安全节能策略在建筑电气设计中的应用

李俊峰

（太原市建筑设计研究院，山西 太原 030000）

0 引言

科学环保、资源的可持续利用，是近些年来最受关注的话题。在建筑行业，以建筑施工的工程项目来说，电气设计是非常重要的一部分，因此，如果在建筑电气设计中倡导绿色节能，实现资源的最大化使用，无论从经济利益、环境利益、资源利益上，都能得到很大的提升。而这一系列的变革，也必然让建筑行业脱胎换骨，走上绿色、环保的可持续发展道路上来。与此同时，在建筑电气设计中，还应重视安全性，保证电气工程的安全质量，促进建筑工程的顺利发展[1]。

1 现代建筑电气的概念和发展

在保障电气系统运行效率与质量的基础上，为达到有效降低电气能耗的目标，在涉及建筑电气的设计。环节中，通过多元化的技术手段与建设理念，对建筑电器的耗能标准进行调整与优化，就是建筑电气节能降耗设计的主要目标与内容。社会是随着能源的损耗而进步的，现阶段我国各项基础能源相对紧缺，在我国居民享受高质量生活、高度城市化居住环境的同时，也能够在日常生活中得以发现，环境污染与能源利用率低、能源过度损耗所带来的现实问题。相关研究表明，我国建筑能耗在整体社会的总能耗中占十分重大的比例，并且建筑能耗的占比是相对动态的，会随着我国社会经济水平的进步而不断上升。而在建筑项目的建设过程中，电气节能也是整体建筑节能的重要组成部分[2]。时至今日，在国民经济不断发展的时代背景下，各个建筑的电气设备、供电系统所耗费能源的增长速度远远超过了我国发电领域的进步水平，这一问题从而引发了建筑能源供不应求的矛盾，因此建筑电气设计中的节能降耗愈加重要，在整体建筑行业中，遵循节能降耗的电器设计具有十分重要的现实意义。

2 促进建筑电气设计安全节能的重要性

2.1 要从实际条件出发

在应用绿色节能设计理念时，设计人员要充分尊重工程的实际情况，不能脱离实际环境盲目强调电气工程的绿色节能。建筑系统中包含的分支内容较多，涉及较多的部门和施工环节，只有全面考虑分析，实时掌握准确的信息，才能保证建筑电气设计符合实际要求，才能合理地应用绿色节能技术。为了尽可能高效地落实绿色节能理念，首先要保证符合实际条件，加强考察工程实际情况，做好建筑内部软硬件设施的合理设置，保证生活环境舒适、便捷。

2.2 降低能源消耗

在建筑电气系统运行过程中，对能源的需求量较大，尤其是电能。为了实现人与自然环境的和谐发展，需要提高能源利用率，减少能源消耗，取缔一些不必要的能源消耗。设计师要对电气运行最小能耗标准区间进行分析和考虑，对电气实际运行的能耗区间进行细致分析，平衡好能源消耗和电气系统运行，从而在控制能源消耗的同时保证电气系统的高效运行，将绿色节能理念充分落实。可以使用一些降低能耗的设计方法，确保在运行阶段可以将电气系统的能源消耗降低[3]。但是也需要注意避免盲目追求绿色节能而忽略了电气运行中的安全问题，要注意避免产生风险问题。

3 电气设计的安全节能策略

3.1 电力供应环节的安全策略

电力系统是现代建筑中的一部分，伴随着建筑用电行为的增加，对建筑电力系统要求也不断提高，电力供应一旦中断，建筑物部分系统就无法正常运行，情况严重时，整个建筑物会陷入瘫痪状态。因此，保证建筑电力系统的安全稳定运行十分重要。在建筑电气设计时，设计人员要综合考虑整个建筑物的用电需求，对电力供应系统的运行环境进行全面分析，然后选择符合电力运行需要的供电设备，确定合理的电力系统，以便建筑供电系统能够满足建筑用电需要[4]。

