楊立鑫

山東聯(lián)創(chuàng)建筑設計有限公司，山東濟南 250101

1 建筑電氣的定義和發(fā)展現(xiàn)狀

建筑電氣指的是在建筑物建設過程中，通過電氣技術和理論的應用，為滿足人們用電需求而設計的電氣系統(tǒng)，其中電氣技術中包括電力技術、計算機信息技術等。當前，隨著經濟發(fā)展水平的提高，我國能源消耗比較嚴重，而環(huán)境破壞、能源缺乏等問題已經成為全球不得不重點思考的問題。近年來，我國建筑行業(yè)取得了較快發(fā)展，但是隨著建筑數(shù)量和規(guī)模的擴大，在節(jié)能環(huán)保方面卻并沒有加以重視，導致大量能源遭到損耗。

2 住宅建筑電氣設計原則和目標

2.1 住在建筑電氣設計原則

2.1.1 滿足建筑物的使用需求

節(jié)能設計的前提是保證建筑物內正常用電，保證照明的質量，同時要達到使人們生活、工作舒適，情緒良好，提高工作效率等目的。因此在節(jié)能設計時依然要滿足建筑使用所需要的正常溫度供應，以及不同使用場合下各種電力設備正常運行時所需要的電量，保證電能運輸通道順暢。此外，為使居住環(huán)境達到舒適便捷的目標，應盡量保證住宅建筑周邊環(huán)境的交通便利程度，節(jié)能設計還要滿足某一些特殊工藝或特殊場所的要求，使真正滿足人們各種使用需求。

2.1.2 節(jié)能環(huán)保要求

在建筑工程方案設計階段，必須要結合環(huán)保方面的要求對方案的多個方面進行計算分析，同時結合技術等要求進行比較，然后選出最佳設計方案，以達到減少施工成本、節(jié)能環(huán)保的目的。

2.1.3 經濟實用要求

經濟實用考慮的是在進行住宅建筑節(jié)能設計時，不能為了一味追求節(jié)能效果而得不償失，而是必須根據(jù)實際情況確定節(jié)能設計方案。也就是節(jié)能和經濟之間的平衡必須由我國實際國情來平衡，節(jié)能的實現(xiàn)不能以過多地消耗投資為代價，而應盡量保證為節(jié)能而投入的資金，在較短的時間內能因為采取節(jié)能措施而被大大減少下來。此外，建筑物的功能也要在節(jié)能的基礎上合理把握，體現(xiàn)住宅建筑的實用特點，如要滿足顯色、色溫和溫度上的指數(shù)?？傊?，在節(jié)能設計時需要體現(xiàn)或滿足建筑工程實際的經濟效益，根據(jù)工程需要對節(jié)能設計進行合理投資。而工程中在開展節(jié)能設計時需要對投資成本進行合理應用，盡量減少投資成本，保證建筑工程運行時的整體經濟效益。

2.2 住宅建筑電氣設計目標

評價住宅建筑電氣設計是否合理高效，首先應該保證電能的質量是符合相關規(guī)定和用戶實際使用需求，保證用戶正常用電，所有電器能正常運行。其次，在進行電氣設計設備選型時必須考慮用戶的長期使用，即保證用戶在居住期內可以有效用電。此外，不但要保證每一戶住宅用電達到標準范圍內的正常水平，而且還要保證設計的穩(wěn)定性，也就是在居民居住期內不會進行改造。

3 住宅建筑電氣設計措施和自動化節(jié)能技術

3.1 合理選擇導線和電氣設備

3.1.1 導線選擇

由于導線的選擇關系著整個住宅建筑電氣設計的效果，而且還對住宅建筑的用電安全和用電經濟性造成影響，而以往的住宅電氣線路設計過小，已經無法滿足現(xiàn)代家用電器使用的需求，線路不堪重負，出現(xiàn)頻繁跳閘的情況，尤其是電氣線路長期過載導致絕緣下降，不僅給生活工作帶來不便，還可能會引發(fā)電氣事故，所以有必要對現(xiàn)有住宅線路進行改造。在選擇導線時，主要是考慮到導線的規(guī)格和型號，即要結合實際設計施工中的工作電壓和敷設條件合理選擇。為保證電氣設計安全可靠，且達到經濟節(jié)約的要求，必須確保所選擇的導線可以承受的極限電流要大于長期使用中會遇到的最大負載電流。因此，所選擇的導線在單相制系統(tǒng)中，需要保證中性線和相線截面面積一致；在進行截面選擇時需要留出一定的安全余量，且余量值一般要大于10mm；在選擇分路負荷線截面時需要保證安全載量大于分路內所有電器額定電流總和。另外，關于導線的規(guī)定，一方面要保證導線運行安全，另一方面要保證導線機械強度達到一定標準值，這是為了避免導線出現(xiàn)斷線情況。

3.2 線路敷設和開關配置

3.2.1 線路敷設

在線路敷設過程中，要綜合考慮安全和美觀2個因素。一般情況下，線路的敷設是先通過PVC管使導線穿過管道，然后將其敷設在墻壁內部或是地板下。對于一些初裝修的或者在對舊房子進行改造裝修時，一般會直接選擇穿管敷設。

3.2.2 開關配置

開關的配置需要綜合考慮美觀和便利要求，一般來說，開關主要設計在門框附近位置，大概距離地面1.5m的地方。另外，也會安裝在床頭、床頭柜上方等位置。

3.3 防雷和接地設計

對于高層住宅建筑來說，防雷設計工作十分重要。設計的內容包括防高電位入侵、防感應雷和防直擊雷三種。對于前2種工作，一般是將絕緣的鐵角支架在電纜進戶處接地，然后安裝避雷針；對于防直擊雷設計工作，一般是在屋頂或是容易受到直擊雷入侵的地方安裝接閃器，然后借助引下線和接地電阻較小的接地裝置可靠連接。

