安全節(jié)能策略在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

李俊峰

（太原市建筑設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030000）

0 引言

科學(xué)環(huán)保、資源的可持續(xù)利用，是近些年來(lái)最受關(guān)注的話題。在建筑行業(yè)，以建筑施工的工程項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，電氣設(shè)計(jì)是非常重要的一部分，因此，如果在建筑電氣設(shè)計(jì)中倡導(dǎo)綠色節(jié)能，實(shí)現(xiàn)資源的最大化使用，無(wú)論從經(jīng)濟(jì)利益、環(huán)境利益、資源利益上，都能得到很大的提升。而這一系列的變革，也必然讓建筑行業(yè)脫胎換骨，走上綠色、環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展道路上來(lái)。與此同時(shí)，在建筑電氣設(shè)計(jì)中，還應(yīng)重視安全性，保證電氣工程的安全質(zhì)量，促進(jìn)建筑工程的順利發(fā)展[1]。

1 現(xiàn)代建筑電氣的概念和發(fā)展

在保障電氣系統(tǒng)運(yùn)行效率與質(zhì)量的基礎(chǔ)上，為達(dá)到有效降低電氣能耗的目標(biāo)，在涉及建筑電氣的設(shè)計(jì)。環(huán)節(jié)中，通過(guò)多元化的技術(shù)手段與建設(shè)理念，對(duì)建筑電器的耗能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化，就是建筑電氣節(jié)能降耗設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)與內(nèi)容。社會(huì)是隨著能源的損耗而進(jìn)步的，現(xiàn)階段我國(guó)各項(xiàng)基礎(chǔ)能源相對(duì)緊缺，在我國(guó)居民享受高質(zhì)量生活、高度城市化居住環(huán)境的同時(shí)，也能夠在日常生活中得以發(fā)現(xiàn)，環(huán)境污染與能源利用率低、能源過(guò)度損耗所帶來(lái)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。相關(guān)研究表明，我國(guó)建筑能耗在整體社會(huì)的總能耗中占十分重大的比例，并且建筑能耗的占比是相對(duì)動(dòng)態(tài)的，會(huì)隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的進(jìn)步而不斷上升。而在建筑項(xiàng)目的建設(shè)過(guò)程中，電氣節(jié)能也是整體建筑節(jié)能的重要組成部分[2]。時(shí)至今日，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的時(shí)代背景下，各個(gè)建筑的電氣設(shè)備、供電系統(tǒng)所耗費(fèi)能源的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了我國(guó)發(fā)電領(lǐng)域的進(jìn)步水平，這一問(wèn)題從而引發(fā)了建筑能源供不應(yīng)求的矛盾，因此建筑電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能降耗愈加重要，在整體建筑行業(yè)中，遵循節(jié)能降耗的電器設(shè)計(jì)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 促進(jìn)建筑電氣設(shè)計(jì)安全節(jié)能的重要性

2.1 要從實(shí)際條件出發(fā)

在應(yīng)用綠色節(jié)能設(shè)計(jì)理念時(shí)，設(shè)計(jì)人員要充分尊重工程的實(shí)際情況，不能脫離實(shí)際環(huán)境盲目強(qiáng)調(diào)電氣工程的綠色節(jié)能。建筑系統(tǒng)中包含的分支內(nèi)容較多，涉及較多的部門和施工環(huán)節(jié)，只有全面考慮分析，實(shí)時(shí)掌握準(zhǔn)確的信息，才能保證建筑電氣設(shè)計(jì)符合實(shí)際要求，才能合理地應(yīng)用綠色節(jié)能技術(shù)。為了盡可能高效地落實(shí)綠色節(jié)能理念，首先要保證符合實(shí)際條件，加強(qiáng)考察工程實(shí)際情況，做好建筑內(nèi)部軟硬件設(shè)施的合理設(shè)置，保證生活環(huán)境舒適、便捷。

