隨著經濟的增長和人們收入的增加,建筑智能化,自動化使建筑用電量猛增。加快城鎮一體化建設,我國建筑面積以每年十幾億平方米的速度增長。據建設部和國家建材局統計,中國建筑能耗約占全社會總能耗的27%。建筑節能在建筑行業勢在必行。這些要求建筑電氣工程師發揮才能,滿足建筑功能要求,為居民提供舒適、方便的生活空間,盡量減少建筑能源消耗。以下分別從建筑電氣設計安全和節能兩個方面進行分析。
1.建筑電氣設計的原則。
建筑電氣設計嚴格遵守相關設計規范。設計規范是國家或地方制定的設計準則,它體現了國家的政策和對建筑的質量要求,是建筑電氣設計者設計的標準。
建筑電氣設計應滿足建筑的功能需求,保證建筑的各項功能穩定連續運行,給居民的日常生活帶來方便,快捷。
建筑電氣設計是建筑的一部分,在設計過程中也要考慮綜合經濟因素,既要考慮初投資也要兼顧以后的運行費用,以求得建筑生命周期內費用最低的目標。
2. 建筑電氣設計的安全性 。
建筑電氣設計的安全性從供電、供電線路、電氣設備接地、建筑消防控制方面進行了分析。
2.1電力供應。
電力在目前建筑中占有重要作用,如果沒有電力,建筑就會癱瘓。保證建筑電力的穩定供應是保證居民正常生活的基礎。因此,為了保證供電的可靠性,現代高層建筑至少需要兩個獨立的電源,具體的數量必須根據負荷的大小和當地的電網條件來決定。兩路獨立電源原則上是兩路同時供電,相互備用。另外,必須設置緊急備用柴油和燃氣輪發電機組,15秒以內自動恢復供電,保證事故照明、計算機設備、消防設備、電梯等事故用電。高壓開關柜應根據建筑標準選擇具有五防功能的真空開關手車式高壓開關柜。對于電力變壓器,根據防火要求,主樓內不允許設置大容量的油浸電力變壓器。容量低壓配電屏的接線應為手車式。
2.2供電線路。
居住建筑中各種電路很多。為了確保各種設備電路的穩定和安全運行,供電電路的主線截面不能隨意改變。變更也要參照規范進行相應的計算驗證后再變更。否則,線路截面變小,電阻變大,電力過載會導致電路發熱或火災。
2.3電氣設備的接地。
目前,建筑存在計算機、電視、冰箱等大量電子設備,電子設備通過保護接地系統的重復接地與共享接地體連接,為了保證人員的安全,共享接地體的電阻不得超過1ω。
2.4建筑消防控制 。
建筑消防設計指火災自動報警滅火系統.包括火災探測器,分區消防報警控制器,消防中心和氣體自動噴射滅火及自動灑水滅火系統等四個部分,實現報警滅火自動化。其中,消防線路要求要求穿金屬管或者暗敷,目的是火災發生后可以保持消防線路的正常使用,保證信號,命令得到有效的傳輸。消防水泵的控制尤為重要,為且確保安全,消防水泵的控制應設置兩路:一條由引至消防水泵控制柜;另一路則引至消防控制室。
3.建筑電氣設計的節能性。
建筑電氣設計是建筑設計的一部分。為了降低建筑能源消耗,建筑電氣設計師也要全面考慮,考慮到初始投資和建筑電氣運行能源消耗。分別從變壓器、線路、照明幾個方面進行分析。
3.1變壓器的選擇。
變壓器應選擇節能型變壓器,高導磁性優質冷軋晶粒以硅鋼片和先進技術制造使硅鋼片的磁場方向接近一致,能夠使鐵心渦流損失良好的接縫密合,能夠減少漏磁損失。與老產品比,節能型變壓器空載損失和短路損失降低,10kV系列分別降低41.5%和13.93%。平均每千伏安年節電9kW/h。節能型變壓器具有損耗低、質量輕、效率高、抗沖擊、節能顯著等優點,近年來廣泛應用。
變壓器的容量選擇。理論上計算變壓器負荷率為50%時,變壓器的能耗最小。但是,由于此時變壓器的無功能消耗增加,必須考慮綜合經濟效益進行選擇。工程中變壓器的容量選擇考慮到初始投資和運行費用后,一般變壓器的負荷率取容量的80%。
3.2配電線路損耗。
建筑物供電線路長,電阻的存在,電流通過時會產生電力損失,其計算公式是式中△-三相輸電線路的電力損失I-線電流R-線相電阻。在供電線選定的條件下,r值不變??梢婋娏髟酱?,電路損失越大。線路阻力R=αL/S,阻力與阻力率醋,導線長度l成正比,與導線截面s成反比。要減少電阻損耗應從以下幾個方面考慮:
選用電阻率ρ較小的導線,如銅芯導線較佳,鋁線次之。減少導線長度,在設計中線路應盡量走直線少走彎路,另外在低壓配電中盡可能不走或少走回頭路。變電應盡量靠近負荷中心,減少供電半徑。增大導線截面積,對于長線路,在滿足負荷流量、熱穩定、保護配合和電壓下降要求的前提下,在選擇線截面時增大一級線截面。這樣增加的線路費用,可以用后續的運行費用抵消。
3.3電機節能分析。
減少電機損耗的主要方法是提高電機的工作效率和功率因數。但是在具體工程中電動機通常都是水暖及建筑等專業設備所配套的,因此電氣設計節能措施主要在運行過程中。除了當地電容補償減少線路損耗外,還應減少電機低效的輕負荷和空負荷運行。主要措施是使用變頻調速控制電機適應負荷的變化,提高電機輕載時的效率,達到節約電力的目的。空調系統循環泵采用變頻控制后,空調系統運行費用可節約30~40%。
3.4照明節的能力。
照明節能設計是保證作業方面的視覺要求,不降低照明質量,減少照明系統中光能的損失,最大限度地利用光能,通常的節能措施如下:(1)充分利用自然光,設計中電氣設計者應與建筑專業合作,充分合理利用自然光與室內人工照明有機結合,節約人工照明電能。(2)使用高效節能燈和高效電子鎮流器、節能電感鎮流器、電子觸發器、電子變壓器等,公共建筑場所內的熒光燈應選擇具有無效補償的燈,小型熒光燈應優先選擇電子鎮流器,氣體放電燈應采用電子觸發器。(3)控制照明燈具也是有效的節電方法。根據照明的使用特征,可以分區控制照明,或者適當增加照明開關點。臥室、病房、客房等床頭燈可采用調光開關,高級客房采用節電鑰匙開關,公共場所和室外照明可采用程序控制和光、聲控開關、通道、樓梯等人員暫時停留的公共場所可采用節能自熄開關。
結語
建筑電氣的安全和節能措施還很多,設計的節能潛力很大,很多電氣設計者在設計中要仔細考慮,反復比較設計方案,提出符合各種技術指標,在滿足功能需求的前提下,實行有效可行的節能措施,實現真正的安全節能
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