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摘要：随着城市化建设进程的加快，高层建筑的比例也在逐年增加。由于高层建筑的复杂性与特殊性，其电气设计也有着严格的要求。电气设计得是否经济、安全直接关系到高层建筑的安全和能耗。本文主要对高层建筑电气设计的内容、原则和不足进行一定的分析，并在此基础上探讨节能措施。
关键词：高层建筑;电气设计;节能
引言：经济的快速发展使得许多城市规模日益扩大，城市人口日益增加，传统的多层建筑已经不能满足人们的住房需求。在此情况下，高层建筑的发展在一定程度上缓解了人们住房紧张的局面。但是，高层建筑对工程设计与施工都提出了更高的要求。建筑设计人员在设计过程中要贯彻节能原则，根据建筑的负荷容量、用电设备特点、供电分布等综合进行建筑的电气设计，减少电器运行带来的电能损耗。
1.电气节能设计应遵循的原则
1.1满足功能要求
对于高层建筑的中央空调系统来说，要注意满足温湿度、系统综合自动化调控水平、舒适等要求；要使高层建筑电气不超负荷运作，就要保证良好的电气性能设计；要使高层建筑照明系统正常运作，就应该保证照度、色温、显色等要求。
1.2经济效益原则
高层建筑的电气节能设计，既要保证在合理的运行期限内收回必需的设计和运行成本，又要对现在和改造后使用的效果进行直接的经济比对，以上这些才是设计的原则，不能因为盲目跟风从而在节能设计中形成过高的能源消耗。
1.3 合理节能原则
高层建筑的电气节能设计中，各系统和各设备的节能潜力应该是加以分析和研究的项目，并对其各种节能措施进行经济比较，比如，在电气节能设计中，应该分析哪些设备的电能消耗是多余的，并且将这些电能消耗作为重点研究，采取哪些节能措施能达到节能效果；可以通过采用先进的技术和方案，不仅可以增加电气设备的电气性能，还可以有效提高系统的自动化水平，减少多余的电能消耗。电气设计中可以避免或者降低的电能损耗有：电能传输过程中所产生的损耗、电气设备的功率损耗，数量众多的照明设施所产生的电能损耗等。
2. 高层建筑电气设计
2.1合理选择供电电源和电压
高层建筑的层数较多，建筑面积较大，为了确保其供电的稳定性和安全性，一般情况下要求必须配备两个以上的独立电源。当其中一个电源出现故障时无法正常使用时，其他电源则不受影响可以正常工作，这样就可以确保高层建筑的正常供电，这些电源每一个都是彼此的备用电源。另外，高层建筑一旦遭遇停电，会带来诸多不便。因此许多高层建筑还安装了发电机组作为备用，一旦发生停电事故，就可以采用发电机组发电，可以确保建筑的必需的紧急用电。
2.2电气设备选型
由于高层建筑的复杂性与特殊性，使得高层建筑需要更多的电气设备，比如：照明体系、高压开关柜等。对于电气设备的选型，设计时应当根据高层建筑的不同特点进行选择，比如，燃气轮发电机是高层建筑首选的发电机组，在进行设计时，可以依照该建筑的光源距离、光源面积、灯具数量等的特点进行设计，并采用高效率的电光源。真空开关手车式开关柜一般是高层建筑的高压开关柜的首要选择，高层建筑里面的低压配电屏，一般都设计成抽屉式，而大容量出线，一般都设计成手车式等，从而降低高层建筑的能源消耗。
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2.3配电系统设计
我国的高层建筑供电基本都采用10kV的标准电源同时供电，而一般都采用单母线进行高压分段，这种做法是为了实现自动切换电压。配电系统的计费方式采用的是两部电价法，可以分别对高压和低压进行计费。对高压采用高供高计，对于低压，采用在配电系统旁安装计费表的方法进行计费。
2.4其他方面的设计
2.4.1电梯设计