2.2 降低能源消耗

在建筑電氣系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)能源的需求量較大，尤其是電能。為了實(shí)現(xiàn)人與自然環(huán)境的和諧發(fā)展，需要提高能源利用率，減少能源消耗，取締一些不必要的能源消耗。設(shè)計(jì)師要對(duì)電氣運(yùn)行最小能耗標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間進(jìn)行分析和考慮，對(duì)電氣實(shí)際運(yùn)行的能耗區(qū)間進(jìn)行細(xì)致分析，平衡好能源消耗和電氣系統(tǒng)運(yùn)行，從而在控制能源消耗的同時(shí)保證電氣系統(tǒng)的高效運(yùn)行，將綠色節(jié)能理念充分落實(shí)?？梢允褂靡恍┙档湍芎牡脑O(shè)計(jì)方法，確保在運(yùn)行階段可以將電氣系統(tǒng)的能源消耗降低[3]。但是也需要注意避免盲目追求綠色節(jié)能而忽略了電氣運(yùn)行中的安全問(wèn)題，要注意避免產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。

3 電氣設(shè)計(jì)的安全節(jié)能策略

3.1 電力供應(yīng)環(huán)節(jié)的安全策略

電力系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑中的一部分，伴隨著建筑用電行為的增加，對(duì)建筑電力系統(tǒng)要求也不斷提高，電力供應(yīng)一旦中斷，建筑物部分系統(tǒng)就無(wú)法正常運(yùn)行，情況嚴(yán)重時(shí)，整個(gè)建筑物會(huì)陷入癱瘓狀態(tài)。因此，保證建筑電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行十分重要。在建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要綜合考慮整個(gè)建筑物的用電需求，對(duì)電力供應(yīng)系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行全面分析，然后選擇符合電力運(yùn)行需要的供電設(shè)備，確定合理的電力系統(tǒng)，以便建筑供電系統(tǒng)能夠滿足建筑用電需要[4]。

3.2 照明設(shè)計(jì)的安全節(jié)能策略

光資源的浪費(fèi)現(xiàn)象，在建筑行業(yè)非常常見(jiàn)。在考慮照明需求的基礎(chǔ)之上，其實(shí)可以將電氣設(shè)備的價(jià)值充分考慮。首先，挑選合適的設(shè)備，制定合理的電氣參數(shù)，滿足居民和項(xiàng)目單位的不同用電需求。其次，可以考慮日常用電的場(chǎng)景需求，以實(shí)用性的原則，調(diào)配燈具的燈光明暗度、開(kāi)關(guān)設(shè)置等。再次，在燈具設(shè)備的挑選上，也可以選擇LED 燈具。LED 燈是一個(gè)用半導(dǎo)體二極管來(lái)發(fā)光的一種二極管，能夠直接通過(guò)感應(yīng)器件，將電能信號(hào)直接感應(yīng)轉(zhuǎn)化輸出為光，而且還具備安全、耗電少、節(jié)能等優(yōu)勢(shì)。最后，可以結(jié)合智能控制及聲光、紅外控制的設(shè)置，減少不必要的電能浪費(fèi)。

為保證建筑電氣工程的穩(wěn)定運(yùn)行，要求設(shè)計(jì)人員提高對(duì)應(yīng)急照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重視性，處理應(yīng)急照明各項(xiàng)指標(biāo)模糊的問(wèn)題，如供電容量、照度需求、光源選擇、場(chǎng)所設(shè)置、應(yīng)急電源選擇等各個(gè)方面。通過(guò)對(duì)相關(guān)的照度要求進(jìn)行分析可知，設(shè)計(jì)人員需要在消防電梯機(jī)房、消防控制室、配電室等重要位置進(jìn)行應(yīng)急備用照明設(shè)計(jì)，保證照度符合工程的使用要求。在建筑內(nèi)部進(jìn)行應(yīng)急照明設(shè)置，其主要有門廳、地下車庫(kù)、疏散走道、樓梯間等各個(gè)地方的應(yīng)急照明，且需要考慮到地面最低水平的照度，保證其照度達(dá)到規(guī)范要求。最后，應(yīng)詳細(xì)說(shuō)明應(yīng)急照明系統(tǒng)的燈具及電源，采用安全電壓的集中電源系統(tǒng)及燈具，保證消防人員參與滅火過(guò)程中的安全性。

