浅谈现代高层建筑电气设计的节能措施

浅谈现代高层建筑电气设计的节能措施

卢妍珍

广东顺建规划设计研究院有限公司528300

摘要：高层建筑是现代城市建筑发展的趋势，而在高层建筑中电能的消耗是最大的，因此需要从源头上做到电气的节能设计。若要实现我国建筑行业的可持续发展就必须要积极应用和推广电气节能技术，节约高层建筑的资源消耗，最大程度的降低耗能。本文结合高层建筑电气节能的重要性及设计原则，探讨了高层建筑的电气节能设计措施。

关键词：高层建筑；电气；节能

引言：面积大、层数多、功能结构复杂等特点决定了高层建筑需要大量的动力设备、电气设备、复杂的照明系统及完善的消防安全系统，其耗能是可观的。结合高层建筑耗能的特点，对电气进行合理的节能设计，在保证建筑功能的基础上，降低能耗，也就是说做好高层建筑电气节能设计工作具有重要的研究意义。

1现代高层建筑电气节能设计的重要性

在以往的建筑电气设计中，没有认识到电气节能设计的重要性，只是凭借以往的经验进行设计，在建筑投入使用后，才发现电能的消耗量巨大，但是已经无法改变。而在我国社会经济快速发展的过程中，能源的消耗也日渐增多，不仅加大了社会正常运行的负担，还影响了我们生活的环境，因此高层建筑电气的节能设计刻不容缓。另外，随着人们生活水平的提高，人们日常生活中所使用的大功率电器不断增多，而高层建筑在照明系统以及消防系统方面的能耗也日渐提升，所以在整个高层建筑运行的过程中，还会因为电气系统设计的不合理而导致额外的电能损耗，这在能源日益匮乏的当代社会已经成为较为严重的话题，所以高层建筑电气节能设计具有非常重要的意义。

2高层建筑电气节能的原则

2.1经济效益原则

高层建筑投资方的目标就是追求最大化的经济效益，如果设计为了实现电气节能而放弃经济效益，这是不现实的，因此在高层建筑电气节能设计过程中，要全面分析经济上的合理性和节能技术的可行性，选用合适的节能设备和节能材料，在高层建筑电气节能过程中，通过节能、节电技术争取的最短的时间内收回增加的成本，提高高层建筑的经济效益。

2.2实用性原则

电气工程在高层建筑中最重要的功能就是为人们的生活提供便利，因此高层建筑电气节能设计首先要满足高层建筑电气工程的实用性，在确保电气工程功能完善的基础上，采用合适的节能工艺，节约资源，实现高层建筑电气节能。

2.3节能性原则

随着现代化科学技术的快速发展，各种节能材料和节能技术不断涌现，很多节能材料都具有良好的性能，积极引进节能技术，充分考虑到高层建筑的用电类型、用电等级和电气负荷容量，优化电气节能设计，减少高层建筑电气系统的电能消耗。例如高层建筑中的照明系统设计，不仅要考虑照明系统的节能性，还要考虑到人们学习、工作和生产活动对照明系统的实际需求，通过采用科学合理的节能技术和节能材料，最大程度地减少高层建筑电气能源消耗，充分发挥高层建筑电气的节能性。

3高层建筑的电气节能设计措施

3.1变电所位置的选择

高层建筑因为楼层多，负荷分散，为保证配电干线最大电压降不超过允许值，减少电能损耗，降低大截面电缆用量，变配电室的位置选择十分重要，应尽量靠近负荷中心，一般变电所的位置有以下几种设置方式：

①将变压器设在地下室或辅助建筑物内；

②在地下室内和最高层设置变压器；

③分别在地下室、最高层和中间层设置变压器；

④仅在中间层设置变压器；

⑤主变压器分设在底层与上部各层。究竟采用何种方式，除了考虑经济、设备条件和施工方便等因素外，还要考虑经营和管理因素。

3.2变压器节能设计

对变压器进行节能设计主要降低自身运行时的能量损耗，并且还要提升其运行效率。在变压器运行的过程中，铁损以及杂散损耗是固有的，但是铜损是可以改变的，主要的节能措施有如下方面：

