高層建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)分析

劉明亮

摘 要：當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)處于快速發(fā)展的新形勢(shì)下，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源緊張的矛盾日益激化，這也使節(jié)能成為當(dāng)前國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要問題。在當(dāng)前社會(huì)整體能耗總量中，建筑能耗占有較大的比例，特別是現(xiàn)代建設(shè)中電氣系統(tǒng)的耗能比例更大。高層建筑已成為當(dāng)前城市發(fā)展過程中重要的建筑形式，其不僅高度較大，層數(shù)較高，而且功能和結(jié)構(gòu)都具有復(fù)雜性，對(duì)于電氣系統(tǒng)的消耗量也較大，所以需要進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。文章對(duì)于高層建筑電氣設(shè)計(jì)的原則以及設(shè)計(jì)中的注意要點(diǎn)進(jìn)行了分析，對(duì)于促進(jìn)高層建筑電氣設(shè)計(jì)的發(fā)展水平具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：高層建筑；電氣設(shè)計(jì)；原則；節(jié)能設(shè)計(jì)

前言

在高層建筑中，由于受到自有的特點(diǎn)影響，在電氣系統(tǒng)運(yùn)行的過程中消耗較大。因?yàn)楦邔咏ㄖ慕Y(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，單位面積的層數(shù)較多，所以在日常運(yùn)行的過程中，需要大量電氣設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，在照明系統(tǒng)、消防系統(tǒng)以及各種電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)方面，需要進(jìn)行科學(xué)合理的方案設(shè)計(jì)，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。所以在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)的過程中，需要對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、用途以及性能要求進(jìn)行詳細(xì)的分析，對(duì)周圍的環(huán)境特點(diǎn)進(jìn)行評(píng)估，然后有針對(duì)性的進(jìn)行設(shè)計(jì)，以此完成電氣系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)。

1 高層建筑電氣節(jié)能的重要性

在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過程中，對(duì)于能源的消耗也日漸增長(zhǎng)，不僅造成了極大的環(huán)境問題，同時(shí)也成為了社會(huì)正常運(yùn)行的負(fù)擔(dān)，所以在能源的供需方面出現(xiàn)了矛盾，節(jié)能能源刻不容緩，已經(jīng)成為全社會(huì)共同關(guān)注的話題。在高層建筑設(shè)計(jì)中，電氣系統(tǒng)的能源消耗占據(jù)了很大的比例，而在以往的建筑電氣設(shè)計(jì)中，并沒有認(rèn)識(shí)到電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性，只是一貫的憑借以往的經(jīng)驗(yàn)和套路進(jìn)行設(shè)計(jì)，在建筑投入使用后，才發(fā)現(xiàn)電能的消耗量巨大，但是已經(jīng)無法改變。在人們的物質(zhì)生活逐漸提升的背景下，日常生活中所使用的大功率電器不斷增多，而高層建筑在照明系統(tǒng)以及消防系統(tǒng)方面的能耗也日漸提升，所以在整個(gè)高層建筑運(yùn)行的過程中，還會(huì)因?yàn)殡姎庀到y(tǒng)設(shè)計(jì)的不合理而導(dǎo)致額外的電能損耗，這在能源日益匱乏的當(dāng)代社會(huì)已經(jīng)成為較為嚴(yán)重的話題，所以高層建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)具有非常重要的意義。

2 高層建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)原則

在高層建筑電氣設(shè)計(jì)過程中，要想達(dá)到節(jié)能降耗的目的，就需要遵循一定的設(shè)計(jì)原則。不僅需要設(shè)計(jì)人員具有較高的專業(yè)水平，并且還需要加強(qiáng)對(duì)細(xì)節(jié)的關(guān)注，從而保證整體設(shè)計(jì)的水平。

2.1 功能性原則

電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要滿足高層建筑基本功能的運(yùn)轉(zhuǎn)，包括日常照明、溫度、通風(fēng)以及各種電器設(shè)備的正常用電需求，所以滿足功能性需求是需要遵循的最為基本的設(shè)計(jì)原則，由此才能進(jìn)行下一個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)。

2.2 經(jīng)濟(jì)性原則

由于高層建筑的層數(shù)較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以對(duì)電氣設(shè)備的需求量較大，不僅在采購成本方面會(huì)產(chǎn)生一定的壓力，并且在大部分電氣設(shè)備同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也會(huì)造成極大的電能消耗。所以說在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足基本功能運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上，還要重視經(jīng)濟(jì)性原則，一方面考慮電氣設(shè)備的采購成本，另一方面考慮共同運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)各部分電氣設(shè)備造成的負(fù)荷，避免超限運(yùn)轉(zhuǎn)而造成安全事故，從而更好地協(xié)調(diào)電力供應(yīng)與電氣節(jié)能之間的關(guān)系。