3.3 供配電系統(tǒng)的節(jié)能策略

針對(duì)供配電系統(tǒng)與線路設(shè)計(jì)的調(diào)整與優(yōu)化，是整體建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中的重中之重。實(shí)際的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中需要根據(jù)不同建筑的個(gè)性化需求以及相關(guān)電氣設(shè)備的類型與耗電程度進(jìn)行綜合分析，應(yīng)用簡(jiǎn)單有效的原則對(duì)配供電系統(tǒng)進(jìn)行方位的調(diào)整與優(yōu)化。因此，需要加強(qiáng)對(duì)電器負(fù)荷容量以及不同用電設(shè)備自身特點(diǎn)、電能損耗需求、電能、品質(zhì)需求等問(wèn)題的關(guān)注，從而根據(jù)工程需要有意識(shí)地挑選最適宜的變壓器與配供電系統(tǒng)，以此為電氣節(jié)能設(shè)計(jì)保駕護(hù)航。除此之外，相關(guān)設(shè)計(jì)者還可以通過(guò)智能化的供配電監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)建筑內(nèi)所有的用電設(shè)施設(shè)備、線路等的能耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與統(tǒng)計(jì)。設(shè)計(jì)師亦或是使用者還可以根據(jù)其需求為不同用電設(shè)施設(shè)定最高用電量，一旦系統(tǒng)檢測(cè)到某一設(shè)施用電量的異?；蚴沁_(dá)到用電最高峰，便會(huì)及時(shí)發(fā)送警報(bào)并對(duì)相應(yīng)設(shè)施進(jìn)行斷電處理。充分保障各項(xiàng)用電設(shè)備的工作都能按照設(shè)計(jì)者的構(gòu)思、計(jì)劃有序進(jìn)行，進(jìn)而達(dá)成降低設(shè)備電能損耗、提升用電效率的設(shè)計(jì)和建設(shè)目標(biāo)。

3.4 防雷接地設(shè)計(jì)的安全策略

防雷裝備是否可靠直接影響著建筑電氣工程的質(zhì)量，要做到合理選擇防雷裝備，優(yōu)先選擇金屬導(dǎo)體，使室內(nèi)的電位保持在平衡的狀態(tài)，有效提高均壓效果，確保設(shè)備的運(yùn)行安全，避免建筑使用者的人身安全受到威脅。設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到地下水位產(chǎn)生的影響，若是地下水位超出安全范圍，則需要選擇塑料、橡膠等防水材料對(duì)建筑鋼筋進(jìn)行保護(hù)，以此提高建筑鋼筋的絕緣效果，降低安全事故的發(fā)生。在防雷接地裝置設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)充分考慮到建筑外部接地裝置敷設(shè)，可以選擇閉合狀的水平接地體進(jìn)行施工，滿足接地電阻值方面的要求。同時(shí)，應(yīng)充分考慮到雷電波侵入產(chǎn)生的影響，對(duì)電纜進(jìn)出線設(shè)置進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，保證電氣設(shè)備與鋼管、電纜金屬外部等進(jìn)出端相連?？梢詫⒈芾灼靼惭b在接地裝置進(jìn)出的位置，將避雷器與絕緣子鐵腳連接，有效提高工程的安全性。

