建筑電氣設(shè)計(jì)的安全性和節(jié)能性研究

忻國(guó)祥，嵇立勇

（湖州市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，浙江 湖州 313000）

經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提升以及生活水平的提升使得我國(guó)家用電器功率越來(lái)越大，數(shù)量也越來(lái)越多，人們對(duì)于建筑中電氣設(shè)計(jì)的質(zhì)量也有了更加嚴(yán)格的要求。電氣設(shè)計(jì)人員除了需遵循相關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)工作以保證用電安全外，還要進(jìn)一步提升電氣使用性能。另外，生態(tài)破壞以及能源短缺等問(wèn)題愈發(fā)顯露，我國(guó)在此背景下堅(jiān)持走可持續(xù)發(fā)展之路，電氣設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須將節(jié)能性納入考慮范圍，在滿(mǎn)足所需的基礎(chǔ)上減少能源浪費(fèi)，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

1 建筑電氣設(shè)計(jì)原則

相關(guān)人員在進(jìn)行建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)必須遵從相關(guān)規(guī)范，保證使用的安全性，此外，建筑電氣設(shè)計(jì)以及不滿(mǎn)足于單純滿(mǎn)足建筑需求，還要在功能平穩(wěn)的基礎(chǔ)上注意經(jīng)濟(jì)預(yù)算，降低經(jīng)濟(jì)成本，其設(shè)計(jì)原則主要有以下三個(gè)部分。

1.1 實(shí)際性

在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)前，設(shè)計(jì)人員要與其他相關(guān)人員進(jìn)行協(xié)商，共同分析經(jīng)濟(jì)效益，既要保證成本的合理，又要在此基礎(chǔ)上盡可能選擇節(jié)能材料以及相關(guān)設(shè)備。

1.2 節(jié)能性

建筑電氣設(shè)計(jì)應(yīng)分析電氣消耗量，要做到既滿(mǎn)足建筑需求，又減少不必要消耗，堅(jiān)持電氣使用的綠色節(jié)能。

1.3 適用性

設(shè)計(jì)人員要以實(shí)際需求為基礎(chǔ)進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)，保證對(duì)于電能使用的科學(xué)合理，以保證基礎(chǔ)需求為前提，為建筑設(shè)施提供能源，為建筑設(shè)備運(yùn)行提供輔助效果。

2 建筑電氣設(shè)計(jì)中的安全性

2.1 電力供應(yīng)

電力供應(yīng)在當(dāng)今社會(huì)中起基礎(chǔ)性作用，是保障居民正常工作生活的基礎(chǔ)條件之一，而在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)，人員應(yīng)首先考慮的便是安全問(wèn)題。由兩個(gè)電源對(duì)一級(jí)負(fù)荷進(jìn)行供電，這樣，當(dāng)某一電源出現(xiàn)故障時(shí)，便可啟用備用電源，保證電力正常運(yùn)作。不僅如此，若容量較大，一級(jí)負(fù)荷則需要考慮使用兩路高壓電源；若容量較小，一級(jí)負(fù)荷便可選擇第二低壓電源實(shí)施供電。過(guò)程中必須保證正常電源和應(yīng)急電源的錯(cuò)開(kāi)運(yùn)行，堅(jiān)決禁止并列運(yùn)行情況的出現(xiàn)，防止出現(xiàn)向系統(tǒng)反送電。

2.2 設(shè)備接地

空調(diào)、熱水器、電暖氣等是現(xiàn)代建筑中必不可少的電氣設(shè)備，這部分設(shè)備具有耗電量大的特點(diǎn)，且在進(jìn)行使用時(shí)較常出現(xiàn)漏電問(wèn)題。對(duì)此，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)做好設(shè)備接地處理，其中，公用接地體電阻應(yīng)小于1Ω以保證各種設(shè)備的安全穩(wěn)定使用。

2.3 線路檢查

在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，人員還要對(duì)供電設(shè)備進(jìn)行完全、系統(tǒng)檢查，其中，包括配電箱大小、設(shè)備安裝注意事項(xiàng)、電纜線槽是否存在空間不足、是否與電纜占空比相符等，線路檢查為設(shè)電氣設(shè)計(jì)安全性的實(shí)現(xiàn)提供保障，另外，在進(jìn)行檢查時(shí)，必須以檢測(cè)方案為依據(jù)，同時(shí)，仔細(xì)記錄檢查細(xì)節(jié)，其中過(guò)程記錄和設(shè)備結(jié)構(gòu)記錄等，為之后工作的進(jìn)行提供資料參考，提升便捷性。IEC（國(guó)際電工委員會(huì)）對(duì)電氣強(qiáng)度作了系統(tǒng)要求，“2000伏，1分鐘（泄漏電流定為20毫安檔），無(wú)閃絡(luò)及擊穿”，因此電氣設(shè)計(jì)人員在檢查時(shí)，也需注意對(duì)電氣強(qiáng)度的檢查，使其符合標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 重視消防建設(shè)

