浅谈高层民用建筑电气设计的节能黄海鹏

浅谈高层民用建筑电气设计的节能黄海鹏

黄海鹏

（扬州大学工程设计研究院江苏省扬州市225100）

摘要：高层民用建筑电气系统是比较重要的一个方面，这种电气系统的有效设计不仅仅要促使其能够满足于高层民用建筑的正常需求，还需要保障其能够具备理想的节能效果，这也是现阶段社会发展的基本需求所在。本文就重点围绕着高层民用建筑电气设计工作的节能措施进行了简要的论述和介绍。

关键词：高层民用建筑；电气设计；节能策略

改革开放以来，我国高层民用建筑的建设方兴未艾，高层民用建筑面积大，层数多、功能复杂，对电气的依赖性很强。电气设计成功与否，对于高层民用建筑的适用、安全、可靠及经济运行，起着十分重要的作用。

一、高层民用建筑设计原则

高层民用建筑功能复杂、设备众多、用电量大、火灾危险性高，涉及建筑、结构、给排水、电气、电信、暖通、热工、概预算等许多专业。电气设计除应服从总体设计，与各专业协调配合外，还应该遵循以下原则：

（1）适用性。在满足使用要求及有关规程、规范、规定的前提下，减化供配电系统结构，减少设备数量及容量，操作维修简便。

（2）安全性。确保正常情况下及停电、火灾等特殊情况下人员及建筑物的安全。

（3）可靠性。合理确定负荷等级，减少故障，缩短停电时间及次数。

（4）经济性。节省基建投资，降低运行费用。

上述原则相互关联，互相制约，很难全部都最佳。一般先提出几个可用方案，从中排除和修改其不合理部分，综合分析和比较，通过不断完善以寻求满意的结果。

二、高层民用建筑电气设计特点

在高层民用建筑电气系统的设计过程中，为了较好提升其节能效果，必须要首先针对整个高层民用建筑电气系统的具体设计特点有所了解，把握好设计工作的基本需求，明确其具体的设计难点，进而才能够提升后续电气系统设计的节能水平。对于高层民用建筑电气系统设计工作的执行来看，其首先在电气设备数量方面表现的比较突出，因为高层民用建筑中电气设备比较繁杂，不仅仅数量较多，类型也是多种多样，如此也就必然会加大了电气系统设计的难度，需要设计人员关注于高层民用建筑中存在的所有电器设备，如此才能够满足其正常运行需求；其次，从高层民用建筑电气系统的布置上来看，其复杂性同样也是比较突出的，因为其涉及到的楼层比较多，各个楼层对于电力资源的需求也存在着较为明显的差异性，为了促使各个楼层能够表现出理想的可靠性效果，也就需要围绕着相应的需求进行有效满足，随之也就必然会加大了高层民用建筑电气设计工作的难度，很容易在很多环节出现一些偏差问题；最后，从高层民用建筑电气系统运行的能耗方面来看，其同样也是比较突出的，这种能耗方面的问题不仅仅单纯是指相应的电气系统运行所需要消耗的能源比较多，还表现在大量电力能源的浪费上。

三、高层民用节能设计方面

1供配电系统的节能

（1）海峡文创中心地下1层地上12层，建筑高度58m，内部功能由商业和办公组成，建筑定性为一类高层建筑。为了保证消防设备用电的可靠性，由本工程设计范围内开闭所引两路10kV电源至一层变配电室。拟选用两台630kVASCB11高效低耗D，yn11接线的干式变压器。地下室设置一台常用功率900kW的自启动闭式水循环风冷柴油发电机组，采用表面式风冷散热器，冷却水冷却柴油机后，进入柴油机前段的表面式风冷散热器，冷却风扇由柴油机主轴带动，设在散热器和柴油机端头之间，冷却水的热量由风扇吹动的空气带走，冷却后再回到柴油机，不断循环。

