對(duì)建筑電氣設(shè)計(jì)與安裝節(jié)能的分析探究

建筑電氣是建筑設(shè)備系統(tǒng)中的重要組成部分，在建筑物中起著十分重要的作用，它不僅為整個(gè)建筑物提供動(dòng)力、照明和防雷等基本功能服務(wù)，而且通過(guò)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)滿足各種使用要求。因此對(duì)建筑電氣的設(shè)計(jì)及運(yùn)行維護(hù)進(jìn)行合理有效的管理是保證建筑物安全、舒適、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行的關(guān)鍵。本文從分析探討的角度出發(fā)結(jié)合實(shí)際工程案例對(duì)如何做好建筑電氣的設(shè)計(jì)與安裝工作提出了一些看法和建議。1建筑電氣節(jié)能現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題1.1我國(guó)建筑電氣節(jié)能的現(xiàn)狀從總體看，我國(guó)的建筑電氣節(jié)能工作取得了顯著成績(jī)：目前，全國(guó)已有近80%的大中城市完成了“十五”規(guī)劃目標(biāo)，部分地區(qū)已達(dá)到或超過(guò)了國(guó)際水平，如北京、上海、天津等。在新建工程中，有相當(dāng)一部分達(dá)到了國(guó)家規(guī)定的建筑標(biāo)準(zhǔn)，并采用了一些新的技術(shù)措施。例如，深圳機(jī)場(chǎng)新候機(jī)樓，采用了雙路電源供電方式。該工程投資為2.25億元，年節(jié)約用電量達(dá)4200萬(wàn)度[1]。但是，與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的相比，我國(guó)的建筑電氣設(shè)計(jì)安裝仍存在不少問(wèn)題：①設(shè)計(jì)水平不高，缺乏必要的計(jì)算和試驗(yàn)手段，導(dǎo)致設(shè)計(jì)的質(zhì)量不高；②施工質(zhì)量低劣，許多設(shè)備選型不當(dāng)，安裝工藝不完善；③運(yùn)行管理不善，造成大量浪費(fèi)。1)設(shè)計(jì)方面，由于缺乏系統(tǒng)的節(jié)能理念，部分設(shè)計(jì)師在項(xiàng)目實(shí)施前沒(méi)有對(duì)項(xiàng)目的能源消耗情況做詳細(xì)調(diào)查和評(píng)估，在設(shè)計(jì)過(guò)程中只考慮滿足功能需求，忽視了系統(tǒng)整體能耗的優(yōu)化；有的設(shè)計(jì)師僅根據(jù)設(shè)備選型確定設(shè)備功率，不進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，導(dǎo)致設(shè)備選型過(guò)大或過(guò)??；還有的設(shè)計(jì)師為了節(jié)約成本，采用低效的設(shè)備配置方案，造成能源浪費(fèi)。2)施工方面，部分施工人員對(duì)建筑用電知識(shí)了解不夠，不能正確理解圖紙內(nèi)容，盲目操作，造成返工；有的施工單位為追求進(jìn)度，降低材料損耗，減少工序，增加人工，導(dǎo)致材料使用率不足；還有的施工單位為趕工期，偷工減料，使用質(zhì)量差的電線電纜等。3)管理方面，大部分單位缺乏有效的管理手段，無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效控制。如，多數(shù)單位缺少完善的用能統(tǒng)計(jì)制度，無(wú)法準(zhǔn)確掌握各區(qū)域、各分項(xiàng)工程的用能數(shù)據(jù)；有些單位缺少專業(yè)的技術(shù)管理人員，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決生產(chǎn)過(guò)程中存在的安全隱患；還有些企業(yè)雖然制定了相關(guān)制度規(guī)定，但由于缺乏相應(yīng)的技術(shù)支持，難以落實(shí)[2]。1.2建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)存在問(wèn)題對(duì)建筑電氣設(shè)計(jì)缺乏整體規(guī)劃，部分項(xiàng)目?jī)H根據(jù)自身需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，造成各單位各自為政，重復(fù)浪費(fèi)。如：有的項(xiàng)目在施工圖階段未考慮照明系統(tǒng)，后期改造增加照明系統(tǒng)，不僅增加了工程成本，而且也造成了不必要的資源浪費(fèi)。對(duì)建筑電氣安裝質(zhì)量重視不夠，目前，多數(shù)施工單位為了追求利潤(rùn)，不按圖紙要求進(jìn)行施工，隨意改變?cè)芯€路，導(dǎo)致設(shè)備與負(fù)荷嚴(yán)重不匹配。