建筑電氣安全節(jié)能設(shè)計原則及方法

黃春

（廣東建安消防機(jī)電工程有限公司，廣東 廣州 510300）

0 引言

現(xiàn)代化建筑工程中電氣系統(tǒng)的設(shè)計尤為關(guān)鍵，它直接影響著使用者的安全性和使用性，電氣系統(tǒng)的安全節(jié)能設(shè)計的合理規(guī)劃決定著運(yùn)行系統(tǒng)的安全可靠，更對資源的合理利用產(chǎn)生直接影響，從而減少電氣設(shè)備的能源消耗。這就要求電氣設(shè)計專業(yè)人員在進(jìn)行建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計時要多方面考慮，既要經(jīng)濟(jì)環(huán)保、還要安全舒適，并時刻遵照國家相關(guān)行業(yè)的操作規(guī)范，確保設(shè)計方案的可實(shí)施性。隨著人們節(jié)約節(jié)能的意識不斷提高，電氣系統(tǒng)設(shè)計要緊隨人們環(huán)保理念，在保證居住者生產(chǎn)生活的實(shí)用性外，節(jié)能減耗設(shè)計要融入在內(nèi)。

1 建筑電氣節(jié)能設(shè)計的原則

電氣節(jié)能設(shè)計不應(yīng)以犧牲建筑功能、破壞使用需求為代價，更不能跟風(fēng)投資做節(jié)能，要根據(jù)實(shí)際情況科學(xué)規(guī)劃，具體的電氣節(jié)能設(shè)計應(yīng)遵循以下原則。

（1）通用性。系統(tǒng)設(shè)計在建筑物內(nèi)既要滿足使用者使用需求，又要滿足電氣設(shè)備能源獲取的需求，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行能量配備相適應(yīng)的負(fù)荷承載，保證供電支持穩(wěn)定，從而將供配電設(shè)計合理優(yōu)化，提供電能輸送使用平臺。

（2）實(shí)際性。選用節(jié)能設(shè)備及材料要結(jié)合實(shí)際經(jīng)濟(jì)能力將性價比放在首位，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能投資在短時間內(nèi)有回報，并對運(yùn)行費(fèi)用合理使用。

（3）節(jié)能性。節(jié)能效果好是電氣設(shè)備的根本目標(biāo)，實(shí)際采用的設(shè)備要降低與外界干擾產(chǎn)生的消耗，計劃將電氣設(shè)備自身的電能消耗、傳輸線路上的電能消耗等計入總耗能。

（4）提升經(jīng)濟(jì)效益。我國現(xiàn)代化建筑的發(fā)展勢頭穩(wěn)步，人們對建筑物要求不再局限于解決居住問題，更著眼于功能性、美觀性及安全性，要求越來越具體化。因此，建筑設(shè)計要向綜合性與多元化邁進(jìn)，融合生活體驗(yàn)感，加強(qiáng)建筑內(nèi)設(shè)計的節(jié)能性與安全性，實(shí)現(xiàn)建筑美感與節(jié)能環(huán)保相結(jié)合的設(shè)計，對電氣系統(tǒng)合理優(yōu)化，降低運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)費(fèi)，提升經(jīng)濟(jì)效益，滿足居住者的生活需求[1]。

2 我國建筑電氣設(shè)計的發(fā)展情況

近年來，我國國內(nèi)建筑電氣設(shè)計發(fā)展情況良好，在勇于創(chuàng)新和不斷進(jìn)取的發(fā)展中取得了顯著成效，并完善了電氣設(shè)計行業(yè)中的不足，更為整體建筑行業(yè)發(fā)展帶來積極影響。此外，我國在積極倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保的理念下，建筑行業(yè)發(fā)展正向綠色節(jié)能、安全環(huán)保的道路并進(jìn)，逐步完善電氣設(shè)計節(jié)能安全要求，并大力推舉全覆蓋，為資源的合理利用做出貢獻(xiàn)。但建筑企業(yè)中在安全節(jié)能認(rèn)知上還有所欠缺，重視程度不高，導(dǎo)致電氣設(shè)計發(fā)展出現(xiàn)滯后。

