建筑電氣設計的安全性和節(jié)能性研究

忻國祥，嵇立勇

（湖州市城市規(guī)劃設計研究院，浙江 湖州 313000）

經(jīng)濟發(fā)展水平的提升以及生活水平的提升使得我國家用電器功率越來越大，數(shù)量也越來越多，人們對于建筑中電氣設計的質(zhì)量也有了更加嚴格的要求。電氣設計人員除了需遵循相關(guān)規(guī)定進行設計工作以保證用電安全外，還要進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題愈發(fā)顯露，我國在此背景下堅持走可持續(xù)發(fā)展之路，電氣設計人員在進行設計時必須將節(jié)能性納入考慮范圍，在滿足所需的基礎(chǔ)上減少能源浪費，為經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。

1 建筑電氣設計原則

相關(guān)人員在進行建筑電氣設計時必須遵從相關(guān)規(guī)范，保證使用的安全性，此外，建筑電氣設計以及不滿足于單純滿足建筑需求，還要在功能平穩(wěn)的基礎(chǔ)上注意經(jīng)濟預算，降低經(jīng)濟成本，其設計原則主要有以下三個部分。

1.1 實際性

在進行電氣設計前，設計人員要與其他相關(guān)人員進行協(xié)商，共同分析經(jīng)濟效益，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)設備。

1.2 節(jié)能性

建筑電氣設計應分析電氣消耗量，要做到既滿足建筑需求，又減少不必要消耗，堅持電氣使用的綠色節(jié)能。

1.3 適用性

設計人員要以實際需求為基礎(chǔ)進行電氣設計，保證對于電能使用的科學合理，以保證基礎(chǔ)需求為前提，為建筑設施提供能源，為建筑設備運行提供輔助效果。

2 建筑電氣設計中的安全性

2.1 電力供應

電力供應在當今社會中起基礎(chǔ)性作用，是保障居民正常工作生活的基礎(chǔ)條件之一，而在進行電氣設計時，人員應首先考慮的便是安全問題。由兩個電源對一級負荷進行供電，這樣，當某一電源出現(xiàn)故障時，便可啟用備用電源，保證電力正常運作。不僅如此，若容量較大，一級負荷則需要考慮使用兩路高壓電源；若容量較小，一級負荷便可選擇第二低壓電源實施供電。過程中必須保證正常電源和應急電源的錯開運行，堅決禁止并列運行情況的出現(xiàn)，防止出現(xiàn)向系統(tǒng)反送電。

2.2 設備接地

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備，這部分設備具有耗電量大的特點，且在進行使用時較常出現(xiàn)漏電問題。對此，設計人員在進行電氣設計時，應做好設備接地處理，其中，公用接地體電阻應小于1Ω以保證各種設備的安全穩(wěn)定使用。

2.3 線路檢查

在進行設計時，人員還要對供電設備進行完全、系統(tǒng)檢查，其中，包括配電箱大小、設備安裝注意事項、電纜線槽是否存在空間不足、是否與電纜占空比相符等，線路檢查為設電氣設計安全性的實現(xiàn)提供保障，另外，在進行檢查時，必須以檢測方案為依據(jù)，同時，仔細記錄檢查細節(jié)，其中過程記錄和設備結(jié)構(gòu)記錄等，為之后工作的進行提供資料參考，提升便捷性。IEC（國際電工委員會）對電氣強度作了系統(tǒng)要求，“2000伏，1分鐘（泄漏電流定為20毫安檔），無閃絡及擊穿”，因此電氣設計人員在檢查時，也需注意對電氣強度的檢查，使其符合標準。

2.4 重視消防建設

消防建設是人們生命財產(chǎn)安全的重要保障，設計人員應通過信息技術(shù)的提升以及設備的更新，做好消防安全控制、完善消防系統(tǒng)，實現(xiàn)自動報警及滅火，其中包括火災探測器以及氣體自動噴射等。若建筑內(nèi)出現(xiàn)火災，則消防建設人員應立刻斷開非消防電源，同時，打開火災自動報警以及應急照明。

若以暗敷設方法鋪設通信線路、消防控制以及相關(guān)白凈系統(tǒng)，則在進行材料選擇時應主要選擇金屬管或者具有較強阻燃性的硬質(zhì)塑料管，在火災中更好地發(fā)揮保護作用，將其敷設于不燃燒體的結(jié)構(gòu)層，并且保護層厚度必須保證超過30mm；若常規(guī)敷設，則設計人員應選擇金屬線槽對設備實施保護，同時，要提前做好必須的防火處理。以通風與空調(diào)設備設計為例，按照《通風與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50243-2002）“復合材料風管的覆面材料必須為不燃材料，內(nèi)部的絕熱材料應為不燃或難燃B1級，且對人體無害的材料”，設計者在應進行材料的甄選，進一步提升電氣設計安全性。

