建筑电气节能方案设计实例分析

王乐乐

（吉林省林业勘察设计研究院）

1 工程概况

北京某中央大厦主要由智能化超A办公楼、五星级酒店、精品写字楼、观光体验和超高档购物中心组成。塔的总高度（包括装饰塔冠）为430m，总建筑面积75200m2，容积率为10.32，建筑密度33.69，绿地41个，地下停车位1967个，预计造价15亿元；计划在2012年完成地下部分；该结构在2015年被封顶并部分运行，并在2017年完成并投入使用。

2 供电系统节能方案分析

本工程采用三台节能干式35kV变压器的负荷率分别为68%和61%。当任何一个变压器失效时，其他两个变压器可以平均分担负载，最大负载比为99。当供配电系统引入电源电压等级为35kV时，从市政电网中吸引三条35kV特种线路，当电源断开时，其他两个电源不应同时损坏。三通35kV电源被引入35K综合变电站一楼和二楼，由三个35kV主变压器降到10kV变压器，并从10kV建筑物的竖直管井送至地上各设备层，即第一层，地下室、第二地下室和第三号地下10kV变电站。每个10kV变电站的电压由10kV降低到0.4kV，内部分配电压为10/0.4/0.23kV。10kV变压器各层的平均负荷率约为50%。当一组变压器中的任何一个发生故障而不能工作时，另一组变压器可以承受其全部第一、第二和部分第三类负载。本项目为一级负荷的特殊重要负荷提供第三电源，四台10kV柴油发电机组集中于一楼一层，为大楼应急电源提供10kV的电源电压。在每个区域的10kV配电室的高压母线列中引入高压应急电源，然后通过高压电缆到变压器到应急终端设备。应急发电机安装在第一座地下室应急柴油发电机房内。储油室设在机舱内。总存储容量不超过2h，而室外储油罐可连续12～24h满足发电机满负荷。当正常电源电压不稳定，不到70%的正常电源达到10～30s（可调）时，启动应急发电机并投入运行。各设备层10kV变压器的平均负载率为50%左右，当一组变压器中的任何一台变压器发生故障而无法运行时，另一台变压器可以承担其所有一级，二级以及部分三级负荷。

3 变频器节能方案分析

本工程使用的泵、风机、电梯等机电设备均采用变频调速，达到了节能的目的。以污水源机房为例，污水源机房中的设备表如表1：通过变频器将该子项目的使用与不使用变频器的节能对进行比较。

表1 变频器使用前后对比

从该项目可以看出，逆变器的使用可以节省相当大的电力，通过工程实测，该变频器可单独用于电机中，与受控电气设备越接近，节能效果越好。

4 电力电缆在工程中的应用方案

本项目中主干电缆选用YJHLV铝合金电力电缆，该类电缆主要材料为铝，同时采用多种元件，使电缆工艺和稳定性更强，提高了其防腐性能。允许电缆在长时间、高负载、恶劣环境中继续工作。在使用铝合金电缆时，应尽量扩大电缆的金属材料的横截面，只有将电缆的截面扩大到原来的1.5倍，才能使电缆的各种参数与铜缆基本相同，但铝缆的成本比铜缆低2～30%，所以在扩大截面积时可以节省大量资金。铝合金电缆安装也非常方便。由于铝合金电缆重量轻，在施工中可以节省大量人力。将铝合金电缆与铜电缆进行经济比较，由于电缆价格的及时性和区域性，制造商会根据不同客户的产品需求价格产生相应的波动。因此，本工程铝合金电缆和铜电缆的价格比较仅限于2013年6月施工的价格比较，表2仅涉及A部分一楼电缆项目。

表2 建筑设计中部分铜电缆与铝合金电缆价格对比表

从表2可以看出，仅用于项目的一个子项目的电缆量是非常大的。铜缆成本高达50万元，使用铝合金缆线可节省13万多元，节省20%左右。该项目建设面积近30万m2，需要投资的电缆数量很大，引进铝电缆带来的资金节约将十分明显。

5 结束语

总之，建筑电气的节能设计潜力很大，广大电气设计人员在设计中应精心考虑，从安全性、可靠性、经济性及节能性等方面进行综合分析，利用现在电气优化利用节能材料，合理布置线路和利用节能电气设备及材料，达到减少支出和资源总量的消耗，真正把节能理念落到实处，促进资源节约型社会的更好建立，为保护环境和促进社会的持续发展作出贡献。