建筑电气安全设计和节能设计要点

张家璇

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摘要：电气工程是建筑工程重要组成部分，做好设计工作十分重要。社会经济的持续发展,进一步带动了我国居民思想意识层面的转变。现阶段,低碳环保的可持续发展战略,已经成为刻在我国居民潜意识的深层思想,使得绿色节能的理念被广泛应用于各个领域的工作中。为了积极响应社会可持续发展目标,同时也为最大程度地满足每一个建筑使用者的真实需求,有必要借助节能降耗的理念完成现代化的建筑电气设计工作。笔者以节能降建筑电气设计的重要性出发,对其现状进行研究,之后重点分析其具体实施途径,以期能够为后续工程建设提供理论参考。

关键词：建筑；电气；安全设计；节能设计

引言

随着当今社会经济与科学技术的发展,电气工程中的节能设计将日益引起人们的重视。城市建设电气工程的节电设计可有效减少能源消耗,实现节电目的。所以,在当今的城市建设电气工程中,节电工程设计已作为重大的投资建设项目,有关单位都应该遵循建筑电气工程及其自动化节电设计方案,真正提高了民用建筑电气工程及其自动化的节电效益。

1建筑电气设计的基本原则

（1）满足建筑物的适用性原则。建筑电气设计应满足建筑物的功能需要，符合人们工作生活的需求。严格遵循国家标准规范，保证设计质量，在保障建筑电气使用需求的同时，提高建筑电气使用的稳定性和可靠性。

（2）满足经济效益原则。建筑电气在设计时要综合考虑经济效益，控制建筑电气的初期投资和运行成本，选择合适的节能材料和设备，尽量做到经济合理。

（3）满足节能要求。建筑电气设计中节能的关键就是节省不必要的能量损耗，在设计过程中，找出与建筑功能无关且可避免的能量损耗，采取对应的节能措施，保持电力系统传输情况处于恒定状态，降低能源的不必要损耗。并在设计中运用节能理念，利用技术上的科学创新，更加有效地利用能源。

2建筑电气设计中节能降耗的现状

（1）大部分建筑工程的电气系统设计者尚未对电气设备具体能源损耗的正确认知,如不同季节的空调电量消耗、不同建筑空间的照明设备用电情况、用电设备同时系数的选取等。而这也导致相关计者无法根据准确的数据完成能耗计算,从而导致建筑电气节能设计陷入到无数据可参考的尴尬局面之中。

（2）我国部分建筑设计者尚未对民众个性化用电负荷产生全面的考虑,从而导致电器系统的建设过程中出现变压器挑选不规范、供电系统设计错误等不良影响,只会在一定程度上降低我国居民的生活质量,同时会导致耗电能成本的上升。

（3）部分设计师并未在其工作过程中对电气设备的整体规格与容量进行精准的调查与计算,而这也会引发电缆与变压器载量资源浪费的问题。同时,为有效提升建筑项目的竞争力以及建筑参与各方的经济效益,部分设计师对照明设施、供暖设施、排气设施等电气设备选择往往会过于关注其美观性而忽略了实用性与节能性,极度缺乏对建筑节能效果的认识。

3建筑电气安全设计和节能设计要点

3.1供电方式的安全设计

建筑电气设计中的电力供应对整个建筑工程来说至关重要，一旦出现供电中断，就会导致整个建筑供电系统瘫痪，导致安全事故的发生。建筑电气设计中供电方式的选择就显得尤为重要，一般来说，根据建筑电气安全性和可靠性的要求，供电方式常采用放射式、树干式、环式及组合方式。

根据建筑物的特点、规模和发展规划以及变压器的容量、分布及地理环境，并满足供电电源的安全性和可靠性，供电方式常采用双回路放射式，至少设计两路独立电源，两路同时供电并互为备用。供电的两回及以上供配电线路中，一旦出现回路中断供电时，其余线路能满足建筑物的用电需要。且供电系统简单可靠，便于操作管理。另外在电源设计中还需考虑应急的备用电源，常见的备用电源可采用柴油发电机组，在发生供电中断的情况下，能够自动切换至备用电源。可在第一时间内保证消防、排烟、电梯、应急照明等装置的电力供应，避免发生安全事故。

