建筑电气安全设计和节能设计要点

赵四敏

摘要：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。

关键词：建筑电气；安全设计；节能设计；要点

1建筑电气的安全设计要点

建筑电气的安全设计要点主要体现在供电方式、供电线路、配电系统接地的安全设计上。

1.1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。

1.2供电线路的安全设计

现代建筑中的供电线路是一个复杂的网状系统，一旦出现问题，将会带来供电中断、人员触电、电气火灾事故等安全问题。为保证供电系统安全、可靠、优质、经济的运行，在进行供电线路设计时，要根据建筑物所需求的用电负荷，同时也要根据建筑物内的运行环境，对供电线路导线材料的选型和线路路径做出最优选择，并按行业要求和实际情况选择所要使用的供电线路截面。以保证供电线路能够做到技术先进、经济合理、安全适用、便于施工和维护，充分满足建筑工程的实际需要。在供电线路设计环节，线路路径的选择是核心关键，建筑电气在设计供电线路时，要观察和分析建筑物的结构，结合实际情况，选择最优路径，尽量减少线路的长度。在设计线路走向时，要保证供电线路与建筑物的功能要求不相互冲突，满足照明、电梯、水泵、风机、消防设备和家用电器的配电要求。在充分了解建筑的实际情况下，通过对不同方案的经济技术分析，拟定最优方案，这样可以减少供电线路的长度、导线材料和损耗。建筑工程电气设计完成之后，要定期安排专业人员对建筑供电线路进行检查检修，一旦发现建筑内供电线路存在安全隐患，就要及时进行处理。在进行线路变更时，要结合建筑内部线路的实际情况，根据操作规范进行计算验证,然后进行有效的更改,这样可以有效地避免由于线路截面变小导致电阻变大的情况发生，可以有效地避免火灾,能够给人们的日常生活提供一个强有力的安全保障。

1.3配电系统的接地设计

配电系统的接地是保证建筑电气安全使用的前提，是整个建筑工程的重要环节。经过安全接地的电气设备，在发生电气短路故障时，短路电流会沿着接地装置流入大地，从而有效地保障了用电安全。在建筑电气中，供电系统常见为三相三线制、三相四线制、三相五线制，采用的接地方式也不尽相同。按照国际电工委员会（IEC）的规定，一般将低压配电系统分为 3类，即TT、TN、IT系统，分述如下：TT 方式供电系统是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，称为保护接地系统，也称 TT 系统（如图 1 所示）。第一个符号 T 表示电力系统中性点直接接地；第二个符号 T 表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接联接，而与系统如何接地无关。

图1 TT系统

TN 方式供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统，称为保护接零系统，用 TN 表示。TN 系统根据其保护零线是否与工作零线分开而划分为TN-C、TN-S、TN-C-S系统。TN-C方式供电系统用工作零线兼做接零保护线，全系统内 N线和 PE线合为一根线（PEN线），用作保护中性线，如图2所示。

图2 TN-C系统

TN-S接零保护供电系统是把工作零线N和专用保护线PE严格分开的供电系统，如图3所示。俗称三相五线制系统。电气设备的金属外壳与专用保护零线连接，保护零线单独敷设，不作它用。重复接地线与保护零线连接。TN-C-S方式供电系统在建筑施工临时供电中，如果前部分是TN-C方式供电，而施工规范规定施工现场必须采用TN-S方式供电系统，则可以在系统后部分现场总配电箱分出PE线，TN-C-S系统如图4所示。

图3 TN-S系统

图4 TN-C-S系统

2结语

设计是工程建设的灵魂。建筑电气系统的安全性和节能性涉及到建筑使用的安全和运营成本，决定着建筑物的使用质量，是设计之初首要考虑的问题。建筑电气系统的安全性和节能性存在着相互影响而又并非必然影响的关系，有的设计中，为了保证建筑电气系统的安全，投入很大的成本，甚至不顾及系统运行中对能源的消耗，这就违背了建筑电气设计的基本原则。本文从建筑电气系统设计的基本原则出发，从供电方式、供电线路、配电系统的接地分析供配电系统的安全性设计，从变压器、电气线路、无功补偿装置的选择等方面分析供配电系统的节能性设计。

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