淺談高層建筑電氣設計與節能

摘 要：由于高層建筑具有特殊性，因此，高層建筑的電氣設計十分重要。因為高層建筑的電氣設計的經濟、可靠、安全會直接影響高層建筑的安全和能耗。在建筑電氣設計的過程中，設計人員要以節能為基本原則，重點選擇合適的電氣設備，從而達到整體節能的目的。本文對高層建筑電氣設計的內容、原則和不足進行了認識，并在此基礎上探討高層建筑電氣設計和節能措施。

關鍵詞：高層建筑 電氣設計 節能

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（b）-0118-01

隨著社會經濟的快速發展，城市的發展越來越快，許多人口都涌向城市。在這種趨勢下，城市的人口激增，導致住房面積不能滿足人們住房的需要。在這種條件下，只能修建高層建筑，從立體上擴大住房面積。但是高層建筑十分特殊，對建筑工程的設計和施工都提出了更高的要求。工程設計是施工的前提，因此，合理的設計是施工順利的基本保證。在設計過程中，設計人員要貫穿節能的原則，根據建筑用電設備的特點、負載容量以及供電分布等特點來進行電氣設計，從而減少電氣能耗，節省運營成本。

1 高層建筑電氣設計

1.1 選擇供電電源和電壓

通常情況下，高層建筑的層數都比較多，建筑面積也普遍比較大，為了確保高層建筑供電的安全和可靠，必須配備兩個以上的獨立電源。這些電源都是同時供電，充當彼此的備用電源，在一個電源出現故障時，其它電源正常工作，以確保正常供電。為了確保樓層的穩定供電，許多高層建筑安裝了發電機組，在停電時，采用發電機組發電，確保停電時，建筑內的正常供電。

1.2 配電系統設計

一般情況下，我國的高層建筑供電都采用10 kV的標準電源同時供電，為了自動切換電壓，一般都采用單母線進行高壓分段。配電系統的計費方式采用的是兩部電價法，對高壓采用高供高計，對于低壓，采取在配電系統旁安裝計費表的方法進行計費，通過這兩種方法，分別對高壓和低壓進行計費。

1.3 電氣設備選型

高層建筑有許多的電氣設備，比如照明系統、低壓配、高壓開關柜等。對于電氣設備的選型，設計師們要根據高層建筑的特點選擇合適的設備，例如，高層建筑的高壓開關柜要選擇真空開關手車式開關柜，對于高層建筑里面的低壓配電屏，應當都設計成抽屜式，而對于大容量出線，應當設計成手車式等。高層建筑的發電機組要使用燃氣輪發電機，按照調光控制、燈具布置、光源等的特點進行設計，融合照明和建筑裝飾，并采用高效率的電光源，從而降低建筑的能耗。

1.4 其他方面的設計

（1）高層建筑的防雷與接地。建筑的安全十分重要，對于高層建筑來說，做好高層建筑的防雷和接地工作尤其重要。在設計的過程中，應當充分結合防雷接地、工作接地和保護接地三方面的設計，選擇4歐姆以下的電阻，提高高層建筑的安全性。

（2）對于高層建筑來說，電梯是高層建筑不可缺少的設計。但是高層建筑的電梯設計十分的復雜，由于高層建筑不僅要滿足人們居住的需要，還要設計觀景梯、消防梯以及自動扶梯等多種電梯。因此，電氣設計人員在設計高層建筑的電氣系統時，要充分與建筑設計人員進行溝通，了解建筑的特點，設計出最佳的電氣系統。

2 筑電氣設計常見問題和電氣節能設計原則

2.1 高層建筑電氣設計中漏電開關極數選擇

由于電氣設計涉及到整個高層建筑的安全用電，因此，在電氣設計的過程中，必須遵循電氣設計的原則和規范，高層建筑電氣設計中如何選擇漏電開關極數就是一個非常重要的問題，必須根據建筑的供電電源選擇合適的漏電保護器。具體的選擇方法如下，對于單相220 V電源供電的電氣系統，應當選擇單極二線式或者是二極二線式漏電保護器；對于380 V電源供電的電氣系統，應當選擇三級式漏電保護器，確保高層建筑電氣系統的正常運行。

2.2 建筑電氣線路接地故障保護

在設計高層建筑電氣系統的過程中，對于室外照明，要選用竹接地系統，并采用金屬外殼保護室外照明設備，防止燈具的損壞，造成不必要的傷害。

2.3 電氣節能設計的原則

隨著社會經濟的發展，城市的人口越來越多，建筑能源的浪費成為一個很大的問題，因此，為了保護環境，節約能源，在高層建筑電氣設計過程中，設計人員要遵守電氣節能設計原則，具體有以下兩點。

（1）在節能設計的同時，必須滿足居民日常用電的需求。

（2）在設計電氣設備時，在協調節能與電氣運行的關系。

3 高層建筑電氣設計與節能措施

3.1 建筑配電系統和無功補償裝置的節能設計

（1）在設計配電系統時，設計人員應當根據配電系統的容量、配點距離以及電氣設備的特點來設計，盡量縮短變配電所和符合中心的距離，不僅能夠節省電纜材料，還能減少在輸電過程中消耗的電能，達到節能效果。此外，設計人員還要合理選擇變壓器的容量和數量，通過變壓器的設計節省電能。

（2）電容器放完電后才能充電，如果沒有放完電就進行充電，則會浪費電能，因此，應盡量避免這種情況。

3.2 提高供配電系統功率因數

自然功率因數的提高，這可以通過選擇異步電機、使用同步電動機以及實現電力變壓器輕載運行的方法來實現。無功功率的人工補償，設計人員在設計的過程中可以采用高低壓柜集中補償和分散就地補償的辦法，結合建筑電氣設備的實際情況來進行設計。

3.3 減少線路電能損耗

線路電能損耗也是高層建筑電能損耗的重要方面，設計人員要重視線路上的電能損耗，按照發熱條件、機械長度來進行低壓線路截面選擇，減少線路損耗，選用電阻率比較小的材質作為線路導線，包括銅芯導線和鋁線。

3.4 照明節能設計

設計人員應該盡量的選用高效光源，室內場所照明可以使用小功率高壓鈉燈和熒光燈，室外照明和道路照明可以使用高壓鈉燈和金屬鹵化物燈，氣體放電燈和熒光燈要安裝電容器。

4 結論

隨著經濟的快速發展，城市高層建筑也越來越多。高層建筑具有普通建筑不具備的特點，因此，高層建筑的電氣設計也更加的復雜。在高層建筑的電氣設計過程中，設計人員要始終貫穿節能的原則，選擇合適的電氣設備，根據建筑的特點進行合理的設計，從而達到降低運營成本，節省能源的目的。

參考文獻

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