消防建設(shè)是人們生命財(cái)產(chǎn)安全的重要保障，設(shè)計(jì)人員應(yīng)通過(guò)信息技術(shù)的提升以及設(shè)備的更新，做好消防安全控制、完善消防系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警及滅火，其中包括火災(zāi)探測(cè)器以及氣體自動(dòng)噴射等。若建筑內(nèi)出現(xiàn)火災(zāi)，則消防建設(shè)人員應(yīng)立刻斷開(kāi)非消防電源，同時(shí)，打開(kāi)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警以及應(yīng)急照明。

若以暗敷設(shè)方法鋪設(shè)通信線路、消防控制以及相關(guān)白凈系統(tǒng)，則在進(jìn)行材料選擇時(shí)應(yīng)主要選擇金屬管或者具有較強(qiáng)阻燃性的硬質(zhì)塑料管，在火災(zāi)中更好地發(fā)揮保護(hù)作用，將其敷設(shè)于不燃燒體的結(jié)構(gòu)層，并且保護(hù)層厚度必須保證超過(guò)30mm；若常規(guī)敷設(shè)，則設(shè)計(jì)人員應(yīng)選擇金屬線槽對(duì)設(shè)備實(shí)施保護(hù)，同時(shí)，要提前做好必須的防火處理。以通風(fēng)與空調(diào)設(shè)備設(shè)計(jì)為例，按照《通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50243-2002）“復(fù)合材料風(fēng)管的覆面材料必須為不燃材料，內(nèi)部的絕熱材料應(yīng)為不燃或難燃B1級(jí)，且對(duì)人體無(wú)害的材料”，設(shè)計(jì)者在應(yīng)進(jìn)行材料的甄選，進(jìn)一步提升電氣設(shè)計(jì)安全性。

3 建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能性

3.1 供配電系統(tǒng)的節(jié)能

供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)計(jì)節(jié)能的關(guān)鍵和前提，可以將電力損耗最大限度地降低。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行具體設(shè)計(jì)工作時(shí)，應(yīng)將較小損耗的電線作為系統(tǒng)起點(diǎn)，也可以縮短電線長(zhǎng)度，避免出現(xiàn)線路交叉引發(fā)事故。

3.2 變壓器節(jié)能

在進(jìn)行變壓器選擇時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)首先使用節(jié)能型變壓器，節(jié)能型變壓器與一般變壓器相比，可以加大降低短路損失和空載損失，不僅如此，節(jié)能型變壓器具有很強(qiáng)的抗沖擊力，效率高、節(jié)能性強(qiáng)，優(yōu)勢(shì)明顯，在電力工程中的應(yīng)用范圍愈加廣泛；另外，設(shè)計(jì)者在進(jìn)行變壓器選擇時(shí)，還要關(guān)注其容量，雖理論上而言，其負(fù)載率控制在50%左右時(shí)的有功能耗最低，但是同時(shí)，也會(huì)增加無(wú)功能耗，所以設(shè)計(jì)者需對(duì)各種因素進(jìn)行綜合考慮，在變壓器容量選擇上應(yīng)將負(fù)載率控制在約80%。

3.3 無(wú)功補(bǔ)償

變電所集中補(bǔ)償與就地補(bǔ)償相結(jié)合，可以幫助滿(mǎn)足成本節(jié)約的要求，首先，應(yīng)對(duì)集中大負(fù)荷以及100kW以上的集中式電度表箱實(shí)施功率補(bǔ)償，其次對(duì)于負(fù)荷較小的功率補(bǔ)償可選擇變電所內(nèi)功率補(bǔ)償，此外，采用單燈回路的日光等應(yīng)實(shí)施補(bǔ)償電容的投入。