3.2 照明设计的安全节能策略

光资源的浪费现象，在建筑行业非常常见。在考虑照明需求的基础之上，其实可以将电气设备的价值充分考虑。首先，挑选合适的设备，制定合理的电气参数，满足居民和项目单位的不同用电需求。其次，可以考虑日常用电的场景需求，以实用性的原则，调配灯具的灯光明暗度、开关设置等。再次，在灯具设备的挑选上，也可以选择LED 灯具。LED 灯是一个用半导体二极管来发光的一种二极管，能够直接通过感应器件，将电能信号直接感应转化输出为光，而且还具备安全、耗电少、节能等优势。最后，可以结合智能控制及声光、红外控制的设置，减少不必要的电能浪费。

为保证建筑电气工程的稳定运行，要求设计人员提高对应急照明系统设计的重视性，处理应急照明各项指标模糊的问题，如供电容量、照度需求、光源选择、场所设置、应急电源选择等各个方面。通过对相关的照度要求进行分析可知，设计人员需要在消防电梯机房、消防控制室、配电室等重要位置进行应急备用照明设计，保证照度符合工程的使用要求。在建筑内部进行应急照明设置，其主要有门厅、地下车库、疏散走道、楼梯间等各个地方的应急照明，且需要考虑到地面最低水平的照度，保证其照度达到规范要求。最后，应详细说明应急照明系统的灯具及电源，采用安全电压的集中电源系统及灯具，保证消防人员参与灭火过程中的安全性。

3.3 供配电系统的节能策略

针对供配电系统与线路设计的调整与优化，是整体建筑电气节能设计中的重中之重。实际的设计环节中需要根据不同建筑的个性化需求以及相关电气设备的类型与耗电程度进行综合分析，应用简单有效的原则对配供电系统进行方位的调整与优化。因此，需要加强对电器负荷容量以及不同用电设备自身特点、电能损耗需求、电能、品质需求等问题的关注，从而根据工程需要有意识地挑选最适宜的变压器与配供电系统，以此为电气节能设计保驾护航。除此之外，相关设计者还可以通过智能化的供配电监控系统对建筑内所有的用电设施设备、线路等的能耗进行实时监控与统计。设计师亦或是使用者还可以根据其需求为不同用电设施设定最高用电量，一旦系统检测到某一设施用电量的异常或是达到用电最高峰，便会及时发送警报并对相应设施进行断电处理。充分保障各项用电设备的工作都能按照设计者的构思、计划有序进行，进而达成降低设备电能损耗、提升用电效率的设计和建设目标。

3.4 防雷接地设计的安全策略

防雷装备是否可靠直接影响着建筑电气工程的质量，要做到合理选择防雷装备，优先选择金属导体，使室内的电位保持在平衡的状态，有效提高均压效果，确保设备的运行安全，避免建筑使用者的人身安全受到威胁。设计人员应充分认识到地下水位产生的影响，若是地下水位超出安全范围，则需要选择塑料、橡胶等防水材料对建筑钢筋进行保护，以此提高建筑钢筋的绝缘效果，降低安全事故的发生。在防雷接地装置设计过程中，应充分考虑到建筑外部接地装置敷设，可以选择闭合状的水平接地体进行施工，满足接地电阻值方面的要求。同时，应充分考虑到雷电波侵入产生的影响，对电缆进出线设置进行科学设计，保证电气设备与钢管、电缆金属外部等进出端相连。可以将避雷器安装在接地装置进出的位置，将避雷器与绝缘子铁脚连接，有效提高工程的安全性。

3.5 电气线路设计的安全策略

电能在日常的传输时，会对电路网络的功率造成一定程度的损耗，在这种情况下，电路功率造成的损耗和线路长度以及负载它们的关系是相互影响的。对此，可以采用的一个最好解决方式之一就是直接把线路电阻适当降低，让整个系统输出的总功率都提升上来，以此方法可以进一步把线路间的损耗适当减轻，具体的做法一般可以采用以下方式：有一个规范地应用于线路敷设长度的计算方法和计算途径，将电源设置于负荷中心，缩减线路长度，把损耗减低。而针对线路过长的线路要怎么来处理，可以选择在其电压值和通过电流都已经完全满足继续正常、安全使用的情况下，在保留它们长度的基础上，适当增添一级的导线截面积，电气位置问题也是一个不可忽略的问题，电气位置调整要本着以尽量保证降低线路供电损耗路径为主要工作原则[5]。因此，在建筑电气设计中，应用节能技术前要进行多方面考虑，例如，需要充分了解建筑的每个地方对电气应用的需求量，采用不同的设施，这是首先要考虑的环节，同时在选用电气设备的同时不能因为节能而延长工程的期限，要做到既能满足正常作业的同时，还能避免在使用的过程中产生过度的消耗，加强对建筑电气设备定期的检测和维护，以免因为设备陈旧或者线路老化等问题导致电能过度的消耗。