（2）D，yn11接线的干式变压器，其能效限定值及节能评价值符合《三相配电变压器能效限定值及节能评价值》GB20052-2013要求。GB50052-2009中规定：在系统接地型式为TN及TT的低压电网中，当选用Y，yn0接线组别的三相变压器时，其由单相不平衡负荷引起的中性线电流不得超过低压绕组额定电流的25％，且其一相的电流在满载时不得超过额定电流值，严重影响变压器能力的充分利用。D，yn11接线变压器中性线电流允许达到相电流的75%以上，可较D，yn10型改善中性点的偏移，使变压器的容量得到充分的利用，这对单相负荷容量大的系统是十分必要的。因此在TT及TN系统接地型的低压电网中，推荐使用采用D，yn11接线组别的配电变压器。

（3）变配电所的低压侧设集中无功自动补偿装置，补偿装置实行实时补偿，最大程度地减少无用功的电能传输的情况，减少电容器没有放完电就又充电的情况发生，从而减少电能的浪费；采用自动投切装置，要求在高峰负荷时高压侧功率因数不低于0.95，以提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率。

2室外电缆的节能

减少电缆电能损耗的主要有以下三种方法：

（1）对电气线缆路由进行合理的设计，从而减少低压侧线路长度，降低线路损耗，对于布线较长的线路要实现热稳定及电压的要求。本工程低压侧出线至末端配电箱最长供电距离不超过70m。

（2）电气设备机房位置要合理安排。例如变配电室的位置应尽量位于供电区域的负荷中心。

（3）适当增大线缆的截面积，从而减小电阻率。

3照明设计的节能

照明设计应遵循《建筑照明设计标准》GB50034－2013所对应的照度标准、照明均匀度、统一眩光值、光色、照明功率密度值（简称LPD）、能效指标等相关值的综合要求。照明设计的节能主要在选择合适的光源，提高照明系统的发光效率。

在绿色照明节能工程上，镇流器是极为重要的光源电器配件。它的发展受到许多方面的关注，是选择电子式镇流器是节能电感镇流器是各方面专业人士存在较大分歧的一个问题。复旦大学光源与照明工程系和国际铜业协会（中国）联合做了一个研究认为：根据两类镇流器的原理、技术依据、历史发展和使用统计来看，小功率（40W以下）的气体放电光源（如荧光灯、霓虹灯、金卤灯等）应选用电子式镇流器，因为它节能效果明显，一体化程度高。而对于高强度气体放电光源（100W以上）应以节能型电感镇流器为主，因为它的节能效果与电子式镇流器相当，但电路可靠性更高，各类镇流器的能耗比较详表1。

本工程主要为商业及办公场所，选用的是T5、T8三基色高效直管荧光灯，功率为28W/36W，配电子式镇流器。再根据建筑物的建筑特点、建筑功能、建筑标准、使用要求等具体情况，对照明系统进行分散、集中、手动、自动，经济实用、合理有效的控制设计，具体如下：

（1）在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，以节约电能。

（2）走廊、楼梯间、门厅等公共场所的照明，采用集中控制，并按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制措施。不经常使用的场所，如部分走道、楼梯间等采用节能自熄开关。

（3）房间或场所设有两列或多列灯具的，所控灯列与侧窗平行，跟据日照强弱来进行灯具控制。

（4）公共区域的照明纳入BA系统控制范围智能控制。

结语

在经济快速发展和社会进步的同时，还必须要保证能源安全。作为消防电气设计的审核验收及监管部门，更应该强化意识，不断对消防电气的设计进行研究，推动高层建筑消防电气设计的进步与发展，最大限度的降低电气火灾的损失，提升高层建筑的消防安全节能降耗已成为人类社会十分关注的课题，电气节能技术还有待发展，因此电气工程师在电气设计时要从每一个细小的环节出发，通过不断地探索和实践，采取有效的节能措施。在选用电气产品时也要考虑是否节能，及时更换改造高耗能、低效率的用电设备，将节能理念深入贯彻到建筑电气设计的全过程，从而达到提高效率、节能的目的，供配电系统及用电设备的良性运行。

参考文献

[1]靖辉.魏立明,陈渐春.建筑电气设计中节能措施的探讨[J].吉林建筑大学学报,2013(04):71-74.

[2]李强.高层民用建筑中电气设计要点解析[J].建材与装饰，2016，(44):108-109.?

[3]吴友星.浅谈高层民用建筑电气设计的节能[J].福建建材，2016，(01):22-24.