淺論建筑電氣設計的安全性和節能性

承文裕

（江蘇浩森建筑設計有限公司 江蘇常州 213022）

0 引言

在大眾生活水平不斷提升之下，建筑自動化和智能化的發展使得建筑用電量猛漲。城市化的進一步發展，使得我們國家建筑面積每年都以數十億立方米的速度增加。根據調查發現，我們國家當前的建筑耗能占到了社會總耗能的大約3%左右，因此建筑行業節能已經勢在必行。對此這就要求電氣設計人員要依照具有的設計要求，在滿足基本功能的前提下，減少能源損耗，保證基本的節能性和安全性。

1 案例概況

某一建筑工程為某地某醫院的門診樓，其規劃建設用地大約為7萬m2，建筑面積大約為13萬m2，整體建筑高度50m左右，防火設計為一類高層建筑，構建的耐火等級地下和地上都是一級，地下二層為車庫。

2 安全性

2.1 強化電力供應

對于建筑功能來說，只有確保電力供應的順利性才能夠進一步促進有效實施。當建筑出現斷電之后，一般都會直接陷入癱瘓狀態，就拿上述案例來說，在醫院一旦出現斷電的情況，就有可能會導致患者的治療機器停運，由此威脅到生命安全等，因此確保電力供應的安全性和穩定性，就是電氣設計當中最需要特別關注的一個問題：①從確保供電可靠性角度進行分析，高層建筑一般需要最少兩個獨立性的電源，具體的數量可以依照建筑負荷的實際狀況和當地的電網條件去進行設計，各個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二路獨立10kV的電纜線路供電，另外還可以配備柴油發電機組，運用功率為1200kW當作第三路電源。②一定要設計出來應急備用的發電機組，這樣就能夠保證在停電之后馬上給建筑恢復供電，從而使其中的電梯以及各類消防設施都可以正常使用。比如就可以配備一臺柴油發電機組。當某一路市政電源停電，就可以實現從變配電室的開啟柴油發電機組的啟動信號，由此保證正常供電。③在設計的時候還可以在電力輸送的終端設置空氣開關，這樣在出現觸電或者是漏電情況的時候，就可以及時進行斷電，從而在最大程度上保證用電的安全性。

2.2 優化供電線路

對于電路傳輸來說，供電線路則是非常重要的通道，倘若其中一個環節出現了故障，勢必會給整個建筑整體的供電帶來重大影響。對此，在進行電氣設計的過程中，還必須要進一步優化供電線路，同時依照建筑本身的電力負荷以及實際的運轉環境，做好線路截面以及材料等方面的科學選擇，從而使其能夠滿足相應的要求[2]。此外還應該要定期實施線路的檢修，一旦發現存在安全隱患，一定要及時進行處理。以上述案例來說，可以在其低壓側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置應急母線段，確保在市政兩路點源都失電的情況下還能夠確保一級負荷供電。

2.3 完善設備接地

當電氣設備在出現故障之后，電流就會在接地體的作用下向著大地流散，以此起到相應的防護作用。接地防護主要是避免人員或者建筑受到電擊，進而威脅生命或者是引發建筑電氣火災以及線路損壞等。接地系統不同，具體的防護效果也存在很大差異，其中強化絕緣措施、運用等電位聯結以及安全超低壓都是非常關鍵的措施。此外，使用剩余電流保護器一般都會有效保護電氣火災以及絕緣損壞所引起的事故。一般電氣防護措施非常多，也都比較復雜，但并非所有防護都要同時具備，還應該要依照設備的實際特征和其所適應的場所進行選擇，確保最終在保證安全的前提下能夠達到節能的效果。

2.4 注重消防控制

電氣防火之中包含有很多方面的內容，比如應急照明、火災自動報警等等。防火的關鍵是要在不同的場所之中做好適合的防火措施，比如電纜不能和燃氣管道敷設在同一個管溝之中、消防用電必須要滿足火災時連續供電的基本要求、燈具發熱部件要使用合理地隔熱措施、消防管線需要穿過金屬管敷設，且使用耐火的電纜電線。一般設計人員最常忽視的線路諧波電流引起的短路事故，這種事故產生的原因主要是非線性的設備較多，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，這樣就會使得絕緣皮迅速老化，從而出現短路火災；還有些設計人員在設計時會把中性線截面取成相線的一半，因此非線性設備一旦變多就會引起短路火災[3]。對此在實際進行設計時就要確保相線和中性線是相同的，或者設計出更為可靠的接地形式。

3 節能性

3.1 壓器

對于變壓器來說，應該要優先選擇具有節能性的。因為與常規性的變壓器相比較，節能型變壓器空載損失與短路損失都更低一些，同時運行效率也都比較高，具有極強的抗沖擊性，因此節能效果非常明顯，在最近幾年的電力工程之中得到了極為廣泛的運用。此外，還必須要重視對電壓器容量的選用。從理論上進行分析，變壓器負載率只要達到50%左右，運行過程中的有功能耗就會越小，但是無功能耗卻會增加，所以這就必須要對各個方面的因素進行綜合考慮，使其負載率可以大概被控制在容量的 80%[4]。

3.2配線

對于配線來說，一個方面可以選取一些電阻相對比較小的配電線路，倘若預算比較充分，可以優先選擇銅芯的線路，這樣一來可以最大程度上減少電能在傳輸過程中產生的損耗。另一方面，需要結合建筑當中的空間，進一步優化調整配電線路的布局，最大程度上將配線的長度縮減到最小，從而使電力傳輸的距離能夠保持最短，這樣就可以發揮出節能減耗的作用。

3.3照明

①電氣照明設計的過程中必須要加大對節能性的考慮。如果是分區布局的處理，還應該要使用不同顏色進行有效區分，對于那些分辨率要求比較高的空間來說，還要有效促進整合利用，適當將照明系數提升上去。②必須要強化控制端節能，將當下最為先進的照明控制系統引入進來，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中就可以選用聲控的形式，當人在通過的時候燈光就會自動亮起，經過一段時間之后自動熄滅，以此最大程度上降低能耗。③可以加大對天然光源的運用。在進行設計的時候，可以和土建工程相互配合，及時優化門窗設計，使天然光源能夠被引入到室內，實現照明的目的，比如天窗采光、側窗采光等等，以此降低居住者對于人工光源的需求。④可以引入新的光源，比如LED節能燈等等，從而降低照明系統帶來的能耗，達到節能的目的。在使用新光源的時候，必須要加強研究，最好可以和自動化智能化控制相互配合起來，使節能的效果可以發揮到最大。比如在上述案例當中就可以在護理單元過道以及病房之中設置“夜間照明”，交給護士站統一進行調配。

4 結束語

目前建筑電氣需求日益增多，強化電氣設計，確保設計的節能性和安全性是非常關鍵的，會直接影響到建筑功能的進一步發揮。對此，設計人員就應該要及時進行觀念更新，引入先進的設備與技術，以此提升整體電氣系統的安全性，并有效節能。