3.6 电气防护安全策略

针对电气建筑系统的前期设计以及后期使用阶段，要做好短路巡查工作，主要检测线路是否完好，尤其是针对绝缘层以及大功率电气设备，及时地进行导线和电缆的检测。落实好导线持续性管理，阶段性地进行绝缘能力测试以及电阻测试，若发现电阻过高的导线要及时进行更换；监测具体的电气系统运行环境，避免在高温潮湿环境中使用；做好整体建筑电气系统的防雷接地工作，避免雷击影响系统正常运转从而引发短路。

3.7 消防系统安全策略

建筑电气中的火灾自动报警系统，能够在火灾发生时第一时间发出防火警报，在辅助工作人员方面，能够快速、准确判断出发生的具体部位，并采取相关的措施来进行控制预防，对于人们的财产生命安全起着重要的保护作用。在进行消防系统的设计时，应当合理选取具有良好防火性能的材料的电线电缆，以此来确保火灾发生的情况下，线路不会出现故障，延误火灾的最佳控制时期。

3.8 节能建筑的能耗监控技术

智能化监测技术应用于建筑电气系统中可以显著提高建筑能耗控制水平。在建筑电气设计方案中要渗透绿色节能理念，串联室内各项系统，从而利用智能化技术捕捉、分析相关数据信息，最终实现电气系统的自动调节。例如变频中央空调是当前很多建筑常用的设计方案，可以从一定程度上应用和实现能耗监测技术，最终利用变频技术达到节能的目的。控制主板是中央变频空调节能调节的核心部件，该控制主板根据各个传感器监测到的数据变化量，通过通信卡、驱动器、变频器等设备来调节主机的运行参数[6]。如当温度发生变化时，温度传感器将采集到的变化量通过通信卡传输到控制主板，控制主板处理器经过数据比对分析，经驱动模块控制变频器的运行参数，从而降低空调主机的运行能耗。在进行建筑电气设计应用节能技术之前，要做好各方面顾虑，在选用电气设备的同时不能因为节能而延长工程的期限，要做到既能满足正常作业的同时，还能避免在使用的过程中产生过度的消耗，加强对建筑电气设备定期的检测和维护，以免因为设备陈旧或者线路老化等问题导致电能过度的消耗。在这些必备条件之外，还需要选用适合的位置采用光控照明设置，不仅可以满足当地居民的用电需求，同时还能起到很好的控制作用。

3.9 应急照明系统优化

为保证建筑电气工程的稳定运行，要求设计人员提高对应急照明系统设计的重视性，处理应急照明各项指标模糊的问题，例如供电容量、照度需求、光源选择、场所设置、应急电源选择等各个方面。通过对相关的照度要求进行分析可知，设计人员需要在消防电梯机房、消防控制室、配电室等重要位置进行应急照明设计，保证照度符合工程的使用要求，在建筑内部进行应急照明设置，其主要有门厅、地下车库、疏散走道、楼梯间等各个地方的应急照明，且需要考虑到地面最低水平的照度。需要在多功能厅、休息厅、餐厅等各位置进行应急照明设置，保证其照度达到要求。最后，应详细说明应急照明系统的光源及电源，若是应急电源自带蓄电池或集中应急电源装置EPS，可以选择瞬时点亮的卤钨灯或快启节能的卤钨灯。

4 结语

总的来说，采用现代电气技术的绿色节能设计，是节约电力能源的重要设计需求，也是建筑设计发展的主要方向。此外，还应对建筑电气安全设计和开发中的节能措施和策略进行一定范围的理论研究、探索和技术分析。在建筑工程的电气设备进行实际优化设计和开发过程中，还需要通过对照明电路系统、电机、变压器等以及暖通设施等方面的设计优化技术，提高供配电线路系统的安全性和节能性。