建築電氣設計中的安全性和節能性分析

2023-01-03 18:45:05 字數 2893 閱讀 6278

隨著經濟的增長和人們收入的增加,建築智慧型化、自動化使建築用電量猛增。城鎮一體化建設的加速,我國的建築面積以每年十幾億平方公尺的速度遞增。據建設部和國家建材局的統計,我國建築能耗約佔全社會總能耗的27%。

建築節能在建築行業勢在必行。這些都要求建築電氣工程師發揮才智,既要滿足建築功能要求,給居民提供舒適、方便的生活空間,還要盡可能的做到減少建築耗能。下面分別從建築電氣設計安全和節能兩個方面進行了分析。

1.建築電氣設計的原則

建築電氣設計嚴格遵守相關的設計規範。設計規範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築的質量要求,是建築電氣設計者設計的標準。

建築電氣設計應滿足建築的功能需求,保證建築的各項功能穩定連續執行,給居民的日常生活帶來方便、快捷。

建築電氣設計是建築的一部分,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後的執行費用,以求得建築生命週期內費用最低的目標。

2.建築電氣設計的安全性

建築電氣設計的安全性從電力**、供電線路、電氣裝置的接地、建築消防控制方面進行了分析。

2.1電力**

電力在現在建築中占有重要作用,沒有了電,建築就會處於癱瘓狀態。保證建築電力的穩定供給是保證居民正常生活得基礎。因此,為了保證供電可靠性,現代高層建築至少應有兩個獨立電源,具體數量應根據負荷大小及當地電網條件而定。

兩路獨立電源原則上是兩路同時供電,互為備用。此外,還須裝設應急備用柴油或燃汽輪發電機組,要求在15秒鐘內自動恢復供電,保證事故照明、電腦裝置、消防裝置、電梯等事故用電。對於高壓開關櫃應根建築標準,選用具有「五防」功能的真空開關手車式高壓開關櫃。

對於電力變壓器,根據防火要求,主樓內是不允許裝設大容量的油浸電力變壓器。對於容量低壓配電屏的出線,應做成手車式。

2.2供電線路

居住建築中各種電路繁多。為保證各種裝置電路的穩定、安全執行,供電電路的主線截面不能隨意更改。如果要更改也要參照規範作相應的計算驗證後再更改。

否則線路截面的變小,使電阻變大,功率過載將導致電路發熱或引發火災。

2.3電氣裝置的接地

現在建築中存在電腦、電視、冰箱等大量電子裝置,電子裝置通過保護接地系統的重複接地與共用接地體相連,為保證人員安全,此共用接地體的電阻不應大於1ω。

2.4建築消防控制

建築消防設計指火災自動報警滅火系統.包括火災探測器、分割槽消防報警控制器、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,目的是火災發生後可以保持消防線路的正常使用,保證訊號、命令得到有效的傳輸。

消防水幫浦的控制尤為重要,為且確保安全,消防水幫浦的控制應設定兩路:一條由引至消防水幫浦控制櫃;另一路則引至消防控制室。

3.建築電氣設計的節能性

建築電氣設計是建築設計的一部分。為降低建築的能耗,建築電氣設計師也應從全盤考慮,既要兼顧初投資還要考慮建築電氣的執行能耗。下面分別從變壓器、線路、照明幾個方面給與分析。

3.1變壓器的選擇

變壓器應選用節能型變壓器,高導磁的優質冷軋晶粒取向矽鋼片和先進工藝製造使矽鋼片的磁場方向接近一致,可以鐵心的渦流損耗;良好的接縫密合,可減少漏磁損耗。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,因其具有損耗低、質量輕、效率高、抗衝擊、節能顯著等優點,而在近年得到了廣泛的應用。

變壓器的容量選擇。理論上計算變壓器負載率為50%時,變壓器的有功耗能能耗最小。但此時變壓器的無功能耗增加,因此要考慮綜合經濟效益後進行選擇。

工程中變壓器的容量選擇在考慮初投資和執行費後,一般變壓器的負載率取容量的80%。

3.2配電線路損耗

建築中供電線路長且多,由於電阻的存在,當電流通過時就會產生功率損耗,其計算公式是:式中δρ—三相輸電線路的功率損耗;i—線電流;r—線路相電阻。對於供電線選定的條件下,「r」值不變。

可見電流越大,電路損失越大。線路的電阻r=ρl/s,電阻與電阻率ρ、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。變電所應盡可能地靠近負荷中心,以減少供電半徑。

增大導線截面積,對於較長的線路,在滿足載流量、熱穩定、保護配合及電壓降要求的前提下,在選定線截面時加大一級線截面。這樣增加的線路費用,可以由以後的執行費用抵消。

3.3電動機的節能分析

減少電動機損耗的主要途徑是提高電動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築等專業裝置所配套的,因此電氣設計節能措施主要在執行過程中。除了就地電容器補償減少線路損耗外,還應減少電動機低效率的輕載和空載執行。

主要的措施是採用變頻調速控制電動機使其適應負載的變化,以提高電動機輕載時的效率從而達到節約電能的目的。如對於空調系統的迴圈幫浦採用變頻控制後空調系統的執行費可節約30~40%。

3.4照明節能

照明節能設計就是在保證作業面視覺要求、不降低照明質量的前提下,減少照明系統中光能的損失,從而最大限度的利用光能,通常的節能措施有以下幾種:(1)充分利用自然光,在設計中電氣設計人員應多與建築專業配合,做到充分合理地利用自然光使之與室內人工照明有機地結合,從而節約人工照明電能。(2)使用高效節能燈具和高效電子鎮流器、節能型電感鎮流器、電子觸發器以及電子變壓器等,公共建築場所內的螢光燈宜選用帶有無功補償的燈具,緊湊型螢光燈優先選用電子鎮流器,氣體放電燈宜採用電子觸發器。

(3)對於照明燈具進行控制也是一種行之有效的節電方法。根據照明使用特點可採取分割槽控制燈光或適當增加照明開關點。臥房、病房、客房等床頭燈可採用調光開關,高階客房採用節電鑰匙開關,公共場所及室外照明可採用程式控制或光電、聲控開關,走道、樓梯等人員短暫停留的公共場所可採用節能自熄開關。

結語   建築電氣的安全和節能措施還有很多,設計的節能潛力很大,廣大電氣設計人員在設計中應精心考慮,反覆比較設計方案,拿出一套符合各種技術指標,滿足功能需求的前提下,行之有效而又切實可行的節能措施,從而達到真正安全節約的目的。

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