建筑电气设计主要内容与节能考虑

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摘要：建筑节能不但可以推动社会资源和经济实现有效循环，促成其可持续发展，更能够对保护生态环境和提升人们的生活水平发挥重要作用。民用建筑的电气设计是建筑设计中的重要组成部分，也是其节能的关键所在。基于此，文章主要深入分析了民用建筑配电设计的主要内容，并对其节能设计原则和策略提出相关建议，具有一定的参考价值。

关键词：民用建筑；电气设计；节能

在我国的城市化进程中，电气设计是一个非常全面和复杂的领域，同时，民用建筑的高能耗问题也迫切需要解决[1]。在目前的民用建筑设计中，设计师必须对相关标准进行深入研究，从而科学合理地开展建筑的电气设计工作。在社会经济高速发展的今天，人们对环境保护和生态发展的关注度越来越高，在民用建筑的电气设计中应做好充分的节能考虑，推动社会可持续发展。

1民用建筑电气设计的主要内容

为了满足人们的不同需求，发挥建筑本身的各项功能，必须做好建筑电气设计。通常，建筑电气设计的内容比较复杂，所涉及的内容也相对较多。

1.1民用建筑电力负荷的计算

在民用建筑的电气设计中，计算电力负荷是一项基础性的工作[2]。只有对民用建筑的电力负荷进行全面精确的计算和综合分析后，方能依据计算所得的结果来科学合理地配置电房数量、变压器容量、发电机容量、保护电器、线缆等。目前，负荷计算方法主要包括单位指标法、需要系数法和利用系数法。对于各类设备功率不明确的各类项目，可以使用单位指标法进行一个前期设计的负荷估算和计算结果的校核；对于设备功率已知的各类项目，可以使用需要系数法进行负荷计算，但计算范围内设备数量为5台及以下时，不宜采用需要系数法；对于设备功率或平均功率已知的各类项目，可以使用利用系数法，尤其适用于工业企业电力负荷计算，但不适用照明负荷计算[3]。

1.2建筑用电设备的选择及变配电房选址

在进行负荷计算后，可以合理选定合适的变压器、发电机、各级保护电器、电缆、电线等，此外，可以根据负荷计算结果确定项目需要设置的变配电房数量，再根据与外电单位沟通相关电房设计规则，选定电房的设置地址及电房内部电气设备的排布设计。同时，根据各类负荷性质，选择不同的保护电气和线缆、敷设方式等，保证不同时期用电的安全性和可靠性。变配电房的选址应该基于相关规范及电力部门的相关要求，主要包括以下内容：（1）要深入或靠近负荷中心，一般电力部门要求供电半径约为250m；（2）选择进出线方便的场所；（3）需满足设备搬运、吊装方便的要求；（4）不应靠近对电磁辐射要求较高的场所，如消防控制中心、信息中心等机房；（5）避免设置在多尘、水雾或腐蚀性气体的场所，在无法避免的情况下应设置在该场所的下风侧；（6）不应设置在卫生间、浴室、厨房等经常积水场所的正下方或相邻，如果相邻设置，则需要采取无渗漏、无结露等防水措施；（7）不应设置在地势低洼或可能积水的场所，如广东大部分地区要求变配电房设置在首层[4]。

1.3建筑用电负荷的分类及其电源的设计

民用建筑电气设计须考虑供电的稳定性，以及对楼内人员安全和生活的影响。根据建筑的类型不同，用电负荷通常分为一级负荷中特别重要负荷、一级负荷、二级负荷、三级负荷。其中，一级负荷要求由双重电源供电，当一个电源发生故障时，备用电源可以启动，两路电源可以为引自不同变电站或同一变电站不同母线段的10kV市政电源，也可以是一路10kV高压电源和一路发电机电源；一级负荷中特别重要负荷除了需要双重电源，还应设置应急电源供电；二级负荷的外部电源进线宜由35kV、20kV或10kV双回线路供电；当负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回35kV、20kV或10kV专用的架空线路供电；三级负荷电源由一路电源供电即可。因此，在设计配电系统及进行负荷计算时，还需要根据建筑的特点，先确定各类用电负荷的等级，再根据其负荷等级的电源特点进行系统设计，从而保证配电系统的合理性、可靠性、经济性和安全性。

1.4民用建筑照明系统的设计

照明系统是现代建筑不可或缺的一部分。照明系统设计一般可分为平时照明和应急照明两大类，其中平时照明一般可划分为各场所设置的一般照明、有永久通行区的场所分区一般照明、有精细视觉要求场所的局部照明及商业建筑和展览建筑内所设置的重点照明，此外，还包括景观照明、泛光照明、障碍照明等；而应急照明除了消防应急疏散照明，还包括备用照明、安全照明、值班照明、警卫照明等。李先财民用建筑电气设计的主要内容与节能考虑在设计建筑照明系统时，需要根据各种不同的场所，结合各个场所环境特点，灯具的光通量、功率等，选择合适的灯具及确定灯具的数量，确保照度、LPD值符合相关规范要求的同时，使环境更舒适、美观。除了需考虑照度、功率密度等，还需综合权衡照明设备的使用、光源的利用、合理控制光照强度等因素，同时不能忽视安全和环保要求。灯具的造型、灯光的修饰能在很大程度上增加建筑物的美感，提升视觉效果。

