浅谈建筑电气工程中的节能应用与安全设计

陈欣杰

摘 要：电气节能设计有利于节约能源，缓解我国能源供应与社会经济发展的矛盾，实现我国国民经济的可持续发展。电气工程设计不仅要满足节能的要求，同时安全也不能忽视，据有关部门调查的数据统计，我国每年发生的电气火灾占各类火灾之首，电气设备损坏造成的触电事故也常有发生。文章从供配电系统的节能应用、变配电设备的节能应用、自控系统的节能应用、照明的节能应用和电源安全设计、线路安全设计、防雷安全设计、火灾自动报警和消防联动安全设计等方面对中山市某大厦的电气节能应用和安全设计进行了综述。

关键词：建筑电气；电气设计；安全与节能

1 工程概况

某大厦位于中山市，建筑层数共22层，建筑高度98.55米。建筑类别为一类的高层建筑，主要用于办公。首层设置配电房，消防中心及弱电机房，地下车库设置发电机房。

2 建筑电气节能应用

2.1 供配电系统的节能

首先尽量降低配电系统自身的能耗，提高設备利用效率；将变配电所设置在负荷中心，减少低压侧线路长度，降低线路损耗，选用高效低耗的变电器，力求使变压器的实际负荷接近设计的最佳负荷，提高变压器的技术溢出，减少变压器能耗。选择正确的电动机、变压器的容量以及照明灯具启动器、降低线路感抗，提高用电单位的自然功率因数，主照明电路电源尽可能的采用三相电，减少电压损失，并应尽量使三相照明负荷平衡，以免影响光源发光效率。优化配电系统的负荷分配，降低负荷峰谷差值。

2.2 变配电设备的节能

变压器首先要根据变压器效率最高时的负荷率来选择变压器的容量，然后根据年电能损耗率最小时的节能负荷率计算容量。研究表明变压器负荷率在56%～90%，电能损耗率是最小的。电动机在运行时也有一定程度的电能损耗，可通过降低损耗来进行节能，主要就是增强电动的功率和效率。高效的电动机比普通的电动机效率能够增加50%，平均功率也会增大，选择高效的电动机器总的消耗率也会降低，因此要在电气设计的时候可以适当的选择新型高效的电动机。

2.3 自控系统的节能

提高机电设备的能效化，使机电系统高效运行，工程项目的电梯、水泵、风机等动力设备也应采用相应的节能措施。住宅内使用的经常运行的动力设备，应采用高效的产品，技术经济比较合理的节能节电措施。

2.4 照明的节能

根据各种建筑照明标准要求，严格控制照明功率密度值。照度的增减，照明功率密度值会相应增减。有条件时照明电路最好能随着室外的自然光自动的调节人工照明强度，即手动或自动关闭一部分或大部分照明。办公室内靠窗的灯具应安装光敏传感器并采用独立控制的开关，以便根据日光的变化调节灯光强度。室内照明优先采用节能型荧光灯和高效的气体放电灯，并配置电子镇流器或节能型的电感镇流器。除必须采用的场所外，一般室内外照明不应采用普通照明白炽灯，在特殊情况下需采用时，其额定功率不应超过100W（白炽灯光效低，发热量大，应严格控制使用，建议使用三基色T8、T5荧光灯）。

3 建筑电气安全设计

3.1 电源安全

大厦为一类高层，电源负荷为一级，为了保障供电的可靠性，于地下车库设置柴油发电机。当市电发生故障时，柴油发电机能在短时间内运作，保证应急和消防电路能正常工作，增加了建筑的安全性。

3.2 线路安全

线路的规格根据相应的规范要求选取，保证其安全性。普通电力照明线路采用WDZB-YJY交联聚乙烯绝缘无卤低烟阻燃电缆和WDZD-BYJ交联聚乙烯绝缘无卤低烟阻燃电线。消防中心、消防水泵、消防电梯以及应急照明等消防线路采用WDZBN-YJY交联聚乙烯绝缘无卤低烟阻燃耐火电缆和WDZDN-BYJ交联聚乙烯绝缘无卤低烟阻燃耐火电线。

