高层建筑电气设计内容探讨及其相关节能考虑
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摘要：本文中笔者重点介绍和研究了高层建筑中的电气设计主要内容和相关的问题，并且同时还阐述了关于建筑物的电气设计中关于节能原则、节能的手段，并且通过变压器容量的选择、功率因数的补偿、照明调光的设备、电动机起动的设备选择等几个方面，详细分析和论述了关于电气设计中的若干节能方法。
关键词：高层建筑物；电气节能设计；内容；节能手段
1 引言
高层建筑物中的电气设备设计工作，也就是一个构思与表达、再构思与表达、反复进行推敲、不断的深入发展以及进行评价其建筑物本身的设计方案是否具有相关实用性的过程。基本上可以简单概括为博览、创意、构思、表达等若干个阶段。建筑物的电气设计过程应该从一开始并不断深入下去，各阶段的思维广度、深度皆为不同的，因此相关设计的表达方式、使用到的工具也将是多样化的。在此过程中的设计表达方式以及使用工具需要很好的适应思维的运转速度，不断深入推动思维的发展使之成熟。
2 目前建筑物中的电气设计概况
在建筑物的电气设施的设计中，主要是为甲方的功能和需要服务的，同时也是需要不断为施工单位的施工项目做相关服务工作。因此在满足了相关国家规定的前提条件下，电器设计的人员应该树立起相关的服务意识、树立好合作的观念、树立好敬业精神。对于建筑物中的电气专业设计人员来说，需要妥善的处理好与各个联系环节中的关系是相当重要的任务，在协调上工程所用的时间方面甚至可能会超过了期埋头设计的时间。
3 建筑物的高层电气设计的主要内容
3.1 电气设计中的负荷计算
建筑物中电气设施的设计过程中，需要考虑电力负荷，这将是供相关电设计所依据的基本参考数据。计算的准确与否，将对于是否能够合理地选择相关设备、是否能够安全可靠和经济的运行等几个方面，均起着决定性的作用。因此在高层建筑中的电力负荷的计算工作，应该基本上运用着负荷的密度算法以及需要的系数法。
3.2 电气设计中的供电电源和相关电压的选择
为了有效的确保供电系统的可靠性，很多的现代高层建筑中至少应该保证具有两个相对独立的电源，具体的数量应该视负荷的大小和当地的电网条件来进一步确定。两路的独立电源和相关运行方式，本身在原则上就是需要两路同时进行供电，并且作为互为备用。另外一方面，设计师还需要安装好相应的设应急备用的柴油发电机组，并且要求其在15秒钟的时间内能够自动恢复供电共做，并且有效的保证事故的照明、电脑设备、消防的设备、电梯等重要的设备在事故发生后正常用电。目前在国内的很多高层建筑物中的供电电压，一般情况下都是采用了10kV标准的电压等级。
3.3 电气设计中的高低压配电的系统设计
（1）在建筑物的电器设计过程中，应该考虑相关的高压配电系统：一般现代社会中的高层建筑物都是采用了两路的独立10kV的电源同时进行供电。一般情况下的高压采用了单母线的分段，自动切换、并且互为备用。
（2）电气设计的计费方式，在这种情况下主要是采用了高供高计的计算法则。但是在低压侧的情况下，仍然要安装设计计费电度表装置，与此同时还要采用把照明以及动力装置分开的两部电价计算法则。
（3）为了能够有效的减少相关变压器台数，单台的变压器的选择容量一般都需要大于1000kVA。但是在这种情况下为了及你不限制相关低压侧的短路电流，正常时的变压器需要进行解列运行，因此中间应该设置联络开关。
（4）高压系统和相关低压干线的配电方式
在建筑物的高压系统和相关低压干线的配电方式设计工作中，一般情况下都采用了放射式的系统，而楼层的配电就是为相关的混合式系统。在建筑物的电器配电设备中主要的部分都是干线，而现代的高层建筑物中的竖井很多都是采用了插接式的母线槽。水平干线的装置因为存在着走线困难的问题，一般情况下都是采用了全塑电缆材料和竖井母干线材料进行联接等等。
