以内。紧凑型荧光灯具有光效高（是普通灯泡的5倍）、节能效果明显、寿命长（是普通灯泡的8倍）、体积小、使用方便等优点。一般来说，在同一瓦数之下，紧凑型荧光灯比白炽灯节能80%。LED灯又叫发光二极管，它是一种固态的半导体器件，可以直接把电转化为光，具有体积小、耗电低、寿命长、无毒环保等诸多优点，但LED灯的显色性略差，主要原因是LED光谱中只有蓝光及黄光，故在 LED光源中加红粉，使显色指数R9大于0，目前LED灯具正在逐渐从室外装饰工程照明发展到家用照明。 （4）控制照明器的数量
在进行照明设计过程中，要充分的考虑房间使用功能对照度的要求，并参照《建筑照明设计标准》GB50034-2004中居住建筑各房间的照度功率密度值，确定最终的照明数量以及分布情况。利用目前一些照明设计软件，以精确的数字呈现出最为科学合理的布局以及数量，这样能在满足照度的基础上，最大程度的减少灯具的数量，实现节能。
2.2空调系统的节能
现代住宅电气设计中空调系统，涉及电能消耗的主要有：制冷负荷、水系统和风系统，针对这几个部分，我们可以分别制定相应的技术措施，来达到节能的目的。
（1）减少空调制冷负荷
空调系统所谓的制冷负荷，就是为维持固定空间内的温度在一定的范围内浮动，空调不断的对外输出冷气或是暖气，在不断的制冷或是制热过程中，所产生的电能消耗。减少空调制冷负荷的最有效方法就是加强保温隔热性能，减少室内外热量的传导。具体方法有：住宅结构外层粘贴挤塑板、抹保温砂浆等，增强外墙的隔热性能，以达到降低空调制冷负荷的目的。同时，还要结合人体对温度和湿度的最舒适感觉的范围调整，合理的设置空调系统的参数，以进一步的减低空调的制冷负荷，实现节能。
（2）降低水系统的电能损耗
在整个空调系统中，冷冻水泵和冷却水泵的电能消耗占整个空调系统的18%左右。故而，降低空调水系统对电能的消耗，能够实现有效的节能。统计数据显示，空调的制冷和制热机组满负荷运行的时间段相对较短。故而，可以将空调的制冷系统设计成变频调速变流量的运行方式，以达到节能的目的。
（3）降低风系统的电能损耗
空调风系统的电能消耗，受建筑设计的影响较大。在空间通风较好的情况下，空调风系统的电能消耗将会有效地降低。故而，建筑设计要考虑节能需求，充分利用门窗洞口进行自然通风，降低空调风系统的负荷，实现节能的目的。
2.3电梯系统的节能
采用各种先进的控制技术，如轿厢无人自动关灯技术、驱动器休眠技术、自动扶梯变频感应启动技術、群控楼宇智能治理技术等均可达到很好的节能效果。
2.4开发对新能源的利用
在现代住宅小区内，由可再生能源（太阳能光伏、风力发电等）提供电能，节省能源。比如，道路夜间照明、景观效果照明等等。这些室外的照明设备通过对太阳能的转化，白天利用太阳能发电，进行临时储存，在夜间供照明使用，实现对电能的有效补充，减少对电能的消耗，实现节能。
3、运行管理的节能
（1）在现代住宅中配电出线和回路上均设置显示装置，在冷热源、生活水泵等线路上增设计量装置，方便对这些能耗实现计量管理，便于考核，实现节能。
（2）加强变电所的智能化管理，以便实现全过程、全方位的监控、分析，实现节能。
结语：
综上所述，现代住宅电气设计中技术节能措施，在理论上对于电能浪费的减少、电能损耗的降低以及对于电能的有效补充是能够实现的。但在积极研发住宅节能技术措施的过程中，还要加强技术措施落实的管理工作，保证有效的技术节能措施能够充分的发挥效用，促进全面建筑工程节能减排的实现。
参考文献：
[1]GB50189-2015，公共建筑节能设计标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2015.
[2]GB/T50378-2014，绿色建筑评价标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2014.
[3]李宏毅，金磊.建筑工程电气节能[M].北京：中国电力出版社，2004.
[4]石兆玉.供热系统运行调节与控制[M].北京：清华大学出版社，1994.
[5]黄文.建筑电气照明系统节能优化设计技术要点探讨[J].科技创新与应用，2012.
