建筑電氣設(shè)計中節(jié)能與安全的研究

周建超

（煤炭工業(yè)鄭州設(shè)計研究院股份有限公司，河南 鄭州 450007）

1 前言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對于電氣的需求也逐漸增多，隨著智能建筑的出現(xiàn)與發(fā)展，在建筑施工過程中，建筑施工的要求也越來越高。電氣作為智能施工的主要設(shè)計重點(diǎn)，并隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，逐漸擴(kuò)大了電氣的應(yīng)用領(lǐng)域，目前，電氣能源消耗與電氣安全是目前我國城市發(fā)展中最主要的消耗形式。環(huán)境污染造成了能源缺失加劇了能源危機(jī)，越來越多的人開始關(guān)注節(jié)能產(chǎn)品。

2 建筑電氣設(shè)計原則

在進(jìn)行建筑電氣設(shè)計時，應(yīng)遵循相關(guān)的設(shè)計規(guī)范以及規(guī)章制度，要求以設(shè)計規(guī)范作為電氣的設(shè)計準(zhǔn)則，體現(xiàn)出國家法律對建筑施工的要求，使電氣設(shè)計符合節(jié)能和安全的設(shè)計原則。建筑電氣設(shè)計應(yīng)滿足其功能要求，在建筑功能的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，是通過穩(wěn)定的運(yùn)行來帶動設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，使設(shè)備能自行控制運(yùn)轉(zhuǎn)，為居民生活提供便利。建筑電氣設(shè)計作為建筑的主要組成部分，在進(jìn)行電氣設(shè)計時，應(yīng)將經(jīng)濟(jì)因素綜合考慮到設(shè)計之中，全面考慮初投資以及日后的運(yùn)行成本，以達(dá)到建筑使用壽命期內(nèi)成本最低的要求。

3 建筑電氣設(shè)計中的安全性

建筑電氣設(shè)計中的安全性應(yīng)從供電線路方面、電力供應(yīng)方面、電氣設(shè)備方面、以及建筑消防這幾個方面進(jìn)行考慮。

3.1 供電線路方面

居民住宅中的電路種類繁多。為確保各種電氣設(shè)備中的電路可以安全運(yùn)行，不可隨意更改供電電路中的主線截面。如需進(jìn)行更改，必須按照規(guī)范要求經(jīng)計算檢驗后再進(jìn)行更改。否則更改后線路截面變小，造成電阻變大以及功率過載將會引起電路發(fā)熱，甚至造成火災(zāi)。

3.2 電力供應(yīng)方面

電力在目前的建筑施工中起著十分重要的作用，沒有電力來源，建筑基本處于癱瘓的狀態(tài)。確保穩(wěn)定的建筑電力供應(yīng)，是保障居民日常生活的基礎(chǔ)。因此，為確保居民的正常用電，在現(xiàn)代高層建筑中，應(yīng)設(shè)置兩個以上的獨(dú)立電源，根據(jù)負(fù)荷的大小以及當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的相關(guān)規(guī)定來確定電源的數(shù)量。同時供電又互為備用是設(shè)置兩路獨(dú)立電源的基本原則。另外，須安裝燃?xì)廨啺l(fā)電組或備用柴油，要求斷電時及時恢復(fù)供電，時間應(yīng)控制在15秒以內(nèi)，保證消防設(shè)備、事故照明、以及電梯事故等方面的用電。應(yīng)根據(jù)建筑標(biāo)準(zhǔn)，選用功能性較強(qiáng)的真空開關(guān)手車式高壓開關(guān)柜。根據(jù)消防防火要求，主樓內(nèi)嚴(yán)禁安裝大容量的油浸電力變壓器。將容量低壓配電屏的出線做成手車式。

3.3 電氣設(shè)備的接地方面

現(xiàn)在的建筑中存在大量的電子設(shè)備，如空調(diào)、冰箱、電視、電腦等等，電子設(shè)備利用保護(hù)接地系統(tǒng)的共用接地體與重復(fù)接地連接，為保證用電安全，共用接地體的電阻應(yīng)控制在1Ω以內(nèi)。

