1、高层建筑电气设计主要内容及节能原则摘要：随着人类文明发展，能源需求越来越多，而大量高层建筑兴建如不重视高层建筑电气设计与节能，就会浪费能源，因此需要对高层建筑中电气设计主要内容与节能措施加以研究。 关键词：高层建筑；电气设计；节能措施 中图分类号：TU97 文献标识码： A 文章编号： 前言 随着雾霾、沙尘暴等恶劣天气不断出现，暴露出环境污染的问题，同时人们也越来越关注环境的话题。随着社会发展进步，节能环保理念成为世界经济发展的主旋律。而随着经济发展和城市人口的增长带动了城市高层建筑的迅速发展，高层建筑电气节能重要性就更加突出，建筑电气设计人员在设计过程中要贯彻节能原则，为了减少建筑消耗能源，
2、应在满足投资经济性的同时，尽可能降低建筑电气的运行能耗。 一、现代高层建筑电气设计特点 1、电气系统复杂线路多 由于高层建筑功能比较复杂、用电设备种类多、供电负荷多且可靠性要求高，使得高层建筑电气系统复杂。例如，对于供电系统而言，为保证一级负荷供电的可靠性，除了在变电所高低压主结线上采取两路电源（两段母线）或两个回路切换措施外，还需考虑自备应急柴油发电机起动和投入切换。再有对于火灾报警与联动控制系统而言，由于探测点数量多、联动控制设备多，这样就使得系统大且复杂。不仅有高压供电线路、低压配电线路，还有火灾报警与消防联动控制线路、音响广播线路、通讯线路等等。 2、用电设备类型多 高层建筑中用电设备
3、种类繁多，如高级宾馆、商住楼等，必须具备比较完善的能够满足各种功能要求的设施，如空调系统、给排水系统、提升系统等，使其具有良好的硬件服务环境。这些设备用电量大，例如高层建筑的空调负荷大，负荷密度高。像高层宾馆和酒店、高层商住楼、高层办公楼、高层综合楼等高层建筑负荷密度都在 60w/m2 以上，甚至高达 150w/m2，即便是高层住宅或公寓，负荷密度也有 10w/m2 有的也达到 50w/m2。 二、高层建筑电气设计主要内容 1、配电系统设计 我国高层建筑一般都是 10kV 标准电源进行同时供电，使用单母线进行高压分段，实现电压自动切换。配电系统计费方式是高供高计，在建筑低压配电系统旁边也安装计
4、费电度表，采用两部电价法。高层建筑单台变压器的容量一般都在 1000kVA 以上，减少变压器数量。在变压器中间设置联络开关，限制低压侧电流的短路。高压线和低压线一般都是采用放射式系统，而高层建筑楼层配电则是采用混合式系统，高层建筑竖井多是采用插接式母线槽，水平干线一般采用全塑电缆。 2、供电电源和电压选择 高层建筑具有建筑面积大和层数多的特点，高层建筑都有两个以上独立电源，确保建筑供电可靠性和安全性。这些电源一般都是同时供电，互为备用电源，很多高层建筑还安装了柴油发电机组，确保在停电 15min 之后恢复供电，保证建筑在照明、电器使用、电梯设备以及消防设备方面正常供电，我国高层建筑标准电压等级
5、都是 10kV。此外电气设备人员还要对建筑电力负荷进行计算，对电气设备选择提供依据，电力负荷计算一般是采用需要系数法和负荷密度法。 3、建筑防雷与接地设计 高层建筑电气设计中要做好金属管线接地工作，电气设备保护接地、工作接地以及防雷接地都是相互结合的，接地电阻一般都在 4 以下，在均衡电位基础上提高建筑安全性。电梯设计在高层建筑具有功能复杂的特点，建筑不仅仅是居住需要，高层建筑电梯包括了高级和普通客梯、消防梯、观景梯、货梯和自动扶梯，电气设计人员要和建筑总设计人员进行沟通协商确定。消防系统设计包括自动报警灭火系统、火灾探测器、消防报警控制器，高层建筑电气消防用电设计问题众多，需要电气设计人员进
