论文部分内容阅读
摘要:本文通过介绍当代建筑的现状指出了建筑电气是建筑的一部分,做好建筑电气设计的安全性、节能性、经济性是建筑电气设计师们的职责。分别从供电线路、电源、变压器、消防、电机、照明等一些方面介绍了建筑电气设计对建筑安全性、节能性及经济性的影响。
关键词:电气设计;安全性;节能性;经济性
Abstract: This paper introduces the current situation of contemporary architecture points out that building is part of the building, do a good job in building electrical design of safety, energy saving, economy is building electrical designers duties. Separately from the power lines, power, transformer, fire, electrical, lighting and other aspects of the building in the electrical design of building safety, energy saving and economic effects.
Key words: electrical design; safety; energy saving; economy
中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：
随着经济的发展和人们收入的增加,建筑自动化、智能化使建筑的用电量猛增。城镇一体化建设的加快,使我国的建筑面积以每年十几亿平方米的速度增长着。根据建设部与国家建材局的统计,我国的建筑能耗大概占了全社会总能耗的28%。因此建筑节能性设计是建筑行业的发展趋，这些都需要建筑电气工程师发挥才智,既要满足建筑功能的基本要求,给居民提供安全、舒适、方便的生活空间,还要尽可能的做到减少建筑能耗。下面分别从建筑电气设计的安全、节能、经济三个方面进行分析。
一、建筑电气设计的原则
建筑电气设计要严格遵守相关的设计规范。设计规范是国家或地方制定的设计准则,它体现了国家相关政策的要求,是建筑电气设计者们的设计标准。
建筑电气设计是建筑的一个重要部分,在设计的过程中也要考虑综合经济因素,不仅要考虑初投资还要兼顾以后的运行费用,来达到建筑生命周期内费用最低的目标。
建筑电气设计要满足建筑功能的需求,保证建筑功能连续稳定的运行,给居民的日常生活带来快捷、方便。
二、建筑电气设计的安全性
建筑电气设计的安全性从电力供应、电气设备的接地、供电线路、建筑消防控制方面进行了分析。
2.1电力供应
电力在当代建筑中占有重要的作用,没有电建筑将会处于瘫痪状态。保证建筑电力的稳定供给是保证居民正常生活的基础。因此,为了保证供电可靠性,现在的高层建筑至少应有两个独立的电源,具体数量应根据负荷大小及当地电网的条件来设定。两路独立电源原则上是两路同时供电,互为备用。此外,还可装设应急备用柴油或燃汽轮发电机组,要求可以在15秒内自动恢复供电,保证事故照明、消防设备、电脑设备、电梯等事故的用电。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油浸电力变压器的。
2.2电气设备的接地
当代建筑中存在电视、电脑等大量电子设备,电子设备通过保护接地系统的重复接地与共用接地体相连,为了保证人员的安全,此共用接地体的接地电阻不应大于1Ω。
2.3供电线路
居住建筑中的各种电路比较复杂。为保证各种设备电路安全、稳定的运行,供电电路的主线截面不能随意更改。如果要更改也要参照规范作相应的计算验证再更改。否则线路截面的变小,将使电阻变大,功率过载将导致电路发热甚至引发火灾。
2.4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、消防中心、分区消防报警控制器、气体自动喷射灭火及自动洒水灭火系统等四个部分,实现报警灭火的自动化。另外，消防水泵的控制尤为重要,为了确保安全,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。
三、建筑电气设计的节能性
建筑电气设计是建筑设计的一部分。为降低建筑的能耗,建筑电气设计师也应全盘考虑,既要兼顾初投资也要考虑建筑电气的运行能耗。下面分别从变压器、线路、照明几个方面进行分析。
1 照明节能设计
在民用建筑中，照明设备的用电比例大概为20%左右，照明节能设计就是在保证不降低照明质量的前提下，尽量减少照明电路中能量的损失，从而达到能量利用的最大化。照明节能设计的措施通常一般有以下几种：
①照明方式选择。
充分利用自然光，这是节省照明能耗的重要方式之一，即在设计中电气设计人员应尽量考虑到自然光与人工照明的充分结合，从而节省照明电能。