3 建筑電氣設計中的節(jié)能性

3.1 供配電系統(tǒng)的節(jié)能

供配電系統(tǒng)的節(jié)能設計是實現(xiàn)電氣設計節(jié)能的關(guān)鍵和前提，可以將電力損耗最大限度地降低。設計人員在進行具體設計工作時，應將較小損耗的電線作為系統(tǒng)起點，也可以縮短電線長度，避免出現(xiàn)線路交叉引發(fā)事故。

3.2 變壓器節(jié)能

在進行變壓器選擇時，設計人員應首先使用節(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的抗沖擊力，效率高、節(jié)能性強，優(yōu)勢明顯，在電力工程中的應用范圍愈加廣泛；另外，設計者在進行變壓器選擇時，還要關(guān)注其容量，雖理論上而言，其負載率控制在50%左右時的有功能耗最低，但是同時，也會增加無功能耗，所以設計者需對各種因素進行綜合考慮，在變壓器容量選擇上應將負載率控制在約80%。

3.3 無功補償

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

3.4 電動機節(jié)能

降低電動機損失消耗的主要措施就是提升其工作功率以及工作效率。實際情況下，電動機主要與建筑水暖等相對專業(yè)的設備配套使用，因此，若想實現(xiàn)電動機節(jié)能，就不僅需要減少在實施電容器補償時造成的線路損失消耗，還需要進一步減少空載和輕載運行，主要方法就是使用變頻調(diào)速對電動機進行控制，使之更加適應負載情況，有效提升輕載有效率，進而實現(xiàn)節(jié)能目標。

3.5 照明設備節(jié)能

照明設備的節(jié)能應主要從以下四個方面進行：（1）將節(jié)能性納入照明設計階段，利用不同顏色標示分區(qū)，實現(xiàn)布局預先處理，若存在部門空間所要求的分辨率較高，則設計者就應以實際需求為基礎(chǔ)，合理提升照明系數(shù)；（2）將先進照明控制系統(tǒng)引入，實現(xiàn)照明設備控制端的節(jié)能，其中包括聲控以及光控等，若設計區(qū)域為樓道，則控制端便可選擇聲控，人來時自動開啟照明，人走后一段時間自動熄滅，實現(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，人員在選擇光源時應首先做好相關(guān)調(diào)研，將其與智能化控制設備相結(jié)合，最大限度發(fā)揮其節(jié)能功效；（4充分使用自然光源，這一步的實現(xiàn)需要電氣設計者與土建工程部門聯(lián)系溝通，優(yōu)化門窗，更多引入自然光源以實現(xiàn)照明，降低人工光源的使用率，常見的有天窗以及側(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，電氣設計工作者也應注重通暖空調(diào)的節(jié)能。實際工作中，設計者注意將對接口實施對接可實現(xiàn)能源節(jié)約。另外，在進行設計時，設計者要加強與強弱電設計者的配合和聯(lián)系，相互協(xié)作以實現(xiàn)對接口優(yōu)化，進而提升節(jié)能效果；通暖空調(diào)接口處要設置弱電傳感器，同時檢測空調(diào)相關(guān)參數(shù)，其中包括溫度、管道直徑以及風速等，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)變風量和變流量，推進設備的開關(guān)智能化發(fā)展。除此之外，按照《公共建筑節(jié)能設計標準》（GB 50189-2015）“當利用通風可以排除室內(nèi)的余熱、余濕或其他污染物時，宜采用自然通風、機械通風或復合通風的通風方式”，因此，電氣設計者還要注意對自然風的利用，幫助實現(xiàn)節(jié)能最大化。

4 結(jié)語

節(jié)約資源、保護環(huán)境現(xiàn)已逐漸成為全人類共識，我國堅持可持續(xù)發(fā)展，建筑工程作為社會建設最為重要的部分之一，其中的電氣設計更應注重自身的安全性以及節(jié)能性。電氣設計人員應首先實現(xiàn)自身設計理念的更新和轉(zhuǎn)換，提升自身設計能力和水平，認識到安全性和節(jié)能性對于建筑設計的關(guān)鍵意義。而對于電氣設計中存在的大能耗部分以及安全隱患，人員應采取有效措施進行調(diào)整和解決，以保證電氣設備運行的平穩(wěn)，促進建筑行業(yè)健康的綠色發(fā)展。