高层建筑供配电系统节能设计探究

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摘要：高层建筑供配电系统设计相较于低层建筑来说更为复杂，其内部人员密集、供电距离过长、电能损耗更大。在低碳绿色发展理念影响下，节能设计成为现下高层建筑供配电系统设计的影响要求，基于此，文章就高层建筑供配电系统节能设计的主要内容、影响高层建筑供配电系统节能设计效果的因素、高层建筑供配电系统节能设计技术要点以及提升高层建筑供配电系统节能措施等方面进行简要阐述分析。

关键词：高层建筑；供配电系统；节能设计；低压供配电系统

高层建筑供配电系统的节能设计，不仅可以大幅度减低能源损耗，还能最大化发挥电能的作用。目前高层建筑用电设施复杂，需要满足楼梯、电梯、室内照明、电器使用等多方面用电设施的用电要求，各用电设施间若设计不当，就会留下安全隐患，引发重大用电安全事故，带来巨大的经济损失和社会影响，不利于和谐社会的建设。因此高层建筑供配电系统设计需要我们详细了解其各方面用电情况，在保障安全的前提下，给出科学合理的设计方案。

1高层建筑供配电系统节能设计的主要内容

高层建筑供配电系统大体上可以分为两个部分，即供电系统和配电系统，要想达到节能设计目的，就需要从这两方面入手进行考虑。供电系统又可以分为电源系统和输配电系统，由于其本身是建筑用电的源头，所以对供电系统节能是从根本上实现了建筑用电节能的目的。配电系统主要是指将电力系统中从低压或者是高压配电变电站出口输送到用户端的系统，用电输送距离的远近不仅可以影响供电效果，还会影响电能损耗。对于高层建筑来说，照明系统在整体用电比例中占据很大的比例值，可供节能设计考虑的地方繁多，照明系统的节能可以包括照明设备本身、照明方式以及照明系统的设计等，从这些方面进行考虑优化可以极大降低建筑用电量的输送和浪费。其次则是电梯，在高层建筑中，电梯对人们日常出行来说极为重要，但他同建筑照明设备24h工作不同，其根据客户的使用情况来分为高峰期和低峰期，实施分时供电运转的。因此在电梯供配电系统设计过程中，可以结合电梯使用情况、电路设计等方面进行节能设计，在不需要照明、没有人使用电梯或者电梯使用量不频繁时，降低供电强度，从而达到节能目的。对于高层建筑中的楼房来说，住户的用电设备也是耗电的一部分，虽然不能限制每户都使用节能电器，但是可以在电路设计时尽量降低损耗，分区供电，优化电路设计图，改进各类电器的耗能，比如使用变频空调、增加排水系统等，开发人员也应该大力开发新能源，利用风能、太阳能等逐渐取代电能，降低电能的使用率。而对于酒店商场等高耗能建筑来说，可以采用一屋一卡的方式，在屋内没有人的情况下，切断电源，防止电能损耗。

2影响高层建筑供配电系统节能设计效果的因素探讨

高层建筑建设虽然在不断发展，但我国建筑供配电系统的节能设计依旧是处在初级阶段，节能效果并不理想。究其原因，主要是由于设计人员缺乏节能意识，在电路设计、电器应用装配等过程中没有将节能作为首要设计原则，未重视节能设计，导致高层建筑供配电系统节能设计流于形式，始终跟不上高层建筑建设发展速度。其次，电路设计方面的问题，合理的建筑电路设计能够在满足高层建筑业主居住用电需求的同时，降低用电损耗，但高层建筑电路设计复杂，对设计人员的专业能力有着极高的要求。目前具备专业素质能力的供配电系统设计人员较少，人员的不足阻碍了高层建筑供配电系统节能设计目的的达成。节能的建筑供配电系统是能有效结合住户的用电具体情况实现分区供电的，并在必要的位置或耗电量大的位置做好电路保护，在保障正常用电的同时，节省电能。但目前大多数高层建筑所用的电器是老电器，这种电器是按空间来进行功率设置的，使用的功率都是额定的，只要开始使用，按额定电压功率等开始工作，不会自动调节，可自我调节用电功率的变频电器还未得到大力推广，高层建筑供配电系统节能目的难以实现。

