建筑電氣設計中的安全性和節能性分析

王永忠

摘要：隨著經濟的增長和人們收入的增加，建筑智能化、自動化使建筑用電量猛增。各種電力設施的大量使用時的電氣安全成為當前環境中的重大安全隱患。建筑節能在建筑行業勢在必行，要求建筑電氣工程師發揮聰明才智，既要滿足建筑功能要求，給居民提供舒適、方便的生活空間,還要盡可能的減少建筑能耗。本文從建筑電氣設計安全和節能兩個方面進行了分析。

關鍵詞：建筑電氣設計安全性節能型

中圖分類號：TU2文獻標識碼： A

在當前社會發展中，人們對各種電氣的需求不斷的增加，在建筑施工和設計中，隨著智能建筑的不斷發展和出現，使得建筑施工的過程中其施工要求也在不斷的提高和發展。在智能建筑中，電氣為其主要的設計要點和重點。隨著當前經濟的不斷發展，電氣應用的不斷擴大，電氣能源消耗已成為當前城市發展中的主要消耗形式。隨著當前能源危機的日益加劇，建筑智能化和自動化手段的不斷發展使得在當前建筑設計的過程中，節能設計和電氣安全設計已成為當前建筑設計的重點，更是建筑行業勢在必行的設計手段和方法。這些都要求建筑電氣工程師發揮聰明才智，其在設計的過程中不但要滿足建筑功能的要求，更要滿足居民對各種電氣和室內環境的要求，能夠在居民居住中保證居民安全，更要盡量做到減少各種能源的消耗。

一、關于建筑電氣設計的原則

建筑電氣設計的過程中要遵守相關的規章制度和設計規范，以設計規范為準則進行設計，要體現出國家政策對建筑設計的質量要求，更要符合電氣設計過程中節能和安全性能的設計標準。建筑電氣設計應滿足建筑的功能需求，在建筑設計和功能運轉的過程中，是通過其穩定連續的運行方式來帶動其設備的運轉，使得設備在運轉中能夠自行的控制，為居民生活帶來方便與便捷。建筑電氣設計是建筑的一部分，在設計過程中也要考慮綜合經濟因素，既要考慮初投資也要兼顧以后的運行費用，以求得建筑生命周期內費用最低的目標。

二、關于建筑電氣設計安全性

1.電力供應，電在人們的日常生活中占據著越來越重要的地位，現代社會如果沒有了電，人們的生產生活活動將無法順利進行，毫不夸張的說，整個社會將處于癱瘓狀態。為減少意外斷電事件給人們帶來的不便，現代高層建筑每棟都需要設置兩個或者兩個以上的獨立電源，具體設置幾個需由建筑內部用電負荷及實際具體情況決定。除了多個獨立電源之外，現代高層建筑還應設置備用燃油發電機，一旦事故發生，發電機需在15秒之內自動開啟從而保證事故發生時重要用電設備能及時通電，從而減少事故傷亡，以便更大程度地保護居民安全。為防止火災，根據防火要求，建筑室內不能使用大容量油浸式的電力變壓器，一般應采用干式變壓器。

2.供電線路，由于居民用電之處較多，用電線路也就錯綜復雜。供電線路中的主線路導線的規格必須嚴格遵守規范要求，并且其橫截面積不能隨意更動，否則可能會因為線路功率過大而引發火災。

3.電氣設備接地，為保證電器的安全運行，同時保證用戶的人身安全，通常情況下，大功率用電器都要接地。并且為了確保人員安全需要重復接地。所謂重復接地就是在中性點直接接地的系統中，在零干線的一處或多處用金屬導線連接至接地裝置。

4.建筑消防控制，現代建筑電氣設計工程，一般都包括消防控制設計。建筑消防控制設計主要內容有建筑電氣消防系統結構，火災自動報警系統、消防聯動系統、消防通訊系統、火災警報系統和自動噴水系統。當火災發生時，消防線路不能因為火災而發生故障不能使用，否則這個系統就是無用的。所以消防線路所使用的材料應該具備防火功能，從而確保能夠起到降低或減小火災傷害的目的。通常情況下消防滅火使用的是水泵，所以對水泵的控制至關重要。消防水泵的控制應設置兩條線路：一條引至消防水泵控制柜；另一條則引至消防控制室。