【关键词】电气设计；绿色设计；节能措施；存在问题；解决对策
建筑行业的迅猛发展，伴随着各种能源的极度消耗。如今，世界能源消耗过度，对生态环境造成严重破坏，甚至已经对局部的生态平衡造成了不可逆的影响。故而，在建筑设计过程中，积极的采用节能减排技术措施，减少对能源的过度消耗和浪费，是未来建筑发展的重要趋势。在现代住宅工程项目上，二次能源的供应系统对能源的消耗在整个建筑工程中占有相当大的比例。故而，在设计阶段，积极应用节能减排措施，对于整个建筑的节能目标的实现有着积极的促进作用。实现现代住宅电气设计的节能减排，有两个方面的要求，首先就是要满足使用功能的需求，其次就是能够有效地减少不必要的能源浪费。本文将对现代住宅电气设计中的节能技术措施展开论述
1、从电力源头入手，促进电气节能和减少供配电系统的损耗
1.1采用节能型干式变压器，并深入负荷中心。
所谓的负荷中心，指的就是对于电能消耗相对集中的区域。将变电所的位置安置在负荷中心，能够缩短线路的连通距离，减少在传输过程中的电能消耗。因此，变电所位置的选择要遵循减少电能消耗的原则。另外一个方面就是采用新型SCB系列树脂绝缘干式变压器，降低变压器运行的铜耗和铁耗；在变电所低压侧装设低压电力电容器自动补偿无功功率，将功率因数提高至0.95，减少由无功功率引起的不必要的电能损耗。
1.2合理划分配电分区
在进行配电系统区域规划过程中，要考虑两个方面的因素。首先就是考虑电网系统线路的经济性，尽量的降低线路建设方面的成本投入。线路越长，建立的变电站数量越少，成本投入越低；其次就是要考虑电能在传输过程中在线路上的消耗。输电线路越短，对于电能的消耗越少，这就导致了矛盾的出现。在进行现代住宅电气设计的过程中，充分的考虑节能设计要求，并结合以往的施工经验。进行配电分区的划分过程中，应遵循以下原则：
（1）将建筑面积约2-4万平方米的范围划分为一个供电分区；
（2）将0.4KV的供电半径设置在150米左右；
（3）将每台变压器的总容量上限设置为800KVA最佳。
1.3变电所内变压器的配置要近期和远期配合使用
在现代小区建设完毕进入完全投入使用阶段之前，是有一个过渡阶段存在的，而这个过渡阶段一般会持续3-5年之久。过渡阶段内，逐渐完成对住房的销售任务，业主完成装修工作后逐渐的入住其中。故而，在变电站设计过程中，应用两台变压器组合的形式，在过渡阶段之初，使用一台变压器工作；在电能的负荷达到一定的程度時，再让两台变压器同时工作，这样就能有效的减少在过渡阶段之初，两台变压器同时工作出现的空载损耗，实现对电能的有效节约。
2、实施住宅绿色设计，节约用电
绿色建筑以人、建筑和自然环境的协调发展为目标，利用天然条件和人工手段创造良好、健康的居住环境的同时，尽可能地控制和减少对自然环境的使用和破坏，在设计阶段应采取下列措施：
2.1照明系统的节能
照明系统在采取节能技术措施时，首先要满足照明系统在光照强度、色温以及显色指数等方面的功能要求，并在此基础上进行节能技术措施的应用。照明系统工作过程中对于电能的消耗，与工作时间、设备的损耗、房间的面积以及照明设备的数量呈正相关的变化趋势，但与照明设备的发光率呈负相关的变化趋势。综合这些与电能消耗相关的因素，现代住宅电气设计过程中，可以采取以下节能措施：
（1）尽量缩短照明设备的工作时间
在住宅楼的公共区域，照明系统采取分区、定时、感应控制。比如，将照明开关设置成声、光双控的形式，只有在光线强度低于一定的标准、出现声响刺激的情况下才开始工作，二者缺少任何一个就会自动断电，停止工作。这样，能够实现对电能的有效节约。在单户住宅内部，根据业主的需求，本着节能并节约投资的目的，照明采取下列控制方式：普通住宅需多处控制或多个灯时，采用翘板式双控开关；高档住宅采用智能家居控制系统，实现照明的自动化控制，可预先设置不同的场景，营造出不同的灯光环境，可利用时钟控制器，使灯光按时间的规律变化，可采用各种传感器及遥控器，达到对灯光的自动控制。
（2）提高光源的利用效率
提高对光能的利用效率，首先一个方面就是提高光线环境的反射性。光线能够通过反射效果，增强照明强度（在建筑的顶部和外部，要适当的调整反射强度，一般将反射系数控制在55-60%范围内，地面的反射系数设置在15-30%范围内）。另一个方面就是提高灯具的效率。灯具效率是指在规定条件下，工作面或参考面上测得的灯具所发射的光通量值与灯具内所有光源发出的光通量之和的比值，它反映了灯具对光的利用程度。效率越高，光源的利用率就越高。因此，在满足眩光限制和配光要求条件下，应选用效率高的灯具，以减少光能的损失。