同時(shí)，一些建設(shè)單位盲目追求低造價(jià)，降低工程造價(jià)，忽視了安全、環(huán)保等指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致出現(xiàn)大量安全隱患。缺乏有效的運(yùn)行管理，由于大部分工程項(xiàng)目由專業(yè)公司承建，業(yè)主往往只負(fù)責(zé)驗(yàn)收，而專業(yè)的工程公司則將精力投入到項(xiàng)目的后期維護(hù)中，因此，許多工程項(xiàng)目建成后，因缺少必要的維護(hù)保養(yǎng)，致使設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，造成巨大的能源損失。節(jié)能意識(shí)淡薄，大多數(shù)用戶認(rèn)為，用電是“取之不盡，用之不竭”，只要保證供電，就不會(huì)產(chǎn)生任何費(fèi)用。實(shí)際上，如果采用不合理的方式用電，同樣會(huì)造成大量的能源浪費(fèi)。2建筑電氣節(jié)能的意義2.1節(jié)約用電通過(guò)合理選擇和布置變電所及線路，采用先進(jìn)的節(jié)電技術(shù)，提高變電所及線路的運(yùn)行效率，降低輸配電損耗，從而減少無(wú)功功率消耗，達(dá)到節(jié)約用電的目的；同時(shí)，在滿足使用要求的前提下，盡可能減少不必要的設(shè)備容量，降低設(shè)備空載率，從而減少有功功率消耗。此外，還可采取有效措施，盡量利用低谷時(shí)段進(jìn)行生產(chǎn)，以充分利用夜間谷段。由于建筑電氣的使用，可減少對(duì)煤、石油、天然氣等不可再生的資源消耗。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年因電力生產(chǎn)與供應(yīng)造成的損失高達(dá)2000億元，其中，僅火電一項(xiàng)的損失就超過(guò)500億元，而建筑電氣系統(tǒng)每節(jié)1度電，就可以為國(guó)家節(jié)省0.15t標(biāo)準(zhǔn)煤[3]。因此，提高建筑的供電質(zhì)量，降低能耗，是實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源戰(zhàn)略的重要途徑之一。2.2改善供電質(zhì)量由于建筑電氣設(shè)計(jì)安裝不當(dāng)，導(dǎo)致系統(tǒng)故障或停電，將造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，要充分考慮系統(tǒng)的安全性和可靠性，保證整個(gè)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。目前，國(guó)內(nèi)不少地區(qū)正在大力推廣“合同能源管理”，即由業(yè)主委托專業(yè)公司，按照約定的條件和要求，從規(guī)劃到設(shè)計(jì)，再到施工，最后到運(yùn)行維護(hù)，進(jìn)行全壽命周期的費(fèi)用托管。對(duì)于那些已經(jīng)建成投入使用的既有公共設(shè)施，如果能夠利用其自身所擁有的剩余能量或余熱，則可以在不額外增加成本的情況下，將這部分熱能加以回收并加以利用，以取得更大的經(jīng)濟(jì)效益，這也是一種有效的節(jié)能措施。2.3避免浪費(fèi)，保障安全建筑物的能源消耗主要是由照明，空調(diào)，給水排水，動(dòng)力等耗能大戶引起的，其中，照明能耗占建筑物總能耗的30%～50%。因此，加強(qiáng)建筑電氣設(shè)計(jì)與安裝節(jié)能是實(shí)現(xiàn)綠色建筑的必然要求。根據(jù)國(guó)內(nèi)外大量資料表明，許多重大傷亡事故的發(fā)生，往往都與觸電有關(guān)。因此，為了保障人民生命財(cái)產(chǎn)的安全，必須加強(qiáng)用電管理，防止意外事故的發(fā)生。2.4提高工作效率現(xiàn)代辦公大樓一般采用計(jì)算機(jī)集中控制管理，其功能復(fù)雜，自動(dòng)化程度高，對(duì)供電質(zhì)量的要求也更高。而傳統(tǒng)的手工操作方式，不僅工作量大，而且容易出錯(cuò)，影響正常工作。如果實(shí)行計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控，不僅可以大大提高工作效率，還可以節(jié)省人力，物力，財(cái)力[4]。2.5保護(hù)環(huán)境隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)居住環(huán)境的質(zhì)量提出了更高的要求，綠色環(huán)保，舒適方便，健康衛(wèi)生，低污染的建筑已成為人們的首選。而傳統(tǒng)的照明方式，不僅會(huì)造成大量的光污染，還存在著一定的安全隱患。所以，加強(qiáng)建筑電氣設(shè)計(jì)和安裝節(jié)能，對(duì)于促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。