三、關于建筑電氣設計的節能性

建筑電氣設計是建筑設計的一部分，為降低建筑的能耗，建筑電氣設計師也應從全盤考慮，既要兼顧初投資還要考慮建筑電氣的運行能耗，下面分別從變壓器、線路、照明等幾個方面進行分析。

1.變壓器的選擇，變壓器是電氣運轉過程中主要的電力輸送設備，隨著當前社會發展中，人們對變壓器要求的不斷提高。變壓器應選用節能型變壓器，高導磁的優質冷軋晶粒取向硅鋼片和先進工藝制造使硅鋼片的磁場方向接近一致，可以減少鐵心的渦流損耗；良好的接縫密合，可減少漏磁損耗。與老產品比，節能型變壓器空載損失和短路損失降低，lOkV系列分別降低41．5％和13．93％。平均每千伏安年節電9kW·h。節能型變壓器，因其具有損耗低、質量輕、效率高、抗沖擊、節能顯著等優點，而在近年得到了廣泛的應用。變壓器的容量選擇。理論上計算變壓器負載率為50％時，變壓器的有功耗能能耗最小。但此時變壓器的無功能耗增加，因此要考慮綜合經濟效益后進行選擇。工程中變壓器的容量選擇在考慮初投資和運行費后，一般變壓器的負載率取容量的80％。

2.配電線路損耗，建筑中供電線路長且多，由于電阻的存在，當電流通過時就會產生功率損耗，要減少電阻損耗應從以下幾個方面考慮：選用電阻率ρ較小的導線，如銅芯導線較佳，鋁線次之。減少導線長度，在設計中線路應盡量走直線少走彎路，另外在低壓配電中盡可能不走或少走回頭路。變電所應盡可能地靠近負荷中心，以減少供電半徑。增大導線截面積，對于較長的線路，在滿足載流量、熱穩定、保護配合及電壓降要求的前提下，在選定線截面時加大一級線截面。這樣增加的線路費用，可以由以后的運行費用抵消。

3.電動機的節能分析，減少電動機損耗的主要途徑是提高電動機的工作效率和功率因數。但是在具體工程中電動機通常都是水暖及建筑等專業設備所配套的，因此電氣設計節能措施主要在運行過程中。除了就地電容器補償減少線路損耗外，還應減少電動機低效率的輕載和空載運行。主要的措施是采用變頻調速控制電動機使其適應負載的變化，以提高電動機輕載時的效率從而達到節約電能的目的。如對于空調系統的循環泵采用變頻控制后空調系統的運行費可節約30～40％。

4.照明節能，照明節能的最好的方式就是盡量利用太陽能自然光，因為太陽能可以說是取之不盡用之不竭的。建筑照明電氣節能設計的主要措施有：選擇合理的照明方式；合理設置光源；高效節能照明燈具的選用；高效節能電器附件的選用；最大限度地利用太陽能自然光從而減少照明用電，這是照明節能的最主要的方法。根據裝置照明設備的場所和所需達到的光照效果，合理設置照度和功率密度值。在照明場所設置合理的照明控制方式。根據建筑照明場所的功能和特點以及對燈光的要求合理設置照明控制方式也是節能的一種手段。設計時應該盡量減少照明線路的長度，從而減少線路上的能耗。提高照明系統的功率因數，可通過使用電子或電感鎮流器的方法，熒光燈的氣體放電燈適合在每個單燈上設置電容器補償燈具電容，變壓器低壓采用集中電容器補償。這些方法都是通過減少線路的無功功率，從而節省能量消耗。

近年來建筑電氣需求的不斷擴大，在建筑電氣設計的過程中其各種設計手段和設計措施不斷的應用，旨在提高建筑電氣設計中的安全性能和節能型，保證建筑電氣在運行的過程中能夠安全有效的運行。隨著人們對智能建筑要求的不斷增加，在建筑電氣設計的過程中其發展前景是很大的，在設計的過程中需要設計人員對設計方案進行反復的思考，采用相符合技術指標進行研究，從而達到真正安全節約的目的。

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