时间：2013-11-29 分类：机电一体化
摘要：随着经济的增长和人们收入的增加,建筑智能化、自动化使建筑用电量猛增。各种电力设施的大力使用时的电气安全成为当前环境中的重大安全隐患。另外我国的建筑面积以每年十几亿平方米的速度递增。据建设部和国家建材局的统计,我国建筑能耗约占全社会总能耗的27%，建筑节能在建筑行业势在必行。本文分别对建筑电气设计中的安全理念应用要点和节能理念应用要点做了详细阐述。
关键词：电气工程师论文发表,论文发表网,建筑电气设计,安全,节能,供电线路,变压器
一、建筑电气设计中安全理念
对建筑电气设计的安全性从电力供应、供电线路、电涌防护、建筑消防控制方面进行了分析。
(一)电力供应
电力在现在建筑中占有重要作用，如果失去电力供应，建筑就会处于瘫痪状态。保证建筑电力的稳定供给是保证居民正常生活得基础。因此，为了保证供电可靠性，现代高层建筑至少应有两个独立电源，具体数量应根据负荷大小及当地电网条件而定。两路独立电源原则上是两路同时供电，互为备用。此外，还须装设应急备用柴油或燃汽轮发电机组，要求在15秒钟内自动恢复供电，保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等事故用电。对于高压开关柜应根据建筑电气设计规范的要求，选用具有\"五防\"功能的真空开关手车式高压开关柜。对于电力变压器，根据防火要求，主楼内是不允许装设大容量的油浸电力变压器。对于低压配电柜的出线，应做成手车式。
(二)供电线路
近年来，电气火灾不断增加，而电气火灾的首要原因是：电气设备或线路故障。电气故障主要是带电导体之间的短路和带电导体与\"地\"之间的短路。这里所说的\"地\"，是泛指与地有联系的设备外壳、金属管道及构架等外露可导电部分的短路，通常将前者称为短路，后者叫做接地故障。
接地故障虽也表现为短路形式，但它在短路电流值、故障后果和保护措施上与相问短路均不相同。带电导体产、发生短路时，由于短路电流大，可令保护电器设备自动切断供电，防止电气火灾的发生。而接地故障却因短路电流小，特别是电弧性接地故障，无法令保护电器设备动作，它不仅能导致人身电击，也能引起电气火灾。通常电弧性接地故障起火的危险性及发生的几率大于一般的相间短路。
在设计中，我们将防电气火灾的RCD保护设备设在进线处。在选择RCD的I、时，未选用其上限值，最佳的保护作用是I≤300mA。其动作时间为0.25s(据厂家提供的资料，跳闸时间
误差为±20%，即t=0.25s时，跳闸区间为0.3～0.2s)。当电源总箱供电范围内任一处发生能引燃起火的接地故障时，进线处的RCD都能及时切断电源，从而避免电气火灾的发生。
(三)电涌防护技术
为了保护建筑物免遭雷电袭击，设计了由避雷带(针、网)、引下线和接地装置组成的外部防雷系统。然而，雷电电涌可通过室外线路入侵建筑物内的设备造成毁坏，同时雷电流强大的瞬变电磁场感应产生的冲击过电压可造成建筑物内敏感设备的损坏。在电子时代的今天，建筑物内设置的敏感电子设备数量和规模不断增大，而这些设备的工作电压却在不断下降，因此它们受到电涌的袭击而损坏的可能性就大大增加。其后果可能使整个系统运作中断，造成巨大的经济损失。这些都是外部防雷系统无法保护的。
为了防止上述瞬态冲击过电压的主要措施有：
1、采用等电位联结，屏蔽、室外电缆在进建筑物前接地;
2、在电源线路装设电涌防护器(简称SPD)。当雷电电涌或内部过电压值大于电涌防护器的动作特性时，均能在瞬问使电涌防护器动作，并通过等电位装置，形成等电位。也就是说，防范雷电电涌及过电压的措施，是在最短时间内(纳秒级)令其释入电路上产生的大量脉冲能量，通过等电位装置将其泄放至大地，从而降低设备各接口间的电位差，保护用电设备。
(四)建筑消防控制
建筑消防设计指火灾自动报警灭火系统，包括火灾探测器、分区消防报警控制器、消防中心和气体自动喷射灭火及自动洒水灭火系统等四个部分，实现报警灭火自动化。其中，消防线路要求要求穿金属管或者暗敷，目的是火灾发生后可以保持消防线路的正常使用，保证信号、命令得到有效的传输。消防水泵的控制尤为重要，为且确保安全，消防水泵的控制应设置两路:一条由引至消防水泵控制柜;另一路则引至消防控制室。
二、建筑电气设计中的节能理念
(一)供配电系统的节能设计
1、合理选择变压器
