郭纯
广东新长安建筑设计院有限公司
摘要：随着社会经济的发展，越来越多的高层建筑出现在人们视野中，电气工程作为高层建筑的重要组成部分，是高层建筑功能实现的保障。对高层建筑电气节能进行优化设计对高层建筑居民和社会都有非常重要的现实意义。本文以高层建筑电气节能优化的特点和原则为基础，通过变压器、电线电缆、照明设备和谐波等方面的优化对高层建筑电气节能优化设计的要点进行了阐述。
关键词：高层建筑；电气节能；设计
引言
当今社会不断向前发展，资源对于人类发展的重要性不言而喻，而地球上面的资源是有限的，所以只有坚持节约资源的国家战略性目标，才能实现社会的可持续发展。电力资源是对于人们日常生活非常重要的一项资源，电气节能是高层建筑应该重视的问题。高层建筑电气节能优化设计的核心是在保证用户正常使用的前提下，降低能源消耗。高层建筑电气节能优化的设计不但改善了人们的生活质量，也为社会的可持续发展做出了重要的贡献。
1 高层建筑电气设计特点
由于高层建筑的特点，与高层建筑电气设计关联的用电设备种类众多，比如楼梯、过道等的电器照明设备，客梯等的电梯设备，水机组等的制冷设备，高压水泵等的排水设备，鼓风机等的锅炉房设备，排风扇等厨房设备以及相应的供电设备和消防设备。除此之外，不同设备在高层建筑的用电量上面也存在着差别，而且高层建筑的应急照明、客梯电力和消防用电等都有着独立的电源，所以高层建筑有着相对而言较高的用电量。
2 高层建筑电气节能设计应遵守的规范
高层建筑在进行电气节能设计是应该遵守适用原则、实际原则和发展眼光原则三大原则。
2.1 适用原则
高层建筑的电气节能设计应该与高层建筑的用电器相适应，节能设计不能以牺牲建筑设计的正常功能为代价。高层建筑的节能设计不但要保证建筑内用电器的长时间稳定工作，还要满足建筑内部用电设备对供电可靠性、电力负荷容量和电能综合质量的要求。所以高层建筑的电气节能设计应该在保证电气正常使用的前提下真正达到节能的效果。
2.2 实际原则
在进行高层建筑电气节能施工前，要结合高层建筑工程的实际情况，对电气节能优化技术所能够获得的经济效益进行深入思考。不能盲目的开展高层建筑电气节能优化项目，防止投入过高而受益较少，入不敷出的尴尬境地。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时在高层建筑施工中，要计算节能设计所增加的成本则需要在规定的时间内通过节约下的能源进行回收。
2.3 发展眼光原则
作为实现高层建筑内部电气节能的关键切入点，在进行高层建筑电气节能优化施工过程中，要综合高层建筑的用电等级、电气符合类型和电气容量等多方面的因素进行考虑，并积极采用相关的节能技术来降低或消除高层建筑电气系统中与建筑不相关的电气能源消耗。在高层建筑的照明系统设计中不仅要考虑到建筑的节能性，还应考虑到人们的使用需求。总之，高层建筑电气节能优化设计要对以人为本、绿色可持续和技术技能的原则进行贯彻。
3 高层建筑电气节能优化措施
3.1 配电总体规划设计
高层建筑配电总体规划的设计包括供配电方案的设计和供配电系统网架的设计两个方面。
合理供配电方案的设计，首先应该根据电源点、供电距离和电力负荷的容量进行详细计算，根据计算结果合理设计供配电的方案，合理选择供电电压的等级。在变电所进行安装时，为了缩短供电半径，降低供电损耗，提高供电传输效率，应该选择安装在靠近负荷中心的部位。但是要注意的是虽然提高供配电系统的供电电压等级可以使供电电流降低，减少损耗，但是提高供电电压会增加设备投资，所以要结合施工的实际情况，从技术、经济效益等各个方面综合考虑，选择合理的供配电方案。
