高層建筑供配電系統節能設計技術要點探討

焦峰

摘 要：隨著城市的不斷發展，高層建筑也在不斷增多。建筑的節能要求在現階段已經成為行業發展的必然要求和趨勢，對于高層建筑來說，進行供配電系統的節能設計不僅能更好滿足高層建筑多用戶的實際要求，還能有效消除用電的安全隱患。基于此，本文對高層建筑供配電節能設計的內容以及圍繞這些內容的設計技術要點進行深入的分析，以期能夠推動中國節能環保建設的進程，實現可持續發展

關鍵詞：高層建筑；配電系統；節能設計

引言

高層建筑是城區基礎建設的核心部分，正確運用超高層建筑，可以改善在城市化管理中產生的土地資源不充足問題，從而為城區發展提供保障。供配電系統設計是建筑工程的關鍵環節，需要在全面了解建筑構架及其作用的前提下，來規劃供配電系統設計流程，以確保設計整體的標準性；更要注意在供配電系統設計過程中，將“安全施工”的理念充分落實，以增強超高層建筑的整體質量。

1高層建筑的相關特點

在國民經濟不斷上漲之下，人們對建筑住房的需求量也在逐年的提升。隨著建筑建設規模和數量的不斷增多，高層建筑的建筑形式由此出現，這是當前建筑行業的主流發展趨勢。高層建筑的特點主要是以下幾方面：其一是結構上的復雜性，高層建筑本身就是一種多層建筑結構，其最大的特點就是建筑結構比較復雜，高層建筑中的主體建筑都比較高，其樓層數也很多，居住的住戶數也比較多，所以在高層建筑中的電力管道、通信管道以及線路等都比較多，豎井量也很大，比如在管道中有水管以及排風管等，而豎井有管理井、樓梯井以及電纜井等等，這些都讓高層建筑存在和結構復雜的特點。其二是功能多，當前很多的高層建筑所具備的附屬性功能都比較多，可以說是一個綜合性很強的場所，有些高層建筑中集中了商住樓、商場以及賓館酒店等，同時還有娛樂大廳以及地下車庫，這些多樣性的構成讓高層建筑的功能更加完善，人們可以在高層建筑中享受一條龍式的服務，將工作、娛樂和購物結合在一起。其三是設備比較多，高層建筑備的多功能決定了設備的繁雜多樣，就高層建筑內部結構看，有上下水管、空調管道以及電纜井都相關的結構。高層建筑中還有一些電器等，比如自動空調、冰箱以及電視機等。其四是人員眾多，高層建筑的容納量很大，是一個人員比較集中的公共場所，基本每天都有上百或是上千的人進出，所以高層建筑不僅有著極大的人員密度，同時人員流動性也比較大。

2超高層建筑供配電節能原則

超高層建筑是建筑施工中的難點項目，超高層建筑所應用的電能較一般高層建筑多，為了實現超高層建筑電氣節能設計，在進行項目電氣節能設計之前需要明細相應的電氣節能原則理念：首先，開源節流，節約電能。在超高層建筑電氣設計過程中，避免電能浪費點，電氣設計部門需要關注電氣節能的科學措施應用；其次，超高層電氣設計需要大量的電氣設備、材料、人力等，實際設計過程中，在保障設備運行安全基礎上，需要節約設備材料、人力投入，在滿足建筑項目用戶需求的基礎上，實現節約能源投入；然后，超高層建筑電氣節能設計需要以人為本，從用戶的實際用電需求出發，為用戶打造舒適、安全的建筑環境。如，應用合理的照明系統，提升建筑內部企業辦公的舒適度。再如，西門子變頻器是由德國西門子公司研發、生產，該品牌變頻器憑借其穩定的運行性能、豐富的設備組合、高性能的矢量控制技術、低速高轉矩輸出，在變頻器市場上占據有利的地位，將該種變頻器應用到超高層電氣設計當中，能夠有效的提升電氣系統的運行穩定性；最后，在項目電氣節能系統設計中，在滿足建筑項目施工要求的基礎上，還需要應用穩定的科學技術，實現更好的建筑電氣節能。

