浅论建筑电气设计的安全性和节能性

2020-02-19承文裕

建材与装饰 2020年10期

承文裕

（江苏浩森建筑设计有限公司江苏常州 213022）

0 引言

在大众生活水平不断提升之下，建筑自动化和智能化的发展使得建筑用电量猛涨。城市化的进一步发展，使得我们国家建筑面积每年都以数十亿立方米的速度增加。根据调查发现，我们国家当前的建筑耗能占到了社会总耗能的大约3%左右，因此建筑行业节能已经势在必行。对此这就要求电气设计人员要依照具有的设计要求，在满足基本功能的前提下，减少能源损耗，保证基本的节能性和安全性。

1 案例概况

某一建筑工程为某地某医院的门诊楼，其规划建设用地大约为7万m2，建筑面积大约为13万m2，整体建筑高度50m左右，防火设计为一类高层建筑，构建的耐火等级地下和地上都是一级，地下二层为车库。

2 安全性

2.1 强化电力供应

对于建筑功能来说，只有确保电力供应的顺利性才能够进一步促进有效实施。当建筑出现断电之后，一般都会直接陷入瘫痪状态，就拿上述案例来说，在医院一旦出现断电的情况，就有可能会导致患者的治疗机器停运，由此威胁到生命安全等，因此确保电力供应的安全性和稳定性，就是电气设计当中最需要特别关注的一个问题：①从确保供电可靠性角度进行分析，高层建筑一般需要最少两个独立性的电源，具体的数量可以依照建筑负荷的实际状况和当地的电网条件去进行设计，各个电源之间必须要互为备用[1]。上述案例之中可以从市政处引进二路独立10kV的电缆线路供电，另外还可以配备柴油发电机组，运用功率为1200kW当作第三路电源。②一定要设计出来应急备用的发电机组，这样就能够保证在停电之后马上给建筑恢复供电，从而使其中的电梯以及各类消防设施都可以正常使用。比如就可以配备一台柴油发电机组。当某一路市政电源停电，就可以实现从变配电室的开启柴油发电机组的启动信号，由此保证正常供电。③在设计的时候还可以在电力输送的终端设置空气开关，这样在出现触电或者是漏电情况的时候，就可以及时进行断电，从而在最大程度上保证用电的安全性。

2.2 优化供电线路

对于电路传输来说，供电线路则是非常重要的通道，倘若其中一个环节出现了故障，势必会给整个建筑整体的供电带来重大影响。对此，在进行电气设计的过程中，还必须要进一步优化供电线路，同时依照建筑本身的电力负荷以及实际的运转环境，做好线路截面以及材料等方面的科学选择，从而使其能够满足相应的要求[2]。此外还应该要定期实施线路的检修，一旦发现存在安全隐患，一定要及时进行处理。以上述案例来说，可以在其低压侧使用单母线分段接线，一共分成五组十段母线，在每一段低压母线上面可以设置应急母线段，确保在市政两路点源都失电的情况下还能够确保一级负荷供电。

2.3 完善设备接地

当电气设备在出现故障之后，电流就会在接地体的作用下向着大地流散，以此起到相应的防护作用。接地防护主要是避免人员或者建筑受到电击，进而威胁生命或者是引发建筑电气火灾以及线路损坏等。接地系统不同，具体的防护效果也存在很大差异，其中强化绝缘措施、运用等电位联结以及安全超低压都是非常关键的措施。此外，使用剩余电流保护器一般都会有效保护电气火灾以及绝缘损坏所引起的事故。一般电气防护措施非常多，也都比较复杂，但并非所有防护都要同时具备，还应该要依照设备的实际特征和其所适应的场所进行选择，确保最终在保证安全的前提下能够达到节能的效果。

2.4 注重消防控制

电气防火之中包含有很多方面的内容，比如应急照明、火灾自动报警等等。防火的关键是要在不同的场所之中做好适合的防火措施，比如电缆不能和燃气管道敷设在同一个管沟之中、消防用电必须要满足火灾时连续供电的基本要求、灯具发热部件要使用合理地隔热措施、消防管线需要穿过金属管敷设，且使用耐火的电缆电线。一般设计人员最常忽视的线路谐波电流引起的短路事故，这种事故产生的原因主要是非线性的设备较多，使得中性线之中的非线性谐波电流叠加，最终的电流大约等于相线电流的两倍，这样就会使得绝缘皮迅速老化，从而出现短路火灾；还有些设计人员在设计时会把中性线截面取成相线的一半，因此非线性设备一旦变多就会引起短路火灾[3]。对此在实际进行设计时就要确保相线和中性线是相同的，或者设计出更为可靠的接地形式。

3 节能性

3.1 压器

对于变压器来说，应该要优先选择具有节能性的。因为与常规性的变压器相比较，节能型变压器空载损失与短路损失都更低一些，同时运行效率也都比较高，具有极强的抗冲击性，因此节能效果非常明显，在最近几年的电力工程之中得到了极为广泛的运用。此外，还必须要重视对电压器容量的选用。从理论上进行分析，变压器负载率只要达到50%左右，运行过程中的有功能耗就会越小，但是无功能耗却会增加，所以这就必须要对各个方面的因素进行综合考虑，使其负载率可以大概被控制在容量的 80%[4]。

3.2配线

对于配线来说，一个方面可以选取一些电阻相对比较小的配电线路，倘若预算比较充分，可以优先选择铜芯的线路，这样一来可以最大程度上减少电能在传输过程中产生的损耗。另一方面，需要结合建筑当中的空间，进一步优化调整配电线路的布局，最大程度上将配线的长度缩减到最小，从而使电力传输的距离能够保持最短，这样就可以发挥出节能减耗的作用。

3.3照明

①电气照明设计的过程中必须要加大对节能性的考虑。如果是分区布局的处理，还应该要使用不同颜色进行有效区分，对于那些分辨率要求比较高的空间来说，还要有效促进整合利用，适当将照明系数提升上去。②必须要强化控制端节能，将当下最为先进的照明控制系统引入进来，比如声控、光控等等，以此减少一些不必要的损耗。比方在楼道或者走廊当中就可以选用声控的形式，当人在通过的时候灯光就会自动亮起，经过一段时间之后自动熄灭，以此最大程度上降低能耗。③可以加大对天然光源的运用。在进行设计的时候，可以和土建工程相互配合，及时优化门窗设计，使天然光源能够被引入到室内，实现照明的目的，比如天窗采光、侧窗采光等等，以此降低居住者对于人工光源的需求。④可以引入新的光源，比如LED节能灯等等，从而降低照明系统带来的能耗，达到节能的目的。在使用新光源的时候，必须要加强研究，最好可以和自动化智能化控制相互配合起来，使节能的效果可以发挥到最大。比如在上述案例当中就可以在护理单元过道以及病房之中设置“夜间照明”，交给护士站统一进行调配。