建筑電力工程中的節(jié)能措施分析

袁由發(fā) 侯金華

安徽長(zhǎng)龍電氣集團(tuán)有限公司 安徽 合肥 230001

近幾年，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)得到了極大的發(fā)展。必須承認(rèn)，我國(guó)的電力自動(dòng)化水平已經(jīng)很高了，但在電力自動(dòng)化方面存在著兩個(gè)問(wèn)題，第一，自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性和安全性不能得到保證，并且越來(lái)越多的人對(duì)電力自動(dòng)化控制裝置的安全要求越來(lái)越高，另一方面，在電力設(shè)計(jì)中往往忽略了節(jié)能，從宏觀的戰(zhàn)略角度來(lái)看，節(jié)能就是節(jié)約能源，借鑒以往的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際情況，進(jìn)一步提高電力控制設(shè)備的安全可靠性和節(jié)能性是非常必要的。本文就如何進(jìn)一步加強(qiáng)電力工程的可靠性和節(jié)能問(wèn)題進(jìn)行了研究。

1 工程概況

位于安徽的一幢大廈，地上15層，地下一層，總建筑面積l4095平方米，總高度49.8米，框架結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1）。一、二、三層為商場(chǎng)，四、五層為辦公用房和輔助用房，六至十五層為民用住宅。本工程的電力設(shè)計(jì)包括變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、自動(dòng)報(bào)警聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)、漏電報(bào)警系統(tǒng)、安全技術(shù)防范系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)、電話系統(tǒng)等[1]。

圖1 該綜合樓繪畫圖

2 建筑電力設(shè)計(jì)原則

2.1 實(shí)用性原則

2.2 經(jīng)濟(jì)性原則

在設(shè)計(jì)建筑電力時(shí)，也要遵守經(jīng)濟(jì)原則，選擇適當(dāng)?shù)拇笮驮O(shè)備，采取適當(dāng)?shù)慕ㄔO(shè)計(jì)劃，以減少資源和能源的浪費(fèi)。其次，設(shè)計(jì)者要加大對(duì)老設(shè)備的使用頻率，不斷地優(yōu)化和革新，以提升設(shè)備的綜合性能，確保它的性能，同時(shí)，在使用時(shí)要注意對(duì)能源的利用，以確保資源的可持續(xù)發(fā)展。

2.3 節(jié)能環(huán)保原則

在設(shè)計(jì)建筑電力中，既要保證電力的節(jié)能環(huán)保性，又要對(duì)工程的各個(gè)施工方案進(jìn)行審核，確保方案的可行性，選擇合適的施工方案，加強(qiáng)電力施工技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)電力設(shè)備的控制力度，同時(shí)還能保持生態(tài)平衡，所以只有把電力設(shè)計(jì)做好，才能達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的[2]。

3 建筑電力工程中常遇的難題

3.1 用電潛在風(fēng)險(xiǎn)

用電事故是日常生活中較為常見(jiàn)的一種不確定因素，因此我國(guó)頒布了大量的法律法規(guī)來(lái)規(guī)范用電行為，但是用電安全事故仍然很多。實(shí)際情況下，造成這種情況的原因多種多樣，有的電力工程師沒(méi)有設(shè)計(jì)出相應(yīng)的程序，有的設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)各種問(wèn)題，有的沒(méi)有按照一定的程序一步步進(jìn)行，造成安全隱患。

3.2 不能從根本上滿足客戶需求

電力設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要綜合考慮，僅從理論上去做，是很難做到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注重將實(shí)際工作與經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，以檢驗(yàn)整體設(shè)計(jì)的專業(yè)水準(zhǔn)，提高專業(yè)技術(shù)，并盡量減少不必要的開(kāi)支[3]。然而，有些設(shè)計(jì)師只顧著降低成本，導(dǎo)致了設(shè)計(jì)指標(biāo)無(wú)法滿足需求。所以，要根據(jù)具體情況，對(duì)設(shè)計(jì)中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，合理選用優(yōu)質(zhì)的原材料，并制定相應(yīng)的電力設(shè)計(jì)方案。有些產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平較低，在實(shí)際應(yīng)用中也沒(méi)有達(dá)到用戶的預(yù)期，在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生各種各樣的問(wèn)題，從而影響用戶的使用體驗(yàn)。

3.3 消防系統(tǒng)存在安全隱患

為了確保建筑物的使用安全，必須加強(qiáng)防火體系建設(shè)。根據(jù)實(shí)際情況，結(jié)合消防系統(tǒng)的特殊需求與布置，充分發(fā)揮其功能，保障人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。當(dāng)前的消防安全體系存在很多問(wèn)題，驗(yàn)收程序不規(guī)范，消防設(shè)施的安全運(yùn)行存在很多問(wèn)題，需要嚴(yán)格控制[4]。