3高层建筑供配电系统节能设计的技术要点及分析

3.1变压器。变压器在供配电系统中至关重要，属于能耗较大的设备，如果从变压器着手进行节能，将大幅度降低用电损耗。变压器节能首先应该考虑使用年限的问题，其使用年限最大不能超过七年，超过七年年限，不仅不能达到节能效果，还会影响用电体验，甚至可能埋下安全隐患。因此，工作人员应该定期查看变压器的使用时间，及时更换，避免造成不必要的损失。在变压器的选择上，首选节能型配电变压器，目前常用的节能型配电变压器有S11、S13等，在结构上可以选择卷铁芯改变常规的叠片式铁心结构，尽可能避免产生空载电流。如果高层建筑的用电量不超过工业用电，要根据建筑实际用电情况，选择合适的变压器，而不能为了保障安全等选择工业用电量相同的变压器。一般来说，变压器的负载率要达到70%才会达到节能效果。3.2供配电设计方案以及系统网架的合理设计。结合高层建筑的具体用电情况，工作人员在规划配电方案时，要恰当的融入节能设计，综合对电源点、用电距离、变电所位置等方面进行考虑，以此确定最终的电路设计方案。变电所位置的选择要尽量靠近负荷中心，因为在电能输送过程中，也会有电能损耗，缩短两者之间的距离，不仅可以稳定电能的输送情况，还能达到建筑用电节能的效果。而在建筑的整体电路设计中，工作人员应该事先考察照明、电梯、电器使用等方面的具体位置，选择恰当的接线方式，在必要的位置进行电路保护，电梯可以采用两组不同变压器并使用专用的电缆配线，确保其中一组变压器损坏时，电梯仍然能正常使用，在保证节能用电的同时，保障人们日常生活正常出行。建筑整体用电设计可以按层分区供电，避免远距离电器接受电能时受到较大损耗，同时，在用电高峰期仍然可以保证每一户都能正常使用电器，避免因用电量过大造成短路等现象，保障用电顺利。3.3照明系统节能设计。在高层建筑中，照明是不可缺少的，照明设备带来的耗电量也是不可忽视的。高层建筑许多照明设备选择中，使用的都是“长明灯”，造成的电能损耗极大。但其实照明系统并不是一个每时每刻都需要使用的设施，因此，在设计过程中，首先应该按照《建筑照明设计标准》选择适合的照明设备，构建智能照明系统，比如智能声控装置，智能调节亮度装置等，按照实际情况来改变照明情况，对于光源较好的地方，可以适当降低光的亮度的最大值，避免不必要的浪费。由于照明设备并不是全天都要使用，所以在设计电路时，对于不使用时或者没有必要使用的地方，应该降低电能的供给，在一些空旷视野范围广的地方，可以选择一些照射范围广且长的照明设备，适当减少设备的使用个数，从而进行建筑节能。3.4中央空调节能设计。高层建筑大多数安装的都是中央空调，但据调查研究表明，中央空调的用电量会占据一个城市总用电量的三成。因此，建筑供配电系统节能设计要将中央空调的用电情况考虑在内。大多数的中央空调的参数设置都是按照屋内温度的最大值设置的，但在实际生活中，几乎用不到最大设定值，所以可以通过采用变频控制系统的方式，结合屋内具体温度和湿度等因素，使其在正常工作的情况下，有效调节负荷情况，达到节电的目的，对于空间较小的地方，也可以采用分区使用空调的方法。

4提升高层建筑供配电系统节能设计水平的措施

4.1提升设计人员的专业水平。建筑整体的电路设计合理性决定节能效果，只有高能力的设计人员才能确保建筑供配电系统设计节能效果达到理想状态。所以，为了提升专业供配电系统设计人员数量，相关部门应该逐渐提高有关人员的专业考核标准，在通过考核后仍要定期学习并考核，可以实行不定期考核的方法，以考前突击的形式将节能设计变成设计人员本身的能力，同时在后续继续教育等方面加强节能理念，促使其了解节能对于我国的各方面发展的重要性，可以开展相关课程，让供配电节能设计人员了解我国的发展历程，现阶段的环境问题，能源损耗等，并逐渐落实责任机制，增加责任心，避免出现一味追求节能出现用电问题，在保障节能的同时也保障了用电安全问题。4.2多种技术相结合。在降低电能损耗时，有很多地方因为现阶段技术不成熟等，仍存在问题。比如电梯的耗电问题，理想状态是使用时耗电，不使用时停止耗电，但在现实生活中，如果切断电源，再次启动将会损耗更多的电能。同时，人们在使用时还需要有等待时间，如果遇到一些紧急情况，可能会造成一些损失。因此，可以将节能设备与信息传导等设备结合起来，尽可能降低电能损耗。而对于照明问题，在室内一些能利用自然光的地方，可以降低照明设备的亮度或者减少照明设备，室外尽量选择照射距离长而广的设备。而且，针对不同时间段也应该适当调节照明亮度。以商场为例，在客流量大时，应该将照明系统的亮度调高，在客流量低时则适当调暗光线，或者是办公场所，在有人时自动开灯，没有人时延时关闭等。当然，这需要与其他技术相结合，商场可以选择智能监控系统进行控制，因为商场每天客流量增多减少的时间段几乎是固定的，所以可以提前设定好，进行控制，但是办公区域存在不定性，而且不能以人多少来决定灯的亮度，所以可以采用红外线感应的方式，在感应到红外线时，灯自动亮，在感应不到红外线时，灯延时调暗，这样既保证正常工作生活，又可以节约电能。4.3其他能源开发。我国现已经开发多种能源，如风能、水能等，设计人员可以将这些能源融入建筑的使用中，减少电能的使用。比如热水器，现在有很多热水器都是将太阳能转换为电能的太阳能热水器，而且其具备两套系统，使用时间不再受天气限制，可以实现自然资源和电能双重转换，有效利用新能源达到节能目的。

5结语

综上所述，通过一定的电路设计、节能设备的选用可以达到节能的要求，对于以后的各方面施工问题提供技术支持，在未来阶段，我国的科技人员应该继续开发节能设备并开发新能源，降低电能损耗。

参考文献

[1]井典，陶玉春，杜宇.民用建筑供配电系统节能设计[J].城市建设理论研究：电子版，2017（33）：9.

[2]赵勋.高层建筑供配电系统节能设计技术要点探讨[J].工程技术研究，2017（7）：208，228.

作者:李相怡 单位:十堰市第二建筑设计院