1、论述电气设计中的节能措施及安全性【摘要】电气设计是建筑设计中重要的组成部分，如果没有合理的电气设计，则建筑物的使用功能就无法实现，更无法确保居民的正常生产和生活现代建筑物的电气设计除了实现使用功能的基本要求外，节能及安全性就是最重要的部分。本文主要阐述了有关建筑电气设计中节能措施及安全性等一系列的问题。 【关键词】电气设计节能措施 安全性 中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号： 一.前言 随着我国经济的迅猛发展，暴露出来的能源过度消耗和环境污染也成为不可忽视的问题。节能问题直接关系到国家发展战略和社会的可持续发展，而电气节能设计中也应兼顾电力安全，下面我们将探论如何做好电气设计中
2、的节能措施和安全性。 二.建筑电气节能设计遵循的原则 （一）节能需满足建筑物的功能。首先要保证建筑物用电安全性，人们生活的舒适性和工作效率。所以应满足照明的照度、色温、显色指数;满足舒适性空调的温度及新风量，满足上下、左右的运输通道畅通无阻，满足特殊工艺要求。如体育场馆、酒店餐饮娱乐场所一些必需的电气设施用电，展厅、多功能厅等的工艺照明及电力用电等。 （二）节能需减少无谓的能量消耗。设计时首先找出哪些方面的能量消耗是与发挥建筑物功能相关的，再考虑采取什么措施节能。如传输电能线路上的有功损耗，变压器的功率损耗，电能传输线路上的有功损耗，都是无谓的能量损耗;是可以采取一定的措施减少的。又如量大面广
3、的照明容量，宜采用先进的调光技术、控制技术使其能耗降低。 （三）节能需满足环境保护的先进性原则。以提高能源利用率和综合效益为主要途径，根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定设计方案。通过正确的计算，合理选择电气设备及其控制方式，尽量在不增加或少增加投资的前提下取得较显著的节电效果。 （四）节能需讲究经济性 电气设计的节能还应该注重经济性，不能一味的增加投资，这样就与节能的宗旨相违背，应该在节能要求的范围内，选择比较好的节能设计方法，这样既能够满足节能的要求，同时又能够实现节能的经济性。 三.建筑电气工程设计节能的途径 1.电压等级选择 （1）城镇的高压配电电压宜采用 1
4、0KV，低压配电宜采用220V/380V。 （2）用电企业的供电电压，应根据其计算容量、供电距离、用电设备特性、供电回路数量、远景规划，及当地公共电网的现状和发展规划等技术经济因素综合考虑确定。 （3）当小负荷用户用电时宜接当地低压电网。当用户的计算容量为220KVA 或用电设备单台功率大于 250KW，以及供电距离大于 250m，计算负荷大于 100KVA 的用户，即采用高压供电。 2.供配电系统设计 （1）设计供配电系统时应简单可靠，配电级数不宜过多；同一电压等级的配电级数高压不宜多于两级，低压一般不宜多于三级，三级负荷不宜多于四级。 （2）降低线路损耗关键的一点是要合理选择线路的路径。应
5、根据用电负荷的容量及分布，使变压器深入负荷中心，以缩短低压供电半径，降低电能损耗，节约有色金属，减少电压损失，提高供电质量。 （3）导线的截面积也是需要合理选择的。因为导线的截面积会影响电流的大小（电阻不同，电流就不同）经济条件都有一定的影响。如果电路的线路比较长，就需要把导线的截面积加大，前提是要保证电流的正常使用。 （4）10KV 配电系统应简单灵活，有较大的适应性。根据负荷等级、容量、分布及线路走向等情况设计，配电系统宜以环式为主，也可采用放射式或树干式。 （5）电气用房的位置也是降低线路损坏的关键所在。每条线路、每个变配电所都应有明确的供电范围，不宜交错重叠。 3.变压器的选择 （1）
