浅谈高层建筑电气设计与节能

关键词：高层建筑 电气设计 节能 

　　随着社会经济的快速发展，城市的发展越来越快，许多人口都涌向城市。在这种趋势下，城市的人口激增，导致住房面积不能满足人们住房的需要。在这种条件下，只能修建高层建筑，从立体上扩大住房面积。但是高层建筑十分特殊，对建筑工程的设计和施工都提出了更高的要求。工程设计是施工的前提，因此，合理的设计是施工顺利的基本保证。在设计过程中，设计人员要贯穿节能的原则，根据建筑用电设备的特点、负载容量以及供电分布等特点来进行电气设计，从而减少电气能耗，节省运营成本。 

　　1 高层建筑电气设计 

　　1.1 选择供电电源和电压 

　　通常情况下，高层建筑的层数都比较多，建筑面积也普遍比较大，为了确保高层建筑供电的安全和可靠，必须配备两个以上的独立电源。这些电源都是同时供电，充当彼此的备用电源，在一个电源出现故障时，其它电源正常工作，以确保正常供电。为了确保楼层的稳定供电，许多高层建筑安装了发电机组，在停电时，采用发电机组发电，确保停电时，建筑内的正常供电。 

　　1.2 配电系统设计 

　　一般情况下，我国的高层建筑供电都采用10 kV的标准电源同时供电，为了自动切换电压，一般都采用单母线进行高压分段。配电系统的计费方式采用的是两部电价法，对高压采用高供高计，对于低压，采取在配电系统旁安装计费表的方法进行计费，通过这两种方法，分别对高压和低压进行计费。 

　　1.3 电气设备选型 

　　高层建筑有许多的电气设备，比如照明系统、低压配、高压开关柜等。对于电气设备的选型，设计师们要根据高层建筑的特点选择合适的设备，例如，高层建筑的高压开关柜要选择真空开关手车式开关柜，对于高层建筑里面的低压配电屏，应当都设计成抽屉式，而对于大容量出线，应当设计成手车式等。高层建筑的发电机组要使用燃气轮发电机，按照调光控制、灯具布置、光源等的特点进行设计，融合照明和建筑装饰，并采用高效率的电光源，从而降低建筑的能耗。 

　　1.4 其他方面的设计 

　　（1）高层建筑的防雷与接地。建筑的安全十分重要，对于高层建筑来说，做好高层建筑的防雷和接地工作尤其重要。在设计的过程中，应当充分结合防雷接地、工作接地和保护接地三方面的设计，选择4欧姆以下的电阻，提高高层建筑的安全性。 

　　（2）对于高层建筑来说，电梯是高层建筑不可缺少的设计。但是高层建筑的电梯设计十分的复杂，由于高层建筑不仅要满足人们居住的需要，还要设计观景梯、消防梯以及自动扶梯等多种电梯。因此，电气设计人员在设计高层建筑的电气系统时，要充分与建筑设计人员进行沟通，了解建筑的特点，设计出最佳的电气系统。 

　　2 筑电气设计常见问题和电气节能设计原则 

　　2.1 高层建筑电气设计中漏电开关极数选择 

　　由于电气设计涉及到整个高层建筑的安全用电，因此，在电气设计的过程中，必须遵循电气设计的原则和规范，高层建筑电气设计中如何选择漏电开关极数就是一个非常重要的问题，必须根据建筑的供电电源选择合适的漏电保护器。具体的选择方法如下，对于单相220 V电源供电的电气系统，应当选择单极二线式或者是二极二线式漏电保护器；对于380 V电源供电的电气系统，应当选择三级式漏电保护器，确保高层建筑电气系统的正常运行。 

　　2.2 建筑电气线路接地故障保护 

　　在设计高层建筑电气系统的过程中，对于室外照明，要选用竹接地系统，并采用金属外壳保护室外照明设备，防止灯具的损坏，造成不必要的伤害。 

　　2.3 电气节能设计的原则 

　　随着社会经济的发展，城市的人口越来越多，建筑能源的浪费成为一个很大的问题，因此，为了保护环境，节约能源，在高层建筑电气设计过程中，设计人员要遵守电气节能设计原则，具体有以下两点。 

　　（1）在节能设计的同时，必须满足居民日常用电的需求。 

　　（2）在设计电气设备时，在协调节能与电气运行的关系。 

　　3 高层建筑电气设计与节能措施 

　　3.1 建筑配电系统和无功补偿装置的节能设计 

　　（1）在设计配电系统时，设计人员应当根据配电系统的容量、配点距离以及电气设备的特点来设计，尽量缩短变配电所和符合中心的距离，不仅能够节省电缆材料，还能减少在输电过程中消耗的电能，达到节能效果。此外，设计人员还要合理选择变压器的容量和数量，通过变压器的设计节省电能。 

　　（2）电容器放完电后才能充电，如果没有放完电就进行充电，则会浪费电能，因此，应尽量避免这种情况。 

　　3.2 提高供配电系统功率因数 

　　自然功率因数的提高，这可以通过选择异步电机、使用同步电动机以及实现电力变压器轻载运行的方法来实现。无功功率的人工补偿，设计人员在设计的过程中可以采用高低压柜集中补偿和分散就地补偿的办法，结合建筑电气设备的实际情况来进行设计。 

　　3.3 减少线路电能损耗 

　　线路电能损耗也是高层建筑电能损耗的重要方面，设计人员要重视线路上的电能损耗，按照发热条件、机械长度来进行低压线路截面选择，减少线路损耗，选用电阻率比较小的材质作为线路导线，包括铜芯导线和铝线。 

　　3.4 照明节能设计 

　　设计人员应该尽量的选用高效光源，室内场所照明可以使用小功率高压钠灯和荧光灯，室外照明和道路照明可以使用高压钠灯和金属卤化物灯，气体放电灯和荧光灯要安装电容器。 

　　4 结论 

　　随着经济的快速发展，城市高层建筑也越来越多。高层建筑具有普通建筑不具备的特点，因此，高层建筑的电气设计也更加的复杂。在高层建筑的电气设计过程中，设计人员要始终贯穿节能的原则，选择合适的电气设备，根据建筑的特点进行合理的设计，从而达到降低运营成本，节省能源的目的。 

　　参考文献 

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