②选择合理的光源。
其最基本的原则就是根据不同的场所来选择不同的光源。例如一般的房间应当选用荧光灯，但是在显色性要求较高的场所就应当采用稀土节能荧光灯，三基色荧光灯或小功率高显色型钠灯等光源。室外场所的照明则应当选用高压钠灯等可以时间较长使用的气体光源。
③选择恰当的照明方式或装置。
根据照明使用的要求分别采用各种节能型开关，如卧房、病房可采用调光开关；走廊、走道等场所可采用节能声控开关；室外场所和公共场所的照明则可采用光电、声控开关；
2 降低线路损耗当电能传输时，在电路网络中就产生功率的损耗，一般来说，其与线路的长度和负载的大小相关联。因此，应当尽量提高系统的功率系数、减少导线的电阻，从而降低其损耗。其措施主要有以下几种：
①路径的选择要合理。
为了减小导线长度，线路尽可能的不走弯路，尽量走直线；
②合理选择导线截面积。
导线的截面积大小的确定应当根据电流指标和经济条件来确定。对于线路较长的电路，在满足电流以及电压降要求的情况下，可使导线的截面积加大1～2级；
③合理确定电气用房所在的位置。其遵守的基本原理便是尽量减小供电路径。
4 合理选择变压器变压器作为配电系统的基本设备，其损耗大约占总耗量的6%左右，主要分为铁耗与铜耗：铁耗又称为空载损耗，与负荷的大小无关，仅与铁芯的制作材料和制造工艺有关，所以一般来说，最好选择节能型变压器。而铜耗与负荷的大小有关，故在选择变压器的容量和台数时，应根据负荷运行的时间性变化，相应的选择变压器的运行参数和台数，尽量减少不必要的损耗。
四、建筑电气设计的经济性
怎样设计才能降低电气设备的成本？可以从两个方面来解决，第一减少低压柜的出线回路，第二在设计的过程中选择好需要系数、同时系数及功率因数，下面就分别从这两个方面讨论：
（1）减少低压柜的出线回路
当我们在做一个工程的电气设计时，首先应将负荷的位置和种类确定，将同一区域内相同性质的负荷，由低压母线馈出的一个回路来供电，这里的同一区域可以是同一层内，也可以是不同楼层但轴线位置相同的区域，这样做可以减少低压柜的出线回路，既可以减少低压柜的台数，也降低了设备成本。缺点是当出线端出现故障或馈电回路检修时会造成大范围的断电。然而此种情况在现实中发生的可能性是很低的。例如我们在实际生活中的住宅楼一年甚至更长时间基本上不停电，而这种住宅楼的电源进线大部分都是大容量的单回路供电，而且现在电气设备的性能越来越好，一般在不出现电气故障的情况下是免维护，不用检修的。因此在非重要负荷采用大容量回路出线是非常可行的，也是降低电气设备成本的一个有效方法。
（2）正确选择功率因数、需要系数及同时系数
之所以会提到这几个系数是因为它们将直接影响到一栋建筑电气设备的投资。功率因数选用的是否准确直接影响到电流计算，从而影响保护开关、电缆的大小；需要系数选用是否准确也会直接影响到电流的计算，从而影响保护开关、电缆的大小；同时系数取值还会直接影响到变压器大小的选择，若取值偏大而选择大容量变压器时，将会造成未来变压器运行时损耗的增大。因此在实际的设计中一定要调查研究在实际中同类设备的运行时情况，合理的选用计算系数。
五、结语
使建筑电气更加的安全、节能和经济的措施还有很多,其中的设计潜力很大,广大电气设计人员在设计的过程中应该精心考虑,反复比较设计出的方案,拿出一套符合各种技术指标,满足各项功能需求的前提下,行之有效而又切实可行的节能措施,从而达到真正安全节约的目的。
参考文献：
[1] 江亿.中国建筑能耗远低于发达国家.(第一部分)
[2] 中国建筑工業出版社. 《民用建筑电气设计规范》. JGJ/T16-2008
[3] 李景庆,刘荣福.建筑照明与节能浅析[J].集团经济研究,2007,(3):238．
[4] 李蔚. 在建筑电气设计中的节能技术措施. 电气应用 .2007,2(10):12-15
[5] 中华人民共和国公安部. 《火灾自动报警系统设计规范》. GB 50116-98
关键词:电气设计;安全性;节能性;经济性
Abstract: This paper introduces the current situation of contemporary architecture points out that building is part of the building, do a good job in building electrical design of safety, energy saving, economy is building electrical designers duties. Separately from the power lines, power, transformer, fire, electrical, lighting and other aspects of the building in the electrical design of building safety, energy saving and economic effects.
