绿色高层建筑电气节能设计研究

【关键词】电气设计，节能，高层建筑 

　　随着中国经济的高速增长，各个城市之间高层建筑竞相崛起，能源消耗现象也迅速增加，能源危机成为我们当务之急要解决的问题之一。电能的节约不只是单纯意义的降低标准，应在确保安全使用的基础上，提升能源利用性与综合效益，这是电气设计人员首要的工作任务。 

　　1高层建筑电气设计的核心工作 

　　1.1电源和电压的挑选 

　　确保高层建筑中所有设备正常运行，供电是其首要保障，为了确保供电可靠性与稳固性，当代高层建筑应有不少于两个单独的电源，具体电源的数量要根据负载大小和本地电网的条件来决定。单独的电源在使用上要遵循两路电源一起发电，相互可以作为备用的原则。此外，应该设置应急柴油发电机组，保证发生紧急停电时，能够在15秒之内主动恢复供电，使得照明设施、电脑仪器、消防仪器、电梯设备等及时恢复供电。通常中国高层建筑的供电电压选用10千伏电压为宜。 

　　1.2对于电力负荷参数的选用 

　　电力策划的参数体现在对电力负荷的确定。电力负荷的准确确定，是确保仪器用电安全、可靠的根本。一般对于高层建筑电力负荷的确定，通常选用负荷密度法与需要系数法。 

　　1.3对于电气照明的策划 

　　对于电气照明的策划包含以下几个环节：光源的选取、光照强度的计算，灯具的形象，光色控制和调光系统，配电线路安装等等。电气照明策划和建筑装饰两者之间的关系十分密切，相辅相成，在功能使用上和艺术境界上要求统一。通常为了获得显著的节能效果，可选择高光效的电光源，例如LED灯的使用。 

　　1.4确定变电所的方位 

　　当代高层建筑的电能需求非常大，确定变电所的方位，最大限度的使用高压深入负荷中心。这有利于达到节约能源的效果，保证供电质量。 

　　1.5精确选用防雷与接地装置 

　　对于当代高层建筑的防雷设计，选用避雷针和防雷带这种方法比较简便、成本较低。但是一般采用这种方法，需要每层楼的钢筋、金属制的管道和层与层之间连接的柱钢筋要能够形成电位结构。当代的高层建筑与楼板的连接，都使用钢筋混凝土剪力墙，这种连接非常的可靠。我们所要关心的是金属管道之间的接地。对于当代高层建筑防雷接地装置、电气设备的保护接地，都是综合一起来开展的，构成一个接地系统。一般接地电阻的选择，根据最低的要求通常是不大于1欧姆。选取钢筋混凝土的构造作为与地面相连的介质。虽然对于接地电阻的需求，基础钢筋和其他自然接地体已经能够满足，但是为了使电位平衡，还需要提供人工接地系统，可以连接主楼基础到地面，大大提升其安全性能。 

　　1.6电梯的选择 

　　电梯有好几种不同的分类，一般按照其使用功能可分为，普通载客电梯、观光电梯、服务梯子，高级载客电梯，货物电梯，自动扶梯，消防用梯等多种；根据梯子的速度可分为低速，快速，高速、超高速的梯子，根据使用的电流，分为交流和直流两大类。设计师的工作核心就是确定电梯的数量和功能。对于配置和电梯的形象，而不是电气设计人员可以决定的，一定要结合建筑的整体设计来完成。 

　　1.7策划高压与低压配电体系 

　　（1）高压配电设施：当代高层建筑是选用独立的两个10 千伏电源一起供电。常常高压电源利用单母线分段、自动开关，相互作为备用。电源进线回路数决定了母线的分段数。当电源具有主副电源时，可以考虑使用单母线不分段毗连。电源进线由电缆进线取代，对于电缆的选择应该选取低烟无卤耐火的电缆，而且其使用寿命可长达70年。（2）高压系统和低压基本上主要采用径向分布体系。在楼层上的布局选用混合动力体系。配电装置的重要环节是主线。当代高层建筑的主线使用插头类型的母线槽。水平主线的分布由于放线难度大，大都选用塑料绝缘电缆与主干线连接。每层楼都要安装具有独立性的、小型的配电间。层间配电箱的电源来自于主干线，受自动空气开关控制。如果楼层多，负荷大，通常结合楼层数实行分区供电，也可以把变压器分散设置，一般位置在地下层，中间层和顶层。 