3.4 建筑消防控制方面

建筑消防設(shè)計實際上就是火災(zāi)自動報警滅火系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括分區(qū)消防報警控制器、火災(zāi)探測器、消防中心、自動灑水滅火以及氣體自動噴射滅火系統(tǒng)等，這四個部分系統(tǒng)實現(xiàn)了報警滅火的自動化。消防線路應(yīng)按照要求進(jìn)行暗敷或穿金屬管，防止火災(zāi)發(fā)生后，影響消防線路的正常使用，確保命令以及信號的正常傳輸。消防水泵的控制十分重要，為保證安全，應(yīng)在消防水泵上設(shè)置兩路控制：一路安設(shè)在消防控制室控制，另一路則安設(shè)在消防水泵控制柜。

4 建筑電氣設(shè)計中的節(jié)能性

建筑電氣設(shè)計是建筑設(shè)計中必不可少的一部分。為減少建筑的功能損耗，建筑電氣工程師應(yīng)綜合考慮，將初投資以及建筑電氣在運(yùn)行時產(chǎn)生的能耗作為重點(diǎn)考慮因素。論文從照明、變壓器、線路這幾個角度進(jìn)行分析。

4.1 電動機(jī)的節(jié)能性

電動機(jī)損耗的減少，主要通過電動機(jī)的功率因數(shù)以及工作效率的提高來實現(xiàn)。在建筑工程中，電動機(jī)一般由專業(yè)設(shè)備配套，因此電動機(jī)損耗的減少，應(yīng)該在運(yùn)行的過程中實現(xiàn)。可以減少就地電容器補(bǔ)償、電動機(jī)空載運(yùn)行以及電動機(jī)輕載運(yùn)行。具體的做法是利用變頻調(diào)速來控制電動機(jī)，緩解負(fù)載變化對電動機(jī)產(chǎn)生的影響，從而提高電動機(jī)在輕載運(yùn)行時的工作效率，最終達(dá)到節(jié)能的目的。實驗證明，在空調(diào)系統(tǒng)中利用變頻控制，可使空調(diào)的運(yùn)行成本減少30～40%。

4.2 變壓器的選擇

變壓器作為電氣運(yùn)轉(zhuǎn)時重要的電力輸送設(shè)備，應(yīng)不斷地發(fā)展與提高，滿足人們的需求。從節(jié)能方面考慮，應(yīng)選用節(jié)能型變壓器。使硅鋼片以及優(yōu)質(zhì)冷軋晶粒取向硅鋼片的磁場方向相似，可以防止渦流損耗；接縫密合可降低漏磁損耗。與傳統(tǒng)的變壓器相比，節(jié)能型變壓器減少了短路損失以及空載損失，10kV系列節(jié)能變壓器分別降低13.93%和41.5%。通過計算得出，平均每千伏安年可以節(jié)電9kW·h。節(jié)能型變壓器具有很多優(yōu)點(diǎn)：節(jié)能顯著、高效率、低損耗、抗沖擊等，因此被人們廣泛應(yīng)用。

4.3 配電線路損耗

用于建筑供電的線路較長較多，由于電阻原因，電流通過時會引起功率損耗，要降低電阻導(dǎo)致的損耗可從下文的幾個方面考慮：選用導(dǎo)線時，應(yīng)選擇電阻率小的銅芯導(dǎo)線。盡可能的減少導(dǎo)線的長度，在設(shè)計線路時，應(yīng)以直線為準(zhǔn)，避免過多的彎路，在低壓配電中，盡量避免走回頭路。為減少供電半徑，變電所與負(fù)荷中心的距離不應(yīng)過遠(yuǎn)。對導(dǎo)線截面積增大，對于一些長線路，應(yīng)以熱穩(wěn)定、電壓降、載流量和保護(hù)配合要求作為增大一級線截面積的前提，因此而增加的線路成本可在運(yùn)行成本中抵消。

5 結(jié)束語

隨著社會的不斷發(fā)展，建筑電氣設(shè)計的要求也逐漸提高。現(xiàn)如今是一個提倡環(huán)保節(jié)能的時代，建筑電氣工程將沿著綠色方向發(fā)展，電氣設(shè)計在符合建筑規(guī)范的前提下，越來越注重節(jié)能性和安全性。建筑電氣應(yīng)從運(yùn)行成本、初投資、以及環(huán)保節(jié)能這幾個方面進(jìn)行綜合考慮，使建筑電氣滿足居住適用性、節(jié)能性和安全性要求，減少能源損耗，從而達(dá)到節(jié)約能源的最終目的。

[1]林卓銘.建筑電氣設(shè)計中的節(jié)能問題探究[J].科技致富向?qū)В?011，10(09)：522-523