導語：高層建筑電氣節能設計工作措施一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:隨著我國城市化進程的持續推進，城市體量迅速擴大，城市能源消耗量面臨前所未有的壓力，目前，能源和資源已經成為制約我國未來發展的一大關鍵瓶頸，工程建設行業是典型的高能耗行業，隨著工程建設設計標準的升級，其能耗指標呈現出逐年下降的良好態勢。本文從建筑電氣的節能降耗設計角度切入，闡述建筑電氣節能降耗設計的基本方法，重點從供配電過程損耗、系統節能等方面給出具體的意見，針高層建筑電氣設計給出針對性的節能設計方案，從而進一步完善建筑電氣的節能設計工作。

關鍵詞:高層建筑;建筑電氣;節能措施;控制系統;設計措施

當前，從單位面積的能耗指標角度分析，我國的能耗指標是發達國家的2倍以上，進入21世紀以來，我國的城鎮化進程加速推進，城市人口大量增長，城市規模不斷擴大，為滿足城市海量人口的日常生活和居住需求，大量高層及超高層建筑如雨后春筍般拔地而起;為滿足高層及超高層建筑的居住需求，建筑供配電系統成為建筑中必不可少的分項工程之一。一般情況下，建筑供配電系統可細分為照明系統和節能系統兩大類，這兩類同時也是節能降耗設計的關鍵位置。為進一步控制建筑能耗指標，國家在建筑節能方面已經陸續出臺了更加嚴格的標準和規范，我國在建筑電氣節能方面還有較大的空間和潛力，因此，有必要針對高層建筑的電氣節能開展針對性分析，從而顯著降低當前的建筑電氣能耗水平。

1降低輸配電系統線路損耗措施

從輸配端分析，降低輸配電線路的能耗水平是高層建筑電氣節能設計的基礎和關鍵部分，同時也是衡量高層建筑能耗標準的重要指標;目前，涉及到供配電線路降耗的常用方式主要有高電壓傳輸、降低無功功率、控制阻值及降低線路端損耗等。1)結合建筑結構方位、負載大小、輸電距離、輸電線路敷設形式、用電端特點等因素，優化供配電系統的輸出電壓范圍;此外，為了降低故障率，同等條件下應盡可能簡化供配電系統，相同電壓條件下的配電級數不能超過兩階。2)考慮到輸電線路的電阻因素，輸電線的能耗在整個系統中的占比較大，因此，應盡可能降低輸電線路的電阻值。輸電線路的能耗計算公式如下:ΔP=3I2R×10－3式中ΔΡ為輸電線路能耗指標，kW;I為輸電線路電流值，A;R為輸電線路阻值，Ω。分析上式可知，在電流I恒定的條件下，電阻R與輸電線長度呈正比。在實際使用過程中，假定用電端電壓恒定，則輸電線的電流近似恒定，因此，若想控制線路的能耗值，則必須選用低阻值輸電線;導線電阻值R與導線材料特性、截面尺寸參數及導線長度相關。3)綜上，建議從以下幾方面控制輸電線路的損耗值:①優選導線材料，盡可能選用電阻率更低的導線，成本允許的條件下盡可能使用銅芯導線;②優化供配電站布置，縮短輸電距離，降低線路損耗，此外，用電端之間可增設連接線，結合不同端的負載情況，控制變壓器停啟，從而控制損耗;③優化線路敷設方式，盡量直線敷設，如果必須采用環形布置方式，則應使用閉式網代替開式網;④輸電線截面參數應滿足國標要求，建議通過比選，確定出最合理的截面積指標;⑤采用高壓輸配，通常情況下，電壓每提升1%，對應能耗可降低15%以上。4)無功電流的存在會明顯影響變壓器的工作效率，進而影響用電端的電壓指標，增加輸電網中的能耗指標。建議采用無功補償技術，可在保障有功功率分配足量的基礎上，提高無功功率的優化配置，進而控制整個輸電網的損耗規模，確保電網的輸出電壓滿足規范要求。

