建筑电气工程中的节能优化设计分析
刘新瑜
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刘新瑜,. 建筑电气工程中的节能优化设计分析[J]. 中国设计,2023.7. DOI:10.12721/ccn.2023.157222.
摘要: 随着建筑电气工程的不断发展,由于设计者和其他方面的原因,很可能会产生各种问题,从而不能确保建筑电气设计的科学和合理,对建筑物用户的正常使用造成不利影响。从过去的建筑电气工程设计来看,其设计难点主要有配电线路布线系统、建筑电气防火、节能降耗等多个方面,要采用科学的方法对设计进行优化,使建筑电气工程的设计更加完善。本文探讨了实际中遇到的问题,为实际应用提供了一定的依据,从而推动了建筑电气设计的发展与提高。
关键词: ​建筑电气工程;难点;优化;节能
DOI:10.12721/ccn.2023.157222
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引言

为了保证建筑电气设计环节和后续使用环节可以达到可持续发展的目的,就必须要在保证电气系统使用品质和使用效果的前提下,对设计进行持续的优化和改进,将节能降耗的设计理念完全地引入进来,从而达到对基础能源最大程度的利用和保护。

1.建筑电气施工质量控制的特点

1.1控制标准难度大

就建设中的电力项目而言,它带有特殊性和随机性,在进行了详细的建设后,发现电力项目所牵扯到的工作内容较多。例如管线、接线盒等的安装,都是在墙壁内部进行的,具有很好的隐蔽性;就电气工程而言,铺设管道和预留孔洞是一项较为复杂且精准的工作,需要建筑、结构、电气等专业的相互配合,不但需要各专业的技术人员,而且这些技术人员要有丰富的工作经验。另外,由于电气行业与人们的日常生活息息相关,所以对电气行业的品质要求也就越高,要求各项指标都符合规定,所以电气的工程师们要做好很多工作。

1.2质量控制范围广泛

建筑电气施工由多个子系统组成,一个子系统包含了其施工的整个过程,其中包含了配电、动力、照明、消防通信等多个环节,涉及的内容十分广阔,还需要各部门的配合。因此,从这一点可以看出,对电气工程进行质量控制的范围是十分宽广的,与此同时,各个部门还应当在维持自身运作的前提下,做好与其他部门的联系,从而提高各个部门运行的稳定性。

2.建筑电气设计中的难点分析

2.1布线系统设计难点

布线系统应根据建筑物结构、环境特征、使用要求、用电设备分布及所用导体的类型等因素综合确定。布线系统选择与敷设,应避免因环境温度、外部热源以及非电气管道等因素对布线系统带来的损害,并应防止在敷设过程中因受撞击、振动、电线或电缆自重和建筑物变形等各种机械应力带来的损害。金属导管、可弯曲金属导管、刚性塑料导管(槽)及电缆桥架等布线,应采用绝缘电线或电缆。不同电压等级的电线、电缆不宜共管(槽)敷设;当同管(槽)敷设时,应采取隔离或屏蔽措施。同一配电回路的所有相导体、中性导体和PE导体,应敷设在同一导管或槽盒内。在有可燃物的闷顶和封闭吊顶内明敷的配电线路,应采用金属导管或金属槽盒布线。明敷设用的塑料导管、槽盒、接线盒、分线盒应采用阻燃性能分级为B1级的难燃制品。敷设在钢筋混凝土现浇板内的电线导管最大外径不宜大于板厚的1/3。当电线导管暗敷设在楼板、墙体内时,其与楼板、墙体表面的外护层厚度不应小于15mm。布线用各种电缆、导管、电缆桥架及母线槽在穿越防火分区楼板、 隔墙及防火卷帘上方的防火隔板时, 其空隙应采用相 当于建筑构件耐火极限的不燃烧材料填塞密实。以上为配电线路布线系统的一般规定,布线系统包含直敷布线、刚性金属导管布线、可弯曲金属导管布线、电缆桥架布线、刚性塑料导管(槽)布线、电力电缆布线、预制分支电缆布线、耐火电缆和矿物绝缘电缆布线、母线槽布线、电气竖井内布线、铝合金电缆布线以及照明母线槽布线。众多布线方式的要求与规定各不相同,这就需要设计人员具备足够的理论知识和实践经验,在设计工作中,须认真严谨,严格执行规范规定,以确保布线系统施工工作的安全与稳定。

