高层建筑电气设计的主要内容及节能原则

1、高层建筑电气设计的主要内容及节能原则    摘要：节能设计要根据实际情况进行，优秀的节能设计方案不仅能在短时间内收到理想的回扣，还能在今后的今年回收投资的费用。本文主要介绍高层建筑电气设计节能途径的有关内容。 关键词 ：高层建筑；电气设计；节能；原则；措施 中图分类号：TU208.3 文献标识码：A 文章编号： 进入现代化，我国的城市化日趋广泛，我国面临的能源问题越来越严重，自然建筑电气设计的重点就是节约电能，建筑电气设计不仅仅要保证建筑物不受其影响，还要使空调的温度、显色指数、色温以及照明的亮度达到要求，并且考虑其工程经济效益，最重要的是节能设计要根据

2、实际情况进行，优秀的节能设计方案不仅能在短时间内收到理想的回扣，还能在今后的今年回收投资的费用。 一、建筑电气设计中的节能原则 1、满足建筑物的功能即满足照明的照度、色温、显色指数；满足舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。 2、节省无谓消耗的能量节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，又如量大面广的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。因此，

3、节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。 二、高层建筑电气设计的主要内容 1、负荷的计算 电力负荷是供电设计的依据参数。计算准确与否，对合理选择设备，安全可靠与经济运行，均起决定性作用。高层建筑的电力负荷计算，基本上采用负荷密度法和需要系数法。 2、供电电源及电压的选择 为了保证供电可靠性，现代高层建筑至少应有两个独立电源，具体数量应视负荷大小及当地电网条件而定。两路独立电源运行方式，原则上是两路同时供电，互为备用。另外，还须装设应急备用柴油发电机组，要求在15 秒钟内自动恢复供电，保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等设备的事故用电。国内高层建筑的供电电压，都采用10kV标准电压等

4、级。 3、高低压配电系统的设计 （1）高压配电系统：现代高层建筑均是采用两路独立的10kV电源同时供电。一般高压采用单母线分段，自动切换，互为备用。母线分段数目，与电源进线回路数相适应。只有当供电电源为一主一备时，才考虑采用单母线不分段的进线。电源进线几乎全部采用电缆进线。 （2）高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。楼层配电则为混合式系统。现代高层建筑的竖井多采用插接式母线槽。 水平干线因走线困难，多采用全塑电缆与竖井母干线联接。每层楼竖井设配电小间。层间配电箱经插接自动空气开关从竖井母干线取得电源。当层数较多负荷数较大时，一般按层数分区供电，或将变压器分散设在地下层、中间层或

5、最顶层。 （3）为减少变压器台数，单台变压器的容量选择一般都大于1000kVA。为限制低压侧的短路电流，正常时变压器并列运行，中间设联络开关。照明和动力分开设变压器，当动力用电容量太小时，动力变压器可不分开装设，而在低压侧应对动力负荷分类计费。 4、主要设备的选型 （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。 （2）电力变压器。根据防火要求，主楼内是不允许装设大容量的油浸电力变

6、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。 （3）低压配电柜。现在低压配电柜的结构，几乎都做成抽屉式和固定间隔式，型号主要有GCK、GCS、MNS等。柜内受总开关和出线开关分为固定式、插入式和抽出式，可根据项目要求选择不同的形式。 （4）应急备用发电机组。过去大多是采用柴油发电机组做应急备用电源的。近年国外高层建筑已开始采用燃气汽轮发电机。这种发电机具有体积小、重量轻、反应速度快，故障率低等优点。应急备用发电机组必须是快速自起动的。一般应能在15s内恢复供电。从可靠性出发最好选用两台，自动并车。容量较小时也可选用一台。 5、电气照明设计 电气照明设计，包括光源选择

7、、照度计算、灯具造型、灯具布置、调光控制和照明配电线路敷设等。照明设计与建筑装饰有着非常密切的关系，应该相互配合，在使用功能及艺术意境方面求得统一。选用高效光源，可以取得节能的明显效果。 高层建筑因使用面积和公共面积较大，照明电能用量比较大，电气设计时可从以下几个方面入手进行节能设计：（1）尽可能使用高效光源。在过去很长一段时间内，白炽灯因安装简单、价格便宜而被广泛应用于楼宇照明，但白炽灯发光率过低，因而，这种灯逐渐开始被显色性能优异、光色好、发光率高的新光源所替代。（2）最大幅度的利用自然光。对于靠近室外的建筑部分应增大门窗面积，使用透光率高的玻璃。对于楼内可以使用自然光照明的部分，可以安装

8、辅助照明设备，并配置灯光自动调节装置。（3）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，但这么做成本太高，不适宜用于工作照明。 6、防雷与接地 现代高层建筑的防雷设计，采用避雷针和避雷带的做法简单可靠、经济合算。但必须保证各层楼面钢筋、金属管道与该层用作引下线的钢筋有可靠的连接，形成等电位层。现代高层建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙，与楼板的连接是十分可靠的。关键是做好金属管线的接地。现代高层建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地，都是合在一起的，组成混合接地系统。接地电阻按最小的要求确定，通常是在4 欧以下。利用建筑物的钢筋混凝土基础作接地板。尽管基础钢筋等自然接地体已能满

9、足接地电阻的要求，仍需要装设水平的人工接地体，将主要的建筑物基础连接成接地网，这对均衡电位，提高安全性都有好处。 7、电梯 电梯按使用功能分，有高级客梯、普通客梯、观景梯、服务梯、消防梯、货梯、自动扶梯等许多种；按速度又分为低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等；按电流分则有交流和直流两大类。设计人员的任务是要确定电梯台数和决定电梯功能。电梯的配置和造型，不是电气设计人员单方面所能决定的，必须与总建筑师共同研究才能确定。 8、消防 现代高层建筑的火灾自动报警灭火系统，包括：火灾探测器、分区消防报警控制器、消防中心和气体自动喷射灭火及自动洒水灭火系统等四个部分，实现报警灭火自动化。探测器探测到火灾信

10、号后转换成电信号，进入分区报警器和消防中心，发出声光报警信号。消防中心负责整座大楼火灾的监控和消防指挥。关于高层建筑中消防用电的设计问题，涉及到其他许多学科，而且规模越大，功能越多，控制内容越广泛，设计内容也就越复杂。 9、减少电气能量损耗 （1）减少变压器的能量损耗。高层建筑电气对变压器的依赖性非常强，变压器在长时间的运转下造成的能耗也是相当可观的，因此在安装中最好选择合理的变压器如选用节能型变压器。综合考虑投资和设备运行费用，对负荷进行合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器， 使其满负荷高效运转 （2）减少线路上的能量损耗。电气工程对线路的使用量和消耗量非常之巨，据有关统计， 线路的损耗约占输入电能的4%左右。因此设计时，在满足允许载流量运行电压损失等各种技术指标的前提下，根据高层建筑的规模用电负荷性质及容量，使电气位置合理的靠近用电负荷中心，另外应按经济电流密度合理选择电缆及导线的截面，从降低电能损耗。 综上所述，作为建筑电气设计的核心内容，在进行建筑电气节能设计时，我们要