高层建筑的电气设计与节能

1、高层建筑的电气设计与节能 【摘 要】高层建筑已经成为城市的标志，是城市发展必不可少的组成部分，但是高层建筑的发展也是导致能源损耗的主要源头，本文就来探讨高层建筑电气节能设计的问题。 【关键词】高层建筑；电气设计；节能 前言 随着经济的快速发展，高层建筑不断增多，增加了电能的损耗，这就要求做好建筑电气的设计工作，达到降低电能损耗的目标。本文就来分析如何有效的进行电气节能的设计。 1、建筑电气节能设计原则 为了保证高层建筑电气节能设计的高效性，在节能设计要遵循以下的设计原则： 1.1 以功能需求为基础 高层建筑的节能设计首先要保证基本的功能，包括满足显色、色温、照度等等要求，建筑物内可以符合舒适卫

2、生的要求，上下、左右运输通道畅通，同时也要保证娱乐场所等特殊工艺用电的需求。 1.2 满足经济效益的需求 节能是为了能源的节约，但是如果超出经济允许的范围，那么就得不偿失，所以在进行节能设计过程中，要满足经济需求，要进行造价的计算，将节能设计所增加的费用从未来几年中收回来。 1.3 降低不必要的电能损耗 电气节能最主要的目标就是减少不必要的损耗，在明确功能的前提下，确定多余损耗，采取针对性的对策实现节能的目标。例如电能传输过程中产生的有功损耗、变压器功率损耗等都是可以避免或者降低的，对一些需要较多、使用面广的照明设施可以通过使用先进的设施达到能耗的降低目的。 总之，高层建筑电气设计要遵循采用先

3、进的技术、经济控制在合理范围内，实用的原则。 2、建筑电气节能设计的对策 2.1 选择合理的变电所位置 高层建筑最主要的特征就是楼层多，使得电力负荷较为分散，为了保证电力主干线的电压在允许的范围内，最大程度的降低电能损耗，这就需要科学、合理的选择变电所的位置。一般情况下有以下几种选择：首先，将变电所设置在高层建筑的地下室内或者是建筑的最高层；也可以在建筑物的中间、地下室及高层分别设置变压器；也可以单独在建筑物中间设置变压器；在各层和地下室设置变压器。变压器的设置不仅要考虑到施工的便利性，同时还需要考虑到设备的条件、经济等因素的影响，另外也要强化管理与经营，保证变压器的稳定性。 2.2 变压器设

4、备的选择 在选择高层建筑的变压器时，关键是要考虑到如何降低有功功率损耗。变压器的有功功率损耗计算公式为：pb=p0+pk2，其中变压器负债率为、有效损耗为pk、空载损耗为p0、有功损耗为pb 首先，我们称p0为铁损，主要是变压器铁芯的漏次损耗和涡流损耗构成，不同的铁芯制造工艺以及不同的钢片性能所引起的铁损也不尽相同。所以，在选择的时候可以选择sc8、sl9、s9等干式变压器或油浸变压器等节能型变压器，这些变压器有个共同的特点就是采用了优质的冷轧取向矽钢片，“取向”处理后矽钢片磁场方向逐渐趋于同一方向，可以有效的降低涡流损耗。 其次，pk是变压器的线路损耗，其受到与流经的电流与电阻大小相关。所以

5、，选择变压器要选择电阻值较小的绕组，铜芯变压器是较好的选择。对pk2进行微分后求解极值得出，当等于50%时，变压器所引起的电能损耗最小。在建筑物电气设施选择过程中，变压器的实际负债率一般都要控制在50%左右，大概只有一半的变压器投入到使用中，尽管达到节能的的目的，但是经济价值却没有体现出来。从这一分析结果来看，变压器始终处于50%的负载率是不够经济的，综合分析要尽量控制在80%左右才是最经济的。 最后，降低变压器自身损耗，如果高层建筑的电能符合较大而采用多台变压器，在满足符合负荷有效分配的前提下，要尽可能的选择大容量变压器代替多台小型的变压器，例如在高层建筑需要的变压器容量为4000kva时，

6、可以考虑选用4台1000kva的变压器，而不是选用8台500kva的变压器。在高层建筑的变压器选择要遵循以上的几点原则，才能实现节能的目标。 控制好导线的截面 为了降低线路损耗，降低线路电阻是最佳选择。线路电阻计算公式为：r=p*l/s，r为线路电阻、p为电导率、s为导线横截面积，从这一计算公式我们可以 看出，线路损耗与导线的程度与电导率成正比，与导线的截面面积大小成反比。因此，可以采取必要的措施降低线路的损耗： 首先，在导线的制作时尽可能的选择导电率小的材料，相对而言，铜芯是众多材料中导电率较小，而且价格合理，但是在设计过程中要充分遵循节省的原则，所以，在高层建筑导线选择中可以选择铜制导线。

7、 其次，适当的降低导线长度 为了降低高层建筑中导线的长度，在布置过程中要遵循直线原则，减少不必要的弯路，在低压线路的选择过程中，要尽可能的减少回头路的布置，近而减少线路中不必要的电能损失。在竖井附近可以考虑布置低压配电室，为竖井提供干线，这样可以有效的避免支线沿着干线倒送的现象。针对高层建筑中存在的季节符合电路问题，当这种线路处于闲置的状态状况下，可以将其调整给长期用户使用，这样可以在一定程度上降低线路电阻与导线用量。高层建筑电气设计要遵循以上几点原则，就可以尽量的减少电能损耗，达到建筑电气节能的目标。 2.4 做好高层建筑的照明设施 相对而言，高层建筑使用面积与公共面积所占空间都较大，这就对

8、照明用量提出了新的要求，电气设计的过程中可以遵循以下原则： 首先，尽可能采用高效光源，过去，由于白炽灯的安装便捷，价格低廉而得到广泛的应用，但是灯光率较低，所以，随着技术的不断，这种灯逐渐被显色性能优异、光色好、放光率高的新光源替代。 其次，要提高自然光的利用率，靠近室外的建筑部分尽可能的增加门窗面积，采用透光率较好的玻璃，楼内可以使用自然光照面的部门，选择辅助照明设备，并配置灯光自动调节装置。 最后，对于通过气体放电的灯，通过调节灯丝可以实现对照明亮度的调节，但是这一方式存在成本高的问题，工作照明不合适。 3、结束语： 在高层建筑的电气设计中，涉及的电气设备较多，线路复杂，耗能多，在设计过程中要确定变电所位置，选择合适的变压器设备，导线的截面要控制好，另外，不能忽略照明的设计及选择，最终实现节能的目标，降低能源损耗，实现可持续发展的目标。 参考文献： 1刘鹏， 关庆龙. 变配电系统的节电应用与技术j. 中国石油和化工标准与质量， 2011，（08）：136-137. 2刚青林， 闫国庆. 降低变电所用电量的方法和途径j. 石油石化节能， 2011， （05）： 29-30. 3张大硕. 探索智能建筑的节能途径j. 中小企业管理与科技（上