引言

　　隨著經(jīng)濟的增長和人們收入的增加,建筑智能化、自動化使建筑用電量猛增。城鎮(zhèn)一體化建設的加速,我國的建筑面積以每年十幾億平方米的速度遞增。據(jù)建設部和國家建材局的統(tǒng)計,我國建筑能耗約占全社會總能耗的2 7%[1]。建筑節(jié)能在建筑行業(yè)勢在必行。這些都要求建筑電氣工程師發(fā)揮才智,既要滿足建筑功能要求,給居民提供舒適、方便的生活空間,還要盡可能的做到減少建筑耗能。下面分別從建筑電氣設計安全和節(jié)能兩個方面進行了分析。

　　一、建筑電氣設計的原則

　　建筑電氣設計嚴格遵守相關(guān)的設計規(guī)范。設計規(guī)范是國家或地方制定的設計準則,它體現(xiàn)了國家的政策和對建筑的質(zhì)量要求,是建筑電氣設計者設計的標準。

　　建筑電氣設計應滿足建筑的功能需求,保證建筑的各項功能穩(wěn)定連續(xù)運行,給居民的日常生活帶來方便、快捷。

　　建筑電氣設計是建筑的一部分,在設計過程中也要考慮綜合經(jīng)濟因素,既要考慮初投資也要兼顧以后的運行費用,以求得建筑生命周期內(nèi)費用最低的目標。

　　二、建筑電氣設計的安全性

　　建筑電氣設計的安全性從電力供應、供電線路、電氣設備的接地、建筑消防控制方面進行了分析。

　　2.1電力供應

　　電力在現(xiàn)在建筑中占有重要作用,沒有了電,建筑就會處于癱瘓狀態(tài)。保證建筑電力的穩(wěn)定供給是保證居民正常生活得基礎。因此,為了保證供電可靠性,現(xiàn)代高層建筑至少應有兩個獨立電源,具體數(shù)量應根據(jù)負荷大小及當?shù)仉娋W(wǎng)條件而定。兩路獨立電源原則上是兩路同時供電,互為備用。此外,還須裝設應急備用柴油或燃汽輪發(fā)電機組,要求在15秒鐘內(nèi)自動恢復供電,保證事故照明、電腦設備、消防設備、電梯等事故用電。對于高壓開關(guān)柜應根建筑標準,選用具有“五防”功能的真空開關(guān)手車式高壓開關(guān)柜。對于電力變壓器,根據(jù)防火要求,主樓內(nèi)是不允許裝設大容量的油浸電力變壓器。對于容量低壓配電屏的出線,應做成手車式。

　　2.2供電線路

　　居住建筑中各種電路繁多。為保證各種設備電路的穩(wěn)定、安全運行,供電電路的主線截面不能隨意更改。如果要更改也要參照規(guī)范作相應的計算驗證后再更改。否則線路截面的變小,使電阻變大,功率過載將導致電路發(fā)熱或引發(fā)火災。

　　2.3電氣設備的接地

　　現(xiàn)在建筑中存在電腦、電視、冰箱等大量電子設備,電子設備通過保護接地系統(tǒng)的重復接地與共用接地體相連,為保證人員安全,此共用接地體的電阻不應大于1Ω。

　　2.4建筑消防控制

　　建筑消防設計指火災自動報警滅火系統(tǒng).包括火災探測器、分區(qū)消防報警控制器、消防中心和氣體自動噴射滅火及自動灑水滅火系統(tǒng)等四個部分,實現(xiàn)報警滅火自動化。其中,消防線路要求要求穿金屬管或者暗敷,目的是火災發(fā)生后可以保持消防線路的正常使用,保證信號、命令得到有效的傳輸。消防水泵的控制尤為重要,為且確保安全,消防水泵的控制應設置兩路:一條由引至消防水泵控制柜;另一路則引至消防控制室[2]。

　　三、建筑電氣設計的節(jié)能性

　　建筑電氣設計是建筑設計的一部分。為降低建筑的能耗,建筑電氣設計師也應從全盤考慮,既要兼顧初投資還要考慮建筑電氣的運行能耗。下面分別從變壓器、線路、照明幾個方面給與分析。