2減少變壓器的功率損耗措施

優先選用節能低損耗變壓器能夠大幅壓低輸電線路上的損耗值，一方面能夠提高變壓器的工作效率，另一方面能夠大幅壓縮輸電成本，綜合經濟效益顯著。在變壓器選型過程中應明確以下基本原則。1)優先使用損耗指標低、工作效率高的變壓器，推薦型號有S9、SL9、SC8幾種，按照工作原理有干式和油浸式兩種。高效變壓器的鋼片采用硅合成鋼，同時外加45°斜向接縫，能夠顯著降低變壓器內因鐵芯渦流而導致的損耗。2)盡量使用繞阻值小的變壓器，以降低繞阻上的能量損耗。在成本允許的情況下，優先使用銅線作為繞阻材料，以降低電流通過繞阻時產生的熱量。高層及超高層等對防火要求級別更高的建筑，應優先選用干式變壓器，常用型號有SG10、SG11、SC6幾類。為了穩定輸出電壓，變壓器應具備調壓功能呢。

3電動機節能設計措施

電機在高層建筑中的應用非常普遍，尤其在通風系統和電梯升降系統中。據不完全統計，電機能耗占高層建筑各類電氣設備總能耗量的比重超過65%，因此，做好電機設備的節能降耗對于優化整個建筑內的電氣節能降耗工作具有決定性意義。1)合理選定電機類型。若想提高電機的能耗，就必須提高電機有效功率的占比，故應先確定電機的裝機容量，本著高效節能的基本原則，應選取容量達標的高效電機，對于異步電機，轉子應優先使用鼠籠型。2)選用變頻電機。隨著電機頻率控制技術的快速發展，變頻電機已成為節能電機的典范，變頻電機在傳統恒頻電機基礎上增加了閉環頻率控制系統，當外部負載響應變化時，電機可根據負載工況調整轉速，以實現負載與轉速的實時匹配。建筑電氣領域使用的變頻電機通常采用SCR(晶閘管)和GTR兩種變頻系統。3)無功補償技術。當電機的電感指標過大時，會影響輸電網的電壓穩定性，輸電網電壓變化會反作用于電機，進而影響電機的工作效率。故可使用無功補償技術提高輸電網的功率因子值，具體可通過增設濾波設備或并聯電容予以改善。

4照明的節能設計措施

照明系統是高層建筑中不可或缺的重要電氣組成部分，在進行建筑電氣照明設計過程中，必須充分考慮建筑的結構及采光特點，做好節能設計，廣泛采用玻璃、采光井等設施發揮天然光源的照明作用，從而分擔室內電氣照明負載，進而達到建筑照明的節能降耗目的。1)廣泛推廣節能光源的普及應用:①照明設施應實現節能燈具100%覆蓋，節能燈不僅亮度好、能耗低且安裝維護便捷，具備廣泛推廣應用的基礎;②根據場所特點和照明需求，選擇不同類型的節能燈具，如果照明場所對燈光的失真度、亮度、色彩等要求沒有嚴格要求，則可優先選用成本低廉的鈉燈，鈉燈的節能效率較高，色彩偏暖，顯色指數不超過60，完全能夠滿足公共區域的照明需求;③為滿足大型場館內的照明需求，應優先選用高亮度鈉燈，或可在場所內配合一定比例的汞燈，以提高照度;④對于火車站、機場、汽車站等特殊公共場合，為滿足燈光的保真度，應優先選用失真度小、顯色指數更高的鹵素燈;⑤目前，國內在建筑照明燈具的選擇方面更趨科學、合理，能夠根據不同場合的功能特點選擇不同類型的光源，但與發達國家相比，二者的匹配性還存在一定的差距。2)科學選取照明方式:①以建筑結構的功能定位為基準，科學選取照明方式，常用的照明組織形式有一般形式、組合形式及局部形式三大類;②光源類型方面應優先選擇壽命長、能耗低的光源;③做好光源與組合方式的相互協調配合，充分發揮光源性能，進而控制單位面積內的能耗指標;④常規的工民建室內照明可使用發光效果更好，能效更低的LED燈，室外公共照明則可使用高低壓鈉燈或鹵素燈等氣體光源。3)優化燈光照明的控制端:從建筑照明節能的全過程角度分析，除了做好照明光源選取、照明組織形式優化等工作外，還應優化照明的控制端，通過科學控制，達到節能降耗的目的。優化燈光照明的控制主要有以下方法:①改變統一化的控制方式，根據場所內的功能分區情況，實現分區差異化控制，此外，應結合天然光線的亮度變化情況，動態調整室內照明設施的亮度，保證照明控制系統能夠在特點的時間和特定的區域點亮;②廣泛推廣節能開關的使用，例如，可在賓館、酒店等公共場所設置鑰匙開關，在客臥室等區域布置亮度可調節開關;③樓梯間、廊道等自然采光充分的地區，應布置聲控開關。

