浅析建筑电气安全节能设计

2023-01-02白金彪

中国设备工程 2022年9期

白金彪

（河北拓朴建筑设计有限公司，河北石家庄 050000）

电气系统作为建筑工程中必不可少的内容直接关系着居民的使用舒适性和安全性，只有充分落实安全节能设计才能保证电气系统的安全，才能提高资源利用率，降低电气系统的能源消耗。设计人员在开展建筑电气节能设计中需要兼顾经济性、环保性、安全性等多方面的内容，以国家规范标准为基础，切实提高设计方案的可靠性。通过贯彻落实安全节能设计理念，有助于保证居民生产生活的舒适性，有助于降低资源消耗。为了进一步加强建筑电气安全节能设计力度，本文首先分析了我国建筑电气设计的现状，然后分别从建筑电气的安全性设计和节能设计两方面进行了细致的探讨，希望有助于提升电气设计水平。

1 我国建筑电气设计的现状

我国建筑行业近些年发展迅速并且取得了一定的成绩，积累了较为丰富的经验，发展理念和发展模式也在不断更新，这对于整体建筑行业实现可持续发展具有积极意义。由于我国能源较为紧张，在未来发展中，会进一步贯彻落实节能环保理念，建筑行业也会逐渐朝着绿色节能、和自然和谐共生的方向发展进步。

当前有的企业在开展电气设计中仍然存在一定的不足，比如设计观念陈旧、设计方式单一、节能重视度不高。

（1）设计观念陈旧。有的设计师在开展建筑电气设计工作中没有科学客观地确定设计理念，没有充分发挥设计理念的积极指引价值。工作人员需要结合电气设计行业的发展情况加强学习先进的设计理念，积极改进优化落后的传统的观念。当前建筑行业在发展过程中很多设计人员设计观念陈旧，对建筑电气工程未来发展产生了一定阻碍，影响到新技术、新材料的应用，对于电气工程升级转型产生不良影响。未来发展中，节能观念是重要的组成内容，也是建筑行业发展的趋势，设计师需要积极更新自己的观念，与时俱进，顺应时代的发展。

（2）设计方式单一。现代社会国民整体素质水平得到较大程度的提升，对建筑电气工程也提出了更高的要求，传统的设计方式已经难以满足现代电气工程的发展需求。为了满足国民需求，需要采取多样化的设计方式，提高电气设计水平，提升设计方案的可行性和实用性。在设计建筑电气系统中，要注意采用丰富的、多元化的设计方式。

（3）缺乏对节能设计的重视。节能降耗是未来建筑电气发展的主要趋势。传统的建筑电气设计中没有充分意识到节能的重要性，在设计过程中也缺乏对环保方面内容的落实。当前社会对节能环保理念的应用力度和重视度在不断提升，为了进一步贯彻落实节能理念，需要设计师充分提高节能设计水平，比如在电梯工程设计中可以积极应用智能化控制技术。不过仍然有部分企业没有积极响应国家号召，没有顺应节能社会发展趋势，仍然以利益第一的理念开展建筑电气工程设计，导致电气系统运行中能耗较高，建筑整体能耗偏高。

2 建筑电气设计安全性要点

2.1 电力供应

建筑产品的正常运行离不开电能，电气工程运行的基础也是电能。如果没有电能支持，那么必然会对人们的生活工作产生严重影响，导致社会停步不前。为此，要注意提高建筑电气工程供电系统的稳定性。现代建筑高度不断增加，通常在高层建筑中要独立设置两路电源，根据电容量和负荷登记确定独立电源的设置位置、数量，以期能够将电力供应稳定性提升。同时，为了保证正常供电，有的建筑产品中还配置了柴油发电机等应急设备，保证一旦断电能够及时启动发电机确保正常供电。应急发电机的设置能够有效降低事故伤亡，保障建筑内部居民的安全，将火灾等事故尽量减少。

2.2 线缆施工技术

线缆施工中工作人员首先要根据工程需要、施工工艺等要去做好线缆材料的合理选择，确保其耐压、防潮、防火等级等各项参数都能够达到设计规范要求。在具体安装中，要按照施工规范中的要求做好接头的规范处理，避免存在死结死弯位置，确保能够正常开展电气系统安装作业。

2.3 电气设备接地

为了保证电气系统的运行安全，避免雷击等造成电气设备损伤，需要做好变配电接地、手持电气设备接地保护、移动电力设备接地等处理措施。此外，要应用总等电位联结、辅助等电位联结等安全措施处理电气装置，进一步保证电气系统的安全性。

2.4 建筑消防系统

火灾自动报警系统、消火栓系统、自动喷水灭火系统、防排烟系统等都是消防系统重要的组成内容。在消防系统设置时，要充分考虑建筑物的规模、使用功能等，通过合理设置消防设施保证在发生火灾时能够第一时间自动报警，联动控制建筑物内各个系统，尽量控制火灾，减少火灾带来的人员伤亡和财产损失。

2.5 家居电气安全设计

建筑在运营阶段会存在大量的家居、办公等电气设备设施，如何做好家居电气安全设计直接关系着居民的使用安全，为此，要重点注意如下几点。

（1）做好技术标准体系的统一化、规范化管理。标准问题和协议问题是当前家居电气安全设计中的首要问题，尤其是智能家居发展中，从很大程度上受到技术标准和布线标准差异性的迎新娘，很多设备之间难以高效地互联互通，安全系统难以形成完善统一的整体，最终降低了其安全性能。为此，可以制定严格的、统一的标准，针对家居相关电气设备的接口、数据协议、安装布线等多方面内容进行规范化地管理，明确家居电气安全设计的方向，同时保障家居电气的使用安全，为居民的生命财产安全提供保障。