（1）設(shè)計理念落后。建筑企業(yè)數(shù)量幾年來增長迅速，綜合實(shí)力與資質(zhì)參差不齊，設(shè)計人員水平差距明顯，有些設(shè)計師的理念并未與時俱進(jìn)，停留在固化的最低成本效益中，忽視價值的正確指引。所以，企業(yè)要加強(qiáng)督促上崗人員定期進(jìn)行學(xué)習(xí)培訓(xùn)，設(shè)計理念要勇于改正和借鑒，摒棄傳統(tǒng)中不適用的設(shè)計方案，為建筑工程中電氣設(shè)計發(fā)展疏通阻礙。避免陳舊觀念影響到新技術(shù)、新材料的應(yīng)用，對電氣工程升級轉(zhuǎn)型產(chǎn)生不良影響。放眼行業(yè)未來，節(jié)能設(shè)計是發(fā)展的重中之重，要樹立正確的設(shè)計認(rèn)知，跟進(jìn)自我觀念改革，順應(yīng)時代的發(fā)展。

（2）設(shè)計方式單一。隨著我國綜合國力的提升和國民素質(zhì)水平的改善，對建筑工程中的電氣設(shè)計要求不再局限，電氣化時代的到來更推動電氣工程的改革創(chuàng)新，向新的轉(zhuǎn)型邁進(jìn)。傳統(tǒng)設(shè)計方式較為單一，考慮方面并不全面，只有多樣化的設(shè)計理念才能滿足日益增長的國民對建筑設(shè)計的要求，從而優(yōu)化電氣設(shè)計，提高設(shè)計方案的可行性。在設(shè)計建筑電氣系統(tǒng)中，要敢于嘗試不同類型的設(shè)計方案，汲取所需，融入設(shè)計方案[2]。

（3）節(jié)能設(shè)計理念認(rèn)知尚淺。我國現(xiàn)已大力倡導(dǎo)節(jié)能降耗，要求各行各業(yè)尊重自然、節(jié)約資源，建筑電氣也不例外，要充分認(rèn)識到節(jié)能降耗的關(guān)鍵性。傳統(tǒng)形式中的建筑電氣設(shè)計對節(jié)能環(huán)保的加入較少且認(rèn)知較淺，著重于外觀和實(shí)用性，而當(dāng)下建筑電氣行業(yè)發(fā)展需求要融合環(huán)保節(jié)能理念，不僅是順應(yīng)時代要求，而且是維系長久利益共同體的體現(xiàn)。為了進(jìn)一步貫徹落實(shí)節(jié)能理念，需要設(shè)計師在設(shè)計水平的提高中下功夫，對電氣設(shè)計的各個方面都要熟知掌握，就如在日常生活中已不可缺少的電梯工程設(shè)計，應(yīng)積極融入智能化控制技術(shù)，達(dá)到安全節(jié)能的目的。此外，還有少部分企業(yè)一味地追求利益而忽視節(jié)能降耗的理念，這樣的電氣設(shè)計是缺少實(shí)用性和安全性的，不僅導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行能耗量增大，而且對整體建筑的安全性有直接影響。

3 建筑電氣安全性設(shè)計

3.1 電力供應(yīng)系統(tǒng)

建筑工程中除了基礎(chǔ)鋼筋混凝土建設(shè)外，電氣工程占比最大，而且其運(yùn)行是離不開電能的供應(yīng)系統(tǒng)。如果沒有完善的電能輸出供應(yīng)系統(tǒng)，整體建筑不僅會停滯而且為居民生活帶來影響。因此，建筑電氣工程供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定是建筑的核心。隨著現(xiàn)代建筑高度的不斷增加，供電系統(tǒng)在設(shè)計中要全面衡量，確保其中的電路設(shè)計為兩路，滿足承載的電容量與負(fù)荷量，并按照相應(yīng)的獨(dú)立線路設(shè)計，保證供應(yīng)線路電源輸送正常。另外，配備柴油發(fā)電機(jī)來做好電路供應(yīng)不正常而導(dǎo)致的停電是高層建筑設(shè)計的必然條件，及時處理應(yīng)急事件避免造成更大損失，保障建筑內(nèi)部居民的安全，將火災(zāi)等事故盡量降低[3]。

