高层楼宇建筑电气节能技术研究

摘要：电气系统的稳定性决定了高层楼宇建筑的使用质量，为贯彻党和国家制定的碳中和战略，减少我国高层楼宇建筑能耗量，必须优化电气系统的运作方式，减少电气系统中电能因远程传输、电压不稳定、设备功耗大等原因造成的损耗。本文主要分析了目前我国现代高层楼宇建筑电力节能的实际情况，指出了现代高层楼宇建筑电气节能设计的核心原则，总结了合理运用电气节能技术的正确方式。

关键词：高层楼宇建筑;电气节能技术;现代建筑

前言：我国高层楼宇建筑数量逐步增加，为解决高层建筑供输电效率低、电能大量浪费的问题，实现控制碳排放量的施政目标，设计者必须主动践行环保理念，采用经过实践验证有效的电气节能技术，消除潜在的导致电气能源浪费的漏洞，在满足建筑内部住户生活需求的同时，提升电气资源利用效率。

一、目前高层楼宇电气节能的具体情况分析

进入新时代以来我国建筑业获得快速发展，修建了大量高层楼宇建筑，此类高层建筑的建造方案在设计过程中过度重视简便性、经济性等指标，未能通过调整设计方案强化建筑内部设施的环保节能效果，仅仅能满足建筑内部住户的生活需要，内部主要的电气设备能耗量较大，功率过高，在长期运行中容易发生各类危险事故。设计者未能在建筑方案中运用节能技术。我国城市高层楼宇建筑中节能设备普及率较低，设计者为了缩减建筑成本与工期，未能选用能耗较低的变频式空调设备，而是选择在建筑中大量安装功率不高、耗电量大的电力设备，设计师所建立的高层楼宇电气系统仅能满足用户基本的电力需求，不具备进行整改的弹性空间，电气线路的修改难度较高，只能大规模重建高层楼宇内部的电气系统，消耗大量人力资源与技术资源。多数高层楼宇建筑电气系统的后期维护不及时、不专业，未能建立完整、有序的设备养护机制，造成电气系统中部分重要元件与线路因长期高负荷使用发生损坏[1]。

二、现代高层楼宇电气节能设计的核心原则研究

（一）尽可能使用节能设备

节能设备的市场采购价格较高，安装程序较为繁琐，容易拖慢施工进度，然而设计者必须基于长远规划考虑，通过大规模使用消耗绿色能源的节能设备，最大限度地降低高层楼宇建筑的能耗，例如设计者可通过引入太阳能供电系统，在高层楼宇建筑的天台上安装多台太阳能发电板，拓展绿色能源的应用范围，将太阳能转化为电能，并将其输入电气系统之中，为高层楼宇建筑提供充足的电力，减少高层建筑对火力发电的需求。在安装电气系统时，设计者可主动使用节能型材料，如导电性更加的铜制电缆，减少电气系统设备在长期使用过程中的损耗，放弃追求短期经济效益，争取获得长期的社会效益，多数节能材料具备可回收利用、整修难度低的特殊优势，设计者可通过提前制定配套的节能材料替换计划，构建可持续、可循环的材料利用机制，减少建筑后期整修维护对工程材料的消耗量[2]。

（二）合理分配电气资源，优化电气系统布局

高层楼宇建筑居民群体的用电需求较大，不同区域的用电需求差异较大，设计者必须调整电气系统的布局，让高层楼宇建筑的不同部分均可获得足够的电能供应，在保障建筑内部住户有序用电的前提下，减少不必要的电力损耗，设计者可利用先进的智能化调节系统节省电能，尽可能地采用可变频电器设备，在减少电能消耗的同时，提升电能利用效率。进行系统优化设计，实现针对电气系统的治理目标。

三、在高层楼宇建筑中运用电气节能技术的正确路径

（一）照明系统

由于高层楼宇建筑照明系统设计不完善，缺乏合理性，导致电能消耗过大，产生影响较为恶劣的光污染。为提升电能利用效率，控制照明系统运作成本，建筑行业设计者必须根据实际情况选择低能耗、可调频的节能灯具，在保证灯具能够发挥基本的照明效果的前提下，延长照明系统的安全使用寿命，强化其安全性能，多数高能耗灯具的使用寿命较短，设计者应当避免使用此类灯具，主动采用可长时间照明工作、安全系数较高的节能灯具，例如設计者可在空间狭小、高度较低的场所安装低能耗的LED节能灯，在空间广阔、高度较高的场所安装发光效率高、能够满足显色性要求的LED光源，在后期维护难度较高、人流量大的场所，可安装使用寿命长的高频LED灯具。

（二）变压器节能技术

设计者必须在高层楼宇建筑的设计阶段，基于自身实践经验，选择新型的节能变压器，根据居民用电情况调整变压器的过电压水平，控制变压器内部的空载电流值，实时检测电气系统输入、输出电压值的变化，合理运用变压器内置的自动调节电压功能，稳定电压的输出值，在电气系统内部安装自动化调压器，将高层楼宇建筑供电系统的电压控制在小于30%范围以内，实现电压稳定输出，让楼宇内部的电气系统保持稳定状态，达成节能降耗的环保建设目标。设计者必须调整建筑建造计划，选用带有低功率节能运作功能的变压器设备，优化电气系统的运作方式，选择电能损耗最小、功率较低的运作方式，基于实际情况评估多台变压器在运作过程中的实际能耗量变化规律，让高层楼宇电气系统中的变压器呈并列运作，实现变压器节能运作。

（三）供配电系统节能技术

设计者必须选择合理的导线型号，站在整体性角度评估不同类型导线的使用价值，选择电导较小、传输能耗较低、由环保材料制作而成的导线，如铜制导线、滤芯导线等，提升导线设计的经济性与合理性，遵循节约材料原则。设计者必须根据建筑内部结构布局调整变电所的具体位置，使之贴近电气系统的负荷中心，尽可能地缩短核心线路与馈电系统之间的距离，控制电能损耗，全面提升节能效果。在设计供电系统的过程中，必须秉承节能降耗原则，在供电系统中安装可自动调节电压的变压器，根据实际情况调整导线的横截面积，控制线路传输过程中电能的损失。

结论：高层楼宇建筑设计者必须基于具体情况调整电气节能技术应用方式，采用可支持调频的变压器，重新设计建筑内部照明方案，选择能耗较低、照明效果较好的灯具，优化电气系统运作方式，循环利用电力设备中的元件，降低我国高层楼宇建筑的电能消耗量，实现现代建筑业推广节能减排技术的基本目标，全面贯彻碳中和战略。

参考文献：

[1]薛英杰.高层楼宇建筑电气节能技术要点及安全与能效研究[J].中国住宅设施，2021（01）：70-71.

[2]张冬青.高层楼宇建筑电气节能技术研究[J].花炮科技与市场，2019（04）：123.

作者简介：姓名：陈建伟，出身年月：（1976年1月），男，名族：汉，籍贯：天津市，研究方向：电气，工作单位：天津天塔湖文化旅游有限公司。