论文部分内容阅读
摘要：本文阐述了高层建筑电气设计的特点，分析探讨了高层建筑电气设计的要点及节能措施。
关键词：高层建筑；电气设计；节能措施
1 高层建筑电气设计的特点
与高层建筑电气关联的用电设备品种繁多。室内、楼梯过道、安全照明等属于电气照明设备；货梯、客梯等电梯设备；生活水泵和消防泵等给排水设备；冷却塔风机以及水机组等制冷设备；引风机和鼓风机等锅炉房设备；排风机、电冰箱等厨房用电；包括送风机、回风机、风机管盘在内的空调系统送电设备；包括正压风机、排烟风机等在内的消防设备。另外，不同用处的高层建筑在用电量上也存在差别，不过总的来说耗电量比较大，再加上高层建筑的消防用电、客梯电力、应急照明等还要有分别独立的电源。
2 高层建筑楼电气相关设计
2.1配电室方面
高层建筑楼在30层以下，为独立性点式楼（厦），并且有地下车库、消防、加压供水系统等。这时，10/0.4KV变配电室的位置应选择在地下层。如果是30层以上或是样体高层楼宇建筑，则10/0.4KV变配电室的位置应选择在负荷中心区，以树状的方式进行配电室分布设计。如果10/0.4Kv变配电室的位置在混合利用的地下室时，设计上应考虑：防水淹、防潮、通风，提高供电质量和减低损耗；变配电室面积过大、过小的问题；变压器的选择与运行方式。为了经济运行，建议变压器设计为分时段并联运行方式，采用分时段多台并联运行和计算机自动化管理，实现不同时段上供电的经济负荷投运方式，也可以实现经济与控制运行上的科学化，同时满足建筑户在各个时段的用电负荷需求。
2.2 应急发电机方面
高层建筑楼在供电上，需要具有更好的可靠性，所以需要配备应急发电机电源，按照电气设计规范的要求，应急发电机需要配备在地下一层或是平面一层内，在安装时要根据楼内的实际情况对其容量、台数和与市电的配合进行选择，同时还要对应急发电机的排烟、散热、防噪音及废气等方面进行综合的考虑。安装时使其尽可能的与变配电室接近，从而有利于接线和进行管理。对于超高层建筑则需要考虑更多的因素，并要对这些因素进行仔细的研究和分析，从而得出正确的设计方案，从而使其达到预期的目标。
2.3 低压配电系统设计问题
设计低压配电系统时应考虑变压器选择台数、主结线运行方式、各台变压器运行方式与所带供电负荷的问题。当某一台变压器出现故障时，应考虑怎样切除负荷与分配负荷供电，如何分配一般负荷与重要负荷。同时，应该考虑如何分配季节性负荷和常规负荷。在进行此阶段设计时，需要综合多个方面进行考虑，在众多方案中优选出一套最佳方案。
2.4 用电负荷计算方面
高层建筑楼内的电气设备运行没有一定的规律性，不像其些工矿企业电气设备在运行时具有一定的规律和稳定性，高层建筑楼内电气设备运行受到多种因素的影响，如用户的经济条件、常规用电、消费意识和地理位置等都有一定的关系，所以电气设备在运行时的稳定性较差，所以进行建筑电气设计时需要对其电气负荷的装接容量进行仔细的核算，虽然在实际中有些负荷无法进行核实，只能依靠估算的方式和设计者的实际经验来酌情进行确定。
2.5 低压配电室的干线出线方面
高层建筑楼低压配电室干线至电气竖井干线之间采用什么方式敷设也是至关重要的。是采用母线排配母线槽，还是绝缘导线配桥架敷设，母线至各用户负荷间是采用分主主干与分支主干母线排螺母连接，还是采用绝缘主主干与分主干的分支电缆连接方式等，设计时均應认真考虑。还需考虑各级连接线之间的可靠性和安装方便性，否则，处理不好将会带来安装和长期运行上的安全问题。
2.6弱电系统设计
前面已提到弱电部分的设计问题，弱电系统设计突出现代、智能、整体网络的特点，所以在进行弱电系统设计前需要做好相应的准备工作，从而使其设计更趋于合理。从总体设计开始，设计人员将根据用户需求书写规划设计方案，考虑实际的技术条件、经济条件及社会条件，确定系统的实施方案。然后设计人员要采取各种技术和方法进行利弊权衡，从而使其系统的可靠性和实用性有所提升。