合理供配电系统网架的设计，一方面可以使供配电系统的内部接线得到简化，可以降低对系统运行维护的工作量；另外一个方面，合理供配电系统网架的设计可以有效降低输电线路的损耗，使末端供电电压得到提高以确保用电设备的稳定运行，从而达到节能减耗的目的。
3.2 配电变压器优化设计
在高层建筑的电气系统中，变压器中的阻抗会使电力资源造成不必要的消耗和浪费，针对这一问题，可以通过降低变压器的负载率来节约不必要的消耗。配电变压器节能优化的实质在于通过降低变压器的功率损耗来提高变压器的工作效率。首先，配电变压器中低压侧的输出电网应该构成环形网络，这样可以使变压器的数量可以根据负荷的变化进行相应的调整，而使电力供应不受其影响。其次，提高变压器节能效果的另一个有效措施就是对变压器的容量进行合理的选择，当供电形式为多个变压器并联供电时，需要根据实际负荷量来确定变压器的数量，这样可以有效控制变压器的损耗。如果当负荷较大而需要使用多个变压器时，应该对负荷尽量合理分配，为了有效较少变压器的数量应该选择有较大容量的变压器。变电器的安装位置应该尽量靠近负荷中心，这样可以通过减少供电距离来减少供电损耗。
3.3 配电电线电缆的节能优化
在高层建筑的电气系统中，照明线路的电能损耗大概占到输入电能的4%左右。电流通过照明线路时会产生有功消耗和无功消耗，可以从改变导线的截面积和供电方式等方面对配电的电线电缆进行优化。首先，应该减少导线的长度，在高层建筑的线路设计时应该尽量让电线呈直线状态，尽量避免出现低压线路走回头线的情况发生。线路的电能损耗公式为P=I^2*R，所以要减少消耗功率，应该适当较少R（阻抗）值，而线路的阻抗与导线的家面积成反比。适当提高导线的截面积可以降低电能损耗。其次，在对电线材质方面的选择，铜的电导率比较小，过去常使用铜线，为了节约资源可以使用铝线来代替铜线的使用。
3.4 高层建筑照明系统优化
高层建筑的电气照明设计中，包括灯具的布置、照明度的计算和光源类型选择等因素，高等建筑照明系统的设计应该与建筑风格相互照应。在高层建筑中，可以通过使用传感器、定时器和光敏元件来实现照明的自动控制。照明作为高层建筑的重要消耗功能，可以通过对节能灯、太阳光和自然光的有效利用，在不影响建筑设施正常能共的同事还可以达到节能的效果。
3.5 供配电系统谐波优化
当建筑供配电系统中存在相对集中的200kVA以上的大容量非线性负载但是负载波动不大时，可以在谐波优化方案中选择无源滤波器；当供配电系统中具有相对集中的200kVA以上的非线性负载且负载持续运行时波动较大，可以在谐波优化方案中选择优选滤波器；当供配电系统中具有相对晋中的200kVA以上的非线性负载且负载运行不定时的波动较大，可以在谐波优化方案中选择有源无源组合型滤波器。通过对高层建筑供电谐波的优化设计，可以使供电系统的功率因数题号，并且可以降低谐波危害，以达到提高电能综合利用效率的目的。
4 结束语
在进行高层建筑电气节能优化设计时，应遵循一定的原则，在不影响高层建筑设备的正常工作和人们正常生活的前提下，对施工成本和经济效益的利弊进行权衡，通过对供配电的总体规划、配电变压器、配电电线电缆、照明系统和谐波等方面的优化，来减少高层建筑电气系统的能耗。高层建筑电气节能的优化设计不仅节约了社会资源，而且促进了社会效益、经济效益和环境效益的融合。
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论文作者:郭纯
论文发表刊物:《基层建设》2015年19期供稿
论文发表时间:2015/12/30
标签：高层建筑论文; 节能论文; 高层论文; 变压器论文; 建筑电气论文; 系统论文; 电气论文; 《基层建设》2015年19期供稿论文;