Key words: electrical design; safety; energy saving; economy
中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：
随着经济的发展和人们收入的增加,建筑自动化、智能化使建筑的用电量猛增。城镇一体化建设的加快,使我国的建筑面积以每年十几亿平方米的速度增长着。根据建设部与国家建材局的统计,我国的建筑能耗大概占了全社会总能耗的28%。因此建筑节能性设计是建筑行业的发展趋，这些都需要建筑电气工程师发挥才智,既要满足建筑功能的基本要求,给居民提供安全、舒适、方便的生活空间,还要尽可能的做到减少建筑能耗。下面分别从建筑电气设计的安全、节能、经济三个方面进行分析。
一、建筑电气设计的原则
建筑电气设计要严格遵守相关的设计规范。设计规范是国家或地方制定的设计准则,它体现了国家相关政策的要求,是建筑电气设计者们的设计标准。
建筑电气设计是建筑的一个重要部分,在设计的过程中也要考虑综合经济因素,不仅要考虑初投资还要兼顾以后的运行费用,来达到建筑生命周期内费用最低的目标。
建筑电气设计要满足建筑功能的需求,保证建筑功能连续稳定的运行,给居民的日常生活带来快捷、方便。
二、建筑电气设计的安全性
建筑电气设计的安全性从电力供应、电气设备的接地、供电线路、建筑消防控制方面进行了分析。
2.1电力供应
电力在当代建筑中占有重要的作用,没有电建筑将会处于瘫痪状态。保证建筑电力的稳定供给是保证居民正常生活的基础。因此,为了保证供电可靠性,现在的高层建筑至少应有两个独立的电源,具体数量应根据负荷大小及当地电网的条件来设定。两路独立电源原则上是两路同时供电,互为备用。此外,还可装设应急备用柴油或燃汽轮发电机组,要求可以在15秒内自动恢复供电,保证事故照明、消防设备、电脑设备、电梯等事故的用电。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油浸电力变压器的。
2.2电气设备的接地
当代建筑中存在电视、电脑等大量电子设备,电子设备通过保护接地系统的重复接地与共用接地体相连,为了保证人员的安全,此共用接地体的接地电阻不应大于1Ω。
2.3供电线路
居住建筑中的各种电路比较复杂。为保证各种设备电路安全、稳定的运行,供电电路的主线截面不能随意更改。如果要更改也要参照规范作相应的计算验证再更改。否则线路截面的变小,将使电阻变大,功率过载将导致电路发热甚至引发火灾。
2.4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、消防中心、分区消防报警控制器、气体自动喷射灭火及自动洒水灭火系统等四个部分,实现报警灭火的自动化。另外，消防水泵的控制尤为重要,为了确保安全,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。
三、建筑电气设计的节能性
建筑电气设计是建筑设计的一部分。为降低建筑的能耗,建筑电气设计师也应全盘考虑,既要兼顾初投资也要考虑建筑电气的运行能耗。下面分别从变压器、线路、照明几个方面进行分析。
1 照明节能设计
在民用建筑中，照明设备的用电比例大概为20%左右，照明节能设计就是在保证不降低照明质量的前提下，尽量减少照明电路中能量的损失，从而达到能量利用的最大化。照明节能设计的措施通常一般有以下几种：
①照明方式选择。
充分利用自然光，这是节省照明能耗的重要方式之一，即在设计中电气设计人员应尽量考虑到自然光与人工照明的充分结合，从而节省照明电能。
②选择合理的光源。