3.2节能技术在照明系统设计中的应用

在办公室或住宅照明系统设计中，不仅强调基本照明功能要放置在正确的位置。同时也突出了设计美学,舒适和人性化。所以,在节能设计过程中,建筑的基本照明系统也必须符合居民的生活要求,并充分贯彻节能环保的概念和精美的建筑设计理念。（1）应该充分利用天然光源。例如：尽可能选用良好的带有较高通透性的玻璃,或更换为节能热水器和太阳能热水器。（2）尽可能选用简单漂亮的节能环保的工具,根据悬挂灯具的高度,如果悬挂空间较高,钠灯、金属卤化物灯等可成为较好的选择。而如果空间较小,则可选用一个荧光灯。

3.3无功补偿

基于住宅小区建筑电气节能设计工作的开展而言，无功补偿的应用同样也是重要手段，设计人员应该结合住宅小区建筑电气系统的整体运行状况，合理布置无功补偿方案，由此解决建筑电气系统中因为功率因数较低产生的能耗损失问题。无功补偿方式在住宅小区建筑电气系统节能中的应用目标就是提升电气系统的功率因数，尤其是对于建筑电气系统运行中出现的电力能源损耗问题予以积极应对。为了有效提升无功补偿在节能方面的作用价值，设计人员还应该重点关注于电容器的优化运用，以便促使电容器的容量可以符合项目施工应用要求，能够最终确保建筑电气系统的功率因数达到0.95以上。

3.4针对变压器的节能设计

常规建筑电气系统所用变压器的损耗类别可以细分为“无功损耗”以及“有功损耗”两类。在设计过程中,如果设计师一味地强调变压器的有功损耗,就很难全面控制电器设计的整体损耗。为最大化地发挥变压器的节能降耗效果,需要设计师在对其进行节能设计的过程中,结合建筑工程的项目类型以及电路系统需求等方面的综合特点,对这两种类型的损耗进行综合分析。有功损耗可以分为空载损耗与负载损耗,两者都是建筑电气设计中至关重要的组成部分。其中的空载损耗,亦可以将其理解为功率传输的损耗,具体包含变压器铁芯漏磁和涡流损耗。空载损耗的大小极大程度上取决于变压器自身的结构参数,其与外界的接触面较小、相连长度也较低,此变压器外界环境不会对其造成过多影响,可将其视为不变量。

挑选变压器型号、参数的过程中,需要加强对干式变压器亦或是油侵变压器等节能型变压器的考量,同时可以结合降低磁密的方式达成降低空载损耗的损耗,实际应用过程中也可以更多采用硅钢片或非晶合金片和阶梯接缝。负载损耗的大小很大程度上取决于变压器的负荷率,0.5负荷率的变压器能耗最低,但却无法满足大部分用电设备的用电需求。基于此,想要达成电器节能设计的目标,就要将变压器的负荷率控制在0.75-0.85,即可保障电器节能设计以及相关设备设施的使用需求。负载损耗类的变压器型号选择过程中,应结合建筑设计的根本需求,针对性地挑选变压器的容量,同时可以多用铜材或采用换位导线等方式达成降低负载损耗的目标。除此之外,还可以结合实际情况适当降低变压器的电流密度,同时辅以优化变压器绝缘构件的方式降低损耗。具体可通过使用半油道、预先制作个性化绝缘构件、调整绕组位置以及绕组装置、更换自粘线以及自粘纸等方式,有效缩减变压器中的绝缘构件体积,进而提升绕组填充系数的目标,有效降低能源的损耗。

结语

综上所述，建筑电气的安全性和节能性，对于建筑后期的使用安全和经济运行至关重要。因此，在进行建筑工程电气设计时，不仅应从供电方式、供电线路、配电系统的接地等方面重点关注系统安全性设计，还应从变压器和线路、无功补偿装置的选择等方面重视系统节能性设计，为建筑工程的高质量建设，安全可靠、低成本运营和使用奠定物资和技术基础。

参考文献

[1]白金彪.浅析建筑电气安全节能设计[J].中国设备工程,2022(09):211-213.

[2]马欣.建筑电气照明系统的节能设计研究[J].光源与照明,2022(03):34-36.

[3]陈辰.建筑电气系统和照明系统的节能设计研究[J].光源与照明,2022(02):48-50.