4 針對(duì)安全問(wèn)題的解決對(duì)策

（1）為了解決等電勢(shì)耦合問(wèn)題，設(shè)計(jì)者在進(jìn)行建筑電力設(shè)計(jì)時(shí)，必須確保建筑物外部的導(dǎo)線與建筑物內(nèi)的電器設(shè)備保持良好的接線，消除電火花，減少電位差，防止火災(zāi)，杜絕因等電位連接問(wèn)題危及到生命。

（2）針對(duì)雷電問(wèn)題，可通過(guò)兩個(gè)方面來(lái)解決。首先，選用導(dǎo)電性較好的導(dǎo)體，在雷雨天氣下要保持室內(nèi)電位平衡，保護(hù)電力設(shè)備的安全，避免人身安全事故；其次，為了避免雷雨天氣的電波侵入，應(yīng)在建筑電力設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)置避雷器位置，嚴(yán)格監(jiān)控電纜敷設(shè)和接地連接。

術(shù)前常規(guī)使用0.5%左氧氟沙星滴眼液每日4次，連用3 d，術(shù)后使用0.3%妥布霉素地塞米松滴眼液和0.1%玻璃酸鈉滴眼液每日4次，1周后停用妥布霉素地塞米松滴眼液，0.1%玻璃酸鈉滴眼液連續(xù)使用1個(gè)月。

（3）根據(jù)建筑電力的防火設(shè)計(jì)要求，在建筑設(shè)計(jì)中要有嚴(yán)密的防火線路，做到消防聯(lián)動(dòng)、應(yīng)急設(shè)備的配備、應(yīng)急設(shè)施的完善、金屬管道的防護(hù)，確保緊急疏散廣播、應(yīng)急警示、應(yīng)急照明、應(yīng)急照明等能夠在火災(zāi)發(fā)生后及時(shí)做出反應(yīng)，合理安排疏散通道，保障人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。

（4）在應(yīng)急照明方面，應(yīng)采取具體措施。在建筑電力設(shè)計(jì)應(yīng)急照明設(shè)備時(shí)，要考慮到每一個(gè)細(xì)節(jié)，比如應(yīng)急照明電源的選擇、照明光源的位置、應(yīng)急照明的照度等等。

（5）針對(duì)電力配線問(wèn)題，應(yīng)選用具有良好導(dǎo)電性、機(jī)械強(qiáng)度和熔點(diǎn)較高的銅線，以確保安全[5]。

5 建筑電力設(shè)計(jì)的安全性

在進(jìn)行建筑物的電力設(shè)計(jì)時(shí)，必須保證建筑電力的設(shè)計(jì)安全，并進(jìn)行相應(yīng)的安全保護(hù)設(shè)計(jì)。

5.1 電力供應(yīng)的安全設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)建筑電力的時(shí)候，首先要保證的就是供電的安全和穩(wěn)定，如果停電了，那么就會(huì)造成系統(tǒng)的癱瘓，從而影響到人們的日常生活，所以必須要保證供電的穩(wěn)定。在現(xiàn)代建筑的設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮到不同的供電方式，同時(shí)考慮到不同的負(fù)載情況，采用不同的供電方式。在建筑物發(fā)生意外事件后，外部電力供應(yīng)中斷時(shí)，必須在15秒內(nèi)使建筑物的電力供應(yīng)得以恢復(fù)。除了獨(dú)立的電源外，建筑內(nèi)還應(yīng)該安裝發(fā)電機(jī)，以保證獨(dú)立電源的穩(wěn)定供電，當(dāng)然，發(fā)電機(jī)不能安裝在主樓內(nèi)，要根據(jù)消防安全規(guī)范選擇合適的位置。

5.2 防雷措施

工程防雷分為三個(gè)等級(jí)。建筑物的防雷裝置應(yīng)滿足防直擊、側(cè)擊、防雷、防雷電、防雷擊、以及總等電位連接。屋頂采用12根鍍鋅圓鋼作為避雷帶，屋頂?shù)谋芾拙€網(wǎng)格數(shù)不大于20 m×20 m或24 m×16 m。引下線采用鋼筋混凝土柱或剪力墻內(nèi)兩根φ16以上主筋通長(zhǎng)焊接綁扎，間距不大于I8m，引下線上端焊接避雷帶，下端焊接在建筑物基礎(chǔ)底梁和基礎(chǔ)底板軸線上，上下兩根主筋內(nèi)各主筋。室外引下線引線引出室外地面 lm處與室外地線焊接[6]。