3高層建筑供配電系統設計要點

3.1火警自動報警系統設計

根據高層建筑物構架和功能，依照重要建筑的設計標準建立自動性的報警系統，可以開展危險安全播放，災情數據整理等，一旦有險情出現時，報警系統中的險情控制裝置會根據設定流程給出指令，指令的給出通常是參照報警信號的發送時間，同時自動開啟消防設施。在一般狀態下，在進行消防系統設置過程中，需要結合建筑物的構架加設感溫探測器，在建筑內的主要安全出入點、樓道、相關房間等，加設感煙探測器，同時在建筑物的各重要點設置供機械操作的報警設備。這種報警設備要設定在各樓層的相同位置，并有效設定發電室、消防風機室等的距離。

3.2供配電系統設計

第一，符合等級與供電電源。結合目前，我電業部門的相應標準，消防用電裝置都要根據最大限度負荷進行電能輸送。超高層建筑需要實行總體上的供電系統設計，并且要設置兩路電源，也必須要設置緊急備用電源。也就是說在確保建筑內有效電源不能低于兩個，各個電源需要服務于不同的線路，電源電壓等級要呈現為10kV。為達到所有高層建筑消防系統用電需求，在電氣設計期間，需要在基本設計前提下，加設相應的發動機以作備用電源，確保在緊急情況下可以及時開啟消防系統。

4高層中建筑電氣節能技術分析

4.1變配電所的節能設置

由于該建筑項目屬于超高層項目，其所需要的變配電所的功能需求比較復雜，并且在實際設備運行中的電負荷比較大，以及相應的配電系統消防水泵房、空調機房都需要設置在一層當中，便于集中管理與調控。在以上配電設備的負荷分布情況分析之下，在該超高建筑的1層中設置1號10/0.4kV用戶變電所、在建筑的8層中設置一個10kV專用高壓配電所。

4.2高壓配電系統的節能設計

在高壓配電系統的設計當中，專用高壓配電所（10kV）應接近負荷中心和電源側。一方面是為了進出線方便，另一方面是便于吊裝和搬運。一般設置2個變配電所，二路市電分供負荷，相互之間作為備用采取放射式接入的方式，與高壓配電室相連接，以降低配電級數，縮短供電半徑。一次接線和二次接線設備的選擇，應根據供配電的實際需要，合理進行組合設計。分段供電是高壓配電的重要方式。當其中一路市電停電，且不能采用低壓限負荷方法時，則需要手動合閘母聯開關，將另一路市電作為備用，同時支持二路市電供應，直至故障排除后恢復為二路市電分供。

4.3節能變壓器的選擇

在變壓器的選擇上，需要了解變電所變壓器容量，并對其負載率進行調控，需要考慮到短路損耗、空載損耗、建筑物的計算有功負荷、補償后的功率因數。正確進行計算，并對負荷進行合理分配，選擇工作效率更高的變壓器。該過程中，變壓器的空載情況減少，其負載損耗得以顯著降低，能夠起到降低能耗的作用效果。變壓器的材料是影響其能耗的重要因素，選擇硅鋼片、非晶態磁性材料等材料，用以降低磁路損耗和渦流損耗。

結束語

高層建筑供電配電系統節能技術的應用，其目的是為了降低超高層建筑使用的能耗。在超高層建筑電氣節能設計當中，應基于開源節流、節約電能的原則，并考慮到用戶的實際用電需求。參考建筑電氣節能設計的實際案例，明確供配電系統、電氣設備以及照明系統的電氣節能設計要點，將其落實到實際的施工管理工作中，在降低能耗的同時，提高建筑電氣系統安全性，更好的為人們的工作、學習和生活服務。

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（作者身份證號碼：320121198410071716）