超高层建筑电气节能设计技术研究

邱 婷

中冶南方武汉建筑设计有限公司 湖北 武汉 430070

湖北为贯彻国家有关节约能源、环境保护的法规和政策，改善居住建筑热环境，提高采暖和空调的能源利用效率，依据中华人民共和国行业标准《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134—2001，制定《居住建筑节能设计标准》标准。在超高层建筑建设中电气设计是重要的部分，直接影响到日后超高层建筑使用中人们的生活质量，同时对超高层建筑的寿命以及安全性也是有着直接的影响，现阶段来看，在电气设计中若是可以实现电气节能，那么就能让资源得到有效节约，节能设计已经是如今电气设计中不可忽视的内容，对超高层建筑业的整体发展也是有着一定的挑战性，成为超高层建筑领域的主要发展方向。

1 电气节能的意义

电气节能是国内超高层建筑业高度关注的问题，可持续发展是超高层建筑业发展的重要理念，同时也是国家提倡的战略。国内人口数量庞大，虽然地域辽阔，各类资源都比较丰富，但是人均能够拥有的资源并不多。而且一直以来国内人口都是在快速增长中，增加了对各类资源的消耗。我国入世后，综合国力以及经济实力都是在显著提升，超高层建筑业更是实现了跨越式发展，在国内经济中的地位是不可忽视的，在实际施工有着严重的资源浪费的问题，对资源的节约以及环境保护都是造成负面影响。因此需要加强电气节能在超高层建筑设计中的有效应用。

2 超高层建筑电气节能设计的原则

2.1 满足超高层建筑基本功能

现阶段国内的各类资源面临着非常严峻的局面，已经引起了国家的关注，节能减排成为各行业发展的重要要求，为了实现对资源的节约，促进经济的快速进步，电气节能已经是一种必然的趋势，积极对节能技术进行运用，在各领域普及节能技术，这是非常重要的举措。在超高层建筑施工中实现电气节能也是受到国家以及行业的重视，电气设计中实现对节能技术的有效使用，可以促进超高层建筑项目在经济效益以及生态效益两个方面的实现，顺应新时期的行业要求，不仅仅是对电能的节约。对环境的保护，也是为经济进步以及社会建设提供新的发展动力。

我国可以说是世界人口大国，在实际发展的过程中，人均资源占有量会相对比较少。在此情况下，就会拥有社会经济良好发展的机会。同时，在当前的模式下，城市化进程在不断加快，随之人民的生活水平也在提高。这样，就需要超高层建筑行业在实际发展的过程中对自身提出更高的要求，以此迎合社会的实际需求。但是，这其中必然会出现很大程度的耗能。通过详细的调查和分析得知，超高层建筑行业的能源消耗和资源的持续发展之间出现了很大的问题，即出现了背离的现象。从超高层建筑行业角度重复，超高层建筑电力设备的耗能就拥有了比较大的比例。相关技术人员在实际开展工作的过程中只有充分的认识到超高层建筑电气技能设计的重要性，并对设计实施良好的行动，才会在激烈的市场竞争中稳定立足。

电气节能的设计是需要推行的，但是要在满足超高层建筑各方面基本功能的前提下，如超高层建筑需要保持足够的照明条件，超高层建筑内的楼道需要保持畅通，基本正常的用电需要保持供应，现代化工艺的要求也要进行满足，尤其是很多的娱乐场所，照明系统要进行独特设计，让亮度达到一定的程度。因此电气节能是一种一定要图形的设计理念，但是基本的功能还是要保持的。

2.2 充分考虑经济效益

绿色和节能是我国的基础国策之一，同时也是超高层建筑电气设计过程中应该着重关注的一个重要原则。通过对工业的耗能研究得知，在超高层建筑设计的过程中会出现很大的耗能，应该重点对超高层建筑电气技能设计进行完善和整合。从整体上出发，对超高层建筑电气设备进行详细设计和分析。针对超高层建筑系统应该从节水、节材和节地等层面进行重点整合。电气节能是结合具体的国情来进行推行的，在超高层建筑设计中对电气节能进行推进，也要考虑到经济上是否能达到一定的效益，避免在超高层建筑设计中对电气节能的盲目应用，若是单纯为了节能造成资金上的过度消耗。让运行的成本增加，这样的设计成果也是失败的。

