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论述高层智能住宅建筑的电气及节能设计探析

发表时间：2020/10/27 来源：《基层建设》2020年第19期作者：陈海丽

[导读] 摘要：随着我国经济社会的深入发展，人们对能源节约和环境保护的要求越来越高。

        广东外语外贸大学广东省广州市 510420
        摘要：随着我国经济社会的深入发展，人们对能源节约和环境保护的要求越来越高。在建筑领域，节能的核心内容是减少建筑的能源消耗，促使建筑中的能源得到充分利用。而电气设计是高层住宅建筑设计的重要组成部分，科学合理的电气设计能够有效保证住宅建筑的美观性，并且对住宅建筑功能的使用，居住者的生活和财产安全以及房屋成本的降低都有一定的影响。本文主要阐述了高层智能住宅建筑的电气及节能设计。
        关键词：高层智能住宅建筑；电气设计；节能设计
        1.高层住宅建筑电气的设计原则
        高层住宅建筑电气设计有三大原则，一是根据经济和效率的实际情况，二是要满足建筑的使用功能，三是节约不必要的能量损失。由于要考虑建筑节能设计，要追求节能效果，就不能达到利益最大化。事实上，节能和经济的平衡，意味着不可以做太多的消费投资，但应尽量保证，在可以的条件下，降低资金消耗采取一些节能措施。建筑物的功能应该从四个方面，一是色温，及颜色和光照，二是周围的环境和便利的交通，三是可以满足一些特殊技术或特殊场所和要求的关键点；这是下降的降低能耗，这需要全分析不必要的能源，然后采取有针对性的措施。
        2.高层住宅应用建筑节能技术的重要意义
        目前，高层住宅建筑是建筑模式中比较重要的一种，直接影响着未来现代城市的发展。高层建筑工程项目具有施工工序繁多复杂、施工周期长、施工过程中交叉作业、消耗施工材料、设备较大等特点，使得高层住宅建筑工程大幅度消耗能源资源，给自然环境和生态环境造成恶劣的影响，不利于建筑行业可持续发展的实现。因此，在具体的高层住宅建筑施工过程中，需要从设计方面做起，注重环保和节能，使用建筑节能施工技术、节能施工材料，严格控制好高层住宅建筑的每一道施工工序，这样不仅可以充分降低能源消耗，而且还可以提升能源利用率，降低企业成本，实现最大化的经济利益和社会利益，达到良好的建筑居住使用效果，合理降低能源消耗。
        3.实际案例分析
        3.1工程概况
        本工程为凤凰新城一期项目，位于宁乡县白马桥乡，白马大道东侧仁福大道西侧，属于夏热冬冷地区的南区，建筑类型有居住建筑以及公共建筑，节能设计考虑夏季空调，兼考虑冬季采暖。总用地面积51262.27平米，本次设计范围占地面积约14723.46平方米，总建筑面积191626.65平方米，主要有住宅建筑、商场、幼儿园、地下室。
        3.2电气设计
        3.2.1供配电设计
        电房设置在本期地面，发电机房设置在本期地下室，电源由市政电网提供，高压側为10KV，低压側为380V。低压供电电源从低压配电房引来，各用电点电源电压为380V、220V。
        3.2.2高、低压供电系统接线型式及运行方式
        高压为单母线运行。低压为单母线分段运行，正常运行时，联络开关断开，两段母线均由各自变压器供电，当有一台变压器故障或检修时，手动合上联络开关由另一台变压器供电。
        3.2.3动力设计
        地下车库的电源按防火分区配电，照明采用光管支架分回路控制，电井每层设置了配电总箱，分散式引至每户的配电分箱。动力设备为电梯、消防电梯、消防卷帘、消防泵房等设备，其供电系统采用放射式按负荷分级供电，电压等级为380V。市电和备用两路电源在电梯机房、消防卷帘及消防泵房末端配电箱双电源自动切换装置切换。客房、商铺均按毛坯房设计。在各层电表间或电井内，采用分区或分层计量方式，线路分散式引至每住户配电箱。
        3.3照明设计
        贯彻国家“绿色照明”的有关方针政策，主要采用高效、节能、高显色性（显色指数≥80）的光源及附件。

