超高層建筑電氣節能設計要點解析

（廣東鴻宇建筑與工程設計顧問有限公司，廣東 東莞 523000）

超高層建筑電氣節能設計要點解析

李 麗

（廣東鴻宇建筑與工程設計顧問有限公司，廣東 東莞 523000）

建筑電氣節能設計不僅可以降低建筑在使用過程中的能耗，還滿足可持續發展的理念，對于推動和實現建筑工程健康發展具有重要意義。本文從超高層建筑電氣節能的設計原則開始，對其設計要點進行分析。

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一、超高層建筑電氣的節能設計原則

超高層建筑電氣的節能技術不僅可以實現我國可持續發展理念，而且對于緩解我國的能源壓力和環境污染問題具有重要作用，其在設計時應當遵循以下幾個原則：

（一）滿足建筑設計的需求和功能要求

超高層建筑的節能設計一定要滿足建筑物的設計需求和功能要求，比如對舒適度的要求、對照明的要求以及對用電安全的要求等。超高層建筑的節能設計還要盡可能地使用一些較為先進的節能技術，在滿足建筑設計的功能需求的同時盡可能地使得能源的消耗最小化。

（二）建筑應具備足夠的經濟效益

超高層建筑的節能設計一般需要采取針對性的節能技術和設備來實現節能目標，而節能材料和技術的應用不可避免地會增大資金投入。在這一過程中一定要注意將節能技術的資金投入控制在一定的范圍之內，以此來保證建筑企業獲取足夠的經濟效益，避免給企業帶來經濟損失。

二、超高層建筑節能設計要點的解析

（一）節能型變壓器的選擇

節能變壓器不僅具有優異的節能效果，而且還具有效率高、重量輕、抗沖擊以及噪音小等特點，因此值得在超高層建筑電氣工程中廣泛應用。從實際情況來看，在建或者改建工程大多使用SGB10、SL7、SGB11-R以及S9等高效低損的節能變壓器。這些節能變壓器各自的特點有所不同，比如S7型節能變壓器，其10KV系列的短路損失和空載損失與傳統變壓器相比分別減少了13.8%和41.6%，而S9系列變壓器在S7系列變壓器的基礎上，其短路損失和空載損失又減小了22.8%和6.1%，S11系列變壓器的空載損害又比S9系列降低了70%左右，是目前使用最為廣泛的一種節能變壓器。此外，在配置變壓器時，應當合理地選擇變壓器的臺數和容量，要使得變壓器的容量與其電力負荷向符合，通常來說，變壓器的負荷載率在80%左右最為合適。總之，節能變壓器的合理應用既可以減少能源的損耗，也可以保證足夠的經濟效益，應用前景十分樂觀。

（二）供配電線路功率損耗的控制

超高層建筑的供電線路復雜且長度較長，由于供電線路中存在電阻，因此當供電時就不可避免地會產生功率的損耗，供電線路功率損耗計算公式為：△P=3×R×2IΦ×10-3，其中△P是供電線路的功率損耗，R是供電線路的電阻，而IΦ是相電流。不難看出，在相電流一定情況下，只有減小供電線路的電阻，才能降低供電功率損耗。而供電線路的電阻和導線的長度以及導線的電阻率成正比，與導線截面的面積成反比。針對這一理論，筆者提出了以下方法：

1 減少供電線路的長度

為了減少供電線路的電阻，降低功率的損耗，在鋪設供電線路時應當盡可能地走直線，避免走彎路，同時變壓器與負荷中心的距離應最大程度地縮短，這可以大大降低供電距離，以此來降低供電功率的損耗。

2 供電線路材質的選擇

在選擇供電線路的材質時，應選擇電阻率較小的導線，比如選用銅芯線，這可減小供電線路的電阻，從而降低供電功率的損耗。

3 增大導線截面的面積

相關人員在進行超高層建筑電氣供電線路的安裝時，應當在考慮投入資金的前提下，盡可能地增大導線面積，以此來減小供電功率的損耗。

（三）動力系統的節能設計

1 電動機的選擇

一般來說，當負載率大于75%時，電動機的損耗才能被有效控制。因此，在選擇電動機的型號時，應當選擇效率較高的電動機，盡管這會一定程度地增大成本，但是高效率節能型電動機可以顯著降低能源消耗，提升工作效率，從而達到超高層建筑的節能目的。

2 無功補償

電動機在運行過程中會產生較大的電感值，當電感值超過標準之后就會降低電動機的效率，因此需要采用無功補償的方式來控制電動機的功率。無功補償就是指通過假設濾波裝置來提升電動機的功率因數，從而保證電動機在運行過程中也有比較好的效率，達到節能的目的。

3 起動方式的選擇

選擇正確合理的起動方式，也可以降低電動機的能源損耗。比如對于容量較大的電動機可采用降壓起動的方式，這可減小電動機起動過程中的能源損耗。也可以采用變頻器來進行起動，這通常適用于泵類和風機等設備，可使得電動機能根據負載的變化而自行調整轉速，從而達到明顯的節能效果。

（四）照明的節能設計

1 燈具的選擇

要想達到超高層建筑的節能目的，對燈具的選擇是關鍵。在所有類型的燈具中，白熾燈的光效最低，高壓鈉燈的光效最高，但高壓鈉燈其價格較高，因此一般在實際中使用的是熒光燈，熒光燈的光效較高、能耗較低、價格也不高，值得在建筑照明系統中廣泛應用。

2 控制方式的選擇

合理的照明設備控制方式可以提高電能的利用率，降低能源消耗，對于超高層建筑電氣的節能具有重要作用。在選擇照明設備的控制方式時，要盡量采取分區控制的辦法，改變過去要么全關、要么全開的控制方式，根據不同區域的不同需求進行布置，達到節約能源的目的。比如可在樓梯設置聲控電源開關，使得樓道燈光在無人時自動熄滅，在有人時自動打開，這樣既不會影響住戶的正常生活，也達到了節能降耗的目的；在一些公共場所則可采用集中控制的辦法，以此來達到節能目的。

結語

超高層建筑作為一種高能耗建筑，如何降低其電氣能源的消耗成為值得思考的問題。超高層建筑電氣的節能設計可從變壓器的選擇、對功率損耗的控制、動力系統的節能設計以及照明設備的節能設計幾個方面入手，在設計時既要滿足基本的功能需求和節能要求，也要考慮到施工建設的成本。只有這樣，才能實現超高層建筑節能性能的同時，保證建筑工程企業經濟效益的最大化，從而實現建筑企業的可持續發展。

[1]王勃.淺談新時期建筑電氣設計[J].中國高新技術企業，2010（18）.

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