3.3 防雷安全

防雷设计的主要目的是防止和减少雷击建筑物所发生的人身伤亡和文物、财产损失以及雷击电磁脉冲引发的电子和电子系统损坏或者错误运行。本次防雷设计按二类防雷措施设计防止直击雷、侧击雷、电闪电涌入侵。接闪器采用接闪，网或接闪带，接闪器要充分利用金属屋面。金属板要求无绝缘覆盖物。接地装置采用建筑物的本身的基础钢筋，要求接地装置与垂直地体之间的距离为5m，现场受限制时，可适当减少距离。建筑物构件内有箍筋连接的钢筋或者成网状的钢筋，其箍筋与钢筋、钢筋与钢筋应采用土建施工的绑扎法、螺丝、对焊或者搭接连接单根钢筋、圆钢或者外引预埋连接板、线与构件应焊接或采用螺栓紧固的卡夹器连接，构件之间必须连接成电气通路。

垂直敷设的金属管道及金属物的低端及顶端应与防雷装置连接。凡正常不带电，而当绝缘破坏有可能呈现电压的一切电气设备金属外壳应可靠接地。室外低压配电电线线路应采用电缆直接埋地敷设，在入户处应将电缆的金属外皮、钢管接到等电位连接带或者防电感应的接地装置。架空的直接埋地的金属管道在进出建筑物应就近与防雷的接地装置相连，当不连接时，架空管道应接地且其冲击接地电阻不应大于10欧姆。凡突出屋面的所有金属构件应就近与闪接带焊接，室外焊接处均应刷沥青防腐。

3.4 火灾自动报警和消防联动安全

本建筑火灾报警系统保护等级为一级，由火灾报警系统，消防联动系统，火灾应急广播系统、消防直通对讲电话系统组成。

3.4.1 火灾报警系统。本工程火灾报警系统采用集中报警系统，消防自动报警系统两总线环路设计，任意一点断线都不影响报警系统。在车库设置感温探测器，其他场所设置感烟探测器。探测器与灯具的水平近距离不想小于10cm，与送风口额水平距离不小于1.5m，与多空送风顶棚空口或条形送风口的水平近距离不小于0.5m，与嵌入式扬声器的近距离应不小于10cm，与自动喷水头的距离要大于30cm。在建筑物适当的位置设置手动报警按钮及消防对讲电话插孔，手动报警系统按钮及对讲电话插孔距地面距离为1.4m。消火栓箱内设置消火栓按钮，接线盒设在消火栓的开门侧，底边距地面1.8m。

3.4.2 消防联动。火灾报警后，消防控制室应根据火灾情况控制相关层的正压送风阀及排烟阀、电动防火阀、并启动相应加压送风排烟，排烟阀280度熔断关闭，防火阀70度熔断关闭。

3.4.3 消火栓泵控制。平时由压力表自动控制增压泵维持官网压力，管网压力过低时直接启动主泵加压。消火栓按钮启动后，直接启动消火栓泵，消防控制室能显示报警部位并接受其反馈信号，消防控制室可通过模块编程自动启动消火泵也可手动启动。

3.4.4 自动喷洒泵控制。平时由气压罐及压力表自动控制增压泵维持管网压力。管网压力过低时，启动增压泵，当增压泵30秒后，压力仍未上升则直接启动主泵。火灾时喷头喷水，水流指示器动作并向消防控制室报警，控制室接通压力开关，击响水利警铃，启动喷洒泵。消防控制室能通过编程模块，自动启动喷洒装置也可手动启动喷洒泵。

3.4.5 火灾应急广播系统。在消防控制内设置广播机柜，机组采用定压式输出。广播每层一路，火灾发生时，值班人员可根据火灾区域，自动或手动进行广播，及时指挥、疏散群众策撤离火灾现场。

4 结束语

文章通过分析某大厦的建筑电气节能应用和安全设计的一些设计要点和具体措施，希望对以后的建筑电气节能和安全起到一定的参考作用。

参考文献

[1]席妙文.节能技术在建筑电气工程中的应用[J].科技与企业，2014，14：309.

[2]徐红.建筑电气工程中的安全保护措施及应用[J].系统工程，2015，1：72-73.