高层建筑供配电系统节能设计技术要点探析

文/晏华 天津华汇工程建筑设计有限公司 天津 300384

建筑节能是一项系统工程，在节能降耗领域有广阔的空间，涉及到外墙节能、结构节能、电气节能、新能源设计等各个方面。随着现代化社会的发展，为满足高层建筑用电需求，供配电系统越来越复杂，耗能越来越高，这给节能降耗工作提出了挑战。下面我们将从高层建筑供配电系统节能设计出发，浅谈几个技术要点。

1、浅述高层建筑供配电系统节能设计的内涵

1.1 高层建筑供配电系统节能设计的基本内容

高层建筑用电设备主要包括机械动力设备、照明系统、消防系统、电气设备等，供配电系统的电气性能是用电设备正常运转的保障。据不完全统计，综合性复杂多功能建筑的空调通风系统占整个建筑电气能耗的百分之三十五，其次为照明系统占了约百分之三十三。所以，供配电系统节能设计主要从供电系统节能设计、照明系统节能设计、电气设备节能设计、新能源综合利用等方面出发，推动绿色节能建筑的发展。

1.2 高层建筑供配电系统节能设计的原则

高层建筑供配电系统节能设计应该遵循实用性原则、经济性原则和可持续性原则。实用性即是节能设计应该满足高层建筑的正常需求，比如空调通风系统首先要满足温度、湿度等技术指标，照明系统要满足基本的照度、色温、显色等技术指标。经济性即是节能设计要考虑投入产出比，综合考虑供配电系统的投资运营成本，以实现基本的经济效益。可持续性即是节能设计应该从长远角度出发，注重前期设计，以先进可靠、科学合理的技术手段为依托，综合考虑各个环节，使高层建筑具备长期的节能寿命。

目前，我国也颁布了建筑节能设计相关规范标准，比如《绿色建筑评价标准》、《建筑照明设计标准》、《民用建筑电气设计规范》等，这些标准的实施为高层建筑供配电系统的节能设计提供了依据。

2、简析高层建筑供配电系统节能设计技术的五个要点

2.1 优化高层建筑供配电系统节能设计的总体规划

2.1.1 科学合理制定供配电方案

高层建筑供配电系统方案和供电电压等级的选择需要根据电源点、供电距离、电力负荷容量等方面进行设计，将变电所尽量设置到负荷中心位置，从而缩短供电半径、降低线损，达到提高电能输送效率的目的。提高供配电系统的供电电压能够有效降低电流，减少能耗，但是这会导致成本的增加，必须从经济上、技术上、可行性上进行综合分析，制定最优化方案。

2.1.2 供配电系统网架的优化设计

优化高层建筑供配电系统网架设计，能够有效减少内部系统接线，从而减小系统维护工作量。同时，可以降低线损、提高供电电压，从而确保用电设备的安全、稳定运行，实现节能降耗的目标。

2.2 改善高层建筑供配电系统节能设计的变压器选择

变压器是高层建筑供配电系统中的重要设备，其能量损耗应该引起足够的重视，是节能设计考虑的要点之一。变压器的节能设计需要根据其投资回收年限进行选择，在《节约能源条例》中，配电变压器的节能优化设计投资回收年限为五年，最多不超过七年，超过年限，变压器满足不了经济回收和节能要求，也不符合安全标准。

变压器的选择还要根据实际高层建筑用电情况进行考虑。比如，高层建筑的最大用电量通常低于工业用电，所以变压器的选择不能仅仅为了安全而选择与工业用电同等规格的变压器，其容量只需略高于高层建筑最大电量负荷即可。通常来说，变压器的负荷率要达到百分之七十左右才会满足节能需求，尽量选择空载损耗小的新型节能变压器，如S11、S13等变压器用卷铁心替换叠片式铁心结构，从而实现降低磁阻、减少空载电流的目的，提高了电能转换效率和电能功率因数，空载损耗率降低了约百分之二三十，在实际应用中获得了不错的节能效果。

2.3 完善高层建筑供配电系统节能设计的照明系统

照明系统的节能设计主要从灯具选择和实际需求等角度考虑。高层建筑灯具型号应该能够满足《建筑照明设计标准》的规定，同时，严格把控灯具系统节能要求。设计智能照明系统，通过声控开关、智能亮度调整等装置来实现节能目标，在光能较好的位置安装亮度不高的灯具，确保照明系统与高层建筑整体运行相协调。

2.4 灵活高层建筑供配电系统节能设计的电缆选择

电线电缆的选择要从供电安全性和运行节能性考虑，如果选择截面较大的电缆则会增加投入，但会降低线损，如果选择截面较小的电缆则耗能较高，而且安全系数降低，不利于后续扩建的需求。通常情况下，供电线路最大负荷年运行时间大于四千小时采用经济电流密度进行电线电缆选择，小于四千小时则会根据导体载流量进行电线电缆选择。

2.5 调整高层建筑供配电系统节能设计的电机选择

电机拖动系统的能耗非常大，在节能设计中具有很大的潜力。电机选择应该结合高层建筑实际需求，选择变频调速、软启动等先进控制模式，从而实现电机拖动节能的效果。对于200千瓦以下的功率优选低压电机，355千瓦以上的只能选择高压电机，200-355千瓦范围内的应该从投资、节能、技术等多个角度出发，选择合适的电机。

结论：

综上所述，高层建筑供配电系统的节能设计是非常必要的，是实现节能降耗目标的重要组成部分。本文着重从高层建筑供配电系统节能设计的总体规划、变压器选择、照明系统、电线电缆、电机拖动等方面进行了探析，希望起到抛砖引玉的作用，更好的推动我国高层建筑供配电系统节能技术的发展。

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