其最基本的原则就是根据不同的场所来选择不同的光源。例如一般的房间应当选用荧光灯，但是在显色性要求较高的场所就应当采用稀土节能荧光灯，三基色荧光灯或小功率高显色型钠灯等光源。室外场所的照明则应当选用高压钠灯等可以时间较长使用的气体光源。
③选择恰当的照明方式或装置。
根据照明使用的要求分别采用各种节能型开关，如卧房、病房可采用调光开关；走廊、走道等场所可采用节能声控开关；室外场所和公共场所的照明则可采用光电、声控开关；
2 降低线路损耗当电能传输时，在电路网络中就产生功率的损耗，一般来说，其与线路的长度和负载的大小相关联。因此，应当尽量提高系统的功率系数、减少导线的电阻，从而降低其损耗。其措施主要有以下几种：
①路径的选择要合理。
为了减小导线长度，线路尽可能的不走弯路，尽量走直线；
②合理选择导线截面积。
导线的截面积大小的确定应当根据电流指标和经济条件来确定。对于线路较长的电路，在满足电流以及电压降要求的情况下，可使导线的截面积加大1～2级；
③合理确定电气用房所在的位置。其遵守的基本原理便是尽量减小供电路径。
4 合理选择变压器变压器作为配电系统的基本设备，其损耗大约占总耗量的6%左右，主要分为铁耗与铜耗：铁耗又称为空载损耗，与负荷的大小无关，仅与铁芯的制作材料和制造工艺有关，所以一般来说，最好选择节能型变压器。而铜耗与负荷的大小有关，故在选择变压器的容量和台数时，应根据负荷运行的时间性变化，相应的选择变压器的运行参数和台数，尽量减少不必要的损耗。
四、建筑电气设计的经济性
怎样设计才能降低电气设备的成本？可以从两个方面来解决，第一减少低压柜的出线回路，第二在设计的过程中选择好需要系数、同时系数及功率因数，下面就分别从这两个方面讨论：
（1）减少低压柜的出线回路
当我们在做一个工程的电气设计时，首先应将负荷的位置和种类确定，将同一区域内相同性质的负荷，由低压母线馈出的一个回路来供电，这里的同一区域可以是同一层内，也可以是不同楼层但轴线位置相同的区域，这样做可以减少低压柜的出线回路，既可以减少低压柜的台数，也降低了设备成本。缺点是当出线端出现故障或馈电回路检修时会造成大范围的断电。然而此种情况在现实中发生的可能性是很低的。例如我们在实际生活中的住宅楼一年甚至更长时间基本上不停电，而这种住宅楼的电源进线大部分都是大容量的单回路供电，而且现在电气设备的性能越来越好，一般在不出现电气故障的情况下是免维护，不用检修的。因此在非重要负荷采用大容量回路出线是非常可行的，也是降低电气设备成本的一个有效方法。
（2）正确选择功率因数、需要系数及同时系数
之所以会提到这几个系数是因为它们将直接影响到一栋建筑电气设备的投资。功率因数选用的是否准确直接影响到电流计算，从而影响保护开关、电缆的大小；需要系数选用是否准确也会直接影响到电流的计算，从而影响保护开关、电缆的大小；同时系数取值还会直接影响到变压器大小的选择，若取值偏大而选择大容量变压器时，将会造成未来变压器运行时损耗的增大。因此在实际的设计中一定要调查研究在实际中同类设备的运行时情况，合理的选用计算系数。
五、结语
使建筑电气更加的安全、节能和经济的措施还有很多,其中的设计潜力很大,广大电气设计人员在设计的过程中应该精心考虑,反复比较设计出的方案,拿出一套符合各种技术指标,满足各项功能需求的前提下,行之有效而又切实可行的节能措施,从而达到真正安全节约的目的。
参考文献：
[1] 江亿.中国建筑能耗远低于发达国家.(第一部分)
[2] 中国建筑工業出版社. 《民用建筑电气设计规范》. JGJ/T16-2008
[3] 李景庆,刘荣福.建筑照明与节能浅析[J].集团经济研究,2007,(3):238．
[4] 李蔚. 在建筑电气设计中的节能技术措施. 电气应用 .2007,2(10):12-15
[5] 中华人民共和国公安部. 《火灾自动报警系统设计规范》. GB 50116-98