6、行精心设计。 4、主要设备选型 电气设计中一定要注意设备选型，要综合考虑各种情况，严格把控设备选择，保证主要设备质量达到相应标准。考虑到高层建筑安全隐患较多，因此主楼不能安装大容量油浸电力变压器，这也是考虑到楼层内人员安全。由于低压配电屏结构已经不能完全符合现实需求，因此近年来出现采用燃气轮发电机的情况。 4.1 高压开关柜 现代高层建筑的变配电室设在主楼地下层，按规定不宜采用油开关。用于高层建筑的开关有三种类型可供选用：高压空气断路器，SF6 开关和真空断路器。其中高压空气断路器因技术陈旧，SF6 开关尺寸数大，气体具有毒性，故目前 10kV 真空断路器应用的较为普遍。 4.2 电力变压器
7、根据防火要求，主楼内是不允许装设大容量的油浸电力变压器的。目前有干式变压器、SFE 变压器和硅油变压器等三种产品可供选用。 三、高层建筑电气设计节能原则 1、实用原则 节能应考虑国情及经济效益，不能因为节能而过高消耗投资，增加运行费用。按照实际情况保证业主工作、生活的需要，保证人们生活舒适度和建筑物运输通道的畅通无阻，去掉建筑物中对人们生活影响不大的功能，添加智能节能设备。 2、注重经济效益 进行电气节能设计, 是为了实现节约能源,降低运行成本 ,实现一定经济效益为目标。所以设计应该多从更新以前老旧电气设计入手，逐步推进新技术使用，这样可以在较短时间内收回投资节能所花费的资金。3、节省无谓消耗
8、的能量 这方面要做到对电气设备进行检查维修，保证正常供电，避免出现漏电等现象，在选择材料型号中要选用实用型，购买电气材料时要货比三家，买到经济合理的电气设备材料。 4、电力系统设计 电力系统设计包括各种机泵等动力设备的配电、起动、制动和调速方式及控制等内容。在高层建筑中动力设备供电可靠性要求高，如电梯和各种消防用机泵，动力设备单台容量大，如空调机组和空调用水泵等，所以动力设备配电方式以放射式为主。 四、高层建筑电气节能设计现状 高层建筑电气节能设计,以满足日常生活对电力资源需求为目标, 根据电力传输和使用的一般规律 ,对高层建筑电气布局和电气网络进行设计活动 。高层建筑设计需要严格遵守国家对住
9、宅电气设计相关规范 ,满足业主对建筑功能性的要求,最后还要对施工部门具体施工情况进行有效结合 ,使得电气设计具有合理性和可操作性 ,对电气施工进行有效指导。此外高层建筑电气设计还要考虑到日益增加电气设备对系统的影响, 应具有一定前瞻性。电气节能设计是指通过对传统电气设计优化、新技术、新材料和新能源的使用,降低高层建筑电气消耗和提高电力系统效率,减少损失。我国当前正处于经济快速发展时期 ,城市扩张和城镇化建设等导致每年新增大量的高层建筑面积,产生巨大的电气消耗和浪费。在高层建筑电气设计中推行节能设计,对于实现节约型社会建设 ,促进经济可持续健康发展具有重要的意义。我国当前高层建筑电气设计节能技术发展尚处于初级阶段 ,存在着一些问题需要我们不断去改进和总结经验 ,促进高层建筑电气设计节能的发展。 五、高层建筑电气设计与节能措施 1、 降低线路损耗 导线截面选择要根据当地对电力实际需求情况,通过要求依据年最小综合运用费用来决定电流的经济密度。导线要选择电导率较小的材料 ,尽量选用铜芯导线。对于一类二类用电,适合选用铜芯导线,对于三类用电,其电线负荷较小,适合选用铝芯导线;线路设计尽量走直线减少迂回;对于距离较远的线路,在满足载流量和电压降要求的基础上,选用截面积增大一级的导线,虽然增加线路费用 ,但是可以通过节约能耗来降低综合运行费用 。
