浅析高层建筑电气设计与节能

文/韩延章 中国汽车工业工程有限公司 天津 300113



浅析高层建筑电气设计与节能

文/韩延章 中国汽车工业工程有限公司 天津 300113

进入新世纪后，国内社会和经济获得快速的发展，人们的生活得到极大的改善，不断出现高层建筑，因此对其电气设计也提出了岗位严格的要求。作为电气设计人员应该对安全和节能给予重视，并在设计的过程中首先考虑。笔者在本文中首先分析了高层建筑电气设计的主要内容，然后探讨了高层建筑电气设计节能措施遵循的原则，最后研究了高层建筑电气设计节能措施，以期进一步提升国内高层建筑电气设计、节能的质量和水平。

高层建筑；电气设计；节能

进入新世纪后，国家不断倡导建立能源节约型社会，作为高层建筑电气设计人员，应该深入思考电气设计的节能措施，推进节能社会建设。笔者在本文中分析了高层建筑电气设计的内容、原则以及节能措施。

一、简述高层建筑电气设计的内容

1.选择电源和电压

高层建筑的特点为层数多、面积大，一般情况下，高层建筑都有两套相互独立的电源，让建筑的供电更加安全、可靠。很多高层建筑亦安装有发电机组，保障停电后15分钟内恢复供电，让建筑内的重要设备及消防设施等能够正常使用。10kV是国内高层建筑的标准电压。不仅如此，电气设备人员还需要计算高层建筑电力负荷，让电气设备选择有所依据，通常我们计算电力负荷的时候都是使用负荷密度法或系数法。

2.设计配电系统

其一，10kV电压等级是国内高层建筑的主要标准，同时供电电源为两路，采用的方式为单母线分段方式。其二，一般情况下高等建筑的变压器每一台容量要小于1000kVA，让高层建筑内使用更少的变压器。把联络开关设置在相邻的变压器之间，保障其供电的可靠性。其三，树干式和放射式系统相结合的混合式系统是高层建筑配电系统使用的方式之一，使用母线槽等，保障电缆水平干线。

3.电气设备选型

高层建筑高度较高、建筑面积大，设计的电气设备也较多，其有高压开关柜、低压配电屏等系统，中置式真空开关柜是高层建筑使用的主要开关柜类型，在建筑楼层地下室安装变配电室，把低压配电屏设置成抽屉式，变压器采用干式变压器。高层建筑发电机组一般使用柴油发电机，同时，合理设置电气照明的灯具、线路等，合理搭配建筑照明设计以及建筑装饰。光源需要使用高光源，避免电能的浪费。

4.其他方面的设计

其一，建筑的防雷和接地，在对高等建筑电气进行设计的时候需要把金属管接地工作做好，有效结合电气设备的接地保护和防雷促使，不仅如此，建议使用低于1欧姆的接地电阻，以电位均衡为基础让高层建筑提升安全性。其二，电梯设计，由于高等建筑较高，具有复杂的功能，不仅要让人们的生活需求得到满足，还需要满足其他需求，高层建筑电梯有多种，如客用电梯、消防电梯、景观电梯、货用电梯等，电气设计人员要充分的沟通建筑总设计人员，对电梯的最终设计进行决定。其三，设计消防灭火系统，高层建筑灭火系统由多种组件组成，其电气消防设计中存在一定的问题，因此我们必须精心对待。

二、设计电气节能的原则

随着国家经济水平的提升，城市化进程不断加快，高层建筑建设和运行的时候需要更多的能量，其中运行时消耗最多的是电能。因此高层建筑电气设计人员应该对电气设计进一步深化，好需要在设计的过程中深入贯彻节能原则。其一，电气节约需要在其功能得到满足的前提下。让建筑照明等得到满足，同时，还需要满足建筑上下通道的正常使用以及娱乐设施用电的需求。其二，设计电气设备的过程中需要对经济因素加以考虑，有效协调运行电力以及电气节能二者之间的关系，从整体上提升建筑运行的效益。同时，我们之所以要对高层建筑电气进行节能设计，最主要的原因就是让电能消耗更低。设计人员要让建筑的能耗有效降低，科学处理功能损耗严重的电气设备，使用高新技术让能耗进一步降低，在高层建筑中提升运用高新技术和新型技术的比例，让建筑实现有效的节能。

三、高层建筑电气设计时的节能措施

如今高层建筑一般使用10kV供电电源，高层住宅小区的电源为两路，二者共同工作，一旦有一路出现情况，另一路也能满足设备的实际需求。作为电气设计人员，应该对其进行充分考虑。

1.优化电压等级，保障负荷中心由供配电直接供给电压

纵观线路传输，要是电荷容量等于传输功率，由于高层中具有较小的电流，可以让功率、电能消耗有效的降低。通常来讲，设计住宅小区点起的时候，应该把在负荷中心设置开闭10kV，一般情况下150是低压供电半径的最高水准，因此笔者建议应该把多个10/0.4kV变电所在小区内部设置，由其进行辐射放电。

2.选取配电变压器

现代化高层建筑电气系统的配电变压器的使用量比较大，因此我们设计的过程中应该使用消耗电能较小的变压器，选用环保、节能的变压器。同时变压器应该具有通风装置。

3.配电线路导线、电缆的选择

每一个项目实施的过程中需要考虑相关成本，同样，设计高层建筑电气也如此，在对选电线电缆、导线进行选择的过程中首先要考虑的是安全以及符合国家相关要求，其次就需要考虑成本。笔者建议在选择的过程中应该严格遵守经济电流密度原则。

4.运行节能

我们所说的运行节能指的是以供电成本为基础，保障配电网的功率损耗最低。从理论上而言，功率损耗和电压成反比，因此遵照此原则在保障安全的前提下，对供电电压合理的提升，保障节能环保目的的实现。

5.电压调节和无功补偿

把一个无功补偿装置设置在高层建筑电气供电系统中，让其进行直接的无功功率补偿，然后对控制系统电容器进行自动的控制，借此实现降低能耗的目的。

6.照明

针对高层建筑而言，选择光源的时候应该保障其具有节能的效果，并添加必要的节能附件，制造灯具的原料要低碳、环保。住宅建筑内的各类照明一般采用人工照明或者节能控制。应急照明灯具应该具有自动控制开关，当出现紧急情况时，火灾自动报警装置灯具应自动点亮等，借此实现住宅小区的低碳化。

结束语：

根据上文的论述，我们可知，如今国内大力倡导节能减排，这是构建国内生态文明的重要工程。由于智能电器具有安全性、优越性的特点，在国内高层建筑中已经广泛的使用。同时，在设计高层建筑电气系统的过程中，我们应该以高层建筑的实际情况为基础，科学的进行设计。同时，作为设计人员我们应该不断提升自身的专业技能，以安全和节能为引领，保障智能电器充分的发挥作用。

［1］游余平.浅谈现代住宅小区的电气设计——以某小区电气设计实践为例［J］.科技资讯，2008，（17）.

［2］王飚.基于节能与安全考虑的住宅小区电气设计分析探讨［J］.广东建材，2009，（07）.

［3］刘桂涛.住宅小区电气设计中的节能途径——以孝感学院园丁小区电气设计为例［J］.孝感学院学报，2008，（03）.

［4］孙平军，冷红.中国高层住宅楼层选择偏好研究——以石家庄市为例［J］.哈尔滨工业大学学报（社会科学版），2015，（06）.

［5］王湘红.覃德金.高层建筑电气设计与节能［J］.中国房地产业.2015.9