建筑电气设计中的安全性和节能性分析

刘冰

【摘要】随着国民经济的增长，电力设备的应用日益广泛，加上近年来建筑智能化的推进，使得电气能耗迅猛增长，电气安全也成为重大隐患。本文介绍了建筑电气设计过程中应遵守的几条原则，主要对电气设计的安全性与节能性进行了分析与探讨，并提出了相應的措施。

【关键词】建筑电气设计；安全性；节能性

1、前言

安全性与节能性是衡量电气系统质量的重要指标。如何在满足建筑物使用功能的基础上，既保障安全性又实现节能性，成为当前建筑电气设计主要的探究点和研究对象。

2、建筑电气设计的原则

在建筑电气设计的过程中，应遵循科学合理、安全可靠、经济节能的原则。首先要严格遵守相关的规范标准和政策法规，以设计规范为基础，在满足建筑物使用功能的前提下，合理设计电气系统及平面布置，体现出国家政策对建筑设计的质量要求。其次，在满足用电需求的同时，提高电气系统的安全性，保证配电的可靠性。另外，应以节能为重点，要在成本许可范围内充分考虑综合经济因素，兼顾初期建设成本与远期运行成本，达到建筑生命周期内费用最低的目标。

3、建筑电气设计的安全性

3.1供配电线路

供配电线路是连接建筑物内各电气设备之间的纽带，一旦线路出现故障，必定会影响到整个建筑物的供电问题。因此，在进行建筑电气设计的时，应根据项目电力资源的实际使用情况，结合设备运行环境，进行负荷计算。根据其结果对供电线路的导线截面和保护开关进行合理的选择，保证供配电的安全性。其中，导线截面的选择，应按照导线长期连续负载的载流量、远距离传输时允许的电压降以及导线本身的机械强度来确定最小允许截面。而电气保护开关的选择与整定应考虑过载及短路保护、漏电保护、开关的上下级配合等。

3.2供电电源

民用建筑电气设计中，供电电源通常是指由市政电力管网引入项目变电所的10KV电源，或由区域变电所引入项目总配电箱的220/380V电源。《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008明确规定了负荷等级划分及供电要求。其中，一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏；二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电；三级负荷可按约定供电。此外，对于供电可靠性要求较高的项目，通常设置柴油发电机组作为一、二级负荷及其他重要负荷的备用电源，并在发电机与市电供电回路设置电气及机械联锁，禁止正常电源和备用电源间并列运行，避免向市网倒送电。

3.3防雷接地

建筑物防雷是保障电气安全的专业性系统工程，主要通过设置接闪器、引下线、均压环、接地装置以及浪涌保护器等措施，防止雷电波侵入。在民用建筑电气设计中，通常利用桩基、基础底板内Φ16以上钢筋通长焊接形成基础接地网，作为共用接地体，即防雷接地、交流和直流工作接地、保护接地共用一组接地装置。共用接地体的电阻应该控制在1Ω的安全范围内，只有这样才能有效地保证人员的安全。此类设计具备施工方便、接地效果好和投入低等优点。

3.4电气消防

电气消防设计的主要是通过火灾的自动报警系统、消防设备相关的配电系统以及消防联动控制系统的设计，最终达到报警与灭火自动化的设计要求。在消防线路方面，必须由金属保护管明敷或暗敷构成，主要是为了在火灾发生后依旧能够正常使用消防线路，从而有效传输信号以及指令。在电气消防系统中，消防设备的配电及控制是最为关键的部分，为了提供绝对的安全保障，消防设备均采用双回路供电，末端互投，平时由现场手动控制或建筑设备管理系统自动控制，消防时由火灾自动报警系统联动开启，或由消防控制室强制启动。

4、建筑电气设计的节能性分析

4.1供配电系统的节能设计

在设计供配电系统时，应综合考虑并采取节能措施。一是变电所的设置应首选在负荷中心位置，这样既能减少配电级数，也有效缩短供电半径；二是在变电所内设置电容柜和有源滤波柜，对功率因数进行集中补偿，并且吸收高次谐波，降低无功损耗；三是选用节能环保型变压器，以减少铁芯的涡流损耗和漏磁损耗，同时要提高变压器的负载率至75%～85%之间，减少有功功率损耗，使变压器经济运行；四是配电线路方面，应采取适当增大导线截面积和控制最大工作压降的措施，以达到减少线路损耗的目的。

4.2照明系统节能设计

照明节能设计的原则是在保证照明质量的基础上，尽可能提高照明效率，节约系统用电。室内灯具设计的照度标准和照明功率密度值要严格遵守《建筑照明设计标准》GB50034-2013中的强制性条文要求。在满足眩光限制和配光要求的条件下，灯具的应选择节能型荧光灯、LED灯、金属卤化物灯等高效、长寿、安全、稳定的光源。照明控制是照明系统节能的主要措施，在建设成本允许的条件下，应采用智能照明控制方式。与传统控制相比，智能照明系统能够对灯光进行软启、调光、分区开关、一键场景等管理，并实现遥控、定时、集中、远程等多种控制方式，达到最优的节能效果。

4.3动力系统节能设计

动力系统的节能设计主要通过减少电动机轻载和空载运行来实现，目前较为常用的一种方式是采用变频调速装置，它会在负载率降低时自动调节电动机转速，使之与负载的变化相匹配，从而提高轻载时电动机的效率。对于容量较大的电动机，可采用软启动控制方式，使启动电压平滑升至额定电压，通过调节启动电流的大小，达到节能的目的。它是目前降压启动中广泛应用的一种方式。

4.4建筑智能化节能设计

当前智能化技术逐渐走向成熟，现代智能建筑可通过建筑设备管理系统对整个楼内的设备运行进行监视、控制和管理，并将所测数据传送给能源管理系统进行统计和分析，生成曲线、报表、账单等资料，以便制定可行的节能方案，实现对用电负荷的最优化控制，有效节能降耗、避免浪费。

结语：

近年来，我国建筑的发展呈现高层化、智能化的趋势，建筑用电需求不断增长，对电气安全的要求也随之增加。因此，建筑电气设计应以提高安全性与节能性为主要理念，在设计过程中对供配电设计方案反复考量与斟酌，力求在保证电气系统安全稳定运行的同时，采取各种节能措施，降低能耗，节约能源。

参考文献：

[1]张树梅.分析民用建筑电气设计中的节能措施[J].门窗，2016（04）.

[2]陈万锋，何佳君.论提高建筑电气设计的可靠性和经济性[J].科技与企业，2016（08）.