高层建筑电气设计及节能措施探析

高层建筑电气设计及节能措施探析

田炯瑞

新疆原创城市设计研究（院）有限公司哈密分公司 新疆哈密市 839000

摘要：高层建筑自身的复杂性结构特征直接影响其电气设计工作，增强了高层建筑电气设计的复杂性，因此，在开展高层建筑的电气设计工作时，要对其具有的特点进行充分的考虑，在遵循相应的设计原则的前提下进行设计，从而促进节能效果的实现。对高层建筑电气运行中的能耗进行科学的降低，为高层建筑电气设计节约更多的经济成本，促进节能型高层建筑的发展。

关键词：建筑电气设计；节能技术；设计技术；应用

1建筑电气节能设计的意义

经济稳步发展势必无法脱离能源，两者相互影响，相互制约。经济发展必然要将能源消耗作为基础，同时只有合理布局能源，才能提高能源利用率，真正实现可持续发展要求，以此来推进经济的整体发展。如果不加控制地消耗资源，就会加重能源短缺问题，进而影响到经济发展。所以如何更好地实现节能目标就成为目前发展中的主要研究方向[1]。做好电气系统的节能设计，能够显著提高能源转化率，缓解电力资源紧张的压力，不但可以带动经济水平更快更稳地前行，还能为社会生产提供保障；电气节能设计应当融入到建筑电气的各个环节之中，并且还可以有效调度项目设备，达到能源合理分配目标。这样既能满足环保要求，也能为科技发展注入活力，推动经济效益和社会效益的同步前行。

2现代建筑电气节能设计原则

建筑电气节能设计符合现代建筑的绿色发展主题，力求在满足建筑基本使用功能的条件下，实现环境保护、资源节约的目的。

近年来，科学技术迅猛发展，建筑行业也随之创新，诞生了一系列新工艺新技术。在建筑电气设计过程中，如何最大限度地运用新兴技术与手段、合理选择各种电气设备及系统元件用以实现建筑的节能，是建筑电气设计工作中需要着重思考的问题。

从当下我国建筑电气行业节能创新技术的应用及设计情况分析，国内建筑电气行业对于电气节能设计的认识还不够深刻，具体表现在对于不同类型建筑节能设计理念认识不足，对于各类节能设备与系统的了解不够深入，选择能力有所匮乏，影响了建筑电气节能设计的进程[2]。对于建筑电气设计人员而言，在进行电气设计的同时，应从各种电气设备的节能性能入手，结合建筑项目自身的特点及建筑需求，实现优化电气设备节能性能，提高其经济型，并采用合理的节能设计方法，控制建筑工程的建设以及使用成本。

3高层建筑电气设计过程中采取的有效的节能措施

3.1负荷计算

准确的负荷计算是保证建筑内各电气系统正常节能运行的基本条件。单位面积变压器安装容量是衡量建筑物用电情况的一个重要指标，设计阶段应根据末端实际用电量，选取合适的系数，从末端用电设备至前端配电变压器，逐级计算，合理配置变压器的容量和台数，并把每台变压器负荷率控制在70%~85%范围内；当存在大容量季节性负荷或错峰使用的负荷时，可设置专用变压器，把不同季节或不同时间段使用的负荷分配至同一台变压器供电，可降低变压器的容量。

3.2合理选择变压器的容量

变压器设备能源消耗量较高，因此确定建筑内部变压器数量和体量时要结合荷载指标进行分析，并且还需要根据不同季节对变压器系统进行合理调控，保证变压器设备可以运行在最优状态中，提高系统经济效益，尽量消除损耗量大的轻载状态。由此来看，针对一些季节性电能装置，可以为其配备独立的变压器设备，并且将部分核心负载以及必要负载进行整合，通过指定变压器供能。而其他非必要装置可以设计单独的变压器，有助于更好的在运行中完成投切操作。