3.2.1根据高层建筑中对于电能的需求进行合理的计算，然后根据电气系统总的电力荷载确定变压器的容量以及台数，并且尽量将其布置在高效低耗区内。

3.2.2使用先进的节能型变压器，节能型变压器自身具有很多优点，能耗低、噪声小、重量轻、运行效率高、抗冲击以及能耗小，可以有效的降低能源损耗。

3.2.3提高对变压器运行的管理水平，为保证变压器运行的安全性，在各变电所之间，应该设置保护装置，在电气设备发生异常的负荷变化时，保护装置能够及时的发生动作，避免对变压器造成损毁。此外，还应该加强日常的检修，发现问题及时处理。

3.3供配电系统的节能设计

高层建筑楼层多，其供配电系统应该根据负荷容量，供电距离及分布，用电设备特点等因素合理设计供配电系统，做到系统尽量简单可靠，操作方便。配电设计时尽量使三相负荷达到平衡，最大相负荷不宜超过三相负荷平均值的115%，最小相负荷不小于平均值的85%。可采用移相平衡法或容抗平衡法来改善系统的平衡，以减小因不平衡带来的最大相的多余损耗。

3.4降低线路电能的损耗

线路电能损耗也是高层建筑电能损耗的重要方面，设计人员要重视线路上的电能损耗，按照发热条件、电压损失和机械长度来进行低压线路截面选择，减少线路损耗，选用电阻率比较小的材质作为线路导线，包括铜芯导线和铝线。在设计的过程中应该尽量的减小导线程度，布线应该避免走弯路和回头路，变压器应该和负荷中心靠近，缩短供电的距离，减少线路电能损失。此外，设计人员在设计的过程中，还应该尽量的增大导线截面，较长的线路要满足热稳定、电压要求以及载流量，在减少线路损耗的基础上降低火灾系数，提高建筑供电质量。

3.5照明节能设计

照明节能设计就是在保证不降低照明质量的要求下，尽量减少照明电路中能量的损失，从而达到能量利用的最大化。照明节能设计的措施一般有以下几种：

3.5.1照明方式选择：应当充分利用自然光，这是节省照明能耗的重要方式之一，即在设计中电气设计人员应当尽量考虑到自然光与人工照明的充分结合，从而在很大程度上节省了照明电能。

3.5.2选择合理的光源：其最基本的原则就是应根据不同的场所选择不同的光源。例如一般的房间应当选用荧光灯。但是在显色性要求较高的场所应当采用稀土节能荧光灯，三基色荧光灯，小功率高显色型钠灯等光源。建筑物外立面亮化照明、室外景观照明则可选用LED光源。

3.5.3照明控制方式选择：根据照明使用频繁程度，可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。对病房、卧室客厅等床点位置及餐厅、酒吧、舞厅等，可考虑设置调光开关；旅店客房采用节能钥匙开关；公共场所及室外照明可采用程序控制式光电自动装置；路灯宜分组控制，推荐采用夜间节能控制方式；走道、楼梯、雨篷、卫生间及其他人员停留时间较短可设置定时开关。

结语

在高层建筑电气节能设计的过程中，不仅要保证基本的功能性需求，还应该注意经济性以及节能性，并且要从整体的角度考虑电气系统运行的安全性。高层建筑的节能空间很大，应在设计中精心考虑。因此要做好高层建筑的供配电系统的节能设计、变压器节能设计、变电所位置的选择、照明节能设计，最大程度的降低线路电能的损耗，各种先进的节能技术和节能产品的研发会不断的为高层建筑的电气节能设计创造更有利的条件。

参考文献

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[2]黄南飞.高层建筑供配电系统及电气节能设计分析[J].科技与企业，2012（12）.

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[4]吴乃进.高层建筑供配电系统及电气节能设计分析[J].科技创新与应用，2012（19）.