在建筑物內(nèi)采用高效、低耗的照明設(shè)備，既有利于保證室內(nèi)照度的均勻，又能夠避免眩光，從而減少空調(diào)的使用量，使室內(nèi)空氣保持清新。2.6促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新型電工材料及電子元器件不斷涌現(xiàn)，使得現(xiàn)代建筑中應(yīng)用的各種電器產(chǎn)品更加智能化。例如，智能大廈中的消防報(bào)警系統(tǒng)，不僅能自動(dòng)檢測(cè)火災(zāi)發(fā)生，及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，還能自動(dòng)切斷有關(guān)設(shè)備的電源。3當(dāng)前國(guó)內(nèi)建筑電氣設(shè)計(jì)與安裝的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)3.1照明系統(tǒng)目前，我國(guó)城市公共區(qū)域和居住小區(qū)普遍存在照明不科學(xué)、不合理的情況，部分地區(qū)甚至還存在照度不足的現(xiàn)象，導(dǎo)致居民生活品質(zhì)降低。1)缺乏合理的照明規(guī)劃，由于缺少科學(xué)的照明規(guī)劃和有效的實(shí)施措施，造成一些公共區(qū)域和居住小區(qū)的夜間照度嚴(yán)重不足。2)燈具選型不當(dāng)，在滿足基本功能要求的基礎(chǔ)上，應(yīng)合理選擇燈具的功率密度(即單位面積內(nèi)使用的電燈數(shù)量)，以實(shí)現(xiàn)最佳的光環(huán)境效果[5]。燈光控制方式不合理。3.2供電系統(tǒng)線路損耗過(guò)大，輸電線路損耗大，一方面是因?yàn)殡娏鬏斁嚯x過(guò)長(zhǎng)，另一方面是由于輸電線路老化，再加上人為因素的影響，使得輸電線損增大，從而影響整個(gè)系統(tǒng)的效率。供電電壓過(guò)低，當(dāng)電壓過(guò)低時(shí)，不僅會(huì)降低設(shè)備的工作效率，還會(huì)使絕緣材料加速老化。同時(shí)，也會(huì)使電器設(shè)備的使用壽命縮短，并增加維護(hù)費(fèi)用。接地故障，接地故障會(huì)造成金屬外殼帶電，引起人身觸電事故。此外，當(dāng)發(fā)生漏電時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電器設(shè)備的運(yùn)行不正常，甚至損壞電器設(shè)備。負(fù)荷變化，由于負(fù)荷的變化，會(huì)使電網(wǎng)中的無(wú)功補(bǔ)償裝置不能及時(shí)調(diào)整，從而導(dǎo)致無(wú)功補(bǔ)償能力下降，最終影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行，造成不必要的損失。4建筑電氣設(shè)計(jì)與安裝節(jié)能的措施4.1合理選用建筑電氣設(shè)備與材料根據(jù)建筑規(guī)模及功能，選擇合適的建筑配電方式，避免大馬拉小車：如采用單相負(fù)荷的住宅，可考慮將進(jìn)線開(kāi)關(guān)柜(箱)集中設(shè)置在地下室或半地下室內(nèi)；當(dāng)采用三相四線制時(shí)，可將進(jìn)線開(kāi)關(guān)柜(箱)分散布置于各層。對(duì)于高層住宅，應(yīng)優(yōu)先考慮采用雙路電源供電。在滿足使用要求的前提下，盡量減少用電設(shè)備，提高供電質(zhì)量。對(duì)照明系統(tǒng)采用雙路供電，避免單路電器的損壞。同時(shí)，要保證各電器設(shè)備的安全可靠。根據(jù)不同用途，合理選擇用電設(shè)備和線路：對(duì)照明和插座回路，宜選用節(jié)能型燈具；空調(diào)回路，宜選用變頻調(diào)速空調(diào)器；電梯回路，宜選用高效節(jié)能的電梯。同時(shí)，要嚴(yán)格控制電器的數(shù)量，減少空載運(yùn)行時(shí)間。對(duì)于多臺(tái)電動(dòng)機(jī)或電動(dòng)執(zhí)行器，應(yīng)分別控制。當(dāng)一臺(tái)電機(jī)故障時(shí)，其他電機(jī)仍可工作；另外，還要考慮備用電源。正確安裝電器設(shè)備：安裝前，要對(duì)電器設(shè)備進(jìn)行選型，確定功率，計(jì)算其使用環(huán)境條件；并做好電器設(shè)備的接地保護(hù)工作，防止發(fā)生觸電危險(xiǎn)；還要注意檢查電氣線路是否破損，絕緣性能是否良好等。根據(jù)用電設(shè)備的工作特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，選擇合理的配電方式。如交流與直流并聯(lián)；動(dòng)力與照明分開(kāi)；低壓配電網(wǎng)采取分級(jí)保護(hù)；設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償裝置等。