3.5 電氣線路設(shè)計(jì)的安全策略

電能在日常的傳輸時(shí)，會(huì)對(duì)電路網(wǎng)絡(luò)的功率造成一定程度的損耗，在這種情況下，電路功率造成的損耗和線路長(zhǎng)度以及負(fù)載它們的關(guān)系是相互影響的。對(duì)此，可以采用的一個(gè)最好解決方式之一就是直接把線路電阻適當(dāng)降低，讓整個(gè)系統(tǒng)輸出的總功率都提升上來(lái)，以此方法可以進(jìn)一步把線路間的損耗適當(dāng)減輕，具體的做法一般可以采用以下方式：有一個(gè)規(guī)范地應(yīng)用于線路敷設(shè)長(zhǎng)度的計(jì)算方法和計(jì)算途徑，將電源設(shè)置于負(fù)荷中心，縮減線路長(zhǎng)度，把損耗減低。而針對(duì)線路過(guò)長(zhǎng)的線路要怎么來(lái)處理，可以選擇在其電壓值和通過(guò)電流都已經(jīng)完全滿足繼續(xù)正常、安全使用的情況下，在保留它們長(zhǎng)度的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增添一級(jí)的導(dǎo)線截面積，電氣位置問(wèn)題也是一個(gè)不可忽略的問(wèn)題，電氣位置調(diào)整要本著以盡量保證降低線路供電損耗路徑為主要工作原則[5]。因此，在建筑電氣設(shè)計(jì)中，應(yīng)用節(jié)能技術(shù)前要進(jìn)行多方面考慮，例如，需要充分了解建筑的每個(gè)地方對(duì)電氣應(yīng)用的需求量，采用不同的設(shè)施，這是首先要考慮的環(huán)節(jié)，同時(shí)在選用電氣設(shè)備的同時(shí)不能因?yàn)楣?jié)能而延長(zhǎng)工程的期限，要做到既能滿足正常作業(yè)的同時(shí)，還能避免在使用的過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)度的消耗，加強(qiáng)對(duì)建筑電氣設(shè)備定期的檢測(cè)和維護(hù)，以免因?yàn)樵O(shè)備陳舊或者線路老化等問(wèn)題導(dǎo)致電能過(guò)度的消耗。

3.6 電氣防護(hù)安全策略

針對(duì)電氣建筑系統(tǒng)的前期設(shè)計(jì)以及后期使用階段，要做好短路巡查工作，主要檢測(cè)線路是否完好，尤其是針對(duì)絕緣層以及大功率電氣設(shè)備，及時(shí)地進(jìn)行導(dǎo)線和電纜的檢測(cè)。落實(shí)好導(dǎo)線持續(xù)性管理，階段性地進(jìn)行絕緣能力測(cè)試以及電阻測(cè)試，若發(fā)現(xiàn)電阻過(guò)高的導(dǎo)線要及時(shí)進(jìn)行更換；監(jiān)測(cè)具體的電氣系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境，避免在高溫潮濕環(huán)境中使用；做好整體建筑電氣系統(tǒng)的防雷接地工作，避免雷擊影響系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)從而引發(fā)短路。

3.7 消防系統(tǒng)安全策略

建筑電氣中的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，能夠在火災(zāi)發(fā)生時(shí)第一時(shí)間發(fā)出防火警報(bào)，在輔助工作人員方面，能夠快速、準(zhǔn)確判斷出發(fā)生的具體部位，并采取相關(guān)的措施來(lái)進(jìn)行控制預(yù)防，對(duì)于人們的財(cái)產(chǎn)生命安全起著重要的保護(hù)作用。在進(jìn)行消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)合理選取具有良好防火性能的材料的電線電纜，以此來(lái)確?；馂?zāi)發(fā)生的情況下，線路不會(huì)出現(xiàn)故障，延誤火災(zāi)的最佳控制時(shí)期。

3.8 節(jié)能建筑的能耗監(jiān)控技術(shù)