对于高层建筑来说，电梯是其必不可缺的设计。电梯不仅仅是满足人们的居住要求，一些高层建筑设计者还会根据高层建筑不同的需求设计观景梯、消防梯以及自动扶梯等多种电梯。但由于电梯的使用性质不同，电能消耗也不相同。因此，在设计高层建筑的电气系统时，要想设计出最适合的电气系统，只有真正了解该建筑的特点与需求。
2.4.2高层建筑的防雷与接地
相比高层建筑的稳定性来说，建筑的安全性最为重要，对于高层建筑来说，一定要做好防雷和接地的工作，才能做好高层建筑的安全保障工作。在高层建筑的设计中，只有对防雷接地、工作接地以及保护接地的三个方面设计加以重视，才能在最大程度上保障高层建筑的安全性。
3.高层建筑电气设计问题
3.1关于漏电开关极数选择的问题
由于电气设计是保障高层建筑安全性的重要手段，所以在电气设计中，必须遵循一定的原则和规范。高层建筑电气设计中一个非常重要的问题就是如何选择漏电开关极数，选择的方法必须根据建筑的供电电源特点进行，方法如下，对于380V电源供电的电气系统，应当选择三级式漏电保护器；对于单相220V电源供电的电气系统，应当选择单极二线式或者二极二线式漏电保护器。
3.2建筑电气线路接地故障保护的问题
在高层建筑电气系统设计过程中，为了避免造成不必要的伤害，室外照明系统一般选用主接地系统，为了防止灯具的破损，一般采用金属外壳进行保护。
4.高层建筑电气设计与节能措施
4.1采取智能光照控制
在建筑能耗方面，照明占有很重要的比例。建筑系统通过采用智能光照控制系统，系统能够根据场合、时间、人流量等不同，通过光照“预设值”控制方式，对光照进行精确设置，这样不仅能节省能源开支，还可以延长照明设备的使用寿命。采用智能传感器检测技术，配置相应照明强度，从而实现降低电能消耗的目的。
4.2减少线路电能损耗
线路电能损耗也是高层建筑电能损耗的重要方面，设计人员要重视线路上的电能损耗，按照发热条件、机械长度来进行低压线路截面选择，减少线路损耗。
4.3建筑配电系统的节能设计
科学、合理地选择变电所的位置是降低电能损耗的必要保障，比如，变压器的位置可以设定在在建筑最高层和地下室内，也可以设定在建筑物每一个中间层。此外，设计人员还要根据建筑特点合理选择变压器的容量和数量，以此减少能耗。
4.4采取智能温度控制
建筑室内温度的高低严重影响着建筑物的节能工作的效率，设计人员在建筑中用一定的只能化技术调节与控制室内温度，可以科学有效地节约一定的能源消耗。
4.5提高供配电系统功率因数
设计人员在设计的过程中通过选择异步电机、使用同步电动机以及实现电力变压器轻载运行的方法可以提高自然功率因数，减少能源消耗。相关工作人员应当建立科学完善的电气系统管理制度，从而能较好地保证电气系统运行的可靠性，并且还能对提高建筑物抗御风险的能力起到一定的作用。良好的电气管理系统能够在较大程度上有效确保电气系统的安全，从而降低能源消耗。
结语：
建筑节能是一个关乎国计民生的大问题，更是促进电气行业改革的一大动力。节能是现代建筑设计与管理的重要内容，在高层建筑的电气设计过程中，设计人员要始终贯穿节能的原则，选择合适的电气设备，实现建筑运行的高效率，实现节省能源的目的。
参考文献：
[1]浅议实现建筑电气节能的多种措施 _李春颖 - 《黑龙江科技信息》 – 2011
[2]浅谈高层建筑工程施工技术_田丽霞 - 《江苏商报?建筑界》 – 2013
[3]浅谈高层建筑工程施工技术_肖国军 - 《城乡建设》 - 2012
论文作者:张洋
论文发表刊物:《基层建设》2016年3期
论文发表时间:2016/5/31
标签：高层建筑论文; 电能论文; 节能论文; 系统论文; 建筑论文; 电气论文; 电气设计论文; 《基层建设》2016年3期论文;