2.2建筑电气防火设计中的难点

建筑电气防火包括民用建筑内火灾自动报警系统、电气火灾监控系统、消防应急照明系统、消防电源及配电系统、配电线路布线系统的设计。在建筑电气防火设计中,应合理设置火灾自动报警系统、消防应急照明系统、消防负荷供配电系统,并应合理选择非消防负荷配电线缆和通信线缆的燃烧性能等级,防止火灾蔓延。火灾自动报警系统除应满足《建筑防火通用规范》GB55037-2022及《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013的规定外,尚须满足《民用建筑电气设计标准》GB51348-2019的相关规定。消防应急照明系统于2019年3月实施改革,发布实行《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》GB51309-2018,该标准最显著的变化是对距地面8m及以下设置的应急照明的电压等级重新规定,由原规定的220V改为现实行的不大于36V,集中电源、应急照明配电箱及灯具均定义为A型,应急照明的控制分为集中控制和非集中控制,亦与之前的规定有较大差别。此外,灯具配电回路的设计、集中及非集中电源的设计、灯具的具体设置位置以及系统的线路选择,新标准均做出了明确规定。消防负荷的供配电一直以来都是建筑电气设计的重中之重,《建筑防火通用规范》GB55037-2022、《建筑设计防火规范》GB50016-2014(2018年版)及《民用建筑电气设计标准》GB51348-2019对消防系统的电源、配电线路以及防火保护措施均做出了规定。综上所述为建筑电气防火设计的难点及重点,需要设计人员熟练掌握,严格执行,灵活运用,以真正做到对建筑物的有效防火,保证使用者的生命财产安全。

2.3节能设计中的难点

民用建筑电气节能设计应在满足建筑功能要求的前提下,通过合理的系统设计、设备配置、控制与管理,减少能源和资源消耗,提高能源利用率。应选择符合国家能效标准规定的电气产品和节能型电气产品。节能设计包括供配电系统节能设计、照明节能设计、动力配置节能设计及建筑设备监控系统节能设计。各部分的节能设计应遵循《民用建筑电气设计标准》GB51348-2019第24章的相关规定,要求设计人员准确熟练的掌握该章内容,以实现最大程度的节能降耗。

3.建筑电气节能设计措施

3.1供配电系统节能

1)准确计算负荷容量,合理设计供配电系统,实现供配电系统和用电设备的经济运行。

2)合理设置变电所(深入负荷中心),用电负荷的低压供电半径控制在250m以内,减少线路损耗。

3)按变压器经济运行条件,合理选择变压器的容量和台数,变压器负载率控制在70%~85%范围内。变压器采用低损耗、低噪声节能型变压器。季节性负荷较大时,设置专用变压器。

4)无功功率补偿采用集中补偿和分散就地补偿相结合的方式,变电所采取低压集中补偿方式,补偿后的功率因数不小于0.9。荧光灯、气体放电灯等就地补偿,选择电子镇流器或节能型高功率因数电感镇流器,单灯功率因数不小于0.9。

5)按经济电流密度合理选择导线截面,减少线路损耗。平衡三相负荷,降低线路及变压器的铜损。

6)采用高效电动机,根据设备负荷特性合理选型,使设备的运行工况尽可能保持在高效区,并尽量减少电动机的空载运行时间。

7)负荷动态化的用电设备采用变频调速控制方式。

3.2照明节能

1)各房间或场所的照明功率密度值不应高于《建筑照明设计标准》GB50034-2013和《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB55015-2021的相关规定。

2)采用高光效光源、高效灯具及高效的灯具附件(镇流器)。一般工作场所采用细管径直管荧光灯和紧凑型荧光灯或小功率金卤灯。

3)公共场所照明系统采取分区、定时、感应等节能控制措施。

4)满足灯具最低允许安装高度及美观要求的前提下,尽可能降低灯具的安装高度。

5)单相照明负荷尽可能均匀分配到三相负荷中,以减少线损。

3.3建筑设备管理系统节能

1)采用建筑设备管理系统对冷热源系统、空调通风系统、给排水系统等机电设备进行自动监控,提高机电系统及设备的能效比,使机电系统高效运行。

2)装有2台及以上电梯的场所采用电梯群控系统;自动扶梯、自动步道采取人体感应变频控制方式。

3.3节能管理

1)采用电量自动计量系统,对“照明插座、空调、动力、特殊用电”及其二级能耗进行分项计量。

2)采用能效管理系统,对建筑物各部位、各类能耗进行自动采集、分析、处理,提高用能管理水平。

结语:总之,随着建筑行业的快速发展,耗能问题日益严重,传统的电气设计已经无法满足现阶段时代进步和社会发展的需要。因此,要对建筑电气设计中节能降耗的措施进行研究,尽量避免资源和能源的浪费,实现可持续发展。

参考文献:

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[2]雷荣.建筑电气工程的设计与施工分析[J].城市建设理论研究(电子版),2022(32):25-27.

[3]单姣龙.建筑电气工程智能化技术的施工策略实践研究[J].房地产世界,2020(17):113-114.

[4]《民用建筑电气设计标准》GB51348-2019

[5]《建筑防火通用规范》GB55037-2022

[6]《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB55015-2021

[7]《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013

[8]《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》GB51309-2018

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