淺論建筑電氣設(shè)計(jì)的安全性和節(jié)能性

承文裕

（江蘇浩森建筑設(shè)計(jì)有限公司 江蘇常州 213022）

0 引言

在大眾生活水平不斷提升之下，建筑自動(dòng)化和智能化的發(fā)展使得建筑用電量猛漲。城市化的進(jìn)一步發(fā)展，使得我們國(guó)家建筑面積每年都以數(shù)十億立方米的速度增加。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我們國(guó)家當(dāng)前的建筑耗能占到了社會(huì)總耗能的大約3%左右，因此建筑行業(yè)節(jié)能已經(jīng)勢(shì)在必行。對(duì)此這就要求電氣設(shè)計(jì)人員要依照具有的設(shè)計(jì)要求，在滿足基本功能的前提下，減少能源損耗，保證基本的節(jié)能性和安全性。

1 案例概況

某一建筑工程為某地某醫(yī)院的門診樓，其規(guī)劃建設(shè)用地大約為7萬(wàn)m2，建筑面積大約為13萬(wàn)m2，整體建筑高度50m左右，防火設(shè)計(jì)為一類高層建筑，構(gòu)建的耐火等級(jí)地下和地上都是一級(jí)，地下二層為車庫(kù)。

2 安全性

2.1 強(qiáng)化電力供應(yīng)

對(duì)于建筑功能來(lái)說(shuō)，只有確保電力供應(yīng)的順利性才能夠進(jìn)一步促進(jìn)有效實(shí)施。當(dāng)建筑出現(xiàn)斷電之后，一般都會(huì)直接陷入癱瘓狀態(tài)，就拿上述案例來(lái)說(shuō)，在醫(yī)院一旦出現(xiàn)斷電的情況，就有可能會(huì)導(dǎo)致患者的治療機(jī)器停運(yùn)，由此威脅到生命安全等，因此確保電力供應(yīng)的安全性和穩(wěn)定性，就是電氣設(shè)計(jì)當(dāng)中最需要特別關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題：①?gòu)拇_保供電可靠性角度進(jìn)行分析，高層建筑一般需要最少兩個(gè)獨(dú)立性的電源，具體的數(shù)量可以依照建筑負(fù)荷的實(shí)際狀況和當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)條件去進(jìn)行設(shè)計(jì)，各個(gè)電源之間必須要互為備用[1]。上述案例之中可以從市政處引進(jìn)二路獨(dú)立10kV的電纜線路供電，另外還可以配備柴油發(fā)電機(jī)組，運(yùn)用功率為1200kW當(dāng)作第三路電源。②一定要設(shè)計(jì)出來(lái)應(yīng)急備用的發(fā)電機(jī)組，這樣就能夠保證在停電之后馬上給建筑恢復(fù)供電，從而使其中的電梯以及各類消防設(shè)施都可以正常使用。比如就可以配備一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組。當(dāng)某一路市政電源停電，就可以實(shí)現(xiàn)從變配電室的開(kāi)啟柴油發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)信號(hào)，由此保證正常供電。③在設(shè)計(jì)的時(shí)候還可以在電力輸送的終端設(shè)置空氣開(kāi)關(guān)，這樣在出現(xiàn)觸電或者是漏電情況的時(shí)候，就可以及時(shí)進(jìn)行斷電，從而在最大程度上保證用電的安全性。

2.2 優(yōu)化供電線路

對(duì)于電路傳輸來(lái)說(shuō)，供電線路則是非常重要的通道，倘若其中一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了故障，勢(shì)必會(huì)給整個(gè)建筑整體的供電帶來(lái)重大影響。對(duì)此，在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還必須要進(jìn)一步優(yōu)化供電線路，同時(shí)依照建筑本身的電力負(fù)荷以及實(shí)際的運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境，做好線路截面以及材料等方面的科學(xué)選擇，從而使其能夠滿足相應(yīng)的要求[2]。此外還應(yīng)該要定期實(shí)施線路的檢修，一旦發(fā)現(xiàn)存在安全隱患，一定要及時(shí)進(jìn)行處理。以上述案例來(lái)說(shuō)，可以在其低壓側(cè)使用單母線分段接線，一共分成五組十段母線，在每一段低壓母線上面可以設(shè)置應(yīng)急母線段，確保在市政兩路點(diǎn)源都失電的情況下還能夠確保一級(jí)負(fù)荷供電。

2.3 完善設(shè)備接地

當(dāng)電氣設(shè)備在出現(xiàn)故障之后，電流就會(huì)在接地體的作用下向著大地流散，以此起到相應(yīng)的防護(hù)作用。接地防護(hù)主要是避免人員或者建筑受到電擊，進(jìn)而威脅生命或者是引發(fā)建筑電氣火災(zāi)以及線路損壞等。接地系統(tǒng)不同，具體的防護(hù)效果也存在很大差異，其中強(qiáng)化絕緣措施、運(yùn)用等電位聯(lián)結(jié)以及安全超低壓都是非常關(guān)鍵的措施。此外，使用剩余電流保護(hù)器一般都會(huì)有效保護(hù)電氣火災(zāi)以及絕緣損壞所引起的事故。一般電氣防護(hù)措施非常多，也都比較復(fù)雜，但并非所有防護(hù)都要同時(shí)具備，還應(yīng)該要依照設(shè)備的實(shí)際特征和其所適應(yīng)的場(chǎng)所進(jìn)行選擇，確保最終在保證安全的前提下能夠達(dá)到節(jié)能的效果。

