高層建筑供配電系統節能設計探究

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摘要：高層建筑供配電系統設計相較于低層建筑來說更為復雜，其內部人員密集、供電距離過長、電能損耗更大。在低碳綠色發展理念影響下，節能設計成為現下高層建筑供配電系統設計的影響要求，基于此，文章就高層建筑供配電系統節能設計的主要內容、影響高層建筑供配電系統節能設計效果的因素、高層建筑供配電系統節能設計技術要點以及提升高層建筑供配電系統節能措施等方面進行簡要闡述分析。

關鍵詞：高層建筑；供配電系統；節能設計；低壓供配電系統

高層建筑供配電系統的節能設計，不僅可以大幅度減低能源損耗，還能最大化發揮電能的作用。目前高層建筑用電設施復雜，需要滿足樓梯、電梯、室內照明、電器使用等多方面用電設施的用電要求，各用電設施間若設計不當，就會留下安全隱患，引發重大用電安全事故，帶來巨大的經濟損失和社會影響，不利于和諧社會的建設。因此高層建筑供配電系統設計需要我們詳細了解其各方面用電情況，在保障安全的前提下，給出科學合理的設計方案。

1高層建筑供配電系統節能設計的主要內容

高層建筑供配電系統大體上可以分為兩個部分，即供電系統和配電系統，要想達到節能設計目的，就需要從這兩方面入手進行考慮。供電系統又可以分為電源系統和輸配電系統，由于其本身是建筑用電的源頭，所以對供電系統節能是從根本上實現了建筑用電節能的目的。配電系統主要是指將電力系統中從低壓或者是高壓配電變電站出口輸送到用戶端的系統，用電輸送距離的遠近不僅可以影響供電效果，還會影響電能損耗。對于高層建筑來說，照明系統在整體用電比例中占據很大的比例值，可供節能設計考慮的地方繁多，照明系統的節能可以包括照明設備本身、照明方式以及照明系統的設計等，從這些方面進行考慮優化可以極大降低建筑用電量的輸送和浪費。其次則是電梯，在高層建筑中，電梯對人們日常出行來說極為重要，但他同建筑照明設備24h工作不同，其根據客戶的使用情況來分為高峰期和低峰期，實施分時供電運轉的。因此在電梯供配電系統設計過程中，可以結合電梯使用情況、電路設計等方面進行節能設計，在不需要照明、沒有人使用電梯或者電梯使用量不頻繁時，降低供電強度，從而達到節能目的。對于高層建筑中的樓房來說，住戶的用電設備也是耗電的一部分，雖然不能限制每戶都使用節能電器，但是可以在電路設計時盡量降低損耗，分區供電，優化電路設計圖，改進各類電器的耗能，比如使用變頻空調、增加排水系統等，開發人員也應該大力開發新能源，利用風能、太陽能等逐漸取代電能，降低電能的使用率。而對于酒店商場等高耗能建筑來說，可以采用一屋一卡的方式，在屋內沒有人的情況下，切斷電源，防止電能損耗。

2影響高層建筑供配電系統節能設計效果的因素探討

高層建筑建設雖然在不斷發展，但我國建筑供配電系統的節能設計依舊是處在初級階段，節能效果并不理想。究其原因，主要是由于設計人員缺乏節能意識，在電路設計、電器應用裝配等過程中沒有將節能作為首要設計原則，未重視節能設計，導致高層建筑供配電系統節能設計流于形式，始終跟不上高層建筑建設發展速度。其次，電路設計方面的問題，合理的建筑電路設計能夠在滿足高層建筑業主居住用電需求的同時，降低用電損耗，但高層建筑電路設計復雜，對設計人員的專業能力有著極高的要求。目前具備專業素質能力的供配電系統設計人員較少，人員的不足阻礙了高層建筑供配電系統節能設計目的的達成。節能的建筑供配電系統是能有效結合住戶的用電具體情況實現分區供電的，并在必要的位置或耗電量大的位置做好電路保護，在保障正常用電的同時，節省電能。但目前大多數高層建筑所用的電器是老電器，這種電器是按空間來進行功率設置的，使用的功率都是額定的，只要開始使用，按額定電壓功率等開始工作，不會自動調節，可自我調節用電功率的變頻電器還未得到大力推廣，高層建筑供配電系統節能目的難以實現。