　　3.1變壓器的選擇

　　變壓器應選用節(jié)能型變壓器,高導磁的優(yōu)質(zhì)冷軋晶粒取向硅鋼片和先進工藝制造使硅鋼片的磁場方向接近一致,可以鐵心的渦流損耗;良好的接縫密合,可減少漏磁損耗。與老產(chǎn)品比,節(jié)能型變壓器空載損失和短路損失降低,10kV系列分別降低41.5%和13.93%。平均每千伏安年節(jié)電9kW?h[3]。節(jié)能型變壓器,因其具有損耗低、質(zhì)量輕、效率高、抗沖擊、節(jié)能顯著等優(yōu)點,而在近年得到了廣泛的應用。

　　變壓器的容量選擇。理論上計算變壓器負載率為50%時,變壓器的有功耗能能耗最小。但此時變壓器的無功能耗增加,因此要考慮綜合經(jīng)濟效益后進行選擇。工程中變壓器的容量選擇在考慮初投資和運行費后,一般變壓器的負載率取容量的80%[4]。

　　3.2配電線路損耗

　　建筑中供電線路長且多,由于電阻的存在,當電流通過時就會產(chǎn)生功率損耗,其計算公式是: 式中:ΔΡ—三相輸電線路的功率損耗;I—線電流;R—線路相電阻。對于供電線選定的條件下,“R”值不變�？梢婋娏髟酱�,電路損失越大。線路的電阻R=ρL/S,電阻與電阻率ρ、導線長度L成正比,與導線截面S成反比。要減少電阻損耗應從以下幾個方面考慮:

　　選用電阻率ρ較小的導線,如銅芯導線較佳,鋁線次之。減少導線長度,在設計中線路應盡量走直線少走彎路,另外在低壓配電中盡可能不走或少走回頭路。變電所應盡可能地靠近負荷中心,以減少供電半徑。增大導線截面積,對于較長的線路,在滿足載流量、熱穩(wěn)定、保護配合及電壓降要求的前提下,在選定線截面時加大一級線截面。這樣增加的線路費用,可以由以后的運行費用抵消。

　　3.3電動機的節(jié)能分析

　　減少電動機損耗的主要途徑是提高電動機的工作效率和功率因數(shù)。但是在具體工程中電動機通常都是水暖及建筑等專業(yè)設備所配套的,因此電氣設計節(jié)能措施主要在運行過程中。除了就地電容器補償減少線路損耗外,還應減少電動機低效率的輕載和空載運行。主要的措施是采用變頻調(diào)速控制電動機使其適應負載的變化,以提高電動機輕載時的效率從而達到節(jié)約電能的目的。如對于空調(diào)系統(tǒng)的循環(huán)泵采用變頻控制后空調(diào)系統(tǒng)的運行費可節(jié)約30～40%。

　　3.4照明節(jié)能

　　照明節(jié)能設計就是在保證作業(yè)面視覺要求、不降低照明質(zhì)量的前提下,減少照明系統(tǒng)中光能的損失,從而最大限度的利用光能,通常的節(jié)能措施有以下幾種:(1)充分利用自然光,在設計中電氣設計人員應多與建筑專業(yè)配合,做到充分合理地利用自然光使之與室內(nèi)人工照明有機地結(jié)合,從而節(jié)約人工照明電能。(2)使用高效節(jié)能燈具和高效電子鎮(zhèn)流器、節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器、電子觸發(fā)器以及電子變壓器等,公共建筑場所內(nèi)的熒光燈宜選用帶有無功補償?shù)臒艟?緊湊型熒光燈優(yōu)先選用電子鎮(zhèn)流器,氣體放電燈宜采用電子觸發(fā)器。(3)對于照明燈具進行控制也是一種行之有效的節(jié)電方法。根據(jù)照明使用特點可采取分區(qū)控制燈光或適當增加照明開關(guān)點。臥房、病房、客房等床頭燈可采用調(diào)光開關(guān),高級客房采用節(jié)電鑰匙開關(guān),公共場所及室外照明可采用程序控制或光電、聲控開關(guān),走道、樓梯等人員短暫停留的公共場所可采用節(jié)能自熄開關(guān)。

　　四、結(jié)語

　　建筑電氣的安全和節(jié)能措施還有很多,設計的節(jié)能潛力很大,廣大電氣設計人員在設計中應精心考慮,反復比較設計方案,拿出一套符合各種技術(shù)指標,滿足功能需求的前提下,行之有效而又切實可行的節(jié)能措施,從而達到真正安全節(jié)約的目的。