（2）智能自动报警系统。该监控系统能够24h不间断地管理建筑内部情况，一旦出现火灾系统会自动发出警报，并且启动相关消防系统。智能自动报警系统的应用可以提前发现火灾施工，达到早发现、早撤离、早扑灭的效果，开展智能自动报警设计要充分考虑建筑物的消防要求，同时要和电气设计相关标准相符合。

（3）合理选用电气设备。设计人员要根据家庭用电的具体需求选择家用低压断路器，在选择时综合考虑使用标准、家庭电源、施工特点等方面的因素。家庭用电中最容易忽视的就是照明用电，灯具是一项不可或缺的电气设备在家庭中发挥着重要作用，在选择灯具时要加强对其安全性的考虑，尤其是应用于卫生间、厨房等潮湿环境下的电气设施更应当提高其质量，尽量选择大品牌、质量可靠的产品。在安装开关时，工作人员还要注意避免发生触电危险。

3 建筑电气节能设计

3.1 供配电设备

科学合理地设计供配电系统有助于提高配电系统控制的便捷性。设计师要综合考虑各个方面因素，比如用电设备、供电距离等，尽量优化配置方案。工作人员还要结合经验以负荷中心为基础在周边区域合理布置变配电等装置，从而将供电距离尽量缩短，节省线路，将电能在传输中发生的损耗尽量降低，实现节能降耗的目的。在选择变压器时，要以用电需求为基础根据季节性变化要求合理地完成建筑用电分析，充分考虑功率因数，适当提高功率因数从而将能耗量减少。

电缆、电线是传输电能的基本载体，而线缆的电阻会导致电能发生损耗，造成浪费，为了解决这一问题，要尽量将回路的有功功率提高，将能耗问题减少。为此，要选择有经验的设计师做好线路设计，在提高功率因数的同时控制武功功率，提高电能的使用率。

线路损耗情况会受到线路电流大小、线路电阻值等诸多方面因素的影响，如果电流不变的情况下想要将电能消耗问题解决就要将线缆的阻抗尽量降低。设计师要加强分析影响线缆阻抗的因素，比如线缆材质、截面积等。可以积极选用小电阻导线，比如铜线这一导线材料的电阻率较小，在应用中可以有效减少电能浪费，达到节能的效果。

设计师还要加强考虑供电距离，尽量选择直线的方式进行电能输送，将线路上电能损耗尽量降低。可以在负荷中心布设变压器，将供电距离缩短。设计师在进行电气系统节能设计中，如果建筑物每层都有着较大的平面面积，就要做好多个变配电所的分散设置，从而将供电干线长度减少。

3.2 用电设备

照明设施是电气弱电系统中的主要内容，也是建筑物内部必不可少的内容。为了达到节能目的，需要尽量将光能损失量减少，尽量利用自然光源。优化建筑设计是提高自然光源利用率的主要方式，同时设计师要注意充分和人工照明方式相结合，将两者的比例进行合理调整，将人工照明的使用量尽量减少。

此外，还可以积极应用节能产品，比如当前常用的LED灯具有良好的节能环保效果。作为冷光源，LED是一种半导体照明方式，不会污染周围环境，相较于白炽灯能够节省超过75%的电能。此外，还要加强电子镇流器、电子触发器等配件的应用，尤其是要加强公共建筑场所照明的节能设计，尽量采用无功补偿、智能照明的灯具。

3.3 电气工程调试技术

每个电气设备设施在完成安装后都需要经过调试测验才能保证其高效运行，才能充分发挥其价值，才能提高建筑电气安全节能水平。在首次调试测验中，第一，要通过通电检测每个安装完成的电气设备。第二，要根据生产标准调节检验电气设备设施的空载和带负荷运行情况。第三，做好机电维护数值的审核，并且做好安装图纸的核查校对，尤其要注意调整优化复杂设备设施的安装情况，做好主要设施实验设计、系统启用优化管控，科学地指导电气调试工作，保证所有电气设备设施能够正常运转。

相关工作者在开展电气工程调试工作时要注意根据相关标准做好调试费昂发的编写，加强了解电气设备设施图纸信息、出厂质量情况等详细资料，保证高效完成电气调试工作。工作人员还要对设施所在位置的部署情况、电气接线情况进行检查。在完成电气安装后，要通过试运行提升电气工程的整体安全性。在试运转过程中，要将电气工程运转的操作方法详细地编写，做好电气系统运行操作规范的编写。在试运转中，要详细记录设备运转状态，及时解决缺陷问题，确保电气安装符合图纸中的要求。在完成调试确认电气系统安装合格后可以向使用部门提供检验合格报告。

3.4 对照明系统进行节能设计

照明系统安装的目的是使建筑室内获得合适的光线。由此，其节能设计最重要的就是充分利用自然光线。技术人员应科学设计建筑结构，使外界的自然光源（阳光）成为室内照明系统的最强补充，从而实现节能降耗。同时，建筑中也可优先选择和大量使用节能灯具。该类灯具在市场上种类齐全，相应技术也趋于成熟，光照强度完全可以满足现代人的照明需求。而且，节能灯具兼具低耗、低光污染强度、高寿命时长的多种优势，值得大面积推广。

3.5 对电机系统进行节能设计

该节能设计的第一个要点，就是合理选择电机。其中，电机的容量是较为关键的参数。技术人员应优先选择与建筑电气系统功能相匹配，并且负载率够大于75%的电机，从而达到降耗的目的。第二个要点是掌握变频调速的方法。变频调速操作的作用是不断调节转速以适应系统的实际工况，以使电力输出效率更高。由此，系统电能的使用率也相应提升。第三个要点是执行无功补偿方案。为了缓解电机因高负载所受电感值的负面影响，调节其功率，相关节能设计可基于无功补偿，使得参数得以关联，进而改善系统运行情况。