建筑电气安全节能设计

建筑电气安全节能设计

刘文宾

牡丹江市建筑设计研究院有限责任公司 黑龙江 牡丹江 157000

摘要：我国是能源大国，但人均资源低。随着国民经济的高速发展，我国处于大量消耗原材料支持经济增长的工业化时期。合理节能是国家经济可持续发展的重要措施。现代建筑中广泛采用变压器等耗能系统，我国建筑能耗占总能耗的26.7%，节能技术的运用可以节约宝贵的能源资源，建筑电气工程运用节能技术可减少工程项目中资源浪费现象。建筑用电节能技术可通过建筑物冷热源系统，给排水系统等机电设备实时监视，使设备处于最佳运行状态。建筑电气节能是在对其进行有效管理减少能耗，建筑电气工程节能可从变压器选择系统功率因素提高等方面采取措施。

关键词：建筑工程；电气；安全节能

1 建筑电气设计的基本原则

建筑节能建设体系中，电气节能为核心内容之一，需兼顾安全可靠、经济效益、环保舒适等多重要求，其设计工作必须围绕现行国家规范、地方标准及行业规范展开，电气设计应遵循安全可靠的原则，以确保用户正常生产或生活为基本前提，最大限度减少资源投入，从而提高经济效益性和生态环保特性，在有限的资源条件下创造最可观的效益。

2 建筑电气设计安全性要点

安全是建筑电气设计的首要追求目标，不能存在任何安全隐患。安全性设计须兼顾多个方面，具体分析如下。

2.1 电力供应

电力是日常生活中不可或缺的能源形式，若缺乏电能的支持，则必然会阻碍正常的生产生活节奏，甚至导致社会发展停滞不前，因此，电力供应必须具有足够的稳定性。在现代高层建筑中，多数均配置2路独立电源，具体需根据用电容量及负荷等级而定，以维持电力供应的稳定性。此外，根据负荷等级，有些建筑还须配置柴油发电机，在电力供应异常的状况下可及时启用发电机，在最短时间内恢复基本供电，将事故伤亡及损失降低至最小，给建筑内部的居民提供安全保障。为从根本上避免火灾事故，在配置电力变压器时须注意对变压器规格的选择，设置在民用建筑中的变压器，应选择干式、气体绝缘或非可燃性液体绝缘的变压器。

2.2 供电线路

居民用电需求量较大，建筑内部的用电线路分布错综复杂，在线缆选择、敷设时必须依据规范而展开，保证线缆截面的合理性。

2.3 电气设备接地

除了配电系统的接地外，电气设备的接地也很重要，如变配电所接地、手持式电气设备的接地保护、移动式电力设备的接地等，除此以外，民用建筑内电气装置应采用总等电位联结、辅助(局部)等电位联结等安全措施，如图1所示。

图1 电位联结示意图

2.4 建筑消防系统

根据建筑的规模、使用功能等情况合理配置消防系统，具体包含火灾自动报警系统、消火栓系统、自动喷水灭火系统、防烟排烟系统等多个部分。在发生火灾时，通过火灾自动报警系统对建筑内各系统进行联动控制，及早地发现火灾、启动相关系统，最大限度地降低火灾带来的财产损失及人员伤亡。对此，在消防线路相关设计工作中，应注重对材料质量的把控，其必须具有良好的耐火性能，确保各消防系统稳定运行，降低火灾所造成的不良影响。

3 节能设计

3.1 供配电设备

供配电系统的设计必须具有科学性，以保证系统能够维持稳定运行的状态，同时其操作也应当具有便捷性，兼顾用电设备、供电距离等方面的因素，从而采取科学的配置方案。结合经验，需以负荷中心为基准，将变配电相关装置布设于周边区域，此举的优势在于可缩短供电距离，节省线路，减少电力资源在传输途中的电能损耗。对于变压器的选择，需以建筑用电需求为基本依据，满足季节性变化的要求，提高居民建筑用电的合理性。此外，功率因数也应当成为重点考虑对象，理论上，在提高功率因数后有助于减少能耗量。

