建筑电气设计中节能与安全的研究

周建超

（煤炭工业郑州设计研究院股份有限公司，河南 郑州 450007）

1 前言

随着科学技术的发展，人们对于电气的需求也逐渐增多，随着智能建筑的出现与发展，在建筑施工过程中，建筑施工的要求也越来越高。电气作为智能施工的主要设计重点，并随着现代经济的不断发展，逐渐扩大了电气的应用领域，目前，电气能源消耗与电气安全是目前我国城市发展中最主要的消耗形式。环境污染造成了能源缺失加剧了能源危机，越来越多的人开始关注节能产品。

2 建筑电气设计原则

在进行建筑电气设计时，应遵循相关的设计规范以及规章制度，要求以设计规范作为电气的设计准则，体现出国家法律对建筑施工的要求，使电气设计符合节能和安全的设计原则。建筑电气设计应满足其功能要求，在建筑功能的运转过程中，是通过稳定的运行来带动设备运转，使设备能自行控制运转，为居民生活提供便利。建筑电气设计作为建筑的主要组成部分，在进行电气设计时，应将经济因素综合考虑到设计之中，全面考虑初投资以及日后的运行成本，以达到建筑使用寿命期内成本最低的要求。

3 建筑电气设计中的安全性

建筑电气设计中的安全性应从供电线路方面、电力供应方面、电气设备方面、以及建筑消防这几个方面进行考虑。

3.1 供电线路方面

居民住宅中的电路种类繁多。为确保各种电气设备中的电路可以安全运行，不可随意更改供电电路中的主线截面。如需进行更改，必须按照规范要求经计算检验后再进行更改。否则更改后线路截面变小，造成电阻变大以及功率过载将会引起电路发热，甚至造成火灾。

3.2 电力供应方面

电力在目前的建筑施工中起着十分重要的作用，没有电力来源，建筑基本处于瘫痪的状态。确保稳定的建筑电力供应，是保障居民日常生活的基础。因此，为确保居民的正常用电，在现代高层建筑中，应设置两个以上的独立电源，根据负荷的大小以及当地电网的相关规定来确定电源的数量。同时供电又互为备用是设置两路独立电源的基本原则。另外，须安装燃气轮发电组或备用柴油，要求断电时及时恢复供电，时间应控制在15秒以内，保证消防设备、事故照明、以及电梯事故等方面的用电。应根据建筑标准，选用功能性较强的真空开关手车式高压开关柜。根据消防防火要求，主楼内严禁安装大容量的油浸电力变压器。将容量低压配电屏的出线做成手车式。

3.3 电气设备的接地方面

现在的建筑中存在大量的电子设备，如空调、冰箱、电视、电脑等等，电子设备利用保护接地系统的共用接地体与重复接地连接，为保证用电安全，共用接地体的电阻应控制在1Ω以内。

3.4 建筑消防控制方面

建筑消防设计实际上就是火灾自动报警灭火系统。该系统主要包括分区消防报警控制器、火灾探测器、消防中心、自动洒水灭火以及气体自动喷射灭火系统等，这四个部分系统实现了报警灭火的自动化。消防线路应按照要求进行暗敷或穿金属管，防止火灾发生后，影响消防线路的正常使用，确保命令以及信号的正常传输。消防水泵的控制十分重要，为保证安全，应在消防水泵上设置两路控制：一路安设在消防控制室控制，另一路则安设在消防水泵控制柜。

4 建筑电气设计中的节能性

建筑电气设计是建筑设计中必不可少的一部分。为减少建筑的功能损耗，建筑电气工程师应综合考虑，将初投资以及建筑电气在运行时产生的能耗作为重点考虑因素。论文从照明、变压器、线路这几个角度进行分析。

4.1 电动机的节能性

电动机损耗的减少，主要通过电动机的功率因数以及工作效率的提高来实现。在建筑工程中，电动机一般由专业设备配套，因此电动机损耗的减少，应该在运行的过程中实现。可以减少就地电容器补偿、电动机空载运行以及电动机轻载运行。具体的做法是利用变频调速来控制电动机，缓解负载变化对电动机产生的影响，从而提高电动机在轻载运行时的工作效率，最终达到节能的目的。实验证明，在空调系统中利用变频控制，可使空调的运行成本减少30～40%。

4.2 变压器的选择

变压器作为电气运转时重要的电力输送设备，应不断地发展与提高，满足人们的需求。从节能方面考虑，应选用节能型变压器。使硅钢片以及优质冷轧晶粒取向硅钢片的磁场方向相似，可以防止涡流损耗；接缝密合可降低漏磁损耗。与传统的变压器相比，节能型变压器减少了短路损失以及空载损失，10kV系列节能变压器分别降低13.93%和41.5%。通过计算得出，平均每千伏安年可以节电9kW·h。节能型变压器具有很多优点：节能显著、高效率、低损耗、抗冲击等，因此被人们广泛应用。

4.3 配电线路损耗

用于建筑供电的线路较长较多，由于电阻原因，电流通过时会引起功率损耗，要降低电阻导致的损耗可从下文的几个方面考虑：选用导线时，应选择电阻率小的铜芯导线。尽可能的减少导线的长度，在设计线路时，应以直线为准，避免过多的弯路，在低压配电中，尽量避免走回头路。为减少供电半径，变电所与负荷中心的距离不应过远。对导线截面积增大，对于一些长线路，应以热稳定、电压降、载流量和保护配合要求作为增大一级线截面积的前提，因此而增加的线路成本可在运行成本中抵消。

5 结束语

随着社会的不断发展，建筑电气设计的要求也逐渐提高。现如今是一个提倡环保节能的时代，建筑电气工程将沿着绿色方向发展，电气设计在符合建筑规范的前提下，越来越注重节能性和安全性。建筑电气应从运行成本、初投资、以及环保节能这几个方面进行综合考虑，使建筑电气满足居住适用性、节能性和安全性要求，减少能源损耗，从而达到节约能源的最终目的。

[1]林卓铭.建筑电气设计中的节能问题探究[J].科技致富向导，2011，10(09)：522-523