2.7电气竖井
电气竖井作为高层建筑楼内电气设计中非常重要的一个环节，其具有非常重要的意义。电气竖井设计时应考虑：电气竖井的设计规范，满足技术、经济要求，应尽量靠近负荷中心；电气竖井的位置、面积大小应根据建筑楼的实际情况确定；根据强、弱电各类份线规模、份线数多少、多少楼层段需要设计一个配电大、小间；详细标出预留孔洞的位置及尺寸，并考虑实际安装情况。
2.8计量表
首先高层建筑楼内计量表的安装为了避免扰民和管理的需求，需要安装在户外；其次，高层建筑楼内电气设计方案的不同，则会使其造价的多少和管理的难易程度都有所不同，所以需要采用集控式、意表就地式安装和管理，对于层数较高的高层楼，则可采用远程集控计量表，不仅可以在固定点完成抄录工作，也可以与计算机联网，从而在抄表上实现现代化的管理。
3 高层建筑电气设计中的节能措施
3.1建筑配电系统和无功补偿装置的节能设计
（1）配电系统要根据供电距离、负荷容量以及用电设备的特点来进行设计，变配电所应该和负荷中心靠近，在节省线材的基础上降低电能的损耗。（2）无功补偿装置应该实行就地补偿，减少无功传输，避免电容器在没有放完电的情况下又进行充电，造成电能的浪费。建筑自动扶梯、步行道和电梯都不应该增加补偿电容器，避免电机的过电压损害，而民用建筑可以采用就地补偿装置，采取集中补偿的办法来降低能耗。
3.2照明节能设计
（1）设计人员应该尽量的选用高效光源，室内场所照明可以使用小功率高压钠灯和荧光灯，室外照明和道路照明可以使用高压钠灯和金属卤化物灯，气体放电灯和荧光灯要安装电容器。（2）设计人员可以采用光通比例高、反射系数高和配光特性稳定的灯具，照明方案要进行合理的设计，充分的利用自然光，在建筑中尽量使用定时开关、节电开关和调光器，建筑室外照明可以采用光电控制器，插座面板上尽量设置开关控制，实现节能。
3.3供配电系统功率因数的提高
建筑供配电系统功率因数的提高可以提高设备利用率，减少无功功率损耗，实现建筑电气节能。（1）自然功率因数的提高，这可以通过选择异步电机、调整工艺流程和改善机电设备运行状况、使用同步电动机以及实现电力变压器轻载运行的方法来实现。（2）电动机节能设计，设计人员可以通过提高电动机功率因数和工作效率的办法来减少电机的电能损耗，将电动机节能贯彻到电气运行的过程中，提高电机运行效率，减少能源的浪费。
3.4线路电能损耗的减少
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、电压损失和机械长度来进行低压线路截面选择，减少线路损耗，选用电阻率比较小的材质作为线路导线，包括铜芯导线和铝线。在设计的过程中应该尽量的减小导线程度，布线应该避免走弯路和回头路，变压器应该和负荷中心靠近，缩短供电的距离，减少线路电能损失。此外，设计人员在设计的过程中，还应该尽量的增大导线截面，较长的线路要满足热稳定、电压要求以及载流量，在减少线路损耗的基础上降低火灾系数，提高建筑供电质量。
4 结束语
通过以上的论述，我们对高层建筑的特点、高层建筑楼电气相关设计以及高层建筑电气设计中的节能措施三个方面进行了详细的分析和探讨。高层建筑结构在空间使用上是有着明显的优越性的，但同样的由于其具有层数多、面积大、人口众多、功能复杂等特点，其对信息化的要求也是非常高的，因此现代的高层建筑对于电气的依赖程度不断提高，只有确保了高层建筑电气设计的科学性和合理性，才能真正的保证高层建筑居住的安全性和可靠性。
参考文献：
[1]王庆坡，田海井.电力市场分析及营销策略研究[J].中国电力教育，2013，（03）.
[2]张绍军.论现代电力市场营销工作的开展[J].中国外资，2012，（04）.
