建筑电气安全节能设计

吴晓东

（山西四建集团有限公司，山西 太原 030012）

建筑项目现代化发展的过程中，电气设计在一定程度上决定着建筑电气系统运行状态及电气设备使用性能，而在近年来日益提高对建筑电气设计安全、节能要求的背景下，设计人员必须要深入研究建筑电气的安全和节能设计。建筑电气系统与人们生活、生产息息相关，同时和用户使用舒适性、安全性等之间的关系也十分密切，只有在建筑电气设计中贯彻落实安全、节能设计原则，才能为电气系统安全性提供保障，促进资源的高效利用，保障电气系统的能源消耗切实降低。建筑电气设计过程，相关设计人员要遵循经济性、安全性、适应性、节能性等多方面原则，结合国家规范标准，确保设计方案的可靠性切实提升。

1 建筑电气设计原则

第一，节能性。受建筑类型差异化因素影响，其本身功能性方面也会有所不同，与此同时，对电气设计方面所提出的要求也会有所不同，最终电气设备类型也会存在差异。考虑到该方面情况，在建筑电气设计中落实节能理念时，首要之处就是要将与建筑自身功能无关的电能消耗找出，以此为前提进行节能设计。与以往经验相结合能够了解到，电路传输中的功率损耗及变压过程的功率损耗等为不必要电能消耗，所以可从这些角度进行节能设计。

第二，经济性。建筑电气设计中的成本投入较大，而要想为建筑工程综合效益的最大化提供保证，就要从电气设计方面落实经济性原则。具体要以电气基本使用需求的充分满足为前提，尽可能利用较少的成本来最大限度降低能耗；与此同时，各种不必要浪费问题的发生也应严格杜绝。实际设计中，要以建筑实际情况为立足点，使盲目投资、建筑超负荷运行情况切实规避，保障建筑电气的经济性特征充分凸显。

第三，安全性。建筑电气系统与建筑物各项功能可否充分发挥密切相关，同时也直接影响着用户电气设备的使用，所以电气线路的一个重点所在就是要具备安全性，如要保障线路具有稳定性、绝缘性等特征。只有建筑电气系统的各项性能指标均处在标准范围内，才能为建筑电气设备运行的稳定性、安全性提供保障，进而将优质电气服务提供给用户。对此，建筑电气设计中，必须要贯彻落实安全性原则，以此巩固建筑电气系统的稳定运行基础。

第四，适用性。建筑电气设计中，要立足科学角度开展设计工作，借此促进建筑物整体适用性的提升，如此才能为人们获得更好的使用体验提供辅助作用。对此，在建筑电气设计工作开展时，要注意配电设计的科学性、合理性，为其投入使用后相应优势的充分发挥提供保障。除此之外，建筑电气设计中，也要结合各种外在条件，如光照度、通风情况等进行规划，为建筑物内部舒适环境的营造提供辅助作用。

2 建筑电气设计现状

2.1 设计观念陈旧

一些设计人员进行建筑电气设计工作时，因设计理念不科学、不客观，所以导致设计理念的积极指引作用难以充分发挥。面对此种情况，就需要相关设计人员与电气设计行业发展情况相结合，在先进设计理念的学习、更新上加强力度，使自身落后、传统的设计观念得到积极优化、改进。然而，从现阶段建筑行业发展实际情况来看，仍然有部分设计人员的设计观念处在陈旧、落后的状态中，在一定程度上阻碍了建筑电气工程的发展，也给建筑电气工程中新技术、新材料的应用造成了影响，不利于电气工程的升级转型。在未来的发展中，建筑电气工程的重要构成部分之一就是节能观念，其也是建筑行业的一大发展趋势，所以需要设计人员注重自身观念的积极更新，要顺应时代发展，与时俱进地规划、设计建筑电气系统。

2.2 设计方式单一

得益于经济水平的迅猛提升，我国民众整体素养水平得到了大幅提高，在此背景下，人民群众进一步提高了对建筑电气工程方面的要求。此时，传统的建筑电气设计方式已经无法保障现代电气工程发展需求的充分满足，所以要想保障国民需求得到充分满足，就要注重设计方式的多样化，以此促进电气设计水平的提升，保障设计方案的可行性、实用性特征充分凸显。但从现阶段部分建筑电气设计情况来看，电气系统规划的过程中并未引进丰富、多元化的设计方式，仍然是以传统单一化的设计方式为主，也存在直接沿用类似建筑工程中电气设计方案的现象，并未结合用户实际需求和社会现代化发展趋势，导致电气设计方案难以保障国民需求的充分满足，也会影响建筑电气工程的现代化发展。

