摘要：随着社会的不断发展，超高层建筑鳞次栉比，超高层建筑与人们的工作生活密切相关，超高层建筑的供电设施是整个超高层建筑的核心，如何保证整个超高层建筑用电效果又使整个建筑做大最大程度的节能是人们关注的焦点。基于此，本文就围绕超高层建筑电气节能设计技术展开了分析论述。
关键词：超高层建筑；建筑电气；节能设计技术
1、超高层建筑节能设计原则
1.1把握好节能设计成本与其实际带来的经济效益之间的关系。节能措施定会在能源节约方面有功效，然而节能设计本身也是需要投资，决定是否投资与否关键在于目前的投资在将来的时间内能否通过能量的节约回报过来。假如在节能设计上的投资在一段时间内通过节能效益得到回报，那么这样的节能投资就是值得的。入不敷出的的节能设计没有进行下去的必要。
1.2将无用的能源消耗降到最低。超高层建筑是一项庞大的工程，其中难免有一些不必要的消耗，节能设计中应避免这一疏漏。在实际的项目排查过程中，将无用的用电设施排查出来，减少不必要的能源消耗，在研究具体的解决方案时，也要将这部分无用设施剔除，使能源消耗效率最大化。
2、电气节能设计的主要内容
2.1供电电源与电压
现代的高层建筑中为了应付停电等突发事件，应采用独立电源供电模式，应设立两个独立电路。两个电路可以同时供电，互相提供帮助。同时，还应在此基础上设立应急柴油发电机组，在有停电等突发事件发生时，可以在第一时间内恢复供电。高层建筑的供电电压一般都采用标准等级电压。
2.2配电系统节能设计
①配电系统分为高压配电系统与低压配电系统
高层建筑采用两路独立电源供电，同时在计费方面，采用照明与动力用电分开的计费方法，高压区高供高计，低压区装计费电度表。干线是配电设备中的重要部分，现在多采用放射式系统的配电方式，楼层配电多数为混合式配电系统。
②高效节能变压器
现今的电气节能设计中，选用节能的配电变压器，不仅可以最大限度的延长变压器使用寿命，而且可以降低变压器运行时所需的能量消耗。配电变压器本身就是一种能源消耗设备，同时又是重要的电能分配与转换设备。降低能耗，提高配电变压器电能转换效率的重要方式之一，就是选择合理的变压器型号与容量。在实际应用中，确定变压器容量可以依据实际负荷需求，按高于变压器最佳负荷率来进行确定。负荷率一般在70%左右是比较合理的。同时，配电变压器选型应选节能型的，如应优先选择负载损耗小和空载的。
③应用无功补偿策略
配电系统中，应用无功补偿策略，可以有效降低系统线损，同时显著提高配电系统功率因数，实现降低损耗、节约能源的功效。民用建筑供电可分为单相负荷与三相负荷。其中单相负荷又主要包括家用以及办公用电器等。三相负荷主要包括中央空调、风机等设备。其实，在实际的工程设计中，居民住宅或应用分体空调的公共建筑用电负荷多采用单相负荷，比例高达80%～90%，比采用中央空调的大型公共建筑的单相负荷比例高，而功率较大的三相机电设备，如地下室排风机、潜水泵等却处于闲置状态。提高低压配电系统的无功补偿方式，就是进行集中补偿。综合考虑经济与技术方面，合理设计无功补偿方式，可分为单相分补或单相、三相相互结合共补。
2.3防雷与接地
近几年，在防雷设计中除了运用避雷针与避雷带外，还出现应用放射性避雷针与消雷器，新型防雷设计虽然得到了实际应用，但是仍然存在一定的争议。现代高层建筑中的钢筋混凝土剪力墙和楼板连接紧密，主要是要做好金属管线的接地设计。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆现代高层建筑主要采用混合接地系统，其中包括电气设备的保护接地、工作接地和防雷接地。接地电阻的设定要求电阻率最小，基础钢筋等虽然满足电阻的要求，仍然需要装设人工接地体，且人工接地体要求是水平的，这样就形成了一种接地网，对于均衡电位，提高建筑物的安全性具有重要的作用。