3高層建筑供配電系統節能設計的技術要點及分析

3.1變壓器。變壓器在供配電系統中至關重要，屬于能耗較大的設備，如果從變壓器著手進行節能，將大幅度降低用電損耗。變壓器節能首先應該考慮使用年限的問題，其使用年限最大不能超過七年，超過七年年限，不僅不能達到節能效果，還會影響用電體驗，甚至可能埋下安全隱患。因此，工作人員應該定期查看變壓器的使用時間，及時更換，避免造成不必要的損失。在變壓器的選擇上，首選節能型配電變壓器，目前常用的節能型配電變壓器有S11、S13等，在結構上可以選擇卷鐵芯改變常規的疊片式鐵心結構，盡可能避免產生空載電流。如果高層建筑的用電量不超過工業用電，要根據建筑實際用電情況，選擇合適的變壓器，而不能為了保障安全等選擇工業用電量相同的變壓器。一般來說，變壓器的負載率要達到70%才會達到節能效果。3.2供配電設計方案以及系統網架的合理設計。結合高層建筑的具體用電情況，工作人員在規劃配電方案時，要恰當的融入節能設計，綜合對電源點、用電距離、變電所位置等方面進行考慮，以此確定最終的電路設計方案。變電所位置的選擇要盡量靠近負荷中心，因為在電能輸送過程中，也會有電能損耗，縮短兩者之間的距離，不僅可以穩定電能的輸送情況，還能達到建筑用電節能的效果。而在建筑的整體電路設計中，工作人員應該事先考察照明、電梯、電器使用等方面的具體位置，選擇恰當的接線方式，在必要的位置進行電路保護，電梯可以采用兩組不同變壓器并使用專用的電纜配線，確保其中一組變壓器損壞時，電梯仍然能正常使用，在保證節能用電的同時，保障人們日常生活正常出行。建筑整體用電設計可以按層分區供電，避免遠距離電器接受電能時受到較大損耗，同時，在用電高峰期仍然可以保證每一戶都能正常使用電器，避免因用電量過大造成短路等現象，保障用電順利。3.3照明系統節能設計。在高層建筑中，照明是不可缺少的，照明設備帶來的耗電量也是不可忽視的。高層建筑許多照明設備選擇中，使用的都是“長明燈”，造成的電能損耗極大。但其實照明系統并不是一個每時每刻都需要使用的設施，因此，在設計過程中，首先應該按照《建筑照明設計標準》選擇適合的照明設備，構建智能照明系統，比如智能聲控裝置，智能調節亮度裝置等，按照實際情況來改變照明情況，對于光源較好的地方，可以適當降低光的亮度的最大值，避免不必要的浪費。由于照明設備并不是全天都要使用，所以在設計電路時，對于不使用時或者沒有必要使用的地方，應該降低電能的供給，在一些空曠視野范圍廣的地方，可以選擇一些照射范圍廣且長的照明設備，適當減少設備的使用個數，從而進行建筑節能。3.4中央空調節能設計。高層建筑大多數安裝的都是中央空調，但據調查研究表明，中央空調的用電量會占據一個城市總用電量的三成。因此，建筑供配電系統節能設計要將中央空調的用電情況考慮在內。大多數的中央空調的參數設置都是按照屋內溫度的最大值設置的，但在實際生活中，幾乎用不到最大設定值，所以可以通過采用變頻控制系統的方式，結合屋內具體溫度和濕度等因素，使其在正常工作的情況下，有效調節負荷情況，達到節電的目的，對于空間較小的地方，也可以采用分區使用空調的方法。

4提升高層建筑供配電系統節能設計水平的措施

4.1提升設計人員的專業水平。建筑整體的電路設計合理性決定節能效果，只有高能力的設計人員才能確保建筑供配電系統設計節能效果達到理想狀態。所以，為了提升專業供配電系統設計人員數量，相關部門應該逐漸提高有關人員的專業考核標準，在通過考核后仍要定期學習并考核，可以實行不定期考核的方法，以考前突擊的形式將節能設計變成設計人員本身的能力，同時在后續繼續教育等方面加強節能理念，促使其了解節能對于我國的各方面發展的重要性，可以開展相關課程，讓供配電節能設計人員了解我國的發展歷程，現階段的環境問題，能源損耗等，并逐漸落實責任機制，增加責任心，避免出現一味追求節能出現用電問題，在保障節能的同時也保障了用電安全問題。4.2多種技術相結合。在降低電能損耗時，有很多地方因為現階段技術不成熟等，仍存在問題。比如電梯的耗電問題，理想狀態是使用時耗電，不使用時停止耗電，但在現實生活中，如果切斷電源，再次啟動將會損耗更多的電能。同時，人們在使用時還需要有等待時間，如果遇到一些緊急情況，可能會造成一些損失。因此，可以將節能設備與信息傳導等設備結合起來，盡可能降低電能損耗。而對于照明問題，在室內一些能利用自然光的地方，可以降低照明設備的亮度或者減少照明設備，室外盡量選擇照射距離長而廣的設備。而且，針對不同時間段也應該適當調節照明亮度。以商場為例，在客流量大時，應該將照明系統的亮度調高，在客流量低時則適當調暗光線，或者是辦公場所，在有人時自動開燈，沒有人時延時關閉等。當然，這需要與其他技術相結合，商場可以選擇智能監控系統進行控制，因為商場每天客流量增多減少的時間段幾乎是固定的，所以可以提前設定好，進行控制，但是辦公區域存在不定性，而且不能以人多少來決定燈的亮度，所以可以采用紅外線感應的方式，在感應到紅外線時，燈自動亮，在感應不到紅外線時，燈延時調暗，這樣既保證正常工作生活，又可以節約電能。4.3其他能源開發。我國現已經開發多種能源，如風能、水能等，設計人員可以將這些能源融入建筑的使用中，減少電能的使用。比如熱水器，現在有很多熱水器都是將太陽能轉換為電能的太陽能熱水器，而且其具備兩套系統，使用時間不再受天氣限制，可以實現自然資源和電能雙重轉換，有效利用新能源達到節能目的。

5結語

綜上所述，通過一定的電路設計、節能設備的選用可以達到節能的要求，對于以后的各方面施工問題提供技術支持，在未來階段，我國的科技人員應該繼續開發節能設備并開發新能源，降低電能損耗。

參考文獻

[1]井典，陶玉春，杜宇.民用建筑供配電系統節能設計[J].城市建設理論研究：電子版，2017（33）：9.

[2]趙勛.高層建筑供配電系統節能設計技術要點探討[J].工程技術研究，2017（7）：208，228.

作者:李相怡 單位:十堰市第二建筑設計院