电能的传输需以电缆或电线为基本载体，而线缆存在一定的电阻值，因此，电能传输途中存在线路损耗，此问题难以从根本上避免，但可以通过科学的措施有效提高回路中的有功功率，减少无功功率，从而达到降低能耗、保护线路等多重效果，结合既有设计及施工经验，皆在降低设备的无功功率，同时显著提高其功率因数等指标。

线路的电流大小、线路的电阻值等均会影响线路的损耗情况，在电流不变的前提下，若要达到降低电耗的效果，则需要降低线缆的阻抗。进一步分析，线缆的材质、截面积均会对线缆的阻抗产生影响，对此，可选择小电阻型导线，例如，应用较为广泛的铜线就是可行的导线材料；而根据电阻与截面积的关系可知，可适当增加导线的截面积，以达到降低电阻的效果。

供电距离也将决定电能损耗的高低，在线路设计时应尽可能采取走直线的方式，尽可能不倒送，以便缩短供电距离，目的在于降低线路上的电能损耗；若布设的变压器临近负荷中心，也能够缩短供电距离。电气节能设计工作中，若建筑物每层平面面积较大时，应在设备层分散设置多个变配电所，通过此方式缩短供电干线的长度；若为高层建筑，则需要注意对低压配电室位置的选择，应尽量临近电气竖井。

3.2 用电设备

照明节能设计的基本前提在于给用户提供正常的照度，使其能够正常生产或生活，需最大限度降低光能的损失量，提高光能的利用率。自然光为重要的光源，也是照明节能设计中最为关键的应用途径，应面向用户推广可以使用自然光的设备。此外，自然光与室内人工照明相结合的方式也较为关键，且需调整好两者的比例，尽可能减少人工照明的使用量。

现阶段，LED灯是较为典型的照明设备，相比于传统灯具而言，其节能优势更加显著。LED是冷光源，作为一种半导体照明方式，其对环境的污染相对较小，而相比于白炽灯等传统灯具形式而言，其节电效率可达到75%或更高。以相同亮度为基本前提，LED灯的耗电量可明显降低，约为荧光灯的1/3，普通白炽灯的1/15。此外，诸如电子镇流器、电子触发器等均是较为可行的节能配件，值得被应用在照明工程中。对于公共建筑场所，在该处设置荧光灯时需要尽可能选择带有无功补偿的灯具，以减少能源消耗量。

3.3 电气工程控制

电气工程控制是一项系统性工程，其对工作人员综合水平提出了较高的要求，高品质的电气工程必须得到材料和人员的双重支持。为确保电气工程的整体品质，则必须充分提高工程队伍的水平，发挥出软实力的优势，加强对电气工作人员的培训力度，使其在掌握专业技能的同时还可强化责任感。参建人员必须从现场总结经验，作为后续工作的指导，以便在指定的工期内保质保量完成电气工程的相关工作。显然，高品质的电气工程与高素质的员工具有密不可分的关系，若要提高工程的整体品质，则必须将员工培训作为重点发展方向。相关人员也须怀揣积极进取之心，持续给自身“充电”，明确分工，以理论为指导，落实至实际行动中，确保工程质量。

4 结语

随着我国建设规模的不断扩大，安全节能设计为重点内容，通过科学可行的安全节能设计方案，可提高资源的利用率，顺应可持续发展的时代潮流。对此，在建筑电气系统设计中，必须践行安全节能的基本理念，采取多重措施，切实提高资源的利用水平，并给用户营造安全、舒适的居住环境。

参考文献

[1]GB 51348—2019 民用建筑电气设计标准[S].

[2]衣光照，王磊鑫.建筑电气设计节能的原则及途径探究[J].工程建设与设计，2020(9):59-60.

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