通常情况下，在实际进行超高层建筑电气技能设计的过程中，应该重点关注以下几点原则：第一，要迎合超高层建筑物的实际运用需求。首先，要求电气技能技术以满足灯照、显色和舒适度等为前提。同时，这些内容也是超高层建筑电气的作用展现。第二，要对经济作用进行充分的分析。从超高层建筑电气设计角度出发，在实际设计过程中出现的成本不能被我们所忽视。在进行设计时就要掌控在一定的经济范围之内。这样，通过技术对成本进行更好的补充。第三，应该合理运用先进的技术。节能设计的根本点就是运用新型的技术去补充那些没有必要的能耗。在现阶段，很多超高层建筑电气的设计和功能需求之间并没有展现出很大的联系。因此，运用先进技术便可。

2.3 减少不必要的能源耗费

对超高层建筑的建设来说，楼层的高度是最需要考虑的问题，同时其中的人员更多，因此，往往需要消耗大量资源来维持高层的运行。但是在实际运行中很多能源消耗其实是不必要的。为了将这一问题针对性解决，需要对超高层建筑中的资源使用实际情况进行调查，对各个环节的资源利用进行全面地掌握，然后运用先进的技术减少各类不必要的消耗，在不影响其功能发挥的基础上。要减少各类设备，实现对能源消耗的有效降低。

在超高层建筑电力设备运行的过程中，电气技能设计是比较关键和基础的。在此情况下，应该遵循相关的基础设计规范，以此实现超高层建筑设备的稳定运行。同时，以国家的相关标准为基础。在实际进行设计的过程中，应该从高效和节能设备的运行方式出发。在现阶段，我国的超高层建筑电气设计中出现了很多的问题，比如电路材质、长度和设备选择等。在面对这些问题的时候，就应该对节能措施进行重点规划，同时运用新技术，对新产品进行完善开发。

3 超高层建筑电气节能设计技术的应用策略

3.1 配电系统中节能技术设计

配电系统是超高层建筑中非常关键的部分，在整个电气系统中也是至关重要的。对配电系统进行科学的设计，对系统的容量精确计算，对供电半径及供电线路路由进行合理的规划，以尽量缩短变配电所到用电末端的供电距离。这样就能节约输电材料，减少资源消耗，同时减少输电中不必要的电能消耗，让电气节能的效果发挥出来，设计人员还要适当运用电源变压器，对其数量以及容量进行合理选择，对变压器结构进行合理设计，也是可以让电气节能的效果更加显著。

从超高层建筑电气供电配电系统角度出发，想要更好的开展节能措施就应该对其运行和转化过程的耗能进行降低。另外，还需对故障的发生几率进行降低，最终提升其可靠性，展现出比较高的配电效率。在开展配电节能设计的过程中应该把供电的部分情况进行详细掌握，要关注供电的具体分布状况和实际的运行距离。同时，还应该把设备的负荷和自身特点考虑进去。另外，在超高层建筑节能设备正常运行的背景下，还应该对线路的相关系统进行重点简化和分析。一般情况下，供电的地方和负荷中心之间应该拥有比较大的距离。主要是因为其会影响到线路路径的耗材。在此，值得我们关注的是，在进行变压器选择的过程中，应该运用那些高效节能型的。于此同时，风机和电梯等都是节能设计过程中不能忽视的重要内容。在保证节能设计完善的情况下，可以对相关的供应厂家进行严格要求，最终落实节能设计[1]。

3.2 照明系统节能设计

在超高层建筑中照明系统也是非常关键的。白炽灯比较简单和安全，维护也是非常便捷，但是发光率并不高，与电气节能是不符合的。因此，在实际设计中，光源还是要以高效率为原则。在室内主要是运用小功率荧光灯以及LED节能灯。另外就是在室外以及道路上，则是可以用高压钠灯以及金属卤化物灯。若是说过气体放电灯以及荧光灯，就要装置电容器，另外就是超高层建筑内还是要尽可能实现对自然光的有效利用，靠近室外的位置对自然光可以进行合理使用[2]。

第一，运用比较合理的节能光源。通常，在超高层建筑电气节能设计的过程中，处于重要地位的就是设计环节。总的来说，照明的用量是比较大的，设计的领域也比较宽。在这样的情况下，进行设计的过程中就应该融合多种因素，重点关注技术因素。在此，就应该从超高层建筑自身的实际需求为出发，对照明的光源进行重点决策。第二，应对自然光进行合理的运用。经过我们详细的分析，得知自然光是最为环保和节能的。同时，自然光还具有很大的优势，能够拥有充足的资源。因此，把人工照明的形式和自然光照明的形式结合在一起，就构成了照明节能的重要手段。第三，要对照明工具进行优化。在运用了比较合理的照明光源的前提下，只有运用良好的照明工具，才会展现出光的最大作用。一般情况下，在进行照明工具选择的过程中，应该运用那些容易清洁和更换的。另外，在运用的时候，还应该对点灯的实践进行监控。第四，要对新型的光源进行推广和升级。关注日常的维护和养护。新型的光源会产生比较小的污染，还会提升运用的效率。最终也推动节能设计的应用发展。

