超高層辦公樓建筑電氣節能設計研究

郝文鳳

【摘要】隨著經濟發展，城市人口不斷增多，使得城市可用土地資源日益減少，在此背景下，出現了越來越多的超高層建筑項目。一般超高層建筑主要分為住宅建筑和辦公樓建筑兩類，其中超高層辦公樓建筑的日常用電消耗量非常大，所以對電氣節能設計的要求非常高。當前節能是一項重要話題，而只有提高電氣節能設計水平，才能夠使超高層辦公樓建筑滿足這一要求。本文主要針對超高層辦公樓建筑電氣節能設計進行了研究。

【關鍵詞】超高層辦公樓建筑;電氣節能設計

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

21.

當前社會已經步入了能源時代，但眾所周知，地球中的能源是有限的，并非取之不盡用之不竭，所以“節能”是現代各行各業都必須要深入考慮的一項重要課題。建筑業是我國的龍頭產業，也是一項能耗較大的產業，特別是在超高層辦公樓建筑中，對電能的消耗量十分巨大。因此，對超高層辦公樓建筑進行有效的電氣節能設計乃是主要趨勢和必要工作。

1、超高層辦公樓建筑電氣節能設計的意義

近年來，隨著我國城市化建設進程的不斷深入，城市人口正越來越多，這一方面大大促進了城市經濟發展，但同時也使得城市中的可用土地資源日益減少，在此背景下，為了滿足人們的辦公需要，出現了越來越多的超高層辦公樓建筑。與普通建筑相比，超高層辦公樓建筑的電能消耗量更大，所以為了節約能源，必須要對超高層辦公樓建筑進行電氣節能設計。通過電氣節能設計，既能夠滿足人們的用電需求，又能夠節約能源、提高效益，最終實現建筑行業的可持續發展。

2、超高層辦公樓建筑電氣節能設計的原則

2.1滿足建筑的功能需求

辦公樓建筑屬于功能型建筑，其有很多獨特的功能。一般超高層辦公樓建筑都是服務于商業辦公，因此對電氣設備的要求非常高。超高層辦公樓建筑電氣系統中主要包含了變配電系統、動力系統、照明系統、防雷接地系統以及弱電系統等若干個子系統，在對它們進行設計時，既要符合超高層辦公樓建筑的功能需求，又要滿足人們對建筑的舒適度、能耗效率以及用電安全性等要求。

2.2考慮建筑的經濟效益

超高層辦公樓建筑項目由于規模大，所以投資也較高，而為了有效實現項目收益，必須要充分考慮建筑的經濟效益問題。因此，在超高層辦公樓建筑電氣節能設計時，不能為了達到節能目的而一味增加投資，而應盡量在設計成本范圍內最大限度地提高電氣節能效果。

2.3盡量減少無效益能耗

若想提高電能的利用效率，必須要盡量減少無效益能耗，從而最大限度地發揮出電能的價值。為此，在對超高層辦公樓建筑進行電氣節能設計前，要先深入調查和充分掌握建筑內各部位電氣設備的能耗情況，然后有針對性地對各類電氣設備進行優化設計和改造，盡可能地使之減少多余能耗。

3、超高層辦公樓建筑電氣節能設計的策略

3.1配電系統的節能設計

配電系統是建筑中的一個重要系統，同樣對于超高層辦公樓建筑來說也是。在超高層辦公樓建筑的配電系統的節能設計中，需要注意如下幾點：一是在設計時要精準計算系統的實際負荷，科學分析具體情況，再據此確定最為合理的變壓器容量;二是在設計時要合理布置各類不同的配電設備，確保每個電氣設備之間的相隔距離既符合安全要求范圍，又相隔不遠，以免增加電能損耗;三是在設計時要盡可能增加自然功率因數，合理設計單相負荷，從而提高節能效果，保證三相負荷平衡;四是注意各項電氣設備都要先完全放電干凈后再進行充電，從而盡可能地減少電損，提高節能效果;五是要合理選擇變電站位置及變壓器的容量;最后還要加強諧波治理，以預防為主，有效控制諧波產生的源頭，選擇能夠減小諧波的設備，并通過加裝電抗器、濾波器等措施控制諧波，從而提高電能質量。

3.2照明系統的節能設計

照明系統是人們最常應用的一個系統，對它的節能設計效果，直接關系著超高層辦公樓建筑的整體節能效果。根據國家標準GB50034-2013《建筑照明設計標準》的規定，根據不同場所對燈具、對照度、顯色度等要求不同，合理選用高效節能光源。在對照明系統進行節能設計時，需要注意如下幾點：一是要合理選擇照明燈具，盡量選擇節能效果好的照明燈具，避免使用節能效果差的設備;二是要合理安裝節能鎮流器和電容器，通過提高設備的功率因數，來達到更好的節能效果;三是要對自然光進行充分、合理的應用，如在白天時盡量應用自然光照明，從而節省電能;四是要加強對照明系統的智能化設計，如設計安裝聲控系統等人體感應設備對建筑中的照明燈具進行自動化控制，從而盡量減小在無人時的電能浪費。

3.3優化系統電路設計

簡單來說，所謂優化系統電路設計，就是指通過縮短線路長度，或是通過增加輸電導線截面面積，來減少電力線路中的電能損失，實現節能目的。

3.4運用電氣智能化系統

通過在高層辦公樓建筑中運用電氣智能系統，也有助于減小電能消耗，達到節能效果。如在高層辦公樓中安裝建筑設備管理系統，利用計算機技術對建筑中的各項設備進行控制;安裝智能空調控制系統，利用PID對建筑中的暖通空調系統進行自動化控制;以及安裝能耗監測系統，對建筑中的各項電氣設備能耗實現實時監控，及時發現超限額用電情況，及時查明原因并進行處理。

3.5應用節能電氣設備

通過應用節能電氣設備，可以有效節省電能。在超高層辦公樓建筑中，電氣系統主要由高壓開關柜、低壓配電、電力變壓器、應急發電組等幾部分組成，其中在低壓配電方面可以選擇抽屜式結構的低壓配電屏，在應急發電組方面可以采用以燃氣發電的發電機。

3.6保證電氣日常使用要求

節能的前提是要保證電氣日常使用要求。一般首先要充分考慮電力負載問題，其次要合理設計防雷接地等系統，再者還要對超高層辦公樓建筑使用獨立電源。另外，電梯的設計也非常重要，必須要切實保障電梯的節能性能和安全性能。

3.7加強節約用電宣傳力度

無論超高層辦公樓建筑電氣節能設計方案再科學合理，若人們本身不注意節能的話，也無法真正實現建筑節能。因此，加強節約用電宣傳力度也非常重要。無論是政府還是建筑企業，都應當要大力宣傳節約用電，使人們充分認識到節能的重要性，并積極主動地節約電能。節電的表現主要有：自覺走時關燈、白天盡量不開燈、不冷時不開暖氣、不熱時不開空調、開暖氣和空調時先關窗關門等。

結語：

綜上所述，在超高層辦公樓建筑電氣節能設計中，必須要遵循三項原則：滿足建筑的功能需求、考慮建筑的經濟效益及盡量減少無效益能耗。在具體的設計中，需要將重點放在配電系統的節能設計、照明系統的節能設計、優化系統電路設計、應用節能電氣設備、保證電氣日常使用要求以及加強節約用電宣傳力度等方面，以切實提高超高層辦公樓建筑的電氣節能效果。

參考文獻：

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[2]《建筑照明設計標準》（GB50034-2013）

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