超高层建筑电气节能设计要点解析

（广东鸿宇建筑与工程设计顾问有限公司，广东 东莞 523000）

超高层建筑电气节能设计要点解析

李 丽

（广东鸿宇建筑与工程设计顾问有限公司，广东 东莞 523000）

建筑电气节能设计不仅可以降低建筑在使用过程中的能耗，还满足可持续发展的理念，对于推动和实现建筑工程健康发展具有重要意义。本文从超高层建筑电气节能的设计原则开始，对其设计要点进行分析。

超高层建筑；电气节能设计；要点解析

一、超高层建筑电气的节能设计原则

超高层建筑电气的节能技术不仅可以实现我国可持续发展理念，而且对于缓解我国的能源压力和环境污染问题具有重要作用，其在设计时应当遵循以下几个原则：

（一）满足建筑设计的需求和功能要求

超高层建筑的节能设计一定要满足建筑物的设计需求和功能要求，比如对舒适度的要求、对照明的要求以及对用电安全的要求等。超高层建筑的节能设计还要尽可能地使用一些较为先进的节能技术，在满足建筑设计的功能需求的同时尽可能地使得能源的消耗最小化。

（二）建筑应具备足够的经济效益

超高层建筑的节能设计一般需要采取针对性的节能技术和设备来实现节能目标，而节能材料和技术的应用不可避免地会增大资金投入。在这一过程中一定要注意将节能技术的资金投入控制在一定的范围之内，以此来保证建筑企业获取足够的经济效益，避免给企业带来经济损失。

二、超高层建筑节能设计要点的解析

（一）节能型变压器的选择

节能变压器不仅具有优异的节能效果，而且还具有效率高、重量轻、抗冲击以及噪音小等特点，因此值得在超高层建筑电气工程中广泛应用。从实际情况来看，在建或者改建工程大多使用SGB10、SL7、SGB11-R以及S9等高效低损的节能变压器。这些节能变压器各自的特点有所不同，比如S7型节能变压器，其10KV系列的短路损失和空载损失与传统变压器相比分别减少了13.8%和41.6%，而S9系列变压器在S7系列变压器的基础上，其短路损失和空载损失又减小了22.8%和6.1%，S11系列变压器的空载损害又比S9系列降低了70%左右，是目前使用最为广泛的一种节能变压器。此外，在配置变压器时，应当合理地选择变压器的台数和容量，要使得变压器的容量与其电力负荷向符合，通常来说，变压器的负荷载率在80%左右最为合适。总之，节能变压器的合理应用既可以减少能源的损耗，也可以保证足够的经济效益，应用前景十分乐观。

（二）供配电线路功率损耗的控制

超高层建筑的供电线路复杂且长度较长，由于供电线路中存在电阻，因此当供电时就不可避免地会产生功率的损耗，供电线路功率损耗计算公式为：△P=3×R×2IΦ×10-3，其中△P是供电线路的功率损耗，R是供电线路的电阻，而IΦ是相电流。不难看出，在相电流一定情况下，只有减小供电线路的电阻，才能降低供电功率损耗。而供电线路的电阻和导线的长度以及导线的电阻率成正比，与导线截面的面积成反比。针对这一理论，笔者提出了以下方法：

1 减少供电线路的长度

为了减少供电线路的电阻，降低功率的损耗，在铺设供电线路时应当尽可能地走直线，避免走弯路，同时变压器与负荷中心的距离应最大程度地缩短，这可以大大降低供电距离，以此来降低供电功率的损耗。

2 供电线路材质的选择

在选择供电线路的材质时，应选择电阻率较小的导线，比如选用铜芯线，这可减小供电线路的电阻，从而降低供电功率的损耗。

3 增大导线截面的面积

相关人员在进行超高层建筑电气供电线路的安装时，应当在考虑投入资金的前提下，尽可能地增大导线面积，以此来减小供电功率的损耗。

（三）动力系统的节能设计

1 电动机的选择

一般来说，当负载率大于75%时，电动机的损耗才能被有效控制。因此，在选择电动机的型号时，应当选择效率较高的电动机，尽管这会一定程度地增大成本，但是高效率节能型电动机可以显著降低能源消耗，提升工作效率，从而达到超高层建筑的节能目的。

2 无功补偿

电动机在运行过程中会产生较大的电感值，当电感值超过标准之后就会降低电动机的效率，因此需要采用无功补偿的方式来控制电动机的功率。无功补偿就是指通过假设滤波装置来提升电动机的功率因数，从而保证电动机在运行过程中也有比较好的效率，达到节能的目的。

3 起动方式的选择

选择正确合理的起动方式，也可以降低电动机的能源损耗。比如对于容量较大的电动机可采用降压起动的方式，这可减小电动机起动过程中的能源损耗。也可以采用变频器来进行起动，这通常适用于泵类和风机等设备，可使得电动机能根据负载的变化而自行调整转速，从而达到明显的节能效果。

（四）照明的节能设计

1 灯具的选择

要想达到超高层建筑的节能目的，对灯具的选择是关键。在所有类型的灯具中，白炽灯的光效最低，高压钠灯的光效最高，但高压钠灯其价格较高，因此一般在实际中使用的是荧光灯，荧光灯的光效较高、能耗较低、价格也不高，值得在建筑照明系统中广泛应用。

2 控制方式的选择

合理的照明设备控制方式可以提高电能的利用率，降低能源消耗，对于超高层建筑电气的节能具有重要作用。在选择照明设备的控制方式时，要尽量采取分区控制的办法，改变过去要么全关、要么全开的控制方式，根据不同区域的不同需求进行布置，达到节约能源的目的。比如可在楼梯设置声控电源开关，使得楼道灯光在无人时自动熄灭，在有人时自动打开，这样既不会影响住户的正常生活，也达到了节能降耗的目的；在一些公共场所则可采用集中控制的办法，以此来达到节能目的。

结语

超高层建筑作为一种高能耗建筑，如何降低其电气能源的消耗成为值得思考的问题。超高层建筑电气的节能设计可从变压器的选择、对功率损耗的控制、动力系统的节能设计以及照明设备的节能设计几个方面入手，在设计时既要满足基本的功能需求和节能要求，也要考虑到施工建设的成本。只有这样，才能实现超高层建筑节能性能的同时，保证建筑工程企业经济效益的最大化，从而实现建筑企业的可持续发展。

[1]王勃.浅谈新时期建筑电气设计[J].中国高新技术企业，2010（18）.

TU97 < class="emphasis_bold"> 文献标识码：A

A