3.4 主要的电器设备选型
3.4.1 电气设备中的高压开关柜
在目前的高层建筑物中的变配电室一般被设在主楼的地下层结构中，按照相关的规定一般不宜采用相关油开关。应该根据高层建筑的地下室设计标准，选用相关已经具有了“五防”效果的真空开关结构的手车式作为高压开关柜。
3.4.2 电力的变压器
这种变压器需要根据防火的具体要求，主楼内一般是不允许装设任何的大容量油浸电力的变压器的。
3.4.3 低压的配电屏
目前国外的低压配电屏的主要结构，几乎均是被人们做成了抽屉式，尤其是大容量的出线装置，甚至是被做成了手车式。
3.4.4 应急的备用发电机组
这种装置在过去多数情况下是运用了柴油发电机组。作为了相关的应急备用电源装置。但是近年来国外的很多高层建筑物中设计工程已开始全面采用了燃汽轮的发电机。这种发电机具有体积小、重量轻、反应速度较快、故障出现概率较低的几个优点。
3.5 变电所的位置确定
现代很多的高层建筑中存在着的用电量相当大的情况，因此设计者在确定相关变电所的位置时，应该尽可能的使之高压深入到负荷中心去。这样对于节约电能、提高供电的质量等几个方面都有关键的意义。
3.6 电气的照明设计
电气的照明设计，主要是包括了光源的选择、照度的计算、灯具的造型、灯具的布置、眩光的控制以及调光的控制与照明的配电线路如何敷设等工程的考虑。一般情况下的照明设计以及建筑物的装饰有具有十分密切的关系，应保证相互配合的使用情况，同时在使用的功能和艺术、意境等方面也要求得统一。选用了高光效的电光源，可以进一步取得电器装置节能的明显效果。
4 现代建筑中的电气设计的节能原则
经济的发展带来能源消耗的急剧增加，能源危机迫在眉睫。面对这种情况，各行各业的管理者都提出了相应的节能的要求和解决方案，节约相应的二次能源――电能，也就成为了民用的建筑电气设计工作中的焦点问题。建筑物的电气设计节能环节保证的基本原则，就是建筑物中的电气节能系统应坚持做好以下三个主要的原则：
4.1 电气节能设计满足建筑物的主要功能
一方面需要满足照明的照度、色温、显色等指数；还需要进一步满足相关舒适性的空调温度和新风量，即舒适卫生的条件；满足了上下、左右运输的通道畅通无阻是非常重要的；满足好特殊的工艺要求，例如娱乐场所中的一些电气设施系统的用电质量，展厅工艺的照明以及电力系统的用电状况等。
4.2 应该切实考虑实际的经济效益
节能设计的电力系统应该按照我国的基本考虑，应该保证实际的经济效益，不能够因为节能设计而过高消耗了相关的系统设施投资，继而增加了运行费用。相反的应该是让增加的那一部分投资，能够确保会在几年或者相对较短的时间内利用节能的设计工程所减少下来的运行费用，回收其成本。
4.3 节省在电气设计中无谓损耗的能量
节能的关键之处在于，应该是很好的保证节省了无谓消耗的相关能量。第一应该找出哪些部分的能量消耗情况是和建筑物发挥功能是无关的，其次考虑应该采取什么样的措施节能。例如变压器功率的损耗，传输的电能线路上有功的损耗都应该是无用能量的损耗，又例如量大面广照明的容量，应该首先采用了先进技术帮助它能耗进行降低。所以，节能的具体措施也应该贯彻实用、经济科学、技术先进的基本原则。
5 结束语
现在生活中很多的民用建筑物的节能的潜力非常大，所以设计者应该在设计的过程中精心考虑。但在甄选相关的节能新设备上，还是需要具体了解相关系统的运行原理、性能以及效果之后，再根据技术和经济层面的要求进行比较，所有的工作做完了才能够再进一步选定相关的节能设备，以确保可以达到真正的节能目的。
参考文献：
[1]胡乃定.民用建筑电气技术与设计[M].北京：清华大学出版社，1996.
[2]樊伟粱.赵连玺.建筑应用电工[M].北京：中国建筑工业出版社，1996.
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