2.3 節(jié)約性原則

在以往的電氣設(shè)計(jì)中，存在很多無謂的電能消耗，有些是可以通過使用先進(jìn)的電氣設(shè)備而達(dá)到節(jié)能目的的。先進(jìn)電氣設(shè)備的應(yīng)用，可能在先期投入的資金較大，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來講，會(huì)節(jié)能大量的電能。還有變壓器的功能損耗、傳輸線路的有功損耗以及照明系統(tǒng)等，都可以通過先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備來進(jìn)行改善，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

3 高層建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 變電所位置的選擇

高層建筑因?yàn)闃菍佣?，?fù)荷分散，為保證配電干線最大電壓不超過允許值，減少電能損耗，降低大截面電纜用量，變配電室的位置選擇十分重要，應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心，一般變電所的位置有以下幾種設(shè)置方式：將變壓器設(shè)在地下室或輔助建筑物內(nèi)；在地下室內(nèi)和最高層設(shè)置變壓器；分別在地下室、最高層和中間層設(shè)置變壓器；僅在中間層設(shè)置變壓器；主變壓器分設(shè)在底層與上部各層。究竟采用何種方式，除了考慮經(jīng)濟(jì)、設(shè)備條件和施工方便等因素外，還要考慮經(jīng)營和管理因素。

3.2 變壓器節(jié)能

對(duì)變壓器進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)主要降低自身運(yùn)行時(shí)的能量損耗，并且還要提升其運(yùn)行效率。在變壓器運(yùn)行的過程中，鐵損以及雜散損耗是固有的，但是銅損是可以改變的，主要的節(jié)能措施有如下方面：第一，根據(jù)高層建筑中對(duì)于電能的需求進(jìn)行合理的計(jì)算，然后根據(jù)電氣系統(tǒng)總的電力荷載確定變壓器的容量以及臺(tái)數(shù)，并且盡量將其布置在高效低耗區(qū)內(nèi)。第二，使用先進(jìn)的節(jié)能型變壓器，節(jié)能型變壓器自身具有很多優(yōu)點(diǎn)，能耗低、噪聲小、重量輕、運(yùn)行效率高、抗沖擊以及能耗小，可以有效的降低能源損耗。第三，提高對(duì)變壓器運(yùn)行的管理水平，為保證變壓器運(yùn)行的安全性，在各變電所之間，應(yīng)該設(shè)置保護(hù)裝置，在電氣設(shè)備發(fā)生異常的負(fù)荷變化時(shí)，保護(hù)裝置能夠及時(shí)的發(fā)生動(dòng)作，避免對(duì)變壓器造成損毀。此外，還應(yīng)該加強(qiáng)日常的檢修，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

3.3 電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中的節(jié)能

在高層建筑電氣中的電動(dòng)機(jī)都是與暖通、給排水、建筑等工種的設(shè)備相配套，由設(shè)備制造廠商統(tǒng)一供應(yīng)。因此，其節(jié)能措施只能貫徹在運(yùn)行過程中，除了上述的用就地補(bǔ)償電容器以減少線路由于輸送超前無功而引起的有功損耗外，還應(yīng)減少電機(jī)輕載和空載運(yùn)行。因?yàn)?，在此種情況下，電機(jī)的效率是很低的，消耗的電能并不與負(fù)載的下降成正比。

3.4 降低線路電能的損耗

線路電能損耗也是高層建筑電能損耗的重要方面，設(shè)計(jì)人員要重視線路上的電能損耗，按照發(fā)熱條件、電壓損失和機(jī)械長(zhǎng)度來進(jìn)行低壓線路截面選擇，減少線路損耗，選用電阻率比較小的材質(zhì)作為線路導(dǎo)線，包括銅芯導(dǎo)線和鋁線。在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)該盡量的減小導(dǎo)線程度，布線應(yīng)該避免走彎路和回頭路，變壓器應(yīng)該和負(fù)荷中心靠近，縮短供電的距離，減少線路電能損失。

3.5 照明系統(tǒng)的節(jié)能

設(shè)計(jì)人員應(yīng)該盡量的選用高效光源，室內(nèi)場(chǎng)所照明可以使用小功率高壓鈉燈和熒光燈，室外照明和道路照明可以使用高壓鈉燈和金屬鹵化物燈，氣體放電燈和熒光燈要安裝電容器。設(shè)計(jì)人員可以采用光通比例高、反射系數(shù)高和配光特性穩(wěn)定的燈具，照明方案要要進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，充分的利用自然光，在建筑中盡量使用定時(shí)開關(guān)、節(jié)電開關(guān)和調(diào)光器，建筑室外照明可以采用光電控制器，插座面板上盡量設(shè)置開關(guān)控制，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

4 結(jié)束語

在高層建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的過程中，不僅要保證基本的功能性需求，還應(yīng)該注意經(jīng)濟(jì)性以及節(jié)能性，并且要從整體的角度考慮電氣系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。只有全方位的規(guī)劃，才能確保電氣設(shè)計(jì)節(jié)能降耗的目的，這就需要建筑電氣設(shè)計(jì)人員要不斷的提升專業(yè)技術(shù)水平，并且嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求操作。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各種先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備會(huì)不斷的應(yīng)用于電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中，為高層建筑的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)創(chuàng)造更為有利的條件。

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