　　2高层建筑电气节能策划的有效举措 

　　2.1变电所方位的选取 

　　高层建筑由于楼层多，负荷比较分散，确保配电线路不得超过容许值的电压降，有效降低功率和损耗，减少大截面电缆浪费，变电所方位的选取非常关键，一般要遵循与负荷中心相贴近，以下详细的分析出变电所设计的多种方法： 

　　（1）把变压器位置选在地下室或者附属建筑物之内； 

　　（2）在地下室与最高层设计出变压器位置； 

　　（3）在地下室，顶部和中间层分别设计变压器的位置； 

　　（4）也可以只选择中间层安设变压器； 

　　（5）主变压器设置于底部和上部。到底选用哪种方法，一般要综合考虑经济、设备条件和施工便利，同时对于操作和管理方面也要优先考虑。 

　　2.2在照明环节上实施节能的有效办法 

　　（1）使用高效光源。以往普遍使用的白炽灯，因其成本低，安装简便，易于维护，但是其缺点就是照明效果不佳，所以，现在白炽灯的使用逐渐减少，人们发现了显色性能高，照明效果好的新光源，比如LED灯的广泛使用。 

　　（2）有效利用自然采光，一般建筑的窗户在设计的时候，就要考虑其采光作用，应该设计宽敞的门窗，尽可能选用玻璃门窗，因为它透光率高。一般能借助自然光的建筑，照明设备的安装，要有自动调整光线功能，这样自然光较强的时候，就可以有效的节约能源。 

　　（3）使用气体放电灯，通过灯丝的调节，而完成调光工作。但是它的价格太高了，在工作的照明光调节中不适合采用此种方法。 

　　在照明节能的环节上，除满足照明强度、光色指数之外，对于灯具的选取上，也要特别慎重，可选取具有自动控制开关的灯具，这样可大大促进照明节能的效果。 

　　2.3电动机工作方面的节能预案 

　　一般高层建筑电气的电动机和空调电机，水道、建筑所需电动机都是由设备制造商联合供给。所以，节能的方案要在电动机的实际运行中完成，避免电机空载运转，保证电动机在输出的电能不被损耗。 

　　2.4选择适宜的导线截面 

　　（1）首先我们要特别注意对于导线材料的选择要慎重，通常选择电导率小的材料。铜是最理想的选择对象，但是由于铜材质成本比较高，所以在高层建筑负荷较大的时候，才适合选用铜作为导线。 

　　（2）尽最大可能节省导线的长度。第一点，由于两点之间直线最短的原则，线路要走直线，尽量避免弯路，，这样可以有效的减短长度；第二点，低压线路要防止往返线，这可以减少来往返线路上的功率消耗。 

　　总体来说，对于高层建筑的节能探讨很有重要意义，这符合政府提出的节能理念，因此在高层建筑电气节能设计上我们要把好关，在设计的各个环节上在保证其使用安全性能的时候，要充分的考虑电气节能。与此同时，对于设备的选择上，我们应该准确的了解其功能，原理，综合考虑其技术实用性与经济价值，这样才能够提高电能的利用率，达到节能的效果。

      【参考文献】 

　　[1]李海安，黎文安.实用建筑电气技术[M].北京：水力水电出版社，2011 

　　[2]陈一才.高层建筑电气设计手册[M].北京：建筑工业出版社，2012 

　　[3]戴瑜兴，黄铁兵.民用建筑电气设计数据手册[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.