建筑电气节能设计分析

摘要：随着城市化进程的加快，建筑业也随之得到飞速的发展，但同时建筑能耗问题也因此愈发严重。本文结合工作经验，对建筑电气节能及安全设计进行简要分析，并提出了一些节能措施。

关键词：建筑电气;设计原则;安全性;节能性

据了解，我国目前建筑能耗约占社会总能耗的1/3，随着生活水平的提高，建筑能耗有继续增长的趋势。由此，在资源和能源日益短缺的今天，建筑电气节能设计的重要性和必要性就显而易见。这就对建筑设计工程师提出了更高的节能要求，要求建筑设计给用户尽可能的提供舒适的生活空间的同时也今年可能的减少能源消耗。本文主要从安全和节能两个方面进行说明：

1.建筑电气设计的原则

建筑电气设计必须严格按照设计规范，常用的规范有国家的，例如《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)、《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-98)，还有行业规范如《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16-2008)、《建筑照明设计标准》(GB 50034—2004)。建筑设计原则就是在保证用户正常日常生活的基础上，综合考虑安全、经济和节能等各方面的因素，实现建筑的最小投入获得最大使用效益。

2.建筑电气设计安全性

建筑电气设计必须保证使用的安全性，不能存在安全隐患。安全性的考虑需从以下几个方面进行分析：

2.1电力供应

电在人们的日常生活中占据着越来越重要的地位，现代社会如果没有了电，人们的生产生活活动将无法顺利进行，毫不夸张的说，整个社会将处于瘫痪状态。为减少意外断电事件给人们带来的不便，现代高层建筑每栋都需要设置两个或者两个以上的独立电源，具体设置几个需由建筑内部用电负荷及实际具体情况决定。除了多个独立电源之外，现代高层建筑还应设置有发电机，一旦事故发生，发电机需在30秒之内自动开启从而保证事故发生时需要用电的部位能通电，从而减少事故伤亡，以便更大程度地保护居民安全。为防止火灾，规定电力变压器不能使用大容量油浸类型的。对于低压配电屏的出线应做成手车式。

2.2供电线路

由于居民用电之处较多，用电线路也就错综复杂。供电线路中的主线路导线的规格必须严格遵守规范要求，并且其横截面积不能随意更动，否则可能会因为线路功率过大而引发火灾。

2.3 防雷与接地的要求

除采用避雷针和避雷带的传统做法外，近年还出现消雷器和放射性避雷针。这两种防雷技术虽然在工程上得到不少实际应用，但在理论上一直是有争议的。防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地，都是合在一起的，组成混合接地系统。接地电阻按最小的要求而定，通常是在 4 欧以下。利用建筑物的钢筋混凝土基础作接地板。尽管基础钢筋等自然接地体已能满足接地电阻的要求，仍需要装设水平的人工接地体，将主要的建筑物基础连接成接地网，这对均衡电位，提高安全性有好处。

2.4建筑消防控制

现代建筑电气设计工程，一般都包括消防控制。建筑电气消防系统结构：火灾自动报警系统、消防联动系统、消防通讯系统、火灾警报系统和自动喷水系统。当火灾发生时，消防线路不能因为火灾而发生故障不能使用，否则这个系统就是无用的。所以消防线路所使用的材料应该具备防火功能，从而确保能够起到降低或减小火灾伤害的目的。通常情况下消防灭火使用的是水泵，所以对水泵的控制至关重要。消防水泵的控制应设置两条线路：一条引至消防水泵控制柜;另一条则引至消防控制室。

3.建筑电气的节能性设计

由于近几年能源短缺问题日益突兀，由能源短缺所引发的种种矛盾也频频发生，作为最大消耗之一的建筑能耗的节能措施的应用已日益紧迫。建筑电气设计师在进行设计时，首先需满足用户日常生活的要求，并且保证电器和用户的人身安全。其次需要考虑的就是建筑节能，实行可持续发展战略。以下分别从变压器、线路、照明几个方面讨论建筑节能问题。

3.1变压器的选择

虽然变压器本身效率很高，但因其数量多、容量大，总损耗仍是很大的。据估计，我国变压器的总损耗占系统发电量的10%左右，如损耗每降低1%，每年可节约上百亿度电，因此降低变压器损耗是势在必行的节能措施。

变压器的有功功率损耗如式：△Pb=Po+Pkβ

Pb 为变压器有功损耗;Po 为变压器的空载损耗;Pk 为变压器的有载损耗;β为变压器的负载率。

变压器损耗中的空载损耗，即铁损，主要发生在变压器铁芯叠片内，主要是因交变的磁力线通过铁芯产生磁滞及涡流而带来的损耗。近年来世界各国都在积极研究生产节能材料，变压器的铁芯材料已发展到现在最新的节能材料———非晶态磁性材料2605s2，非晶合金铁芯变压器便应运而生。使用2605s2制作的变压器，其铁损仅为硅钢变压器的1/5，铁损大幅度降低。所以变压器要选择节能型的变压器。

3.2配电线路损耗

由于电气传输线路的导线本身有电阻，所以避免不了的会有能量消耗，这部分能量并不对用户直接作用，属于无功功率。建筑节能设计就必须将无功功率降至最小。影响无功功率的大小的因素有很多，其中可以人为的改变的有线路导线的规格和线路长度。导线的规格主要说的是横截面积和自身电阻大小。导线自身电阻越大，损耗在线路上的能量也就越多。同样，导线越长，损耗在线路上的能量也就越多。由于线路电流越大，能耗越多，所以增大导线横截面积可以减小线路电流，从而减小线路能耗。所以设计时应该尽量缩短供电线路的长度，增大导线的横截面的面积，最重要的是要选择自身电阻很小的导线材料。另外在低压配电中尽可能不走或少走回头路。变电所应尽可能地靠近负荷中心以减少供电半径。对于较长的线路在满足载流量、热稳定、保护配合及电压降要求的前提下，在选定线截面时加大一级线截面。这样增加的线路费用可以由以后的运行费用抵消。

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