1.5民用建筑防雷系统及接地系统设计

防雷系统以及接地系统的设计也是电气设计的重要内容，长期以来，在防雷系统设计中，防雷系统主要由接闪杆、接闪带、接闪网格、引下线、均压环、接地网格、等电位端子、接地端子、浪涌保护器等组成。防雷系统根据建筑类型可分为第一类防雷建筑物、第二类防雷建筑物及第三类防雷建筑，而划分防雷建筑物类别可依据《建筑物防雷设计规范》（GB50057—2010）的相关内容，值得注意的是，我国民用建筑的防雷等级最高为第二类防雷建筑物。当前的民用建筑大多都是钢混剪力墙结构，比较稳固可靠，因此防雷的关键在于各类金属管道的接地。在现代建筑中，联合接地体的应用较为普遍，设备接地和防雷接地所采用的接地网一致。一般情况下，建筑物本身的钢筋等天然接地体已经可以满足要求，但为了均等电位，提高接地系统的安全性，更好地满足接地电阻值的要求，一般需要设置一个接地体，并将建筑根基连接至接地网。

1.6民用建筑电梯系统设计

电梯是民用建筑重要的组成部分，因此必须合理确定电梯的数量和功能。民用建筑的电梯按照功能可分为客运电梯、观光电梯、货运电梯、自动扶梯等。按电梯速度可分为低速梯、高速梯、超高速梯等。按驱动方式划分，可分为交流和直流电梯。设计者需要根据具体情况科学地确定民用建筑电梯的数量和功能，与总建筑师等相关人员一起，共同商定和研究电梯的实际配置、造型等。

2民用建筑电气设计的节能考虑

当前，我国积极提倡节能减排，在民用建筑的电气设计中也必须将节能作为重要的因素。当前，我国经济社会的发展也带来了巨大的能耗，建筑电气设计中充分的节能考虑能够降低建筑的能源消耗，助力可持续发展。

2.1节能原则

（1）满足建筑功能。需考虑光照、色温、视觉等因素；确保空调温度适宜，并确保空气流通和风量等保持舒适和干净；满足建筑物内交通畅通；确保一些特定场所对电气设备的特定需求等。（2）节省不必要的能源消耗。有些能耗与建筑物功能的发挥没有必要关系，对此，可以找寻一些方法节省能源。比如，在有大面积照明需求的地方，可以采用更加节能的灯具来降低能耗。

2.2电气节能设计

（1）供配电设备节能环保设计。为了实现民用建筑的节能目标，在选择变压器时需要使用不低于二级能耗的变压器产品，还要科学地确定其容量和数量，使其负载率处在最好的状态，尽可能节省能量。（2）配电线路节能环保设计。在供电线路方面，民用建筑需重视变配电房选址，应该让其处于或者靠近负荷中心，通过这种方式来缩短供电距离，减少电线的损耗，从而起到降低能耗、节省材料的作用。供电需选用电阻更小的配电线路。对于大功率用电设备的电源，必须选择干线式电源。同时，需特别注意线材的质量和选用，选用优质的电缆，以实现能量损耗的大幅降低。（3）建筑照明节能设计。在照明设计中，需选用节能型灯具产品，并根据实际情况恰当地布置灯具，遵循有关的照明功率密度要求，否则容易造成能源的浪费。同时，需充分利用自然光，让自然光与灯光有机结合，最大限度地节能。同时，要求设计者对灯具的控制方式进行恰当地选择，可以运用分区控制，也可以根据亮度自动控制，还可以以时间为标准设计控制模式，尽可能节能降耗。

3结束语

综上所述，民用建筑的电气设计主要包括电力负荷的计算、用电设备电源的选择、供配电设备的选择、变电站位置选择、照明系统的设计、防雷系统及接地系统设计、电梯系统的设计等，必须从节能的角度进行综合的考虑，在满足建筑功能、考虑实际经济效益的前提下，尽可能节约能耗。同时，从供配电设备、配电线路、照明等各个方面落实节能环保设计，综合考虑，整体统筹，进一步节约能耗，促进可持续发展目标的实现。

参考文献：

[1]舒畅.住宅中自然光环境节能设计研究:以苏州姑苏区古民居建筑为例[J].科技通报,2020,36(9):66-70.

[2]高明.基于BIM技术的建筑节能优化策略探析[J].工程技术研究,2021,6(6):62-63.

[3]张序.民用建筑电气设计中的节能措施探讨[J].住宅与房地产,2021(3):111-112.

[4]唐萌.高层住宅参数化被动式节能设计研究[D].武汉:湖北工业大学,2020.

作者：李先财 单位：深圳市华阳国际工程设计股份有限公司