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建筑电气设计的安全性和节能性研究张小驰

发表时间：2020/9/25 来源：《基层建设》2020年第17期作者：张小驰

[导读] 摘要：建筑工程中，建筑电气设计占据重要位置，其设计质量直关系着建筑功能的有效发挥，新时代下，我国坚持走可持续发展道路，这也对电气设计提出了新的要求，节能性也成为其中必须考虑的因素，电气设计中安全性和节能性的实现将为人们的工作生活提供更多的便利性。

        中铁合肥建筑市政工程设计研究院有限公司安徽合肥 230000
        摘要：建筑工程中，建筑电气设计占据重要位置，其设计质量直关系着建筑功能的有效发挥，新时代下，我国坚持走可持续发展道路，这也对电气设计提出了新的要求，节能性也成为其中必须考虑的因素，电气设计中安全性和节能性的实现将为人们的工作生活提供更多的便利性。本文根据建筑电气的设计原则，探究建筑电气设计的安全性和节能性，希望带给大家参考意义。
        引言
        经济发展水平的提升以及生活水平的提升使得我国家用电器功率越来越大，数量也越来越多，人们对于建筑中电气设计的质量也有了更加严格的要求。电气设计人员除了需遵循相关规定进行设计工作以保证用电安全外，还要进一步提升电气使用性能。另外，生态破坏以及能源短缺等问题愈发显露，我国在此背景下坚持走可持续发展之路，电气设计人员在进行设计时必须将节能性纳入考虑范围，在满足所需的基础上减少能源浪费，为经济社会可持续发展做出贡献。
        1 建筑电气设计原则
        相关人员在进行建筑电气设计时必须遵从相关规范，保证使用的安全性，此外，建筑电气设计以及不满足于单纯满足建筑需求，还要在功能平稳的基础上注意经济预算，降低经济成本，其设计原则主要有以下三个部分。
        1.1 电气设计的实际性
        建筑电气设计中要对其经济效益进行仔细分析与预算，应当在经济损耗合理相当的情况下，尽可能选用节能的设备与材料。
        1.2 电气设计的适用性
        建筑电气设计应当科学合理利用电能，结合实际的供配电需求进行。基本原则为保证用户的日常需求。在此前提下，为建筑设施进行必要的能源输出，辅助建筑设备的正常运行。
        1.3 电气设计的节能性
        在建筑电气设计中应当对其消耗量进行充分分析，在保证基础消耗的前提下尽量避免不必要的消耗，达到节能的效果。
        2 建筑电气设计中的安全性
        2.1强化电力供应
        对于建筑功能来说，只有确保电力供应的顺利性才能够进一步促进有效实施。当建筑出现断电之后，一般都会直接陷入瘫痪状态，就拿上述案例来说，在医院一旦出现断电的情况，就有可能会导致患者的治疗机器停运，由此威胁到生命安全等，因此确保电力供应的安全性和稳定性，就是电气设计当中最需要特别关注的一个问题：①从确保供电可靠性角度进行分析，高层建筑一般需要最少两个独立性的电源，具体的数量可以依照建筑负荷的实际状况和当地的电网条件去进行设计，各个电源之间必须要互为备用。上述案例之中可以从市政处引进二路独立 10kV 的电缆线路供电，另外还可以配备柴油发电机组，运用功率为 1200kW当作第三路电源。②一定要设计出来应急备用的发电机组，这样就能够保证在停电之后马上给建筑恢复供电，从而使其中的电梯以及各类消防设施都可以正常使用。比如就可以配备一台柴油发电机组。当某一路市政电源停电，就可以实现从变配电室的开启柴油发电机组的启动信号，由此保证正常供电。③在设计的时候还可以在电力输送的终端设置空气开关，这样在出现触电或者是漏电情况的时候，就可以及时进行断电，从而在最大程度上保证用电的安全性。
        2.2优化供电线路
        供电线路是电力传输的通道，如果其出现故障，则必然会对建筑整体的供电产生影响。因此，在开展建筑电气设计的过程中，应该对供电线路进行优化，依照建筑本身的电力负荷及运行环境，做好供电线路材料、截面等的合理选择，确保其能够满足相关规范的要求，同时定期开展供电线路检修工作，如果发现存在安全隐患，则需要及时进行处理。
        2.3 完善设备接地
        当电气设备在出现故障之后，电流就会在接地体的作用下向着大地流散，以此起到相应的防护作用。接地防护主要是避免人员或者建筑受到电击，进而威胁生命或者是引发建筑电气火灾以及线路损坏等。

