建筑電氣設(shè)計(jì)中的安全性和節(jié)能性分析

宮萍

【摘要】如果把建筑物比喻成生命體，那么其中的電氣設(shè)計(jì)就是建筑物的神經(jīng)系統(tǒng)，這條極為重要的神經(jīng)系統(tǒng)不僅關(guān)系到人對建筑物的控制而且還決定了建筑物的安全性與節(jié)能性。

【關(guān)鍵詞】建筑電氣設(shè)計(jì)；電氣設(shè)計(jì)安全性；電氣設(shè)計(jì)節(jié)能性；供配電系統(tǒng)；電氣照明；電氣接地安全

【中圖分類號】TU85 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）01—0224-02

0 引言

隨著人類社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長，建筑的能耗越來越高，尤其是對電力能源的消耗越來越高，人們使用的各種電器設(shè)備也得到了空前的普及與發(fā)展，從以前的一個(gè)家庭共用一個(gè)電器發(fā)展到了現(xiàn)在的一個(gè)家庭中的每個(gè)人都擁有至少三至五種電器。這種變化就使得建筑電氣設(shè)計(jì)必須在兼顧安全性的前提之下對建筑進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，以降低建筑的整體能源消耗。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國的電能的能耗重點(diǎn)既不是農(nóng)業(yè)也不是工業(yè)，而是我國的建筑用電，因此，在現(xiàn)階段對建筑進(jìn)行安全性與節(jié)能性設(shè)計(jì)有著雙重的意義，一方面降低了占我國絕大多數(shù)能耗的建筑用電，另一方面提高了我國的人居用電的安全。我國目前的建筑業(yè)呈現(xiàn)出了一種極速發(fā)展的態(tài)勢，每年都有十幾億平方米的建筑面積增加到現(xiàn)有的建筑面積中來，試想，如果這些新增的建筑面積都能夠達(dá)到安全性與節(jié)能性的統(tǒng)一，將為我國節(jié)約巨大的能源消耗。因此，我國的建筑設(shè)計(jì)師必須以降低能耗、保證安全為建筑設(shè)計(jì)的根本方針，在滿足建筑用電基本要求的大前提下，進(jìn)行電氣創(chuàng)新設(shè)計(jì)，降低建筑的無功能耗與不必要的消耗。

一、建筑電氣設(shè)計(jì)的原則

我國對于建筑的電氣設(shè)計(jì)早已有了國家級的明確的設(shè)計(jì)規(guī)范，然而卻在節(jié)能性與安全性方面沒有作出具有創(chuàng)新與指導(dǎo)意義的說明。但是建筑設(shè)計(jì)師的建筑設(shè)計(jì)必須在遵循電氣設(shè)計(jì)規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)師的個(gè)人智慧與知識力量，為建筑設(shè)計(jì)出既能全面滿足人民群眾用電需求，又能實(shí)現(xiàn)建筑整體節(jié)能目標(biāo)的高效低能耗的設(shè)計(jì)藍(lán)圖。

二、建筑電氣設(shè)計(jì)的安全性

建筑電氣設(shè)計(jì)的安全性主要體現(xiàn)在，建筑要提供在緊急情況下所必備的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)以及防雷的安全接地系統(tǒng)，還要保證電氣照明以及供配變電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.1 電力供應(yīng)

電力是我國目前幾乎所有建筑物中不可或缺的一部分，電力不但是人民群眾生活的基本保障，而且更是建筑物發(fā)揮其人居功能的必要條件。我國目前的許多新建建筑物都已經(jīng)采用了雙電源制，即分別從不同的局端接入到建筑物的兩側(cè)，形成雙獨(dú)立電源的供電系統(tǒng)。這種兩路獨(dú)立的供電系統(tǒng)在平時(shí)可以同時(shí)對建筑物進(jìn)行供電，在其中的某一局向出現(xiàn)電力系統(tǒng)故障與檢修時(shí)，另一局向的電力系統(tǒng)繼續(xù)為建筑物提供不間斷的電力供應(yīng)。這就使得建筑物實(shí)現(xiàn)了在停電情況下的電梯、安全照明等必要設(shè)施的安全性。在我國的一些較為高檔的建筑物內(nèi)還設(shè)有應(yīng)對緊急狀況的發(fā)電機(jī)組，這些發(fā)電機(jī)組通常為燃油或燃汽驅(qū)動(dòng)，在檢測到市電出現(xiàn)故障之后，該機(jī)組可以立即啟動(dòng)，并可以在最短10秒鐘左右恢復(fù)對整棟建筑物電力供應(yīng)，以保證應(yīng)急用電、照明用電、電梯用電、消防用電的安全。此外，高壓開關(guān)柜是所有建筑物的重要電氣設(shè)備，我國專門對高壓開關(guān)柜進(jìn)行了相關(guān)的規(guī)范要求。并且對于變壓器也做出了相關(guān)的規(guī)定，其中建筑設(shè)計(jì)人員需要注意的是傳統(tǒng)的油浸式已經(jīng)禁止在建筑物的主樓內(nèi)使用。對于容量低壓配電屏的出線，應(yīng)做成手車式。

2.2 供電線路

居住建筑中各種電路繁多。為保證各種設(shè)備電路的穩(wěn)定、安全運(yùn)行，供電電路的主線截面不能隨意更改。如果要更改也要參照規(guī)范作相應(yīng)的計(jì)算驗(yàn)證后再更改。否則線路截面的變小，使電阻變大，功率過載將導(dǎo)致電路發(fā)熱或引發(fā)火災(zāi)。

2.3 電氣設(shè)備的接地

現(xiàn)在建筑中存在電腦、電視、冰箱等大量電子設(shè)備，電子設(shè)備通過保護(hù)接地系統(tǒng)的重復(fù)接地與共用接地體相連，為保證人員安全，此共用接地體的電阻不應(yīng)大于1Ω。

