建筑電氣安全節能設計

劉曉杰

（河北北方綠野建筑設計有限公司，石家莊 050000）

1 建筑電氣設計的基本原則

建筑節能建設體系中，電氣節能為核心內容之一，需兼顧安全可靠、經濟效益、環保舒適等多重要求，其設計工作必須圍繞現行國家規范[1]、地方標準及行業規范展開，電氣設計應遵循安全可靠的原則[2]，以確保用戶正常生產或生活為基本前提，最大限度減少資源投入，從而提高經濟效益性和生態環保特性，在有限的資源條件下創造最可觀的效益。

2 建筑電氣設計安全性要點

安全是建筑電氣設計的首要追求目標[3]，不能存在任何安全隱患。安全性設計須兼顧多個方面，具體分析如下。

2.1 電力供應

電力是日常生活中不可或缺的能源形式，若缺乏電能的支持，則必然會阻礙正常的生產生活節奏，甚至導致社會發展停滯不前，因此，電力供應必須具有足夠的穩定性。在現代高層建筑中，多數均配置2 路獨立電源，具體需根據用電容量及負荷等級而定，以維持電力供應的穩定性。此外，根據負荷等級，有些建筑還須配置柴油發電機，在電力供應異常的狀況下可及時啟用發電機，在最短時間內恢復基本供電，將事故傷亡及損失降低至最小，給建筑內部的居民提供安全保障。為從根本上避免火災事故，在配置電力變壓器時須注意對變壓器規格的選擇，設置在民用建筑中的變壓器，應選擇干式、氣體絕緣或非可燃性液體絕緣的變壓器。

2.2 供電線路

居民用電需求量較大，建筑內部的用電線路分布錯綜復雜，在線纜選擇、敷設時必須依據規范而展開，保證線纜截面的合理性。

2.3 電氣設備接地

除了配電系統的接地外，電氣設備的接地也很重要，如變配電所接地、手持式電氣設備的接地保護、移動式電力設備的接地等，除此以外，民用建筑內電氣裝置應采用總等電位聯結、輔助（局部）等電位聯結等安全措施，如圖1 所示。

圖1 電位聯結示意圖

2.4 建筑消防系統

根據建筑的規模、使用功能等情況合理配置消防系統，具體包含火災自動報警系統、消火栓系統、自動噴水滅火系統、防煙排煙系統等多個部分。在發生火災時，通過火災自動報警系統對建筑內各系統進行聯動控制，及早地發現火災、啟動相關系統，最大限度地降低火災帶來的財產損失及人員傷亡。對此，在消防線路相關設計工作中，應注重對材料質量的把控，其必須具有良好的耐火性能，確保各消防系統穩定運行，降低火災所造成的不良影響。

3 節能設計

3.1 供配電設備

供配電系統的設計必須具有科學性，以保證系統能夠維持穩定運行的狀態，同時其操作也應當具有便捷性，兼顧用電設備、供電距離等方面的因素，從而采取科學的配置方案。結合經驗，需以負荷中心為基準，將變配電相關裝置布設于周邊區域，此舉的優勢在于可縮短供電距離，節省線路，減少電力資源在傳輸途中的電能損耗。對于變壓器的選擇，需以建筑用電需求為基本依據，滿足季節性變化的要求，提高居民建筑用電的合理性。此外，功率因數也應當成為重點考慮對象，理論上，在提高功率因數后有助于減少能耗量。

電能的傳輸需以電纜或電線為基本載體，而線纜存在一定的電阻值，因此，電能傳輸途中存在線路損耗，此問題難以從根本上避免，但可以通過科學的措施有效提高回路中的有功功率，減少無功功率，從而達到降低能耗、保護線路等多重效果，結合既有設計及施工經驗，皆在降低設備的無功功率，同時顯著提高其功率因數等指標。

線路的電流大小、線路的電阻值等均會影響線路的損耗情況，在電流不變的前提下，若要達到降低電耗的效果，則需要降低線纜的阻抗。進一步分析，線纜的材質、截面積均會對線纜的阻抗產生影響，對此，可選擇小電阻型導線，例如，應用較為廣泛的銅線就是可行的導線材料；而根據電阻與截面積的關系可知，可適當增加導線的截面積，以達到降低電阻的效果。

供電距離也將決定電能損耗的高低，在線路設計時應盡可能采取走直線的方式，盡可能不倒送，以便縮短供電距離，目的在于降低線路上的電能損耗；若布設的變壓器臨近負荷中心，也能夠縮短供電距離。電氣節能設計工作中，若建筑物每層平面面積較大時，應在設備層分散設置多個變配電所，通過此方式縮短供電干線的長度；若為高層建筑，則需要注意對低壓配電室位置的選擇，應盡量臨近電氣豎井。

3.2 用電設備

照明節能設計的基本前提在于給用戶提供正常的照度，使其能夠正常生產或生活，需最大限度降低光能的損失量，提高光能的利用率。自然光為重要的光源，也是照明節能設計中最為關鍵的應用途徑，應面向用戶推廣可以使用自然光的設備。此外，自然光與室內人工照明相結合的方式也較為關鍵，且需調整好兩者的比例，盡可能減少人工照明的使用量。

現階段，LED 燈是較為典型的照明設備，相比于傳統燈具而言，其節能優勢更加顯著。LED 是冷光源，作為一種半導體照明方式，其對環境的污染相對較小，而相比于白熾燈等傳統燈具形式而言，其節電效率可達到75%或更高。以相同亮度為基本前提，LED 燈的耗電量可明顯降低，約為熒光燈的1/3，普通白熾燈的1/15。此外，諸如電子鎮流器、電子觸發器等均是較為可行的節能配件，值得被應用在照明工程中。對于公共建筑場所，在該處設置熒光燈時需要盡可能選擇帶有無功補償的燈具，以減少能源消耗量。

3.3 電氣工程控制

電氣工程控制是一項系統性工程，其對工作人員綜合水平提出了較高的要求，高品質的電氣工程必須得到材料和人員的雙重支持。為確保電氣工程的整體品質，則必須充分提高工程隊伍的水平，發揮出軟實力的優勢，加強對電氣工作人員的培訓力度，使其在掌握專業技能的同時還可強化責任感。參建人員必須從現場總結經驗，作為后續工作的指導，以便在指定的工期內保質保量完成電氣工程的相關工作。顯然，高品質的電氣工程與高素質的員工具有密不可分的關系，若要提高工程的整體品質，則必須將員工培訓作為重點發展方向。相關人員也須懷揣積極進取之心，持續給自身“充電”，明確分工，以理論為指導，落實至實際行動中，確保工程質量。

4 結語

隨著我國建設規模的不斷擴大，安全節能設計為重點內容，通過科學可行的安全節能設計方案，可提高資源的利用率，順應可持續發展的時代潮流。對此，在建筑電氣系統設計中，必須踐行安全節能的基本理念，采取多重措施，切實提高資源的利用水平，并給用戶營造安全、舒適的居住環境。