6、减少变压器的有功功率损耗。 变压器在配电系统中的损耗量是总耗量的 6%左右。空载损耗又称铁损，它是由铁芯的涡流损耗和漏磁损耗组成，是固定不变的部分，其大小随硅钢片的性能和铁芯制造工艺而定。所以，在设计选择变压器时应选用节能型的，如采用高导磁硅钢片，绕组采用优质铜导线，增加导线截面积；采用先进的硅钢片剪切工艺，改进铁芯碟片方式。如 S9、SC9及 AMDT 等型油浸变压器或干式变压器。 铜损的大小取决于变压器绕组的电阻和流过绕组电流的大小。因此应选用阻值较小的绕组，并采用铜芯变压器。 （2）正确选择变压器的负载率。 虽然在负载率 =50%时，变压器的能耗最小，但在实际使用中有一半的变压器容量没有
7、投入运行，所以目前设计规范要求设计变压器的负载率为 75%85%。 民用建筑在使用上有季节性负荷。建筑物季节性负荷就是冬季取暖，夏季空调制冷，用电量大。当季节性负荷很大设计时应选择专用变压器。（3）三相电源分相单独供电时，会使流过的三相电流产生不平衡。这种不平衡的状态会引起电网的失调、中线电位升高及变压器本体损耗增加。三相不平衡越大，损耗增加也越大。 减少负荷不平衡的方法有： 将单相用电设备均匀分接在三相电源上，最大相负荷不宜超过三相负荷平均值的 115%，最小相负荷不宜小于平均值的 85%。 220V 照明负荷的线路电流小于等于 30A 时，采用单相供电；大于30A 时，采用三相四线制供电。
8、 使用单相自动补偿设备。 4.选择合理的光源 (1)一般的房间应当选用荧光灯。自镇流紧凑型荧光灯取代白炽灯(40-lO0W)，节能率为 3075。 (2)显色性要求较高的场所应当采用稀土节能荧光灯，三基色荧光灯，小功率高显色型钠灯等光源。用细管径直管形三基色 T8 和 T5 荧光灯代替 T12 荧光灯节能率为 25一 35。 (3)室外场所的照明则应当选用高压钠灯等使用时间较长的气体光源；用金属卤化物灯或高压钠灯代替荧光高压汞灯，节能率为 375。 5采用智能控制节能 随着计算机技术的发展，利用先进的智能控制技术，对建筑设备系统进行实时高效的监控管理，以达到节能降耗的目的，已经成为建筑节能的有
9、效手段。针对电气系统控制，推出了高效的变配电智能监控系统和智能照明控制系统，无疑对建筑机电设备的监控节能起到更加积极的作用。例如：智能照明控制系统，利用计算机技术和网络通信技术、现代控制技术，通过不同工作场合的多种照明工作模式，达到不同照度要求，实现场景、定时和多点控制，统一管理，有效地减少灯具工作时间，节省电能。 四.建筑电气设计的安全性 (一)线路的防雷与接地 设备与大地之间作良好的电气连接，叫做接地。当电气设备发生接地故障时，电流就通过接地体向大地流散这就是接地防护作用。接地故障防护主要是为了能防止人身遭受电击和电气火灾、电气线路损坏等事故，不同的接地系统的防护也不尽相同，加强绝缘、等电
10、位联结都是其主要措施，另外采用剩余电流保护器的附加保护对电路发生绝缘损坏和电气火灾引起安全事故起到很好的保护，电气防护的措施很多很繁杂但并不是所有防护都需要同时具备，应该根据设备特点和适用场所适当选择防护措施，已达到既安全又节能的目的。 1.提高线路绝缘子耐压水平，将电气设备中的绝缘子换为防雷绝缘子，将大大提高防雷水平。 2.在多雷区按照一定档距安装线路避雷器，减少雷击断线事故。 3.延长闪烁路径，导致电弧容易熄灭，局部增加绝缘强度，如在导线与绝缘子相连处加强绝缘，以及采用长闪烁路径避雷器等。 4.局部剥离绝缘层，使之局部成为裸导线，从而电弧能在剥离部分滑动，而不是固定在某一点烧蚀，但此法会引