目前电力变压器选用10型及以上较为节能。SC(B)10新系列环氧树脂真空浇注干式变压器选购优质低耗的晶粒取向冷轧硅铜片;先进的硅钢片剪切线;阶梯步迭铁心接缝;合理的铁心、线圈结构,SC(B)10新系列比现行国标《干式变压器技术参数和要求》(GB/T10228)空载损耗PO下降33%，负载损耗平均下降15%，总损耗平均下降约19%。。变压器的长期工作负载率不宜大于0.85，在选择变压器容量和台数时，应灵活根据负荷变化情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，以实现其经济运行，减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。此外，降低变压器的环境温度、平衡三相负荷、合理选择变压器接线方式、季节性造成的负荷变化时灵活投切变压器等也是降低能耗的有效途径。#p#分页标题#e#
2、提高供配电系统的功率因数
尽量降低用电设备的无功损耗，提高用电设备的功率因数。关于电感性用电设备的选择，可使用有补偿电容器的用电设备，也可以通过并联电容器进行无功补偿，电容器可产生超前无功电流抵消用电设备的滞后无功电流，进而实现降低整体无功电流数量、提高功率因数的目标。
3、合理控制线路能量损耗
尽量选择电阻率较小的导线，合理控制导线长度，增加导线截面积。从短期看，这有可能增加线路费用，但是从长远看，这显然是比较经济划算的，因为这有利于节能目标的实现，减少建筑能源消耗数量，进而较大运行费用。
4、合理选择供电电压
同等情况下，电压越高，损耗越小。供电电压等级的确定应考虑技术经济合理性及电力公司的相关规定等因素。当用电设备总容量在250kW及以上或变压器容量在160kVA及以上时，宜以10(6)kV供电。对一个工程的空调冷水机组，考虑节能因素，经方案比较尽量采用10(6)kV冷水机组。
(二)电气设备的节能设计
1、空调系统的节能
其主要内容包括：(1)冷冻水与冷却水系统的优化控制;(2)冰蓄冷系统的优化控制，现行的冰蓄冷控制技术还很不成熟，冰蓄冷控制策略仍需作深入研究，尤其是在蓄冰装置优先方式下的融冰策略的研究，对于提高冰蓄冷系统的能源利用效率，促进冰蓄冷技术的商业化应用具有决定性的意义;(3)热交换系统温差与流量的优化控制;(4)变风量系统等控制技术。
2、电机的节能
用变频调速的方法来减少电机轻载和空载运行。同时采用变频调速器，水泵流量进行节能的经济效益也是非常显著的，当所需流懿减少，水泵转速降低时，其电动机的所需功率按转速的三次方下降。
3、电梯的节能
包括电梯的合理选型(如速度、载重量、调速方式等)、停层计划及群控策略。
(三)照明系统的节能措施
在建筑中照明节能是一项重点需要解决的问题。如何做到既满足工作、生活的照度标准要求，又达到节约能源的目的，这是照明设计时必须认真考虑的问题。
1、照明光源的选择
光源是能量转换成光的器件，是实施照明节能的核心。对设计者来说，为实现以上限值，必须选用高效节能光源和适合的灯具。设计时光源选用主要原则是应选高效节能光源。照明光源选择还应考虑以下几个要素：光效、色温、显色指数、光源寿命和价格。
2、节能照明设计控制方式选择
节能照明设计控制的方式选择可根据自然光照的变化，进行设计决定照明点亮的范围，比如对靠外墙窗户的照明灯进行单独光照的控制设计;住宅照明中可根据家庭使用特点和时段进行照明的节能设计和控制选择，并根据照明使用特点进行智能照明开关的设计;不同场所应采用适当的节电开关，如定时开关、光控、声控开关等;如：人离开房间时延时切断除冰箱和电脑外的其他电源;走廊，电梯前室、楼梯间及公共部位的灯光控制可采取定时控制，集中控制及凋光和声光控制等方式。有ba系统的，可纳入ba系统进行集中管理，条件允许的还可以采用智能灯光控制系统进行更全面，更灵活的节能控制;对建筑形式和经济条件许可的建筑，还可随室外天然光的变化自动调节室内照度，或利用各种导光和反光装置如光导管等将天然光引入室内进行照明。
3、合理选用灯具
灯具节能应主要体现在高效率上，若效率过低，则很难用其他方法补救其节能效果。在GB 50034—2004《建筑照明设计标准》中已明确规定，室内外灯具效率分别高于50%和70%，在所有灯具中，直接型灯具效率最高;带格栅式和带保护罩的灯具效率最低。故在满足眩光限制和其他特殊要求下，应选择前者。同时，根据使用现场不同，采用控光合理、光通量维持率高、光利用系数高、照明与空调一体化的灯具等，以达到节能目的。
结语
综上，随着我国建筑的高档化和高层化，建筑电气的安全和节能也越来越受人们的关注。电气设计人员在设计中要精心考虑，反复比较设计方案，拿出一套符合各种技术指标，满足功能需求的前提下，行之有效而又切实可行的安全节能措施，从而达到真正安全节约的目的。
参考文献：
[1]郭帅.关于建筑电气照明节能的探讨[J].山西建筑，2009.3.
[2]李刚.建筑工程电气节能设计措施探讨[J].新疆有色金属，2010.1.
[3]余承业.浅析建筑电气之安全设计[J].建材与装饰，2011.7.