2.3 缺乏对节能设计的重视

未来建筑电气发展的一大趋势就是节能。从传统建筑电气设计情况来看，并未在节能的重要性上提高关注程度，且进行建筑电气设计工作时也并未贯彻落实环保方面的内容。而在当今社会，国家和社会各界、广大人民群众不断提高了对节能环保理念的应用力度与重视程度，此时为确保节能理念能够进一步贯彻和有效落实，相关设计人员就要在节能设计水平的提升上予以重点关注。如电梯设计环节，可借助智能化控制技术的引进，达到节能降耗目的。然而，从一些建设单位实际情况来看，并未对国家的号召进行积极响应，也未能与节能社会发展趋势相结合来进行建筑电气设计，过分注重利益的理念仍然十分严峻，致使建筑电气系统运行中存在较高的能耗，也提高了建筑整体能耗。

3 建筑电气设计的安全性要点

3.1 电力供应

在日常生活生产中，必不可少的一种能源形式就是电力，且社会中的任何活动开展时，一旦缺少电能的支持，必然会给正常的生产生活节奏带来影响，甚至会致使社会发展出现停滞不前的现象，所以必须要为电力的稳定、充足供应提供保障。在现代建筑中，为满足大量人们的居住和使用需求得到充分满足，建筑项目开始逐渐趋于高层发展，而对于高层建筑来说，大多数配置的电源都为2路独立电源，具体应以用电容量、负荷等级等为依据进行确定，为电力的稳定供应提供维护作用。除此之外，以负荷等级为依据，目前社会中的部分建筑也需针对柴油发电机进行配置，原因在于电力供应出现异常时，通过该发电机的及时启动，可保障基本供电能在最短时间内快速恢复，进而最大限度降低事故造成的损失，也能够在一定程度上保障建筑内部的安全性。需注意，为确保建筑火灾事故的发生能够从根本上规避，电力变压器配置的过程中，要在变压器规格的选择上提高注重程度，以民用建筑为例，变压器的设置应以干式及气体绝缘等类型为主。

3.2 供电线路

城市中的居民群众对用电有着较大的需求量。因建筑内部用电线路的显著特征就是错综复杂的分布情况，所以选择和敷设线缆的过程中，要以规范为依据有序推进，为线缆截面合理性提供保障，维护电气系统的安全、稳定运行。建筑电气安全设计中，通过供电线路的优化和完善，能更好地服务建筑物内的电路传输系统，与此同时，在建筑内供电线路任一环节有问题出现的情况下，都会严重影响建筑供电。对此，建筑电气设计中，相关设计人员要以建筑所能承受的电力负荷为依据，与建筑具体应用环境相结合，保障供电线路材料的选择具备最优性，使供电线路能够切实满足工程实际所需。完成建筑电气设计作业的情况下，仍然要高度重视供电线路的运维管理，可定期安排专人检修建筑物供电线路，检修中发现建筑物内供电线路有安全隐患存在时，应进行及时处理和有效整改。

3.3 设备接地

在整个电气工程中，较为重要的一个工序就是电气设备接地，在接地的情况下，沿接地设备电流会流向地面，借此为用户的安全用电提供保障。电气设备接地的目的在于建筑物内有触电事故发生的情况下，或者是雷击影响整个建筑时，通过接地系统功用的发挥，能为建筑物内的用户生命财产安全提供保护作用。对于不同建筑来说，其内部的接地系统特征有所不同，所以所产生的保护效果也存在差异化现象，但值得注意的是，建筑物内部普遍应用且有效的接地系统设计措施就是强化绝缘、电位联结、安全超低压等；此外，对于一般建筑来说，也会借助剩余电流保护器的应用，有效预防电气火灾和绝缘损坏等建筑安全事故。因建筑接地系统设计环节所用措施存在多样化和复杂性特征，所以相关设计人员、施工人员需要以建筑实际特征、具体用途为参照依据，为电气设计防护措施的妥善选用提供保障。

3.4 漏电保护

建筑物内部各种电气设备运行中，常见的安全故障之一就是漏电，所以要引起重视，有效控制并保护易出现接触漏电的部位，使用电安全影响人们日常生活生产的现象切实规避。具体来说，要借助合理设计和过往经验进行电气设计相关参数的设定；具体进行电气设计时，应注意相关报告的认真翻阅，并基于有关规定的参考，为设计的科学、合理提供保障。从现阶段我国建筑电气设计情况来看，常用漏电保护措施的漏电保护装置动作值为30mA，即漏洞电流超出30mA的情况下，漏电断路器会自动脱扣，简单来说就是跳闸，这一过程0.1s以内为限定的动作时间，目的在于使通过人体的电量超过危险值的现象得以有效防止，为人身安全提供保护和维护作用。通过多次反复测试发现，该参数值最为科学、合理，且实现的保护效果最为突出。但值得注意的是，因漏电保护和建筑物内用户的生命财产安全密切相关，所以必须要进一步优化调整漏电保护参数，使其参数值达到最佳状态，同时也应以实际情况为依据，注重漏电保护器的认真选用，且所选漏电保护器要确保国家相关标准要求的充分满足，加之详细检测报告的具备，进而保障漏电保护器的安全性及使用效果。