3.2 線纜施工技術(shù)

供電系統(tǒng)里主要靠線纜輸送電能，而線纜施工選擇關(guān)系著供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，工作人員要按照工程實(shí)際需求選擇適用的線纜材料，滿足耐壓、防潮、防火是最根本參考要求，其他性能要符合相關(guān)行業(yè)規(guī)范。在實(shí)際操作安裝時，接頭連接工作是線纜施工的重點(diǎn)，要嚴(yán)格遵照施工規(guī)范，嚴(yán)禁出現(xiàn)死結(jié)死彎等情況，保證電能輸送正常穩(wěn)定。

3.3 電氣設(shè)備接地

電氣設(shè)備安裝嚴(yán)令禁止離地連接，必須接地進(jìn)行電氣設(shè)備鋪設(shè)，以免外界原因?qū)υO(shè)備造成干擾或損壞。其中要注意變配電接地、手持電氣設(shè)備接地保護(hù)、移動電力設(shè)備接地等處理措施的規(guī)范。此外，要應(yīng)用總等電位聯(lián)結(jié)、輔助等電位聯(lián)結(jié)等安全措施處理電氣裝置，進(jìn)一步保證電氣系統(tǒng)的安全性。

3.4 配備建筑消防系統(tǒng)

現(xiàn)代化高層建筑防火防災(zāi)是最重要的，由于發(fā)生火災(zāi)意外逃跑時間較短，所以加強(qiáng)重視消防系統(tǒng)安設(shè)是必要的。消防系統(tǒng)是火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)的統(tǒng)稱。在消防系統(tǒng)設(shè)計安裝時，要充分考慮建筑物的規(guī)模、使用功能等，科學(xué)規(guī)劃消防設(shè)施的安裝，必須將火災(zāi)自動報警功能發(fā)揮到極致，確保聯(lián)動控制系統(tǒng)通知到建筑物內(nèi)所有系統(tǒng)，及時遏制火災(zāi)進(jìn)一步蔓延，減少火災(zāi)帶來的人員傷亡和財產(chǎn)損失[4]。

3.5 家居電氣安全設(shè)計規(guī)范

建筑物室內(nèi)居住者在日常生活中已離不開家具電氣設(shè)備，設(shè)備種類紛繁多樣，所以做好家居電氣安全設(shè)計與居民人身安全有著密切聯(lián)系，其中設(shè)計規(guī)范要符合以下幾點(diǎn)：①技術(shù)參考標(biāo)準(zhǔn)要按照相關(guān)規(guī)范要求，進(jìn)行規(guī)范化管理。家居電氣安全設(shè)計的重點(diǎn)是處理標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議之間的問題，尤為凸顯的是在智能化家居應(yīng)用中，雖然設(shè)備之間完成互聯(lián)互通，形成操控一體化，但安全系統(tǒng)卻并沒有完善，安全性受到影響。但可以根據(jù)不同家居電氣設(shè)備的電路端口、數(shù)據(jù)協(xié)議、布線要求進(jìn)行統(tǒng)一管理，從而實(shí)現(xiàn)規(guī)范化技術(shù)的實(shí)施。同時，提高家居電氣使用的安全系數(shù)，保障居民人身財產(chǎn)不受威脅。②配備智能化報警裝置。此系統(tǒng)優(yōu)勢在于能不間歇的監(jiān)控建筑內(nèi)設(shè)備運(yùn)行情況，一旦出現(xiàn)異常會第一時間觸發(fā)報警裝置，自動開啟消防系統(tǒng)。能有效預(yù)防突發(fā)事件帶來的嚴(yán)重?fù)p失，實(shí)現(xiàn)早發(fā)現(xiàn)、早撤離、早撲滅的功能。③電氣設(shè)備選擇要合理。設(shè)計人員要按照建筑物使用群體選擇加置斷路器設(shè)備，并考慮使用標(biāo)準(zhǔn)、電源能耗、施工要求等因素。而且家用電氣設(shè)備最常用的就是照明系統(tǒng)，在選擇照明燈具時應(yīng)根據(jù)不同室內(nèi)空間進(jìn)行選擇。比如衛(wèi)生間的燈具要防濕防潮、廚房燈具要防潮耐高溫，在經(jīng)濟(jì)條件允許下首先選擇知名認(rèn)證品牌的產(chǎn)品。另外，開關(guān)裝置也要質(zhì)量合格的，避免發(fā)生觸電危險。