3.4 電氣設計中的自動化節(jié)能技術

在進行電氣節(jié)能設計中必須遵循綠色環(huán)保的理念，所以要盡可能使用先進的節(jié)能技術，從多個角度來實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。首先配電設計時要考慮三相負荷平衡，三相配電的各相負荷保持三相負荷的平衡，最大相負荷不能超過三相負荷平均值的115%，最小負荷不能小于三相負荷平均值的85%；其次，在地下車庫燈光設計時應以高效節(jié)能的細管徑緊湊型熒光燈為主，熒光燈燈具選配電子鎮(zhèn)流器，疏散指示燈、出口標志燈選用發(fā)光二極管，非防護罩燈具效率在60%以上，開敞燈具效率在75%以上；配電箱應靠近負荷中心，盡量將低壓供電線路長度縮短；照明設計采取統(tǒng)一管理方式分組分時控制；設置功率因素集中補償裝置，補償達到0.9以上；經濟合理選擇導線截面，干線最大工作壓降不超過2%，分支線路最大工作壓降不超過3%；選擇低能耗和高效率的變壓器或電器元器件。另外，關于動力、照明等各部分的能耗應進行獨立分項計量，集中采暖系統(tǒng)在二次設計時要充分考慮計算機的節(jié)能控制系統(tǒng)。最后，在節(jié)能設計時要積極推動如太陽能、地熱能等新能源的應用。

4 電氣節(jié)能設計質量控制措施

4.1 合理選擇供配電系統(tǒng)

供配電系統(tǒng)的設計是整個電氣工程中最重要環(huán)節(jié)，必須根據(jù)實際情況，如用戶情況、負荷性質、用電容量和工程特點、系統(tǒng)規(guī)模等合理設計供配電系統(tǒng)，才能保證系統(tǒng)最佳的運行狀態(tài)。首先，應該根據(jù)用電負荷容量、用電分布和性質等進行設計，配電所盡量靠近負荷中心從而來減小低壓供電半徑，降低線路的能耗損失，降低電壓的損失，最終可保證供電的質量。在供配電線路設計時其長度不能超過250m。其次，供配電系統(tǒng)的設計應該遵循簡單可靠的原則，也就是配電的級數(shù)不能太多，一般在同一用戶內，高壓配電級數(shù)不能超過2級，而低壓配電的級數(shù)則不能超過3級。這樣做的目的是可以大大降低電能的損失。為減少供配電系統(tǒng)線路上的電能損失，在兩路進線供電的系統(tǒng)中，應使兩路電源同時運行。再次，因為一般情況下電壓越高，損耗將越小，所以在確定供電電壓等級時要結合技術性要求、經濟性要求和電力公司的相關規(guī)定。一般來說，當用電設備的總能量在250kW以上，采用的供電電壓為10（6）kV，大型建筑物的空調冷水機組也盡量選擇10（6）kV的冷水機組，但是也要考慮到大容量電動機啟動時，變壓器可能會出現(xiàn)的變化。此外，供配電系統(tǒng)中的功率因數(shù)要適當提高，比如可以通過調整變壓器容量、正確選擇電動機、照明設備，以及降低線路感抗，采用正確的電線和電纜鋪設方式等來提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，當自然功率因數(shù)無法滿足電網運行要求時，則可以采取無功補償措施。

4.2 照明節(jié)能措施

照明用電的節(jié)能設計，其設計前提是必須保證生產作業(yè)不受到任何影響，不影響施工人員作業(yè)對于視覺的要求，避免對照明質量產生破壞。在保證這些前提條件的基礎上，應該盡量采用有效的照明節(jié)能措施，盡量減少照明系統(tǒng)中光能的損失。在照明節(jié)能設計時，首先要根據(jù)作業(yè)對于世界的要求，并結合相關設計規(guī)范明確照明標準，根據(jù)不同的施工作業(yè)場所明確合理的照明標準，然后通過局部照明的利用進行節(jié)能設計。其次，為降低能源損耗，在照明設計時需要充分利用太陽光，因為太陽光既不會造成環(huán)境污染，又是可再生能源，不需要消耗電能。比如在大樓照明設計時考慮到對自然光的利用，通過側窗、天窗、光柵板、光線管道等新技術、新材料的應用，可以達到很好的節(jié)能效果，而且還能使在建筑樓內工作的人員情緒更好、工作積極性更高。同時在布置燈具時注意利用日照的強弱來控制燈具，使所控制燈列和側窗平行，從而達到良好的節(jié)能效果。此外，光源和燈具的選擇應根據(jù)建筑物不同的使用功能，在保證照明質量的基礎上，盡量選擇高光效光源。在燈具選擇時為有效利用光源的光通量，最好選擇系數(shù)高，開啟式的直接照明燈具，同時采用節(jié)能型高功率因數(shù)的電感鎮(zhèn)流器可以有效提高燈具的功率因數(shù)。

5 結語

綜上所述，隨著社會經濟和科學技術的發(fā)展，人們對于住宅建筑的舒適度和安全可靠度的要求普遍較高。所以在進行住宅電氣設計的過程中，必須要保證人們對于用電的要求，然后再借助相關科學技術，既要保證建筑電氣系統(tǒng)的安全運行，又要使建筑設計達到節(jié)能環(huán)保的要求。