2.4 注重消防控制

電氣防火之中包含有很多方面的內(nèi)容，比如應(yīng)急照明、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警等等。防火的關(guān)鍵是要在不同的場(chǎng)所之中做好適合的防火措施，比如電纜不能和燃?xì)夤艿婪笤O(shè)在同一個(gè)管溝之中、消防用電必須要滿足火災(zāi)時(shí)連續(xù)供電的基本要求、燈具發(fā)熱部件要使用合理地隔熱措施、消防管線需要穿過(guò)金屬管敷設(shè)，且使用耐火的電纜電線。一般設(shè)計(jì)人員最常忽視的線路諧波電流引起的短路事故，這種事故產(chǎn)生的原因主要是非線性的設(shè)備較多，使得中性線之中的非線性諧波電流疊加，最終的電流大約等于相線電流的兩倍，這樣就會(huì)使得絕緣皮迅速老化，從而出現(xiàn)短路火災(zāi)；還有些設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)把中性線截面取成相線的一半，因此非線性設(shè)備一旦變多就會(huì)引起短路火災(zāi)[3]。對(duì)此在實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)就要確保相線和中性線是相同的，或者設(shè)計(jì)出更為可靠的接地形式。

3 節(jié)能性

3.1 壓器

對(duì)于變壓器來(lái)說(shuō)，應(yīng)該要優(yōu)先選擇具有節(jié)能性的。因?yàn)榕c常規(guī)性的變壓器相比較，節(jié)能型變壓器空載損失與短路損失都更低一些，同時(shí)運(yùn)行效率也都比較高，具有極強(qiáng)的抗沖擊性，因此節(jié)能效果非常明顯，在最近幾年的電力工程之中得到了極為廣泛的運(yùn)用。此外，還必須要重視對(duì)電壓器容量的選用。從理論上進(jìn)行分析，變壓器負(fù)載率只要達(dá)到50%左右，運(yùn)行過(guò)程中的有功能耗就會(huì)越小，但是無(wú)功能耗卻會(huì)增加，所以這就必須要對(duì)各個(gè)方面的因素進(jìn)行綜合考慮，使其負(fù)載率可以大概被控制在容量的 80%[4]。

3.2配線

對(duì)于配線來(lái)說(shuō)，一個(gè)方面可以選取一些電阻相對(duì)比較小的配電線路，倘若預(yù)算比較充分，可以優(yōu)先選擇銅芯的線路，這樣一來(lái)可以最大程度上減少電能在傳輸過(guò)程中產(chǎn)生的損耗。另一方面，需要結(jié)合建筑當(dāng)中的空間，進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整配電線路的布局，最大程度上將配線的長(zhǎng)度縮減到最小，從而使電力傳輸?shù)木嚯x能夠保持最短，這樣就可以發(fā)揮出節(jié)能減耗的作用。

3.3照明

①電氣照明設(shè)計(jì)的過(guò)程中必須要加大對(duì)節(jié)能性的考慮。如果是分區(qū)布局的處理，還應(yīng)該要使用不同顏色進(jìn)行有效區(qū)分，對(duì)于那些分辨率要求比較高的空間來(lái)說(shuō)，還要有效促進(jìn)整合利用，適當(dāng)將照明系數(shù)提升上去。②必須要強(qiáng)化控制端節(jié)能，將當(dāng)下最為先進(jìn)的照明控制系統(tǒng)引入進(jìn)來(lái)，比如聲控、光控等等，以此減少一些不必要的損耗。比方在樓道或者走廊當(dāng)中就可以選用聲控的形式，當(dāng)人在通過(guò)的時(shí)候燈光就會(huì)自動(dòng)亮起，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后自動(dòng)熄滅，以此最大程度上降低能耗。③可以加大對(duì)天然光源的運(yùn)用。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以和土建工程相互配合，及時(shí)優(yōu)化門窗設(shè)計(jì)，使天然光源能夠被引入到室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)照明的目的，比如天窗采光、側(cè)窗采光等等，以此降低居住者對(duì)于人工光源的需求。④可以引入新的光源，比如LED節(jié)能燈等等，從而降低照明系統(tǒng)帶來(lái)的能耗，達(dá)到節(jié)能的目的。在使用新光源的時(shí)候，必須要加強(qiáng)研究，最好可以和自動(dòng)化智能化控制相互配合起來(lái)，使節(jié)能的效果可以發(fā)揮到最大。比如在上述案例當(dāng)中就可以在護(hù)理單元過(guò)道以及病房之中設(shè)置“夜間照明”，交給護(hù)士站統(tǒng)一進(jìn)行調(diào)配。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前建筑電氣需求日益增多，強(qiáng)化電氣設(shè)計(jì)，確保設(shè)計(jì)的節(jié)能性和安全性是非常關(guān)鍵的，會(huì)直接影響到建筑功能的進(jìn)一步發(fā)揮。對(duì)此，設(shè)計(jì)人員就應(yīng)該要及時(shí)進(jìn)行觀念更新，引入先進(jìn)的設(shè)備與技術(shù)，以此提升整體電氣系統(tǒng)的安全性，并有效節(jié)能。