4 建筑電氣節(jié)能設(shè)計

4.1 供配電設(shè)備的設(shè)計

配電系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行與供配電科學(xué)設(shè)計是相關(guān)的，供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定促進(jìn)配電系統(tǒng)操作的操控穩(wěn)定。要求設(shè)計人員要多角度考慮優(yōu)化配置方案，比如對用電設(shè)備的參數(shù)設(shè)置、供電距離的排布等內(nèi)容。而且工作人員還要結(jié)合經(jīng)驗(yàn)以負(fù)荷中心為基礎(chǔ)在周邊區(qū)域合理布置變配電等裝置，將供電距離控制在最小范圍，節(jié)省線纜消耗。另外選擇變壓器類型是十分重要的，要綜合考慮季節(jié)性對潮濕程度的影響，提前做好建筑用電分析數(shù)據(jù)，著重對功率因數(shù)的設(shè)置，適當(dāng)提高功率因數(shù)從而將能耗量減少。作為基本傳輸介質(zhì)的電線電纜，它們在材料、型號選擇上會對電能損耗多少有直接影響，電阻過高會加大電能損耗造成資源浪費(fèi)，因此在回路功率設(shè)置中要考慮能耗問題，線路設(shè)計貼合實(shí)際需求，最大程度發(fā)揮電能能效。

另外，線路耗損是屬于正常損耗的一種，常會受到電流不穩(wěn)定、電阻值變化等因素的干擾，要想實(shí)現(xiàn)在電流恒定情況下把電能消耗在最低值，就要把阻抗值設(shè)置在最小。而設(shè)計師要對影響線路阻抗大小的因素研究分析，如材質(zhì)選擇、截面積大小等方面進(jìn)行對比，從而得知選取銅線材料電阻率最小，達(dá)到降低能耗消費(fèi)的目的，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。同時供電距離的長短也是必須合理規(guī)劃的，電能輸送距離以直線距離最優(yōu)且損耗能最低。在供電距離中加增變壓器能轉(zhuǎn)換負(fù)荷、縮短距離，適用于小平米建筑中。在較大建筑平面中可將配電所按結(jié)構(gòu)類型分布，減少線路傳輸距離。

4.2 用電設(shè)備分類

建筑物中照明設(shè)施是基礎(chǔ)配備，同時也是電氣弱電系統(tǒng)的組成部分。在節(jié)能降耗的理念下設(shè)計方案應(yīng)盡可能利用光能優(yōu)勢進(jìn)行采光，達(dá)到節(jié)能目的，另外設(shè)計師要將電氣照明與自然光源設(shè)計相結(jié)合，使用比例以自然光源為主，降低電氣照明使用率。而且市場上的節(jié)能產(chǎn)品已經(jīng)普及，優(yōu)先選擇質(zhì)量安全和節(jié)能效果有保障的產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保效果?，F(xiàn)有的LED 光源產(chǎn)品滿足現(xiàn)代化建筑生活方式所需，不僅照明方式有所創(chuàng)新、光污染源低且節(jié)能效果很突出。最后還應(yīng)注重電子鎮(zhèn)流器、觸發(fā)器等配件的節(jié)能選擇，在公共場所積極倡導(dǎo)使用節(jié)能設(shè)備，如感應(yīng)照明、環(huán)保燈具等[5]。