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采用带电子镇流器的T5或T8三基色荧光灯，保证单灯功率因数不小于0.9。一般场所为荧光灯或节能灯为主，有装修要求的场所视装修要求商定。电气附件（包括开关、插座、灯具附件、线管等）应满足消防、节能和环保等方面的基本要求，开关、插座和照明器靠近可燃物时，应采取隔热、散热等保护措施。
        3.4电气节能设计
        走廊照明照度值为50LX，每平方2.5W；楼梯照明照度值为50LX，每平方2.5W；地下车库的照明照度施工图要达到50LX，每平方2W；消防控制室的照度为500LX，每平方15W；风机房的照度为100LX，每平方4W。公共场所及地下车库及楼梯照明采用日光灯（光管支架），公共场所照明采用指甲开关分组控制，地下车库照明采用分区分组控制，楼梯照明采用声光控开关控制，灯具都要求符合节能标准。日光灯采用电子镇流器，采用的镇流器应符合能效标准。按照经济电流合理选择电缆截面，降低线路损耗。
        3.5电机启动及控制
        风机电机功率较小者采用直接起动的控制方式，而功率较大（15kW及以上）不宜直接起动的动力机组，则采用了软起动或星/三角降压起动等作为其降压起动的主控设备，这样，即可使机组起动平稳，又可节约电能。电梯电力驱动采用变频调速装置，降低电能损耗。确定合理的运行速度，采用先进的信号控制及管理方案，提高运行效率。电梯轿厢照明采用LED灯，轿厢无人自动关灯。
        在消防控制中心、监控中心、电梯机房、风机房、水泵房，变配电所等火灾时需要继续工作的场所设应急备用照明，其照度保证正常工作要求。在各安全出口和疏散走道、楼梯间及其前室、电梯间及其前室、设置安全出口标志和疏散指示标志。建筑内疏散应急照明的地面最低水平照度应符合：一般平面疏散区域地面，最低照度不低于1.0lx；人员密集场所，最低照度不低于3.0lx；楼梯间、前室或合用前室，最低照度不低于5.0lx；垂直疏散区域，最低照度不低于5.0lx。
        备用照明、应急照明、疏散标志灯和出口指示灯采用自带电池电源装置供电，一般疏散区域、竖向疏散区域、人员密集及地下疏散区域应急供电时间不少于90分钟，避难疏散区域、消防控制室、电话机房、配电室、风机房、水泵房等消防工作区域应急供电时间不少于180分钟，后续时间由发动机供电。
        3.6建筑节能设计及措施
        此本项目有三种类型的屋顶，一种是网架屋顶，采用多米碳晶板和挤塑聚苯板作为保温材料；另外两种分别是外廊部分屋顶和不上人屋顶，采用挤塑聚苯板为保温材料。
        外墙采用加气混凝土砌块（ρ=700kg/m）厚200，本项目外墙的平均传热系数度K=0.68，平均热惰性指标D=4.00，外墙饰面采用灰色色、白色等不同颜色的挂石或涂料等材料。
        首层外窗采用平开窗增加通风面积，可开启面积均不小于外窗面积的35％。外窗采用断热铝合金窗框+6mm中透光Low-E+12A+6mm透明玻璃，传热系数2.200W/m^2.K，自身遮阳系数0.400，幕墙采用断热铝合金窗框+6mm中透光Low-E+12A+6mm透明玻璃，传热系数2.200W/m^2.K，自身遮阳系数0.400，天窗采用断热铝合金窗框+6mm较低透光Low-E+12A+6mm透明玻璃，传热系数2.200W/m^2.K，自身遮阳系数0.304。
        外窗气密性要求10Pa压差下单位缝长指标值为2.5m /m.h，单位面积指标值7.5m /m.h；外窗气最不利气密性等级为6级。采用弹性好耐久的密封条，开启扇采用双道或者多道密封。幕墙最不利气密性等级为3级，采用弹性好耐久的密封条，开启扇采用双道或者多道密封。建筑内卫生器具给水设备全部选用合格节能环保产品。变压器采用低噪声低损耗环氧树脂干式变压器柜，以减少空载损耗和负载损耗。功率因数采用在低压侧集中补偿使cosф>0.9。
        参考文献：
        [1]赵秀秀，王建.浅析高层住宅建筑电气设计[J].建筑工程技术与设计.2020（20）.
        [2]黄保森.浅谈福州地区高层住宅建筑电气设计[J].四川水泥.2020（02）.
        [3]梁美云.浅谈高层住宅建筑电气方案设计[J].机电信息.2019（21）.