3.5 消防设计

在建筑电气工程中，尤为重要的一个系统就是消防系统，消防设计环节要与国家相关规范要求相结合，单独处理消防系统线路，如进行对应的暗敷或穿金属管等作业，此时即便有火灾危害出现，也能够正常启用消防系统，确保消防系统在火灾中的作用充分发挥。消防系统中较为重要的部分之一就是消防水泵，对于该水泵来说，应设立两路控制方式，其中一路放置在消防控制室内，而另外一路应在消防水泵控制处安置。除此之外，电气设计中，相关设计人员应基于现代科学技术的充分应用，保障建筑内火灾警报灭火措施的自动化设计目标有效实现，如自动喷射灭火装置及火灾探测装置等的设计，可保障建筑内部有火灾险情出现时，借助探测装置将火灾警报及时有效拉响，与此同时，基于自动喷射灭火装置的及时启动，以此为前提将非消防电源断开，并将紧急照明灯开启，达到火灾险情的及时有效处理目的。消防设计中，通信线路敷设方式是以暗敷为主时，材料的选择过程应以金属管或不易燃的塑料管为主，借此使消防保护作用充分发挥；若是以常规敷设方式为主，应注意金属线槽的设置，确保防火保护目的切实达成。

3.6 家居电气

建筑物投入使用中，往往会有大量家具及办公等电气设施设备存在，而将家居电气安全设计工作做好，与住户生命财产安全密切相关。首先，统一、规范管理技术标准。目前家居电气安全设计中，首要问题就是标准问题及协议问题，特别是对于家居的智能化发展来说，技术标准及布线标准差异性的影响较大，且一些设备之间的高效互联互通也很难实现，导致安全系统的统一性、整体性无法实现，致使其安全性能随之降低。对此可通过严格统一标准的制定，规范管理家居相关电气设备接口及数据协议等内容，基于家居电气安全设计方向的明确，为家具电气使用安全提供保障，维护居民生命财产安全。其次，搭建智能化、自动化的报警系统。该系统的应用，能对建筑内部情况进行实时管控，此时在建筑内部有火灾发生的情况下，系统会将相应的警报及时发出，并开展消防系统的启用工作。应用智能化自动化报警系统，利于火灾的提前发现，可为火灾的早发现、早撤离、早扑灭提供保障；该系统具体设计时，要注意建筑物消防要求的充分考虑，也应符合电气设计相关标准。最后，电气设备的合理选用。相关设计人员应以家庭用电具体需求为依据，针对家用低压断路器进行选择，具体选择环节应注意使用标准及家庭电源、施工特征等多方面要素内容的综合考量。在家庭用电中，照明用电极易忽视，而作为不可或缺电气设备之一的灯具，在家庭之中发挥的作用十分重要，所以灯具选择的过程中，也要考虑其安全性。特别是在卫生间及厨房等潮湿环境中应用的灯具，应注意其质量的提升，尽可能以大品牌及质量可靠的产品为主；开关安装的过程中，要在规避触电危险上提高关注度。

4 建筑电气节能设计

4.1 供配电设备

供配电系统设计的科学性、合理性，可促进配电系统控制便捷度的提升。为实现该方面目标，相关设计人员应注重各方面因素的综合考量，如用电设备及供电距离等，确保配置方案尽可能优化。除此之外，设计人员也应与过往经验相结合，基于负荷中心，将变配电等装置合理布置在周边区域，尽可能缩短供电距离，使线路得到有效节省，最大限度降低电能传输中的损耗，使节能降耗目的切实达成。变压器选择的过程中，要充分考虑用电需求，以季节性变化要求为依据，保障建筑用电分析更具科学性、合理性，同时也要注重功率因素的充分考量，基于功率因数的适当提高，有效减少能耗。

电能传输的基本载体、重要媒介就是电缆及电线，而受线缆电阻影响，也会损耗一定电能，导致不必要浪费由此产生。为规避该方面问题，因尽可能提高回路有功功率，切实减少能耗现象。对此，所选设计人员要具备丰富经验，借此将电路设计工作做好，基于功率因数的提升，达到无功功率的控制目的，促进电能的高效利用。线路电流大小及线路电阻值等会在一定程度上影响线路损耗情况，在电流不变时，为解决电能消耗问题，就应尽可能降低线缆的阻抗，该环节设计人员要在影响线缆阻抗的因素上进行深入分析，如线缆材质、截面积等，可选小电阻导线，其能达到电能浪费的有效减少目的，可突出节能特征。除此之外，设计人员也应在供电距离上进行考量，输送电能时所选方式尽可能为直线式输送，最大限度降低线路上的电能损耗；也可将变压器布设在负荷中心，缩短供电距离。

