高層建筑電氣節能設計要點分析

張文

摘 ?要：隨著社會和經濟的快速發展，各行各業在發展過程中對能源消耗量不斷增加，能源緊缺已成為全世界需要共同面對的重要課題。在當前社會發展過程中，建筑電氣能耗占總能耗的比重較大，特別是在當前高層建筑中，建筑電氣能耗問題尤為突出。因此需要采用合理化的高層建筑電氣節能設計方法，遵循高層建筑電氣設計的原則，從而有效的實現高層建筑能源消耗的節約，為建筑的可持續發展奠定良好的基礎。文章從高層建筑電氣節能的重要性入手，分析了高層建筑電氣節能設計的原則，并進一步對高層建筑電氣節能設計要點進行了具體的闡述。

關鍵詞：高層建筑;電氣設計;設計原則;設計要點

前言

近年來，高層建筑已成為城市建筑的重要發展趨勢，高層建筑不僅垂直高度大，層數多，而且功能和結構都具有復雜性，在高層建筑內部需要配備大量的動力設備、電氣設備、照明系統和消防系統。特別是一些商用高層建筑，對電氣功能更具有較高的要求，而且電能的消耗量也較大，因此需要進一步做好高層建筑電氣節能設計，有效的挖掘高層建筑的電氣節能潛力，確保高層建筑能源消耗量的降低。

1 高層建筑電氣節能的重要性

在目前建筑業快速發展的新形勢下，一幢幢高層建筑在城市中興建起來，這也導致建筑對能源的需求量呈不斷增長的趨勢。而這其中高層建筑對電能的消耗量更是驚人。長期以來人們在用電過程中存在一定盲目性，缺乏節能意識，電氣設計人員在選擇照明、動力和電源等設備時也往往憑借長期以來的工作經驗，對節能考慮較少，這就導致在高層建筑投入運行后能耗較大，不僅運行成本較高，而且使本來就緊張的能源形勢更為嚴竣。因此需要作為高層建筑電氣設計人員，需要充分的認識到節能的重要性，將節能貫穿于整個設計過程中，通過對電力設施進行優選，從而有效實現能源的節能，有效的緩解能源日益短缺的局面，確保人們生活和經濟發展順利進行，同時也能夠為建筑業的持續、健康發展奠定良好的基礎。

2 高層建筑電氣節能設計原則

（1）高層建筑電氣節能設計過程中，需要有效的滿足建筑的使用功能，確保建筑日常照明、室內溫度、通風量等功能能夠得到有效的保證，同時建筑通道的暢通性和電氣娛樂設施的用電也需要得到有效的保障。

（2）在對電氣設備進行設計時，需要充分考慮設計的經濟性，協調好電力運行和電氣節能之間的關系，確保整體建筑運行效益的最優化。

（3）在高層建筑電氣設計過程中，需要對無謂的消耗進行節省。避免不必要電能消耗的存在，對于與建筑物功能發揮無關的能量消耗要采取有效的措施實現節能。特別是對于變壓器、輸電線路、照明等方面存在的無用能量損耗需要采用先進的技術來有效的降低這些無謂的能耗，采用經濟合理的原則進行高層建筑的節能設計。

3 高層建筑電氣節能設計要點

3.1 變電所位置的選擇

受到高層建筑自身布局的限制，在單位面積上分布的樓層數量較多，所以負荷比較分散，為了有效降低電能損耗，對于變電所的位置應該進行合理的制定，盡量減少大截面電纜的使用量。所以變電所應該盡可能的靠近負荷運載中心，一般設置位置為地下室或者輔助建筑物內;地下室與樓層最高層;地下室、中間層以及最高層分別設置;僅在中間層設置。在具體位置選擇時，應該根據建筑本身的實際狀況來選擇，本著經濟性和高效性的原則，并且還要考慮到日常的維護和管理。

3.2 變壓器節能

變壓器的運行狀態也會影響到電能的損耗，所以應該合理選擇變壓器。首先，根據建筑內電氣設備的運行需求，合理確定變壓器的臺數以及容量，在電力負荷方面要滿足運行要求。其次，在條件允許的情況下，可以選擇節能型變壓器，雖然初期投入高一些，但是在后期運行中會節省很大的能耗。節能型變壓器具有重量輕、損耗低、噪音低以及抗沖擊等特點，可以有效的降低能耗，提高變壓器運行效率。再次，在平時應該加強對變壓器的運行管理與維護，在日常檢修維護時發現問題及時處理。而為了減少變壓器的故障發生率，應該投入使用保護裝置，在變壓器的負荷運載發生變化時，能夠及時的發生動作，減少能耗損失。

3.3 提高系統的功率因數

功率因數是衡量電氣設備運行效率的重要技術指標，在高層建筑電氣系統中應用的很多電氣設備在運行的過程中會產生無功，這部分功率是導致電氣設備運行效率低下的重要因素，而有功功率才是電氣設備運行所必須的，所以需要采用一定的措施提高功率因數，降低能源損耗。一方面可以通過合理選擇電氣設備來提高自然功率，變壓器、電動機以及整流器等都可以進行優化，在型號、規格以及運行方式上有所改變，不需要增加成本即可以提高自然功率因數。另一方面可以利用補償裝置來提高功率因數，通過補償裝置的超前無功將滯后無功相抵消，從而提高功率因數。

3.4 電動機在運行中的節能

在高層建筑電氣中的電動機都是與暖通、給排水、建筑等工種的設備相配套，由設備制造廠商統一供應。因此，其節能措施只能貫徹在運行過程中，除了上述的用就地補償電容器以減少線路由于輸送超前無功而引起的有功損耗外，還應減少電機輕載和空載運行。因為，在這種情況下，電機的效率是很低的，消耗的電能并不與負載的下降成正比。

3.5 降低線路電能的損耗

線路電能損耗也是高層建筑電能損耗的重要方面，設計人員要重視線路上的電能損耗，按照發熱條件、電壓損失和機械長度來進行低壓線路截面選擇，減少線路損耗，選用電阻率比較小的材質作為線路導線，包括銅芯導線和鋁線。在設計的過程中應該盡量的減小導線程度，布線應該避免走彎路和回頭路，變壓器應該和負荷中心靠近，縮短供電的距離，減少線路電能損失。此外，設計人員在設計的過程中，還應該盡量的增大導線截面，較長的線路要滿足熱穩定、電壓要求以及載流量，在減少線路損耗的基礎上降低火災系數，提高建筑供電質量。

3.6 照明系統的節能

設計人員應該盡量選用高效光源，室內場所照明可以使用小功率高壓鈉燈和熒光燈，室外照明和道路照明可以使用高壓鈉燈和金屬鹵化物燈，氣體放電燈和熒光燈要安裝電容器。設計人員可以采用光通比例高、反射系數高和配光特性穩定的燈具，照明方案要進行合理的設計，充分的利用自然光，在建筑中盡量使用定時開關、節電開關和調光器，建筑室外照明可以采用光電控制器，插座面板上盡量設置開關控制，實現節能。

4 結束語

在我國全面實行節能降耗的形勢下，對于高層建筑的電氣設計也應該植入節能理念，本著安全性和經濟性的原則，合理設置各項電氣設備，根據高層建筑自身的特點以及建筑電氣的運行需求，合理選用變壓器，優化布置變電所位置，提高功率因數，降低線路的電能損耗，優化照明系統的節能設計，從而降低高層建筑電氣能耗，提高電氣系統運行效率，達到節能降耗的目的，為社會實現可持續發展創造有利的條件。

參考文獻

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