【摘要】如果把建筑物比喻成生命体，那么其中的电气设计就是建筑物的神经系统，这条极为重要的神经系统不仅关系到人对建筑物的控制而且还决定了建筑物的安全性与节能性。
【关键词】建筑电气设计；电气设计安全性；电气设计节能性；供配电系统；电气照明；电气接地安全
【中图分类号】TU85 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）01—0224-02
0 引言
随着人类社会经济的持续增长，建筑的能耗越来越高，尤其是对电力能源的消耗越来越高，人们使用的各种电器设备也得到了空前的普及与发展，从以前的一个家庭共用一个电器发展到了现在的一个家庭中的每个人都拥有至少三至五种电器。这种变化就使得建筑电气设计必须在兼顾安全性的前提之下对建筑进行节能设计，以降低建筑的整体能源消耗。据统计，我国的电能的能耗重点既不是农业也不是工业，而是我国的建筑用电，因此，在现阶段对建筑进行安全性与节能性设计有着双重的意义，一方面降低了占我国绝大多数能耗的建筑用电，另一方面提高了我国的人居用电的安全。我国目前的建筑业呈现出了一种极速发展的态势，每年都有十几亿平方米的建筑面积增加到现有的建筑面积中来，试想，如果这些新增的建筑面积都能够达到安全性与节能性的统一，将为我国节约巨大的能源消耗。因此，我国的建筑设计师必须以降低能耗、保证安全为建筑设计的根本方针，在满足建筑用电基本要求的大前提下，进行电气创新设计，降低建筑的无功能耗与不必要的消耗。
一、建筑电气设计的原则
我国对于建筑的电气设计早已有了国家级的明确的设计规范，然而却在节能性与安全性方面没有作出具有创新与指导意义的说明。但是建筑设计师的建筑设计必须在遵循电气设计规范要求的基础上，发挥建筑设计师的个人智慧与知识力量，为建筑设计出既能全面满足人民群众用电需求，又能实现建筑整体节能目标的高效低能耗的设计蓝图。
二、建筑电气设计的安全性
建筑电气设计的安全性主要体现在，建筑要提供在紧急情况下所必备的火灾自动报警系统以及防雷的安全接地系统，还要保证电气照明以及供配变电系统的正常运行。
2.1 电力供应
电力是我国目前几乎所有建筑物中不可或缺的一部分，电力不但是人民群众生活的基本保障，而且更是建筑物发挥其人居功能的必要条件。我国目前的许多新建建筑物都已经采用了双电源制，即分别从不同的局端接入到建筑物的两侧，形成双独立电源的供电系统。这种两路独立的供电系统在平时可以同时对建筑物进行供电，在其中的某一局向出现电力系统故障与检修时，另一局向的电力系统继续为建筑物提供不间断的电力供应。这就使得建筑物实现了在停电情况下的电梯、安全照明等必要设施的安全性。在我国的一些较为高档的建筑物内还设有应对紧急状况的发电机组，这些发电机组通常为燃油或燃汽驱动，在检测到市电出现故障之后，该机组可以立即启动，并可以在最短10秒钟左右恢复对整栋建筑物电力供应，以保证应急用电、照明用电、电梯用电、消防用电的安全。此外，高压开关柜是所有建筑物的重要电气设备，我国专门对高压开关柜进行了相关的规范要求。并且对于变压器也做出了相关的规定，其中建筑设计人员需要注意的是传统的油浸式已经禁止在建筑物的主楼内使用。对于容量低压配电屏的出线，应做成手车式。
2.2 供电线路
居住建筑中各种电路繁多。为保证各种设备电路的稳定、安全运行，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后再更改。否则线路截面的变小，使电阻变大，功率过载将导致电路发热或引发火灾。
2.3 电气设备的接地
现在建筑中存在电脑、电视、冰箱等大量电子设备，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，为保证人员安全，此共用接地体的电阻不应大于1Ω。
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、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。
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从全盘考虑，既要兼顾初投资还要考虑建筑电气的运行能耗。下面分别从变压器、线路、照明几个方面给与分析。
3.1 变压器的选择
变压器应选用节能型变压器，高导磁的优质冷轧晶粒取向硅钢片和先进工艺制造使硅钢片的磁场方向接近一致，可以铁心的涡流损耗；良好的接缝密合，可减少漏磁损耗。与老产品比，节能型变压器空载损失和短路损失降低，10KV系列分别降低41.5%和13.93%。平均每千伏安年节电9kW？h。节能型变压器，因其具有损耗低、质量轻、效率高、抗冲击、节能显著等优点，而在近年得到了广泛的应用。
理论上计算变压器负载率为50%时，变压器的有功耗能能耗最小。但此时变压器的无功能耗增加，因此要考虑综合经济效益后进行选择。工程中变压器的容量选择在考虑初投资和运行费后，一般变压器的负载率取容量的80%。
3.2 配电线路损耗
建筑中供电线路长且多，由于电阻的存在，当电流通过时就会产生功率损耗，其计算公式是：式中：△P-三相输电线路的功率损耗；I-钱电流；R-线路相电阻。对于供电线选定的条件下，“R”值不变。可见电流越大，电路损失越大。线路的电阻R=p L/S，电阻与电阻率p、导线长度L成正比，与导线截面S成反比。要减少电阻损耗应从以下几个方面考虑：选用电阻率p较小的导线，如铜芯导线较佳，铝线次之。减少导线长度，在设计中线路应尽量走直线少走弯路，另外在低压配电中尽可能不走或少走回头路。
3.3 电动机的节能分析
减少电动机损耗的主要途径是提高电动机的工作效率和功率因数。但是在具体工程中电动机通常都是水暖及建筑等专业设备所配套的，因此电气设计节能措施主要在运行过程中。除了就地电容器补偿减少线路损耗外，还应减少电动机低效率的轻载和空载运行。
3.4 照明节能
照明节能设计就是在保证作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下，减少照明系统中光能的损失，从而最大限度的利用光能，通常的节能措施有以下几种：
（1）充分利用自然光，在设计中电气设计人员应多与建筑专业配合，做到充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合，从而节约人工照明电能。
（2）使用高效节能灯具和高效电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等，公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具，紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器，气体放电灯宜采用电子触发器。
（3）对于照明灯具进行控制也是一种行之有效的节电方法。根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。卧房、病房、客房等床头灯可采用调光开关，高级客房采用节电钥匙开关，公共场所及室外照明可采用程序控制或光电、声控开关，走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关。
四、结语
建筑电气的安全和节能措施还有很多，设计的节能潜力很大，广大电气设计人员在设计中应精心考虑，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节能措施，从而达到真正安全节约的目的。
参考文献
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