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接地系统不同，具体的防护效果也存在很大差异，其中强化绝缘措施、运用等电位联结以及安全超低压都是非常关键的措施。此外，使用剩余电流保护器一般都会有效保护电气火灾以及绝缘损坏所引起的事故。一般电气防护措施非常多，也都比较复杂，但并非所有防护都要同时具备，还应该要依照设备的实际特征和其所适应的场所进行选择，确保最终在保证安全的前提下能够达到节能的效果。
        2.4强调消防控制
        消防设计主要是针对带火灾自动报警灭火系统的设计，通常包括四个主要的组成部分，分别是分区消防报警控制器、自动灭火装置、火灾探测器以及消防中心，在进行设计的过程中，对于消防线路，需要采用暗敷的方式，或者穿过金属管道，确保在发生火灾时，消防线路能够保持正常使用，实现信号与指令的可靠传输。应该重视对消防水泵的控制，将其控制分为两路，一路连接消防中心，另一路则设置在消防水泵控制柜。
        3 建筑电气设计节能性
        节能降耗成为了当今社会可持续发展背景下的主要趋势，作为能耗大户的建筑行业更是必须高度重视节能问题，建筑电气设计必须强调节能性，以更好地适应时代发展要求。
        3.1供配电系统的节能
        供配电系统的节能设计是实现电气设计节能的关键和前提，可以将电力损耗最大限度地降低。设计人员在进行具体设计工作时，应将较小损耗的电线作为系统起点，也可以缩短电线长度，避免出现线路交叉引发事故。
        3.2变压器节能设计
        一方面，应该优先选择节能型变压器。相较于常规变压器，节能型变压器的空载损失以及短路损失更低，而且运行效率高，抗冲击能力强，节能效果显著，最近几年在电力工程中得到了广泛应用；另一方面，应该重视变压器容量的选择。理论上，当变压器负载率处于50%左右时，其运行环节的有功能耗最小，但是无功能耗会有所增加，因此需要综合考虑各方面的影响因素，将变压器负载率控制在其容量的80%左右。
        3.3无功补偿
        变电所集中补偿与就地补偿相结合，可以帮助满足成本节约的要求，首先，应对集中大负荷以及 100kW以上的集中式电度表箱实施功率补偿，其次对于负荷较小的功率补偿可选择变电所内功率补偿，此外，采用单灯回路的日光等应实施补偿电容的投入。
        3.4照明节能设计
        照明设备的节能应主要从以下四个方面进行：①电气照明设计的过程中必须要加大对节能性的考虑。如果是分区布局的处理，还应该要使用不同颜色进行有效区分，对于那些分辨率要求比较高的空间来说，还要有效促进整合利用，适当将照明系数提升上去。②必须要强化控制端节能，将当下最为先进的照明控制系统引入进来，比如声控、光控等等，以此减少一些不必要的损耗。比方在楼道或者走廊当中就可以选用声控的形式，当人在通过的时候灯光就会自动亮起，经过一段时间之后自动熄灭，以此最大程度上降低能耗。③可以加大对天然光源的运用。在进行设计的时候，可以和土建工程相互配合，及时优化门窗设计，使天然光源能够被引入到室内，实现照明的目的，比如天窗采光、侧窗采光等等，以此降低居住者对于人工光源的需求。④可以引入新的光源，比如 LED 节能灯等等，从而降低照明系统带来的能耗，达到节能的目的。在使用新光源的时候，必须要加强研究，最好可以和自动化智能化控制相互配合起来，使节能的效果可以发挥到最大。比如在上述案例当中就可以在护理单元过道以及病房之中设置“夜间照明”，交给护士站统一进行调配。
        结束语
        综上所述，现在，建筑电气需求日益增多，我们需要加强优化电气设计，认识到保设计的节能性和安全性是非常关键的，建筑功能的进一步发挥也依托于此。所以，设计人员就应该要充分认识电气设计安全性和节能性重要性的所在，并掌握相关的设计要点，并且及时进行观念更新，引入先进的设备与技术，从而提升整体电气系统的安全性，做到有效节能。
        参考文献：
        [1]千素兰.建筑工程电气设计常见问题分析[J].电气工程应用,2013,(1):2-15.
        [2]李嘉宾,王骁.建筑工程电气设计常见问题分析[J].住宅与房地产,2016,(21):52.