3.3 降低线路和产品电能浪费

在超高层建筑能耗之中，比较重要的一个部分就是超高层建筑电气能耗。同时，在当前我国的资源比较缺乏，在如此状况下，人们逐渐认识到了节能的重要性和价值。从某种程度上来说，在针对超高层建筑电气节能进行设计，为会促进社会和民声的发展和进步。针对这个十分重要的问题，则需要对超高层建筑电气节能的必要性进行重点分析和研究。同时，还应该关注超高层建筑电气技能设计的基本规范和原则。在此基础上，更好的对超高层建筑电气节能设计进行落实。

线路中也是会产生一定的电能消耗，这也是与电气节能不符合的一个地方。设计人员在展开电气节能设计的时候，需要对线路耗能的情况加强重视。结合机械的长度以及发热，需要选择更多的低压线路，同时要降低线路中出现的能耗。另外就是选择一些电阻小一些的材料，这些材料作为导线的话，可以让能耗进一步降低，也是一种电气节能的设计。

3.4 提高供配电系统功率因数

这种方法也是可以让电能得到有效节约。要想实现这种效果，可以选择合适的异步电机。或者是用同步电动机，或者是实现变压器的轻载运行，都是可以实心这样的设计目标。设计人员可以选择一些高低压柜，无功功率集中或者分散实现人工补偿，但是这种方式还是要结合高层超高层建筑的一些设备设计情况，来实现合理地设计。同时在电气节能的设计中，要实现三相负荷尽量处于平衡的状态，用合理的方式让设备功率因数提升[3]。

3.5 动力系统节能设计措施

在超高层建筑节能设备运行的过程中，动力系统中的核心部分就是电动机。这把电能转变成机械能的时候，高效节能的电动机往往会拥有比较低的损耗。因此，在实际进行选择的过程中，就应该结合工作的场地和用途。通常情况下，会面临着比较多的产品选择，想要对其进行合理配置，就应该防止出现大小不一的现象，出现不匹配的问题，也就是不能出现电机设备自己空转的问题。此外，电动机的启动具体形式也会对最终的节能效果产生很大的影响。在现阶段，受到人们重点关注的自行速度调节电动机和节能热潮之间能够相吻合。在进行调度的过程中，笼型的电动急救会对对接形式进行调节，以此提升自身的工作效率和稳定性。最终就会更加简单的进行操作。

3.6 智能系统对电气节能的帮助

现代超高层建筑关于电气设计方面节能和绿建的要求越来越高，随着科技不断发展，节能的技术和手段也日益更新。第一，可以通过能耗计量系统，对冷热源用电、照明用电、插用电、动力用电、热水用电及特殊用电、变压器低压侧出线回路进行计量，以此来收集各能耗数据；第二，利用建筑设备管理系统，对所有的用能设备进行监控管理，包含对大楼的照明、空调以及用水等；第三，通过智能管理平台软件分析收集的用能数据，给出用能分析结果和建议，长期高效的提高大楼内能源的利用率。

4 结论

综上所述，电气节能是如今超高层建筑设计中非常重要的要求，也是整个超高层建筑业未来的主要发展方向，现阶段来看电气节能要想顺利实现，还是有着诸多的困难是需要克服的，而如今超高层建筑规模在扩大，需要在电气节能方面加强设计理念以及技术的更新。我们可以十分清晰的看出，超高层建筑节能设计过程中展现出了十分明显的系统性。但是，其工作环境往往是比较繁琐的。在这样的情况下，进行超高层建筑电气设计的过程中应该积极结合多个因素。同时，要与我社会节能的发展步伐相吻合。在此，我们充分认识到了超高层建筑电气节能的重要性，在实际进行设计的过程中应该以具体的原则和规范为出发点，为推动超高层建筑电气节能设计的稳定运行奠定坚实的基础。通过对照明、动力系统节能设计等工作的顺利开展，更好的优化超高层建筑电气节能设计。