4.3 電氣工程調(diào)試流程

在建筑工程設(shè)計部分完工后，對每一環(huán)節(jié)都要進(jìn)行調(diào)試確認(rèn)，包括電氣設(shè)備安裝后的調(diào)試過程，是對日后電氣系統(tǒng)穩(wěn)定高效運(yùn)行的必要檢測，促使建筑電氣安全節(jié)能水平的提升。需要在調(diào)試檢測過程中注意以下3 點(diǎn)：①通電檢測是必須的電氣設(shè)備調(diào)試根本。②電氣設(shè)備檢驗(yàn)參照要符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，對空載和負(fù)荷運(yùn)行要仔細(xì)檢測。③機(jī)電設(shè)備數(shù)據(jù)維護(hù)審核十分重要，與設(shè)計原稿逐一比對，對優(yōu)化整合后的設(shè)備情況格外注意，做好主要設(shè)施實(shí)驗(yàn)設(shè)計、系統(tǒng)啟用優(yōu)化管控，科學(xué)地指導(dǎo)電氣調(diào)試工作，保證所有電氣設(shè)備設(shè)施能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

參與電氣工程調(diào)試的工作人員要編寫相應(yīng)的調(diào)試結(jié)果報告，對數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性負(fù)責(zé)，并掌握相關(guān)設(shè)備的所有材料，包括參數(shù)設(shè)置及圖紙信息等，確保調(diào)試工作科學(xué)有效的進(jìn)行。對設(shè)備周圍的線路分布、接線情況也要檢查確認(rèn)，與設(shè)計圖紙是否相同。最后，在電氣設(shè)備安裝完成后要留有一定的試運(yùn)行時間，及時處理運(yùn)行中所遺留的問題，并附有記錄設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的操作方法及規(guī)范。在試運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，詳細(xì)記錄設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)是否連續(xù)穩(wěn)定，對異常情況及時調(diào)整。在完成調(diào)試確認(rèn)電氣系統(tǒng)安裝合格后可以向使用部門提供檢驗(yàn)合格報告。

4.4 對照明系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計

節(jié)能設(shè)計的核心是在減低能耗時充分利用自然光源的照明方式，使建筑物內(nèi)部光線合理優(yōu)化。設(shè)計人員應(yīng)借助建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，巧妙結(jié)合自然光源對室內(nèi)照明的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)采光率最大化，達(dá)到節(jié)能的目的。此外，我國節(jié)能燈具市場種類繁多，節(jié)能燈具的選擇一應(yīng)俱全，完全能滿足現(xiàn)代人對照明的需求。而且節(jié)能燈具性價比較高，使用壽命長，得到更多認(rèn)可。

4.5 對電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計

電機(jī)系統(tǒng)的電能損耗對節(jié)能設(shè)計有直接影響，選擇低耗能的電機(jī)是實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果的重要部分。電機(jī)的選擇首要考慮與建筑電氣系統(tǒng)要相適宜，電機(jī)容量大小是關(guān)鍵且負(fù)載率要符合相關(guān)要求。其次是變頻調(diào)速效果要符合實(shí)際工程情況，能在調(diào)節(jié)變頻后滿足不同電氣設(shè)備需求，保證電力輸出效率穩(wěn)定。由此，系統(tǒng)電能的使用率也得到提升。第三個是擁有無功補(bǔ)償方案執(zhí)行能力。為了降低電機(jī)在高度負(fù)荷工作下對電感值造成不穩(wěn)定影響，功率調(diào)節(jié)可執(zhí)行無功補(bǔ)償措施，以實(shí)現(xiàn)相聯(lián)設(shè)備參數(shù)遞補(bǔ)運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而改善系統(tǒng)運(yùn)行情況。

5 結(jié)語

綜上所述，建筑行業(yè)在我國蓬勃發(fā)展，為社會發(fā)展提供重要保障，因此建筑物內(nèi)部的質(zhì)量可靠更為關(guān)鍵。電氣工程設(shè)計在建筑中占有重要地位，隨著生態(tài)環(huán)保理念的不斷深入，電氣設(shè)計的安全節(jié)能性不斷提高，要與時俱進(jìn)的發(fā)展來適應(yīng)行業(yè)需求，從中出現(xiàn)的相關(guān)問題要積極探索解決，不斷提高電氣設(shè)計方案的科學(xué)性，加強(qiáng)融合安全節(jié)能技術(shù)。