2.4电气照明设计
电气照明系统，包括照度功率密度值、照明光源、照明控制等等。照明光源的选择上，对层高较高的机房采用金卤灯照明，并同时配备节能电感镇流器。在照明控制上，实施分散控制，同时考虑方便性与实用性，满足人们不同的需求。比如现在的宾馆都实行一房一卡，电气节能运用到实际之中，真正做到了人来通电，人走断电。又如楼梯间与走道的照明采用声控或红外等自熄开关控制等等。集中控制的智能照明系统则主要用于公共建筑的较大场所的照明设置。智能照明控制可以有效提高照明的能效，节能功效十分显著。
3、超高层建筑电气节能设计的分析
3.1科学选择变压器位置
在选择变压器的位置时，要综合考虑各方面的因素，位置因素、楼层因素、设备因素以及检修时是否方便的因素。超高层建筑负荷点众多，且分布散乱，造成了不小的能源消耗且各地方分散的负荷点还会造成大量电缆线路的使用。这又是一笔不小的消费。因此合理的选择变压器的位置就显得十分重要了。总的来说，变压器的位置一般选择在距离各个负荷点最近的位置，通常的超高层建筑都选择把变压器安置在地下室、中间层、最高层这几个位置，实际中具体安置在什么位置还要根据超高层建筑的具体负荷点的分布、建筑的具体结构形式、管理条件以及相应的规模来合理安排。总的来说就是要用一种方式或者几种安装方式相结合，在达到用电设备的用电需求以后最大限度的节能。
3.2安装合适型号的变压器
变压器的型号决定了能多大程度的节能并能多大程度的降低损耗。变压器的损耗主要来源于两部分。一部分是空载损耗，它主要是铁损，铁损又包括了磁滞损耗和涡流损耗。频率、最大磁通密度、矽钢片的厚度等因素都可以影响空载损耗。另一部分主要是浮载损耗。负载损耗主要是负载电流通过绕组时在电阻上的消耗，通常把这种消耗称为铜损。铜损的大小随着负载电流的变化而变化，与负载电流的平方成正比。
因此在选择变压器时需要综合考虑各方面的因素，尽量选择电阻值较小的变压器，铜芯制作的变压器通常是比较好的选择。
3.3改善照明系统来节能
超高层建筑中最大的电能消耗之一就是照明系统，想要最大程度的节能还需从照明系统入手。选用节能灯具首选LED灯，虽然安装成本和灯自身成本较高，但长期使用下来，节能灯节约的能源效益远大于其成本投入。在超高层建筑中，加入太阳能设施也是一个明智的选择。太阳能不仅可以用来加热水，还可以利用太阳能来照明，增大玻璃面积，选择透光率较好的玻璃材质可以大大提高太阳能的节能效益。把自然光、节能灯、太阳能相结合可以达到可观的节能效果。空调系统的能量消耗也是很大一部分。在超高层建筑中使用中央空调系统，这套系统是目前比较先进的运行控制系统，通过新风设备、风机盘以及水泵风机的控制来节能。因此在系统中加入控制系统，预先设定温度从而达到节能目的。在高层建筑的电梯与自动人行道之间添加启停的传感器，采用节能型电梯，这些措施都可以大大降低能源消耗。
结束语：
总之，超高层建筑结构相对复杂，因此，对电气功能的要求就较高，在这种情况下，优化节能设计，提高能源利用率就变得十分重要。电气节能技术的合理应用，可以有效的降低能耗，同时还可以给建筑业带来可观的经济效益，实现低成本、可持续的建筑发展之路，同时响应国家节能减排、低碳消费的新号召。
参考文献：
[1]邓海英.高层建筑电气的节能设计原则[J].建筑规划设计，2012.
[2]杨小琴.浅析超高层建筑电气节能设计[J].现代建筑电气，2010.
[3]陈新平.浅析超高层建筑电气节能设计技术[J].建筑技术，2012.
论文作者:梁亚娟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/16
标签：节能论文; 高层建筑论文; 变压器论文; 负荷论文; 系统论文; 电气论文; 单相论文; 《基层建设》2017年第18期论文;