智能化監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用于建筑電氣系統(tǒng)中可以顯著提高建筑能耗控制水平。在建筑電氣設(shè)計(jì)方案中要滲透綠色節(jié)能理念，串聯(lián)室內(nèi)各項(xiàng)系統(tǒng)，從而利用智能化技術(shù)捕捉、分析相關(guān)數(shù)據(jù)信息，最終實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。例如變頻中央空調(diào)是當(dāng)前很多建筑常用的設(shè)計(jì)方案，可以從一定程度上應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)能耗監(jiān)測(cè)技術(shù)，最終利用變頻技術(shù)達(dá)到節(jié)能的目的?？刂浦靼迨侵醒胱冾l空調(diào)節(jié)能調(diào)節(jié)的核心部件，該控制主板根據(jù)各個(gè)傳感器監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)變化量，通過(guò)通信卡、驅(qū)動(dòng)器、變頻器等設(shè)備來(lái)調(diào)節(jié)主機(jī)的運(yùn)行參數(shù)[6]。如當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，溫度傳感器將采集到的變化量通過(guò)通信卡傳輸?shù)娇刂浦靼?，控制主板處理器?jīng)過(guò)數(shù)據(jù)比對(duì)分析，經(jīng)驅(qū)動(dòng)模塊控制變頻器的運(yùn)行參數(shù)，從而降低空調(diào)主機(jī)的運(yùn)行能耗。在進(jìn)行建筑電氣設(shè)計(jì)應(yīng)用節(jié)能技術(shù)之前，要做好各方面顧慮，在選用電氣設(shè)備的同時(shí)不能因?yàn)楣?jié)能而延長(zhǎng)工程的期限，要做到既能滿足正常作業(yè)的同時(shí)，還能避免在使用的過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)度的消耗，加強(qiáng)對(duì)建筑電氣設(shè)備定期的檢測(cè)和維護(hù)，以免因?yàn)樵O(shè)備陳舊或者線路老化等問(wèn)題導(dǎo)致電能過(guò)度的消耗。在這些必備條件之外，還需要選用適合的位置采用光控照明設(shè)置，不僅可以滿足當(dāng)?shù)鼐用竦挠秒娦枨螅瑫r(shí)還能起到很好的控制作用。

3.9 應(yīng)急照明系統(tǒng)優(yōu)化

為保證建筑電氣工程的穩(wěn)定運(yùn)行，要求設(shè)計(jì)人員提高對(duì)應(yīng)急照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重視性，處理應(yīng)急照明各項(xiàng)指標(biāo)模糊的問(wèn)題，例如供電容量、照度需求、光源選擇、場(chǎng)所設(shè)置、應(yīng)急電源選擇等各個(gè)方面。通過(guò)對(duì)相關(guān)的照度要求進(jìn)行分析可知，設(shè)計(jì)人員需要在消防電梯機(jī)房、消防控制室、配電室等重要位置進(jìn)行應(yīng)急照明設(shè)計(jì)，保證照度符合工程的使用要求，在建筑內(nèi)部進(jìn)行應(yīng)急照明設(shè)置，其主要有門廳、地下車庫(kù)、疏散走道、樓梯間等各個(gè)地方的應(yīng)急照明，且需要考慮到地面最低水平的照度。需要在多功能廳、休息廳、餐廳等各位置進(jìn)行應(yīng)急照明設(shè)置，保證其照度達(dá)到要求。最后，應(yīng)詳細(xì)說(shuō)明應(yīng)急照明系統(tǒng)的光源及電源，若是應(yīng)急電源自帶蓄電池或集中應(yīng)急電源裝置EPS，可以選擇瞬時(shí)點(diǎn)亮的鹵鎢燈或快啟節(jié)能的鹵鎢燈。

4 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，采用現(xiàn)代電氣技術(shù)的綠色節(jié)能設(shè)計(jì)，是節(jié)約電力能源的重要設(shè)計(jì)需求，也是建筑設(shè)計(jì)發(fā)展的主要方向。此外，還應(yīng)對(duì)建筑電氣安全設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)中的節(jié)能措施和策略進(jìn)行一定范圍的理論研究、探索和技術(shù)分析。在建筑工程的電氣設(shè)備進(jìn)行實(shí)際優(yōu)化設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程中，還需要通過(guò)對(duì)照明電路系統(tǒng)、電機(jī)、變壓器等以及暖通設(shè)施等方面的設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)，提高供配電線路系統(tǒng)的安全性和節(jié)能性。