2.4 建筑消防控制

建筑消防設(shè)計(jì)指火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警滅火系統(tǒng)，包括火災(zāi)探測器、分區(qū)消防報(bào)警控制器、消防中心和氣體自動(dòng)噴射滅火及自動(dòng)灑水滅火系統(tǒng)等四個(gè)部分，實(shí)現(xiàn)報(bào)警滅火自動(dòng)化。其中，消防線路要求要求穿金屬管或者暗敷，目的是火災(zāi)發(fā)生后可以保持消防線路的正常使用，保證信號、命令得到有效的傳輸。消防水泵的控制尤為重要，為且確保安全，消防水泵的控制應(yīng)設(shè)置兩路：一條由引至消防水泵控制柜；另一路則引至消防控制室。

三、建筑電氣設(shè)計(jì)的節(jié)能性

建筑電氣設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的一部分。為降低建筑的能耗，建筑電氣設(shè)計(jì)師也應(yīng)從全盤考慮，既要兼顧初投資還要考慮建筑電氣的運(yùn)行能耗。下面分別從變壓器、線路、照明幾個(gè)方面給與分析。

3.1 變壓器的選擇

變壓器應(yīng)選用節(jié)能型變壓器，高導(dǎo)磁的優(yōu)質(zhì)冷軋晶粒取向硅鋼片和先進(jìn)工藝制造使硅鋼片的磁場方向接近一致，可以鐵心的渦流損耗；良好的接縫密合，可減少漏磁損耗。與老產(chǎn)品比，節(jié)能型變壓器空載損失和短路損失降低，10KV系列分別降低41.5%和13.93%。平均每千伏安年節(jié)電9kW？h。節(jié)能型變壓器，因其具有損耗低、質(zhì)量輕、效率高、抗沖擊、節(jié)能顯著等優(yōu)點(diǎn)，而在近年得到了廣泛的應(yīng)用。

理論上計(jì)算變壓器負(fù)載率為50%時(shí)，變壓器的有功耗能能耗最小。但此時(shí)變壓器的無功能耗增加，因此要考慮綜合經(jīng)濟(jì)效益后進(jìn)行選擇。工程中變壓器的容量選擇在考慮初投資和運(yùn)行費(fèi)后，一般變壓器的負(fù)載率取容量的80%。

3.2 配電線路損耗

建筑中供電線路長且多，由于電阻的存在，當(dāng)電流通過時(shí)就會產(chǎn)生功率損耗，其計(jì)算公式是：式中：△P-三相輸電線路的功率損耗；I-錢電流；R-線路相電阻。對于供電線選定的條件下，“R”值不變?？梢婋娏髟酱?，電路損失越大。線路的電阻R=p L/S，電阻與電阻率p、導(dǎo)線長度L成正比，與導(dǎo)線截面S成反比。要減少電阻損耗應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：選用電阻率p較小的導(dǎo)線，如銅芯導(dǎo)線較佳，鋁線次之。減少導(dǎo)線長度，在設(shè)計(jì)中線路應(yīng)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。

3.3 電動(dòng)機(jī)的節(jié)能分析

減少電動(dòng)機(jī)損耗的主要途徑是提高電動(dòng)機(jī)的工作效率和功率因數(shù)。但是在具體工程中電動(dòng)機(jī)通常都是水暖及建筑等專業(yè)設(shè)備所配套的，因此電氣設(shè)計(jì)節(jié)能措施主要在運(yùn)行過程中。除了就地電容器補(bǔ)償減少線路損耗外，還應(yīng)減少電動(dòng)機(jī)低效率的輕載和空載運(yùn)行。

3.4 照明節(jié)能

照明節(jié)能設(shè)計(jì)就是在保證作業(yè)面視覺要求、不降低照明質(zhì)量的前提下，減少照明系統(tǒng)中光能的損失，從而最大限度的利用光能，通常的節(jié)能措施有以下幾種：

（1）充分利用自然光，在設(shè)計(jì)中電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)多與建筑專業(yè)配合，做到充分合理地利用自然光使之與室內(nèi)人工照明有機(jī)地結(jié)合，從而節(jié)約人工照明電能。

（2）使用高效節(jié)能燈具和高效電子鎮(zhèn)流器、節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器、電子觸發(fā)器以及電子變壓器等，公共建筑場所內(nèi)的熒光燈宜選用帶有無功補(bǔ)償?shù)臒艟?，緊湊型熒光燈優(yōu)先選用電子鎮(zhèn)流器，氣體放電燈宜采用電子觸發(fā)器。

（3）對于照明燈具進(jìn)行控制也是一種行之有效的節(jié)電方法。根據(jù)照明使用特點(diǎn)可采取分區(qū)控制燈光或適當(dāng)增加照明開關(guān)點(diǎn)。臥房、病房、客房等床頭燈可采用調(diào)光開關(guān)，高級客房采用節(jié)電鑰匙開關(guān)，公共場所及室外照明可采用程序控制或光電、聲控開關(guān)，走道、樓梯等人員短暫停留的公共場所可采用節(jié)能自熄開關(guān)。

四、結(jié)語

建筑電氣的安全和節(jié)能措施還有很多，設(shè)計(jì)的節(jié)能潛力很大，廣大電氣設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中應(yīng)精心考慮，反復(fù)比較設(shè)計(jì)方案，拿出一套符合各種技術(shù)指標(biāo)，滿足功能需求的前提下，行之有效而又切實(shí)可行的節(jié)能措施，從而達(dá)到真正安全節(jié)約的目的。

參考文獻(xiàn)

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