5.3 接地

在TN-S體系中，N線和 PE線在變壓器的中性點(diǎn)后保持彼此的絕緣，電纜外殼、電纜和三相插座的接地孔都與 PE線可靠的連接。工程中的雷擊接地與強(qiáng)、弱電接地是共用的，其接地電阻應(yīng)為1歐姆。凡在正常情況下不帶電，但在絕緣破裂時(shí)，有可能出現(xiàn)電壓的所有電器設(shè)備必須接地。

5.4 建筑消防控制

建筑消防安全管理主要包括火災(zāi)探測(cè)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、分區(qū)消防報(bào)警、消防自動(dòng)滅火等。為了保證消防系統(tǒng)的正常運(yùn)行，消防系統(tǒng)必須獨(dú)立設(shè)計(jì)，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全，即使外部電路斷電，消防系統(tǒng)也能有效的控制消防系統(tǒng)的工作，進(jìn)一步保證建筑消防安全。

5.5 校驗(yàn)檢查線路

檢查工作主要有：系統(tǒng)檢查，施工安全，設(shè)備安裝注意事項(xiàng)，電纜占空比配電箱尺寸，電纜槽，空間布置等。在檢查的時(shí)候要注意對(duì)照，及時(shí)地找出可能會(huì)影響工作進(jìn)度的因素，這樣才能更好地保證以后的工作，提高工作的便利性。要仔細(xì)檢查，清楚地安排好設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)，并留意導(dǎo)線的長(zhǎng)度，以保證它們?cè)谡５姆秶畠?nèi)[7]。

6 建筑電力中的節(jié)能設(shè)計(jì)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民的生活水平不斷提高，對(duì)于建筑電力的需求也在不斷提高。在現(xiàn)代建筑電力的設(shè)計(jì)中，既要保證建筑物的電力設(shè)計(jì)的安全性和穩(wěn)定性，又要對(duì)建筑物進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，以達(dá)到降低能耗的目的。在進(jìn)行建筑電力型節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)從下列幾個(gè)方面進(jìn)行進(jìn)線設(shè)計(jì)。

6.1 選用合適的變壓器

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑電力設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選用適當(dāng)?shù)淖儔浩?，以確保建筑電力節(jié)能高效運(yùn)行。選擇變壓器時(shí)，如果變壓器容量過(guò)小，將導(dǎo)致變壓器長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行，從而增加系統(tǒng)能耗；如果選擇變壓器容量過(guò)大，就會(huì)使變壓器無(wú)法充分利用，空載造成變壓器損耗增加[8]。因此，在選擇變壓器時(shí)一定要充分估計(jì)建筑物的電力負(fù)荷，確保變壓器負(fù)荷超過(guò)70%，一般情況下，變壓器最優(yōu)負(fù)荷為75～80%。

6.2 降低線路損耗

在進(jìn)行建筑電力型設(shè)計(jì)時(shí)，若不對(duì)線型進(jìn)行合理的控制，會(huì)造成線損增加，從而影響到建筑物的正常供電。一般來(lái)說(shuō)，隨著線路長(zhǎng)度的增加，線路中的電阻和損耗會(huì)增加，而線路上的電流數(shù)值也會(huì)增加。所以在對(duì)線路損耗進(jìn)行控制時(shí)，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面著手：①選用低電阻率導(dǎo)線，通常導(dǎo)線分為鋁芯和銅芯，施工時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用銅芯，因?yàn)殂~芯的電阻比鋁芯低；②在進(jìn)行線路布置時(shí)，盡可能地縮短線路長(zhǎng)度，并盡可能采用直線布置[9]。在布置時(shí)，要盡量避開(kāi)線路的干擾，盡量避開(kāi)回路，盡量減少線路間的相互干擾。而且，在相同條件下，選用大截面的導(dǎo)線是最好的。

6.3 電動(dòng)機(jī)節(jié)能

在現(xiàn)代社會(huì)，電梯是一種非常重要的公共設(shè)備，在某些高層建筑中，它是不可或缺的。電梯一般都是在大樓里運(yùn)行很久的，一天大概要運(yùn)行18個(gè)小時(shí)。電梯運(yùn)行過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)的耗能主要來(lái)自于電動(dòng)機(jī)，因此需要對(duì)電動(dòng)機(jī)的能耗進(jìn)行控制，以達(dá)到節(jié)能目的。電機(jī)能耗控制首先要做好就地電容器補(bǔ)償，以減少線路損耗。有關(guān)設(shè)計(jì)者應(yīng)該通過(guò)對(duì)電梯的操作過(guò)程進(jìn)行控制和設(shè)計(jì)，以最小化電機(jī)的空載操作次數(shù)、降低電機(jī)能耗、提高電機(jī)運(yùn)行效率、達(dá)到節(jié)能設(shè)計(jì)目標(biāo)。

