高层建筑电气工程供配电系统设计研究与分析
王竞
湖北省工业建筑集团有限公司 湖北武汉 430070
摘要：随着我国社会经济的发展和城镇化的推进，为满足城市居民的需求，涌现出大量高层和超高层建筑。同时，科技社会的发展，让人们对超高建筑有了新的需求。除了良好的建筑质量以外，还要求具有较高的舒适度、良好的智能性等。因此，要求我们在对高层建筑电气工程的建设中把握消费者的使用需求，在满足人们舒服、智能化住宅需求的基础上，发挥好电气工程功能的优势。本文据此展开研究，提出优化供配电系统质量，推动电气工程良好发展，保障使用者满意度的方案。
关键词：高层建筑；电气工程；供配电
1引言
随着社会经济的日益发展，城市化进程的进一步推进以及土地资源的日益紧俏，我国一二线城市在建项目多是高层或超高层建筑。超高层特别是250m以上的超高层建筑也越来越多，由于此类项目具有建筑高度高，人员密度大，社会影响大等特点，对供电的可靠性特别是消防情况下的供电要求比常规高层建筑严格得多，因此设计过程中要重点关注关键技术要求，满足项目安全，投资及运行经济的需求。
2 高层建筑供配电系统的特点
和传统多层建筑的供配电系统相比，高层建筑供配电系统具有如下特点：（1）建筑体量比较大，其用电量大，供电半径长。（2）建筑功能多样化，高层建筑供配电系统的设计需要同时满足不同功能区的不同要求，设计难度比较大。（3）高层建筑供配电系统至少需要2路市政独立电源。（4）为保证高层建筑对电力持续、安全、稳定的需求，需要设置多个变电所。（5）需要考虑备用电源、应急电源的设置。
3 建筑电气设计现状
3.1 设计重视度不够
如今，尽管社会的各行各业都越来越重视节能减排工作，特别是对于建筑节能方面。尽管各方面的压力都在逐渐增加，但是在具体开展设计工作的过程中，为了使用更低的材料预算以及获取更高的利润，设计师往往会在完成相同热负荷条件下使用最便宜的设备，但是这些设备并不具备节能功效，由于核心组件的廉价使其关键性能受到了严重的影响，并且能耗太大，违背了节能减排理念。
3.2 建筑电气的设计与研究
相比于其他发达国家，我国的建筑电气发展起步相对较晚，所以，直至发展到更高层次的今天，仍然无法避免起步阶段落后现象带来的音响，因此，这就需要我们应该使用更加全面以及先进的新技术来解决历史遗留下的问题。然而，随着人们对建筑需求的不断提升，对于相关设备的要求也在逐渐上升，另一方面也导致建筑能耗增加，这种能耗主要体现在建筑电气方面。和其他建筑电气发展比较先进的国家相比，我国的新兴技术不足，并且发展不均衡，这一系列问题将会对我国建筑行业未来的发展产生很大的影响。
4 高层建筑电气工程供配电系统设计措施
4.1 分路供电设计
在建筑工程施工完成以后，由于内部涉及较多的负载设备，并且这些设备种类也相对较为复杂，所以对于供配电线路设计的要求是非常高的，尤其是分路供电方面。基于此，在设计的时候，需要科学、合理地设计电源和接地系统，也可以设置单独的供电体系，这样才能有效保证供配电线路的稳定性。同时，在分路供电设计时，可以在建筑内部设置供配电控制器，其目的就是保证建筑工程的供电控制效果，从而避免电气异常的产生。
4.2 建筑照明方面
（1）合理利用自然光源。建筑照明设计工作的开展，需要将自然光源和人工照明的有机结合作为一项重要内容。在建筑物室内尽可能引入自然光源，这样一来不仅能够满足室内照明的要求，同时还能够提高室内实际温度，在降低室内照明电能损耗的同时起到节约能源的作用。（2）科学选择节能灯具。相比于节能灯，普通的荧光灯和白炽灯的能耗都相对较高，所以，在开展建筑电气节能设计工作的过程中，应该将灯具的合理选择作为一项重要内容。尽管节能灯的价格要高于荧光灯和白炽灯，但是，其不仅能耗低而且使用寿命长，所以从整体经济效益而言，节能灯的禁忌效益要远远高于普通的荧光灯和白炽灯。（3）合理设置照明控制方式。为了能够有效达到建筑照明节能设计目标，就需要设置合理的照明控制方式。对于不同地区的照明情况，需要尽可能做到一灯一控，在公共区域中，为了节省照明能耗，需要用到声控、触摸控制以及感应控制等控制照明灯具的方法。严格按照兆明路线设置稳压供电系统，合理控制照明灯具的供电时间，将能源消耗问题降到最低。一灯一控的回路控制模式，普及公共区域照明的延时触摸控制方式、声光控制模式以及感应控制方式等。根据实际照明需求设置照明线路稳压供电，合理控制照明灯具的供电时间，以免照明灯具引发大量的能源消耗问题。
4.3 变压器布置和选型
在变压器布置设计中，需要根据负荷容量、负荷分布、建筑物功能分区等实际情况，合理确定变压器的布设位置和数量。变压器容量则要按照计算容量合理选择，目前我国变压器的运行负荷率在70%~85%之间。低压线路上的供电半径通常不应超过200m。如果供电容量大于500kW，供电距离也超过200m，就需要在适当的位置布设变配电所，尽量靠近负荷中心，以提升供电系统运行的安全性、稳定性以及节能效果。对供电的稳定性要求比较高，因此，在地下一层设置变配电所，通过地下停车库和车道来运输变配电设备。在选择变压器时，需要综合考虑各种因素，按照不同楼层的用电需求，合理确定变压器的单机容量和台数。本按照空调设备的分组来设置专用的变压器，此种设计方法，能够实现按照空调机组的投切来投切相应的变压器，具有良好的节能效果和经济效益。
4.4 供配电系统配电箱的设置
为了保证电气接线良好，配电箱必须要将开关设备保护电气测量仪表及相关的辅助设备共同组装到封闭或者是半封闭的金属柜上，这样才能够形成低压配电装置，通过自动开关或者手动开关的方式能够实现电路的接通或断开。当线路运行不正常或者出现故障时，则可以利用其他的线路进行切断或报警，在各个发配变电所中，利用测量仪表的方式也能够保证各种运行参数的良好，并能充分地调节部分电气参数，即具备提示或警告的功能。在高层住宅建筑中，照明配电箱的回路必须满足照明系统的需求，客厅卧室、厨房、卫生间的插座，都必须要有单独回路供电。在空调回路设置的过程中必须要设置成独立式的空调回路，除了壁挂空调插座之外，其他的插座回路都应该安装漏电保护装置。
5 结束语
总而言之，建筑行业落实节能减排工作的重要措施是建筑电气设计节能，该项工作的开展能够推动社会的可持续发展。因此，建筑电气节能设计工作的开展，需要专业的设计人员基于工程项目的实际需求，不断优化节能设计方案，采取针对性的节能措施全面保障整个建筑工程的电气节能效果，以此来推动社会的健康可持续发展。
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