3.3对变电所的位置进行合理的确定

高层建筑楼层较多，各楼层承受的电力负荷较为分散，为了实现电力主干线的电压在允许值范围内，应当采取有效的节能措施降低电能损耗。对变电所位置合理、科学的选择尤为重要[3]。根据平常的变电所位置设计经验，可以采取的确定方法为：将变压器的位置确定在建筑物中间层区域内；将变压器的位置确定在建筑物的地下层、最高层、中间层处；将变压器的位置确定在建筑物的地下室、最高层处；将变压器的位置确定在建筑物的地下室内、辅助建筑物内等。需要注意的是，在对变压器位置的选择时，应当对经济因素、设备条件、施工便利性等进行综合的考虑，同时还要对变压器的经营、管理加大重视，从而实现良好的节能控制。

3.4照明节能

首先，照明设计应满足《建筑照明设计标准》等相关国家规范的要求；其次，应在满足显色性、启动时间等技术要求的前提下，优选光效高、显色性好、寿命长、运行安全可靠、安装维护简单方便、性价比较高的发光光源[3]。选用荧光灯、气体放电灯时，需配置镇流器。传统的电感镇流器运行功耗约占灯具额定功率的15%~20%，而具有更高功率因数的电子镇流器，其运行功耗仅占灯具额定功率的10%左右。LED灯的使用不仅能起到降低能耗的效果，而且因其使用寿命长的特点，也有助于减少后期运维的成本。

传统的照明控制方式是采用面板开关，人工手动控制，无法避免因人为因素造成的电能浪费。智能控制及调光技术的使用，可以有效解决这个问题。智能控制通过编程，可以任意选择需要开启的灯具，组合成不同的照明模式，使用者根据需要，仅控制需要照明区域的灯具；调光技术可以根据使用者的需求，在灯具最低至最高亮度之间平滑调节，直至最舒适的亮度。不同场所，也可选择其他节能手段，比如在人员停留时间不长的场所，选用人体感应控制，达到人来开灯，人走延时关灯的效果

[4]。

3.5合理选择导线的经济截面

纵观长期发展来看，选取电缆线路过程中，一般的线路截面会参照短路电流和电压进行标定，保证系统运行安全稳定后尽可能缩小截面，以此达到节约目标。但该设计方案通常也会造成电能耗损量的提高，进而无法降低成本。由此来说，选取线路截面参数时，要充分考量载流值，保证线路通量达到预定要求，并降低额外损耗，从而在电缆线路运行过程中达到经济效益最大化。根据载流量来调整电缆线路的截面情况，能够降低不必要损耗，为系统运行创造良好环境。不仅如此，线路的经济截面也需要超过发热截面，以此为电缆线路安全提供保障，尽可能消除风险隐患。与此同时，实际确定导线参数时，还需要综合分析电阻率指标，尽可能选用电阻率低的线路。为控制导线长度，要缩减荷载中心和变电所间距离，达到节能目标。

3.6新能源利用

除了以上节能策略，我们还应积极研究新型能源，加快新型能源应用的进度。太阳能是目前使用较为广泛的一种新型能源，但技术上尚不成熟，还存在着能量转换效率较低等问题。在对太阳能发电系统的应用过程中，需要设计人员综合考量设计区域的日光辐射量、日照时间长短、雷雨天气影响、建筑结构形式、能量转换效率与成本等问题，只要明确了以上这些问题，便可以在建筑设计中利用新能源技术实现更深层次的能源节约。

结束语

综上所述，建筑行业节能环保设计，尤其是建筑电气节能设计，已成为现代建筑领域发展的重要方向。在电气系统设计的各个环节不断找寻新的设计思路，采取相关节能措施，实现资源节约、环境保护符合现代建筑的绿色发展理念。

参考文献：

[1]司全龙.浅述建筑电气设计中节能技术的应用[J].江西建材，2021（4）：74，77.

[2]吴军.关于建筑电气设计中节能措施的探究[J].绿色环保建材，2021（4）：27-28.

[3]邢高兴，刘荣，刘冠男.建筑电气的节能技术的应用[J].集成电路应用，2020，37（12）：146-147.

[4]肖壮生.探讨建筑电气节能环保技术的相关问题[J].科技创新与应用，2020（23）：166-167.