[3]张波.浅谈开拓电力市场中电力营销的主要问题及对策[J].科技风，2011，（23）.
关键词：高层建筑；电气设计；节能措施
1 高层建筑电气设计的特点
与高层建筑电气关联的用电设备品种繁多。室内、楼梯过道、安全照明等属于电气照明设备；货梯、客梯等电梯设备；生活水泵和消防泵等给排水设备；冷却塔风机以及水机组等制冷设备；引风机和鼓风机等锅炉房设备；排风机、电冰箱等厨房用电；包括送风机、回风机、风机管盘在内的空调系统送电设备；包括正压风机、排烟风机等在内的消防设备。另外，不同用处的高层建筑在用电量上也存在差别，不过总的来说耗电量比较大，再加上高层建筑的消防用电、客梯电力、应急照明等还要有分别独立的电源。
2 高层建筑楼电气相关设计
2.1配电室方面
高层建筑楼在30层以下，为独立性点式楼（厦），并且有地下车库、消防、加压供水系统等。这时，10/0.4KV变配电室的位置应选择在地下层。如果是30层以上或是样体高层楼宇建筑，则10/0.4KV变配电室的位置应选择在负荷中心区，以树状的方式进行配电室分布设计。如果10/0.4Kv变配电室的位置在混合利用的地下室时，设计上应考虑：防水淹、防潮、通风，提高供电质量和减低损耗；变配电室面积过大、过小的问题；变压器的选择与运行方式。为了经济运行，建议变压器设计为分时段并联运行方式，采用分时段多台并联运行和计算机自动化管理，实现不同时段上供电的经济负荷投运方式，也可以实现经济与控制运行上的科学化，同时满足建筑户在各个时段的用电负荷需求。
2.2 应急发电机方面
高层建筑楼在供电上，需要具有更好的可靠性，所以需要配备应急发电机电源，按照电气设计规范的要求，应急发电机需要配备在地下一层或是平面一层内，在安装时要根据楼内的实际情况对其容量、台数和与市电的配合进行选择，同时还要对应急发电机的排烟、散热、防噪音及废气等方面进行综合的考虑。安装时使其尽可能的与变配电室接近，从而有利于接线和进行管理。对于超高层建筑则需要考虑更多的因素，并要对这些因素进行仔细的研究和分析，从而得出正确的设计方案，从而使其达到预期的目标。
2.3 低压配电系统设计问题
设计低压配电系统时应考虑变压器选择台数、主结线运行方式、各台变压器运行方式与所带供电负荷的问题。当某一台变压器出现故障时，应考虑怎样切除负荷与分配负荷供电，如何分配一般负荷与重要负荷。同时，应该考虑如何分配季节性负荷和常规负荷。在进行此阶段设计时，需要综合多个方面进行考虑，在众多方案中优选出一套最佳方案。
2.4 用电负荷计算方面
高层建筑楼内的电气设备运行没有一定的规律性，不像其些工矿企业电气设备在运行时具有一定的规律和稳定性，高层建筑楼内电气设备运行受到多种因素的影响，如用户的经济条件、常规用电、消费意识和地理位置等都有一定的关系，所以电气设备在运行时的稳定性较差，所以进行建筑电气设计时需要对其电气负荷的装接容量进行仔细的核算，虽然在实际中有些负荷无法进行核实，只能依靠估算的方式和设计者的实际经验来酌情进行确定。
2.5 低压配电室的干线出线方面
高层建筑楼低压配电室干线至电气竖井干线之间采用什么方式敷设也是至关重要的。是采用母线排配母线槽，还是绝缘导线配桥架敷设，母线至各用户负荷间是采用分主主干与分支主干母线排螺母连接，还是采用绝缘主主干与分主干的分支电缆连接方式等，设计时均應认真考虑。还需考虑各级连接线之间的可靠性和安装方便性，否则，处理不好将会带来安装和长期运行上的安全问题。
2.6弱电系统设计
前面已提到弱电部分的设计问题，弱电系统设计突出现代、智能、整体网络的特点，所以在进行弱电系统设计前需要做好相应的准备工作，从而使其设计更趋于合理。从总体设计开始，设计人员将根据用户需求书写规划设计方案，考虑实际的技术条件、经济条件及社会条件，确定系统的实施方案。然后设计人员要采取各种技术和方法进行利弊权衡，从而使其系统的可靠性和实用性有所提升。
