浅析高层建筑电气设计与节能

浅析高层建筑电气设计与节能

【摘要】随着高层建筑的增多，高层建筑的设计与节能的研究也变得越来越重要起来，而高层建筑的特殊性决定了其电气设计的可靠性会直接影响高层建筑的安全性与节能性。笔者在此主要通过在此对高层建筑的电气设计与节能的原则和内容进行浅析。

【关键词】高层建筑；电气设计；节能

一、前言

经济的快速发展以及人口的不断增多，致使人均占地面积越来越少，住房面积不能满足需求，而由此导致的一个重要的结果，就是高层建筑不断增多。对于高层建筑的设计与建设而言，无论是内部的布局还是外部的设计都具有很大的特殊性，同理高层建筑对电气的设计与节能，也提出了更高的更难的要求。合理的电气设计既是高层建筑顺利施工的前提，也是应用后安全性节能型的保证。因此，在高层建筑建过程中，合理的电气设计与节能是必不可少的。笔者通过总结多年的经验，在此对高层建筑的电气设计与节能原则和内容进行浅析。

二、高层建筑的电气设计与节能原则

（一）使高层建筑物的功能得到满足

由于建筑物层数过高，使得相邻的建筑物之间的光线相互阻挡，而要解决光线照明等问题，电气设计就显得尤为重要起来。使高层建筑物的功能得到满足，即通过电气的设计，满足照明的照度、显色指数等；调节好空调的风量及温度用电，达到舒适度；是上下运输行驶的行人或运货电梯畅通；满足娱乐场等特殊场所的用电量等。

（二）减少乃至禁止无谓消耗

电气设计与节能的重中之重应该是减少乃至禁止无谓消耗，因此在进行设计时，要先找出电

量浪费点，哪些地方不需要电却在使用电量，相应的采取措施节能，如可以通过改进技术，对量大面广的照明面进行改进，使其耗电量降低。

（三）对实际经济效益进行切实的考虑

要根据当前的企业发展、国家的具体情况进行投资考虑，不能因为要进行电气节能设计而一味的减少其他方面的投资，过度的投入到高层建筑的电气设计与节能中。要具体的考虑经济效益，进行高层建筑的电气设计与节能也是为了增加经济效益，因此，要进行合理的规划，将投入到高层建筑电气设计与节能中的费用能在几年中收回。

（四）对高层建筑的电气接地线路故障进行保护

在进行高层建筑的电气设计与节能的过程中，对于室外照明的部分，要采取合理的接地线路系统，并利用金属外壳进行保护，防止损坏，以免造成不必要的损失与伤害，同时要协调好节能与电气接地线路设计与运行的关系。

三、高层建筑电气设计的主要内容

（一）对供电电源、电压的选择

由于高层建筑的层数比较多，面积比较大，这就使得高层建筑的供电的安全性和可靠性存在难度。为了解决这些问题，配备的独立电源必须是两个以上，而且要同时供电，以防止在一个电源出现故障时，其他电源能正常工作，从而减少乃至避免损失。同时，在高层建筑中进行发电机组的安装与使用，确保在停电时，高层建筑中供电正常。另一方面，在进行高层建筑的供电电压选择时，要严格采用10kv的便准电压等级。

（二）对电气设备的选择

高层建筑的建筑面积较大，层数较多，相应的电气设备也有很多，如照明系统、高压开关柜等。考虑到高层建筑的特殊性与负责性，设计师们在进行设计时，要依据建筑的特点，选择合理的设备。如，发电机组要使用燃气轮的，按照调光控制、光源的特点进行建筑装饰设计，

使建筑的能耗降低等。

（三）对电气照明的设计

对电气照明的设计，也就是进行光源选择、照度计算等，同时，对于灯具造型、灯具布置也很重要。在电气照明设计中，眩光控制、调光控制和照明配电线路铺设等建筑装饰有着非常密切的关系，要是彼此相互配合，在达到照明效果的同时，创造艺术意境，尽可能的达到使用功能与艺术氛围的统一。要选用高效节能的光源，从而也使电气照明的设计达到节能的作用。

（四）对于防雷与接地的设计

高层建筑的防雷，通常采用避雷针与避雷带相结合的做法，这是非常简单易行的，而且很可靠。但前提是，要使各层的体质物如楼面钢筋等与该层的引下线可靠的连接在一起。现在高层建筑的接地系统是由防雷、电气设备的保护和工作接地组成的，接地电阻要按最小的要求而定。同时，要装设人工接地体，更好地提高安全性。

（五）对于电梯的设计

在现代高层建筑中，电梯是必不可少的工具，按照使用功能，高层建筑中的电梯可分为客梯、货梯以及观景梯等。但在电流方面，有直流电梯和交流电梯两种。因此，设计人员要根据高层建筑的功能来确定电梯的设计，决定台数与功能。在设计电梯的造型和配置等事项时，要和建筑总设计师共同商议确定。

四、电气设计中节能的措施

（一）高层建筑配电系统的节能设计

在进行高层建筑的配电系统设计时，设计人员要仔细的研究配电系统的容量、设备的特点以及配点之间的距离等，通过尽量缩短变配电所和负荷中心的距离，来节约电缆材料，减少输电中电能的消耗，从而做到节能。同时，要选择合理的变压器，利用电压器节省电能。对于

电容器的使用，要在电容器内的电完全放完后才能充，否则也会造成电能的浪费，要尽量避免这种状况的发生。

（二）尽量使电路中的电能损耗减少

线路电能损耗在高层建筑电能损耗中占有很大的比例，因此在进行电气设计时，要高度重视电路上的电能损耗。要选择合理的低压线路截面，研究发热条件与机械长度，线路导线要用电阻比较小的材质制作，如铜线、铝线等。

（三）节约高层建筑中的照明用电

首先，设计人员在进行设计时，要尽量选用节能灯源，室内照明可以选用小功率的荧光灯，室外和道路照明则可选用高压钠灯等，从而减少因照明而损耗的电能，提高照明节能率。其次，充分利用自然光，尽量减少人工照明电能的使用，这就需要电气设计人员与高层建筑设计人员充分配合。最后，严格管理和控制照明设备。要根据自然光的强度变化，分区控制人工照明电器，对室外照明，最好采用光电控制器作为照明开光，从而更好的节约高层建筑中的照明用电，节约电能。

（四）采用合理的动力系统进行节能

高层建筑的动力用电设备容量大，消耗电能也大，因此可以通过减少电动机的电能损耗来节约电能。首先，要采用的电动机必须是高效节能的。其次，要采用的电动机必须是符合负荷特性的。再者，电动机使用的启动方式必须正确。最后，可采取降压运行请再电动机。五、结束语

经济的发展与人口的增长，使得高层建筑的建设成为必然的趋势。而高层建筑的独特性及其对能源的消耗也对电气设计与节能提出了新的要求。我国是能源消费大国，高层建筑中电气的设计与节能也是势在必行。因此，设计人员在高层建筑的电气设计中要贯穿节能的原则，使设计符合建筑特点，从而提高经济收益，实现经济效益与节能效益的统一。