高層建筑電氣節能設計探討

■羅紅艷 ■安慶市第一建筑設計研究院有限公司，安徽 安慶 246000

經濟社會不斷發展的局面下，人類越來越意識到資源的重要性，地球資源不是取之不盡、用之不竭的，為了實現社會的可持續發展，節約資源已經成為了國家的戰略性目標。電氣節能是高層建筑的重點課題，如何在保證用戶正常使用的前提下，降低能源的損耗是電氣節能設計的核心內容，因此，提高能源的利用效率就是設計的關鍵突破點。社會的每一個微小的舉措都能為緩解能源危機做出巨大的貢獻，最終實現可持續發展社會的目標。

1 高層建筑電氣節能設計應該遵守的原則

1．1 保證建筑物設施正常使用

節能設計不能以犧牲建筑設施的正常功能為代價，高層建筑是為了滿足人類的居住環境而誕生的產物，如果節能設計要剝奪建筑物的某項功能，如照明的照度、空調的溫度、設備的供電功率等，這都違背了高層建筑設計的初衷。電氣的節能設計不能影響設施的功能，應在滿足正常使用的前提下從其它切入點出發，真正實現節能效果。

1．2 衡量節能設計的成本與經濟效益

電氣節能設計需要投入一定的成本，在節能設計前需要充分衡量成本與經濟效益的關系。用于節能設計的經濟成本可以通過日后的節能效益進行回收，但是不能盲目的開展節能設計，以防過高的投入卻只換來較小的回報，入不敷出不是節能設計的目的。在高層建筑施工過程中，進行節能設計所增加的成本需要在有限的時間內通過節約下來的能源進行回收。

1．3 減少無用的能源消耗

一座龐大的高層建筑，在電氣系統運行中，總會存在一些疏漏，節能設計需要盡量的排查出無用的能源消耗。無用的能源消耗是高層建筑中重要的一筆能源損耗，因此，節能的關鍵就是要著手改造無用消耗。首先，需要通過精密的排查，找出與建筑設施無關的能源消耗，其次在研究具體的解決方案，徹底地剔除無用的能源消耗，提高能源的利用效率。

2 高層建筑電氣節能設計措施

2．1 科學選擇變壓器位置

高層建筑由于其自身錯綜復雜的地理結構，在選擇變壓器的位置時需要考慮各方面的因素，科學合理的抉擇出最適合的地理位置。高層建筑的負荷點離散的分布在各層，為了最大限度的減少電能的損耗，縮短大截面的電纜線路的使用，變壓器一般選在離負荷點中心較近的位置。具體來說，變壓器的安裝位置主要有地下室、最高層、中間層這幾種方式，實際選用什么方式，可以結合建筑的具體結構以及經濟、施工條件、管理模式等相關的因素，選用其中一種安裝方式，或者幾種安裝方式并用。

2．2 安裝合適的變壓器設備

安裝合適的變壓器設備是電氣節能設計的關鍵，選擇合適的變壓器設備主要考慮變壓器的有功功率。合適的變壓器設備可以盡可能的減少有功功率損耗，變壓器的有功功率損耗是有載損耗與負載率平方的乘積再加上空載損耗的和，因此，在選擇時，需要考慮各方面的因素。首先，為了減小有載損耗，盡量選擇阻值較小即繞組電流較大的變壓器，比如銅芯所制的變壓器便是較為合適的選擇;其次，考慮空載損耗的因素，變壓器設備應該選擇節能型的，比如干式變壓器;除此之外，變壓器的容量也是影響其選擇的主要原因，選用少數的大容量設備，還是多數的小容量設備，這需要結合高層建筑的負荷點位置的分布，在合理分配負荷位置的的情況下，一般選用大容量的變壓器比較經濟實惠，也更加安全可靠。

2．3 導線截面積要適當

根據線路的電能損耗的物理公式P=I^2*R，因為電路的電流已經固定不能改變，要減小P值，應該減小R，而線路的電阻與電導率、線路長成正比，與導線的截面積成反比，因此，節能設計要盡量的減小導線的電導率與長度，提高導線截面積。具體來說，導線的電導率與其材質有關，銅的電導率小，在過去常大量使用銅線，隨著銅資源的減少，為了節約資源目前常使用鋁線作為替代。在建筑施工中，對電路進行排線時，需要遵循少走彎路的原則，盡量合理布線，統籌安排。合理加大一級導線的截面積，同時對于季節性供電的設備線路可以充分利用，減少閑置，提高線路的利用效率，減少能源損耗。

2．4 改善建筑照明系統

高層建筑的照明系統在電氣能耗中占據比較大的分量，要進行電氣節能設計，從改善建筑的照明系統入手，也可以有效的實現節能。傳統的照明系統廣泛使用安裝簡易的白熾燈，節能的首要就是要摒棄白熾燈，選用節能燈，雖然節能燈成本相對較高，而且安裝相對復雜，但是長久的使用下來，節能燈節約的能源效益遠遠大于其成本投入，這是照明系統改造的主要工作。除此之外，隨著現代科技的不斷發展，新能源的使用也在不斷的發展，高層建筑電氣節能設計中可以加入一些太陽能的使用，太陽能的用途不只是加熱用水，還可以用作照明。自然光的充分利用也是建筑照明系統改善的重要舉措，在一些高的樓層，增大門窗的面積，選擇透光率較好的玻璃材質，利用自然光進行照明是減少能源損耗的有效方法。高層建筑的電氣節能來源于方方面面，照明作為電氣的重要損耗功能，通過節能燈、太陽能、自然光的有效利用，可以切實的達到節能的效果，同時并不影響建筑設施的正常功能。

3 總結

總而言之，高層建筑的電氣節能設計需要遵循一定的原則，在滿足建筑物設備正常工作的情況下，權衡成本與效益的利弊，割斷一切的無謂損耗，通過科學合理的安裝變壓器設備，選擇適合的導線粗細，改善照明系統等一系列措施來減少建筑的能耗，從而實現高層建筑的電氣節能設計，緩解能源危機。電氣節能設計是隨著能源消耗加劇，為了社會的可持續發展而進行的改革，不但能節約社會資源，也給企業個人帶來了經濟效益，實現社會效益、環境效益和經濟效益的大融合。

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