6.4 照明節(jié)能

現(xiàn)代建筑照明設(shè)計(jì)是建筑照明設(shè)計(jì)的重要組成部分，照明節(jié)能設(shè)計(jì)原則是在保證正常視覺(jué)效果的前提下適當(dāng)降低光照強(qiáng)度，使電能損耗降至最低。通常，照明節(jié)能設(shè)計(jì)可以考慮以下幾點(diǎn)：①提高光照利用率，增加對(duì)陽(yáng)光、月光和反射光的利用，充分考慮周圍的環(huán)境和光照特性，使人工光源和自然光之間達(dá)到最佳的配合，達(dá)到最佳的照明效果。②應(yīng)該選擇高效節(jié)能的燈具，比如目前非常受歡迎的LED燈，它具有一系列的節(jié)能、高效等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地用于當(dāng)代建筑的照明設(shè)計(jì)。另外，電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計(jì)必須要有效率，可以合理地對(duì)公共場(chǎng)所的熒光燈進(jìn)行控制，減少電力的消耗。如臥室、書房等可采用調(diào)光開(kāi)關(guān)，根據(jù)需要調(diào)整燈光亮度，在公共場(chǎng)所可采用光控開(kāi)關(guān)或聲控開(kāi)關(guān)，以節(jié)省電能。

7 建筑工程中電力設(shè)計(jì)的發(fā)展展望

7.1 提升建筑電力設(shè)計(jì)的安全性

使用危險(xiǎn)存在于電器的備用和使用期間。所以，在進(jìn)行電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，必須確保電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全，才能使建筑工程的人性化、智能化發(fā)展。在建筑電力型的設(shè)計(jì)中，要做好對(duì)電力線路的保護(hù)，這樣才能防止在使用電器的時(shí)候發(fā)生因電線故障而導(dǎo)致的電力安全事故。在建筑工程中，必須做好電力防火設(shè)計(jì)，并建立起可靠的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，并將其與監(jiān)測(cè)、網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備相互連通，以便及時(shí)了解火災(zāi)的狀況，并對(duì)其進(jìn)行及時(shí)處置。在建筑電力的設(shè)計(jì)中，一般都會(huì)有兩個(gè)電力裝置，一臺(tái)是備用的，以確保電力系統(tǒng)的安全。

7.2 提升建筑電力設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者必須有效地控制它的產(chǎn)生和回程的長(zhǎng)度。在建筑電力型的設(shè)計(jì)中，要把不同種類的電器裝置組合在一起，這樣就可以增加電力裝置的穩(wěn)定性和實(shí)用性。在進(jìn)行建筑電力型設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)合理地控制裝置的動(dòng)力因子，同時(shí)還要對(duì)建筑物和建筑電力進(jìn)行全面的調(diào)查，合理地確定電力參數(shù)，以便對(duì)電力系統(tǒng)的功率因數(shù)進(jìn)行有效的控制。在建筑電力型設(shè)計(jì)中，必須確保建筑電力型項(xiàng)目的質(zhì)量符合科學(xué)要求，從而減少建筑電力型項(xiàng)目的造價(jià)。

7.3 建筑電力設(shè)計(jì)的智能化發(fā)展

建筑電力設(shè)計(jì)在今后的發(fā)展中，將以總體的公共服務(wù)系統(tǒng)為理念。大樓的功能和可用性，受建筑電力系統(tǒng)信息化和智能化水平的影響，是其重要因素。然而，目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的智能電力設(shè)計(jì)規(guī)范，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者無(wú)法按照有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范來(lái)進(jìn)行。所以，在未來(lái)的發(fā)展當(dāng)中，建筑電力型智能設(shè)計(jì)必須要在不斷的發(fā)展當(dāng)中，才能夠?qū)⑺脑O(shè)計(jì)效果和目標(biāo)的偏差降到最低。建筑電力的設(shè)計(jì)需要綜合考慮能源使用和電力負(fù)荷，設(shè)計(jì)時(shí)要結(jié)合專業(yè)的角度和實(shí)際情況來(lái)設(shè)計(jì)，以提高設(shè)計(jì)的實(shí)用性[10]。

8 結(jié)束語(yǔ)

節(jié)能是我國(guó)電力工程行業(yè)在能源總量少、利用率低等嚴(yán)峻形勢(shì)下面臨的新挑戰(zhàn)。電力工程設(shè)計(jì)人員不僅要嚴(yán)格要求技術(shù)，而且要勇于創(chuàng)新，尋找新的能源利用方式，以達(dá)到節(jié)能的目的。構(gòu)建和諧社會(huì)條件更加合理，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。