5未來電氣設計節能設計的展望

1)在今后的建筑電氣節能化設計及改造實踐中，關鍵要聚焦新技術、新材料、廣泛推廣新能源，充分利用好太陽能、風能等可再生能源;此外，應充分考慮建筑結構墻體的保溫性能，通過加強建筑結構密封性以間接降低通風制冷、制熱設備的能耗量。2)在建筑結構的電梯升降系統中應廣泛推廣智能控制系統，加強智能化設計水平。例如，在大型公共場所的電動步梯上增設自動休眠系統，在無人或人員較少的情況下，步梯可保持低功率運行，一旦人流量達到觸發值，則步梯可自動進入全負載狀態;對于布置有多個直梯的建筑，可依靠智能系統調控運行狀態，從而達到電梯節能降耗的目的。3)加速輸電線路主材的更新換代頻率，廣泛推廣新材料的應用普及程度，切實降低電能在傳輸過程中的損耗量。4)在建筑電氣各類部件的選擇應用過程中，應盡可能選用綠色、低碳材料，降低部件在制造和使用過程中對外界環境的污染程度。

6結論

綜上所述，伴隨我國城市化進程的持續推進，大量人口涌入城市，城市能源消耗量面臨前所未有的壓力，為實現建筑電氣的低耗、可持續發展，建筑電氣的節能降耗設計理念逐步深入人心，這對實現建筑電氣的節能降耗目的無疑是至關重要的一步。因此，在開展建筑電氣的設計及施工過程中，必須以建筑結構的特點為基礎，以降低能耗為基本原則，通過輸配電系統的節能降耗設計、照明系統的優化配置等方式，切實達到建筑電氣節能降耗的既定目標要求;此外，還應持續加強新材料、新工藝的研發支持力度，提出新的節能降耗設計方案，以最大程度發揮建筑電氣節能效果。相信在不遠的將來，隨著全社會節能降耗意識的不斷深化，建筑電氣的節能降耗效果和益處還將進一步凸顯。

參考文獻:

［1］宋巖峰，秦軍峰，劉勇，等．現代大型高層建筑電氣節能設計方法及措施［J］．現代建筑電氣，2013，4(7):50－52．

［2］潘正浩，邰文雄，周峻明，檀永松．電氣技術在綠色住宅建筑中的應用［J］．綠色建筑，2020，12(1):52－54．

［3］侯一鳴，徐泉，李亞杰，等．基于物聯網和工業云的選礦設備狀態監控系統［J］．計算機集成制造系統，2017，23(9):197－198．

［4］沈蘇彬，范曲立，宗平，等．物聯網的體系結構與相關技術研究［J］．南京郵電大學學報(自然科學版)，2009，29(6):1－11．

［5］劉勇．智能化建筑電氣節能優化設計研究［C］//中國智慧工程研究會智能學習與創新研究工作委員會．2020萬知科學發展論壇論文集(智慧工程三)，2020．

作者:許冰冰 單位:福建建工集團設計分公司