合理選用變壓、變流和開(kāi)關(guān)電器：在選擇高壓電器時(shí)，必須充分考慮其安全性和可靠性。例如，高壓斷路器，除應(yīng)具有分?jǐn)嗄芰?qiáng)、動(dòng)熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)外，還應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電力系統(tǒng)用斷路器》GB14041中的有關(guān)要求。4.2優(yōu)化電氣設(shè)計(jì)根據(jù)建筑物功能需求確定合理的供電方案，減少用電設(shè)備數(shù)量，避免不必要的重復(fù)配置，同時(shí)盡量減少線路長(zhǎng)度，縮短線纜規(guī)格和型號(hào)，采用小截面的電纜，減小導(dǎo)線載流能力。對(duì)于照明燈具等易損件，應(yīng)選用質(zhì)量可靠的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，并做好定期檢查維護(hù)工作。加強(qiáng)設(shè)計(jì)階段的管理，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行，確保設(shè)計(jì)的安全性。此外，還要充分考慮施工圖審查的要求，保證設(shè)計(jì)的合理性，盡量降低返工率，縮短施工周期。完善設(shè)計(jì)圖紙，在圖紙會(huì)審中，必須認(rèn)真研究有關(guān)技術(shù)文件，結(jié)合工程實(shí)際，提出合理的建議；對(duì)不合理的地方，應(yīng)及時(shí)提出意見(jiàn)，及時(shí)調(diào)整。改進(jìn)工藝，通過(guò)改進(jìn)工藝，可以有效降低產(chǎn)品成本。例如：可以通過(guò)增加輔助工序，使生產(chǎn)效率得以提高；還可以利用計(jì)算機(jī)軟件，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自動(dòng)檢測(cè)和加工，從而節(jié)省人力。4.3合理選擇建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范根據(jù)《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》，對(duì)新建居住建筑的供電系統(tǒng)應(yīng)采用雙回路供電，當(dāng)條件不允許時(shí)，可設(shè)置單回路，但不得將空調(diào)用電與其它負(fù)荷合用一個(gè)回路，并應(yīng)采取相應(yīng)措施，防止發(fā)生超壓。根據(jù)國(guó)家有關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，在民用住宅中，照明宜采用36V以下安全電壓，且不宜大于60W；空調(diào)宜采用分體機(jī)；插座的額定電流不應(yīng)超過(guò)10A；廚房?jī)?nèi)使用的各種電器設(shè)備(如電冰箱、洗碗機(jī)、電飯煲等)的功率總和不宜大于120W。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，辦公樓的照明和動(dòng)力電源宜集中設(shè)置，其配電線路應(yīng)設(shè)于建筑物內(nèi)的專用房間，嚴(yán)禁使用電纜或電線直接敷設(shè)在地板下。4.4加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)管理嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，認(rèn)真做好各工序之間的銜接與配合工作，保證各環(huán)節(jié)的質(zhì)量；加強(qiáng)隱蔽工程驗(yàn)收，確保工程質(zhì)量；及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除影響質(zhì)量的隱患；嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙及施工規(guī)范要求進(jìn)行安裝；嚴(yán)格按照規(guī)定程序進(jìn)行操作，杜絕盲目蠻干現(xiàn)象。加強(qiáng)過(guò)程監(jiān)督，項(xiàng)目部必須建立嚴(yán)格的檢查制度，對(duì)每道工序都做到有檢查人員，檢查結(jié)果要有記錄，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要立即糾正。完善管理制度，為使項(xiàng)目部各項(xiàng)管理工作落到實(shí)處，制定相應(yīng)的規(guī)章制度，包括：?jiǎn)T工崗位責(zé)任制度；材料采購(gòu)審批制；技術(shù)交底制；班組交接班制；設(shè)備維修保養(yǎng)制；安全防火責(zé)任制；衛(wèi)生清潔消毒制度等等。通過(guò)這些規(guī)章制度的落實(shí)，提高全體員工的素質(zhì)和