（3）使用高光效和节能型的照明光源
光源选择的原则是：高光效、寿命长、显色性好。积极推广T5型直管荧光灯、紧凑型荧光灯和LED灯具等高效光源，既能够保证照明需求，又能够达到节能的效果。提升荧光灯电子整流器的质量和性能，功率因数要求在0.9以上，并将所有灯具的总谐波电流控制在10%以内。紧凑型荧光灯具有光效高（是普通灯泡的5倍）、节能效果明显、寿命长（是普通灯泡的8倍）、体积小、使用方便等优点。一般来说，在同一瓦数之下，紧凑型荧光灯比白炽灯节能80%。LED灯又叫发光二极管，它是一种固态的半导体器件，可以直接把电转化为光，具有体积小、耗电低、寿命长、无毒环保等诸多优点，但LED灯的显色性略差，主要原因是LED光谱中只有蓝光及黄光，故在 LED光源中加红粉，使显色指数R9大于0，目前LED灯具正在逐渐从室外装饰工程照明发展到家用照明。 （4）控制照明器的数量
在进行照明设计过程中，要充分的考虑房间使用功能对照度的要求，并参照《建筑照明设计标准》GB50034-2004中居住建筑各房间的照度功率密度值，确定最终的照明数量以及分布情况。利用目前一些照明设计软件，以精确的数字呈现出最为科学合理的布局以及数量，这样能在满足照度的基础上，最大程度的减少灯具的数量，实现节能。
2.2空调系统的节能
现代住宅电气设计中空调系统，涉及电能消耗的主要有：制冷负荷、水系统和风系统，针对这几个部分，我们可以分别制定相应的技术措施，来达到节能的目的。
（1）减少空调制冷负荷
空调系统所谓的制冷负荷，就是为维持固定空间内的温度在一定的范围内浮动，空调不断的对外输出冷气或是暖气，在不断的制冷或是制热过程中，所产生的电能消耗。减少空调制冷负荷的最有效方法就是加强保温隔热性能，减少室内外热量的传导。具体方法有：住宅结构外层粘贴挤塑板、抹保温砂浆等，增强外墙的隔热性能，以达到降低空调制冷负荷的目的。同时，还要结合人体对温度和湿度的最舒适感觉的范围调整，合理的设置空调系统的参数，以进一步的减低空调的制冷负荷，实现节能。
（2）降低水系统的电能损耗
在整个空调系统中，冷冻水泵和冷却水泵的电能消耗占整个空调系统的18%左右。故而，降低空调水系统对电能的消耗，能够实现有效的节能。统计数据显示，空调的制冷和制热机组满负荷运行的时间段相对较短。故而，可以将空调的制冷系统设计成变频调速变流量的运行方式，以达到节能的目的。
（3）降低风系统的电能损耗
空调风系统的电能消耗，受建筑设计的影响较大。在空间通风较好的情况下，空调风系统的电能消耗将会有效地降低。故而，建筑设计要考虑节能需求，充分利用门窗洞口进行自然通风，降低空调风系统的负荷，实现节能的目的。
2.3电梯系统的节能
采用各种先进的控制技术，如轿厢无人自动关灯技术、驱动器休眠技术、自动扶梯变频感应启动技術、群控楼宇智能治理技术等均可达到很好的节能效果。
2.4开发对新能源的利用
在现代住宅小区内，由可再生能源（太阳能光伏、风力发电等）提供电能，节省能源。比如，道路夜间照明、景观效果照明等等。这些室外的照明设备通过对太阳能的转化，白天利用太阳能发电，进行临时储存，在夜间供照明使用，实现对电能的有效补充，减少对电能的消耗，实现节能。
3、运行管理的节能
（1）在现代住宅中配电出线和回路上均设置显示装置，在冷热源、生活水泵等线路上增设计量装置，方便对这些能耗实现计量管理，便于考核，实现节能。
（2）加强变电所的智能化管理，以便实现全过程、全方位的监控、分析，实现节能。
结语：
综上所述，现代住宅电气设计中技术节能措施，在理论上对于电能浪费的减少、电能损耗的降低以及对于电能的有效补充是能够实现的。但在积极研发住宅节能技术措施的过程中，还要加强技术措施落实的管理工作，保证有效的技术节能措施能够充分的发挥效用，促进全面建筑工程节能减排的实现。
参考文献：
[1]GB50189-2015，公共建筑节能设计标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2015.
[2]GB/T50378-2014，绿色建筑评价标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2014.
[3]李宏毅，金磊.建筑工程电气节能[M].北京：中国电力出版社，2004.
[4]石兆玉.供热系统运行调节与控制[M].北京：清华大学出版社，1994.
[5]黄文.建筑电气照明系统节能优化设计技术要点探讨[J].科技创新与应用，2012.