4.2 用电设备

在建筑电气弱电系统中，较为重要的构成内容之一就是照明设施，其在建筑物内部发挥着不可或缺的作用。为确保照明设施的节能目的有效实现，就应尽可能减少光能损失量，同时注重自然光源的高效利用。自然光源高效利用的一个主要方式就是优化建筑设计，需要设计人员整合人工照明和自然照明，合理调整二者比例，同时尽可能减少人工照明使用量。除此之外，也应注意节能产品的高效应用，如LED灯，该产品的节能环保效果十分显著，且LED作为冷光源之一，主要方式为半导体照明，并不会给周围环境造成污染，与白炽灯相比，LED灯节约的电能可达75%以上。需注意，也可在电子镇流器及电子触发器等配件的应用上加强力度，特别是要在公共建筑场所照明节能设计上提高注重程度，尽可能保证所选灯具是以无功补偿及智能照明等形式为主。

4.3 电气工程调试

在完成每一电气设备安装作业的情况下，都要经过对应的调试、测验，才能为其高效运行提供保障，使其价值充分发挥，促进建筑电气安全节能水平的提高。首次调试测验环节，第一，要借助通电的方式，对每一安装完的电气设备进行检测；第二，以生产标准为依据，针对电气设备空载、带负荷运行情况进行调节检验；第三，严格审核机电维护数值，同时要将安装图的核查、校对工作做好，特别是要注意复杂设备设施安装情况的优化、调整，完善并管控主要设施实验设计及系统，进而基于电气调试的科学开展，为电气设备正常运转提供保障。具体调试中，需要以相关标准为依据，了解、掌握各种详细资料，如电气设备图纸信息及出厂质量情况等，为电气调试工作高效完成提供保障；与此同时，相关调试人员也应检查设施所在位置部署及电气接线等情况。电气安装作业完成的情况下，应借助试运行的方式，促进电气工程整体安全性水平的提高，而试运行环节，应详细编写电气工程运转操作方法及电气系统运行操作规范，也要注意设备运转状态的详细记录，使缺陷问题得到及时解决，为电气安装与图纸要求相符提供保障。

4.4 照明系统节能

安装照明系统的目的在于为建筑室内有合适光线提供保障。对此，照明系统节能设计中，最重要的就是要关注自然光线的充分利用，相关人员应注意建筑结构的科学设计，确保外界自然光源能够有效补充室内照明系统，使节能降耗目标有效实现。与此同时，也应注意节能灯具的优先选择与大量使用。目前，建材市场上节能灯具有着齐全的种类，且技术也愈发成熟，更重要的是节能灯具的光照强度可切实保障现代人照明需求的充分满足，加之节能灯具的优势为能耗低、光污染强度低、较长使用寿命等，所以可进行大范围推广和应用。

4.5 电机系统节能

电机系统节能设计中，第一，要注重电机的合理选择。其中较为关键的参数就是电机容量，需要相关人员优选匹配建筑电气系统功能、负载率大于75%的电机，使降耗目的有效实现。第二，注意变频调速方法的掌握。变频调速作用在于通过转速的不断调节，确保系统实际运行需求得到充分满足，实现高效化的电力输出，切实提高系统电能的使用率。第三，注意无功补偿方案的实施。为确保电机因高负载而受电感值影响的现象得到有效缓解，应针对其功率进行调节，此时有效的节能设计手段之一就是实施无功补偿，关联参数的同时，保障系统运行情况得到优化。

4.6 暖通空调节能

近年来，人们的生活水平开始大幅提升，随之也日益提高了对生活质量的要求。受该方面因素影响，现代建筑中暖通空调设备有着较高的普及度。但在普及暖通空调的背景下，严重能耗问题随之产生，所以为确保建筑电气节能设计目标有效实现，相关设计人员应以时代特征为依据，在暖通空调的节能设计上提高注重程度，该环节应在接口对接及优化上予以密切关注，通过对接过程的完善，有效节约能源。具体可将一个弱电传感器设置在空调接口部，借此来实时检测并监控暖通空调设备，保障最大化的节能效果有效实现。需注意，设计人员也应在建筑室内空气流通上提高关注度，要尽可能为每一房间的顺畅通风提供保障，使暖通空调使用率有效降低。

5 结语

现阶段，建筑工程施工建设中普遍存在的问题就是能耗较大、环境污染度高，其中以建筑电气最为显著。以上问题的存在，极不符合国家所提出的环境保护及绿色节能、可持续发展观，所以要借助有效手段来解决上述问题。本文先分析了建筑电气设计原则及现状，之后探讨了建筑电气安全节能设计手段，希望能为建筑领域的可持续发展奠定基础。