11、起水分从剥支绝缘层处侵入，导致铝导线的腐蚀，国外经验，腐蚀引起的故障在安装 20 年左右才出现。 (二)在电气设计中高压开关控制回路应设计防跳永久性故障电路中,合闸处于继电保护动作,断路器分闸。如果此时合闸指令没有解除或操作失误,则会出现断路器反复地合闸、分闸。这样,不仅容易引起事故,还容易扩大事故,引起设备损坏及人身事故。防跳是指断路器在自动或手动合闸后,为了防止出现操作开关未复归或卡住触点.导致断路器发生多次分闸、跳闸现象的发生。在工程设计中,为了解决开关设备和保护装置接口防跳闸的问题,可采用电气防跳设计回路的完善使用,这对保障电力系统的安全生产有着重要的意义。 (三)针对电击的防护 电流
12、通过人体导致人呼吸困难甚至心脏短暂停博，更严重者导致心室纤维性颤动致人死亡，所以控制电流流经人体的强度是电气安全的重要部分，针对此部分的防护有直接接触防护，让人不触及带电部分或流过人体电流的值低于电击电流，例如加强绝缘，将人有可能触及的带电部分加装阻挡物等；有间接接触防护，跟直接接触防护的唯一区别是在电器发生故障的情况下接触外露可导电部分时所可能发生的危险应有防护，在人体产生有害的病理生理效应危险之前切断电源，防止人身安全事故； (四)电气工程的防火要求 电气防火内容很多，涵盖的知识面很宽，例如应急照明和火灾自动报警系统都是其重要内容，防火的重点主要是在不同的场所做好适宜的防护措施，如电力电缆
13、不和燃气管道敷设在同一管沟内、消防用电应满足火灾时连续供电要求、消防管线应该穿金属管敷设并采用耐火或阻燃型电缆电线、灯具发热部件采取隔热防火措施。这些都是设计的时候经常注意的问题。而对于设计人员常常忽略的是电气线路的谐波电流造成的短路引发的事故，电气线路由于非线性设备过多会使中性线内非线性谐波电流叠加，叠加后的电流可接近相线电流的 2 倍左右，这样就加速了绝缘皮老化而引起短路起火，而设计中有时会将中性线截面取成相线的 1/2，所以当非线性设备过多的情况下会有短路起火的安全隐患。同时，在电气设计中，我们还应该加强对其防潮的研究，保证线路具有很好的防潮性，以及确保线路的防鼠蚁，全方位的加强对电气设
14、计的安全性保护，确保电气设计的安全性和可靠性。 五.结束语 总之，节能和安全技术已经成为人们生活中不可分割的一部分。建筑电气设计中的节能和安全的潜力是非常大的，作为电气设计中主要的工作人员，在进行建筑电气设计中的节能和安全工作时，一定要考虑周全，除了要达到主要目的节能外，安全性也是需要考虑的首要因素。电气设计人员要认真实施以上节能措施，把建筑电气设计中的节能工作做到最好，为社会的可持续发展做出贡献。 参考文献： 1陈晓林，王胜利.对建筑电气设计中的安全及节能问题的探讨J.中小企业管理与科技（下旬刊）.2011（01） 2凡秀荣.电气节能在民用建筑施工与设计中的应用J.中小企业管理与科技（上旬刊）.2010（10） 3吕春勇，袁东，张盈.在建筑电气设计中的节能技术措施J.中国高新技术企业.2008（14） 4曹华清.论现代建筑电气设计节能的若干因素J.中国城市经济,2011,(14) 5李敬榜.建筑电气设计中的安全性和节能性分析J.职业,2011,(20) 6周明月.建筑电气设计中安全性和节能性探析J.世界家苑,2011,(12)