2.7电气竖井
电气竖井作为高层建筑楼内电气设计中非常重要的一个环节，其具有非常重要的意义。电气竖井设计时应考虑：电气竖井的设计规范，满足技术、经济要求，应尽量靠近负荷中心；电气竖井的位置、面积大小应根据建筑楼的实际情况确定；根据强、弱电各类份线规模、份线数多少、多少楼层段需要设计一个配电大、小间；详细标出预留孔洞的位置及尺寸，并考虑实际安装情况。
2.8计量表
首先高层建筑楼内计量表的安装为了避免扰民和管理的需求，需要安装在户外；其次，高层建筑楼内电气设计方案的不同，则会使其造价的多少和管理的难易程度都有所不同，所以需要采用集控式、意表就地式安装和管理，对于层数较高的高层楼，则可采用远程集控计量表，不仅可以在固定点完成抄录工作，也可以与计算机联网，从而在抄表上实现现代化的管理。
3 高层建筑电气设计中的节能措施
3.1建筑配电系统和无功补偿装置的节能设计
（1）配电系统要根据供电距离、负荷容量以及用电设备的特点来进行设计，变配电所应该和负荷中心靠近，在节省线材的基础上降低电能的损耗。（2）无功补偿装置应该实行就地补偿，减少无功传输，避免电容器在没有放完电的情况下又进行充电，造成电能的浪费。建筑自动扶梯、步行道和电梯都不应该增加补偿电容器，避免电机的过电压损害，而民用建筑可以采用就地补偿装置，采取集中补偿的办法来降低能耗。
3.2照明节能设计
（1）设计人员应该尽量的选用高效光源，室内场所照明可以使用小功率高压钠灯和荧光灯，室外照明和道路照明可以使用高压钠灯和金属卤化物灯，气体放电灯和荧光灯要安装电容器。（2）设计人员可以采用光通比例高、反射系数高和配光特性稳定的灯具，照明方案要进行合理的设计，充分的利用自然光，在建筑中尽量使用定时开关、节电开关和调光器，建筑室外照明可以采用光电控制器，插座面板上尽量设置开关控制，实现节能。
3.3供配电系统功率因数的提高
建筑供配电系统功率因数的提高可以提高设备利用率，减少无功功率损耗，实现建筑电气节能。（1）自然功率因数的提高，这可以通过选择异步电机、调整工艺流程和改善机电设备运行状况、使用同步电动机以及实现电力变压器轻载运行的方法来实现。（2）电动机节能设计，设计人员可以通过提高电动机功率因数和工作效率的办法来减少电机的电能损耗，将电动机节能贯彻到电气运行的过程中，提高电机运行效率，减少能源的浪费。
3.4线路电能损耗的减少
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、电压损失和机械长度来进行低压线路截面选择，减少线路损耗，选用电阻率比较小的材质作为线路导线，包括铜芯导线和铝线。在设计的过程中应该尽量的减小导线程度，布线应该避免走弯路和回头路，变压器应该和负荷中心靠近，缩短供电的距离，减少线路电能损失。此外，设计人员在设计的过程中，还应该尽量的增大导线截面，较长的线路要满足热稳定、电压要求以及载流量，在减少线路损耗的基础上降低火灾系数，提高建筑供电质量。
4 结束语
通过以上的论述，我们对高层建筑的特点、高层建筑楼电气相关设计以及高层建筑电气设计中的节能措施三个方面进行了详细的分析和探讨。高层建筑结构在空间使用上是有着明显的优越性的，但同样的由于其具有层数多、面积大、人口众多、功能复杂等特点，其对信息化的要求也是非常高的，因此现代的高层建筑对于电气的依赖程度不断提高，只有确保了高层建筑电气设计的科学性和合理性，才能真正的保证高层建筑居住的安全性和可靠性。
参考文献：
[1]王庆坡，田海井.电力市场分析及营销策略研究[J].中国电力教育，2013，（03）.
[2]张绍军.论现代电力市场营销工作的开展[J].中国外资，2012，（04）.
[3]张波.浅谈开拓电力市场中电力营销的主要问题及对策[J].科技风，2011，（23）.