3.4 電動(dòng)機(jī)節(jié)能

降低電動(dòng)機(jī)損失消耗的主要措施就是提升其工作功率以及工作效率。實(shí)際情況下，電動(dòng)機(jī)主要與建筑水暖等相對(duì)專(zhuān)業(yè)的設(shè)備配套使用，因此，若想實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)節(jié)能，就不僅需要減少在實(shí)施電容器補(bǔ)償時(shí)造成的線路損失消耗，還需要進(jìn)一步減少空載和輕載運(yùn)行，主要方法就是使用變頻調(diào)速對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，使之更加適應(yīng)負(fù)載情況，有效提升輕載有效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

3.5 照明設(shè)備節(jié)能

照明設(shè)備的節(jié)能應(yīng)主要從以下四個(gè)方面進(jìn)行：（1）將節(jié)能性納入照明設(shè)計(jì)階段，利用不同顏色標(biāo)示分區(qū)，實(shí)現(xiàn)布局預(yù)先處理，若存在部門(mén)空間所要求的分辨率較高，則設(shè)計(jì)者就應(yīng)以實(shí)際需求為基礎(chǔ)，合理提升照明系數(shù)；（2）將先進(jìn)照明控制系統(tǒng)引入，實(shí)現(xiàn)照明設(shè)備控制端的節(jié)能，其中包括聲控以及光控等，若設(shè)計(jì)區(qū)域?yàn)闃堑溃瑒t控制端便可選擇聲控，人來(lái)時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟照明，人走后一段時(shí)間自動(dòng)熄滅，實(shí)現(xiàn)能耗降低；（3）引入LED等節(jié)能新光源，減少能耗，但是，需要注意的是，人員在選擇光源時(shí)應(yīng)首先做好相關(guān)調(diào)研，將其與智能化控制設(shè)備相結(jié)合，最大限度發(fā)揮其節(jié)能功效；（4充分使用自然光源，這一步的實(shí)現(xiàn)需要電氣設(shè)計(jì)者與土建工程部門(mén)聯(lián)系溝通，優(yōu)化門(mén)窗，更多引入自然光源以實(shí)現(xiàn)照明，降低人工光源的使用率，常見(jiàn)的有天窗以及側(cè)窗的選擇等。

3.6 暖通空調(diào)節(jié)能

通暖空調(diào)設(shè)備在現(xiàn)代化建筑中普及率極高，其能源消耗也占據(jù)較大比重，電氣設(shè)計(jì)工作者也應(yīng)注重通暖空調(diào)的節(jié)能。實(shí)際工作中，設(shè)計(jì)者注意將對(duì)接口實(shí)施對(duì)接可實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約。另外，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者要加強(qiáng)與強(qiáng)弱電設(shè)計(jì)者的配合和聯(lián)系，相互協(xié)作以實(shí)現(xiàn)對(duì)接口優(yōu)化，進(jìn)而提升節(jié)能效果；通暖空調(diào)接口處要設(shè)置弱電傳感器，同時(shí)檢測(cè)空調(diào)相關(guān)參數(shù)，其中包括溫度、管道直徑以及風(fēng)速等，將智能控制器融入其中，最大化發(fā)揮節(jié)能目的；優(yōu)化空調(diào)變風(fēng)量和變流量，推進(jìn)設(shè)備的開(kāi)關(guān)智能化發(fā)展。除此之外，按照《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50189-2015）“當(dāng)利用通風(fēng)可以排除室內(nèi)的余熱、余濕或其他污染物時(shí)，宜采用自然通風(fēng)、機(jī)械通風(fēng)或復(fù)合通風(fēng)的通風(fēng)方式”，因此，電氣設(shè)計(jì)者還要注意對(duì)自然風(fēng)的利用，幫助實(shí)現(xiàn)節(jié)能最大化。

4 結(jié)語(yǔ)

節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境現(xiàn)已逐漸成為全人類(lèi)共識(shí)，我國(guó)堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展，建筑工程作為社會(huì)建設(shè)最為重要的部分之一，其中的電氣設(shè)計(jì)更應(yīng)注重自身的安全性以及節(jié)能性。電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)首先實(shí)現(xiàn)自身設(shè)計(jì)理念的更新和轉(zhuǎn)換，提升自身設(shè)計(jì)能力和水平，認(rèn)識(shí)到安全性和節(jié)能性對(duì)于建筑設(shè)計(jì)的關(guān)鍵意義。而對(duì)于電氣設(shè)計(jì)中存在的大能耗部分以及安全隱患，人員應(yīng)采取有效措施進(jìn)行調(diào)整和解決，以保證電氣設(shè)備運(yùn)行的平穩(wěn)，促進(jìn)建筑行業(yè)健康的綠色發(fā)展。