高層建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)探討

■羅紅艷 ■安慶市第一建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，安徽 安慶 246000

經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展的局面下，人類(lèi)越來(lái)越意識(shí)到資源的重要性，地球資源不是取之不盡、用之不竭的，為了實(shí)現(xiàn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，節(jié)約資源已經(jīng)成為了國(guó)家的戰(zhàn)略性目標(biāo)。電氣節(jié)能是高層建筑的重點(diǎn)課題，如何在保證用戶(hù)正常使用的前提下，降低能源的損耗是電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，因此，提高能源的利用效率就是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵突破點(diǎn)。社會(huì)的每一個(gè)微小的舉措都能為緩解能源危機(jī)做出巨大的貢獻(xiàn)，最終實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展社會(huì)的目標(biāo)。

1 高層建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)該遵守的原則

1．1 保證建筑物設(shè)施正常使用

節(jié)能設(shè)計(jì)不能以犧牲建筑設(shè)施的正常功能為代價(jià)，高層建筑是為了滿(mǎn)足人類(lèi)的居住環(huán)境而誕生的產(chǎn)物，如果節(jié)能設(shè)計(jì)要?jiǎng)儕Z建筑物的某項(xiàng)功能，如照明的照度、空調(diào)的溫度、設(shè)備的供電功率等，這都違背了高層建筑設(shè)計(jì)的初衷。電氣的節(jié)能設(shè)計(jì)不能影響設(shè)施的功能，應(yīng)在滿(mǎn)足正常使用的前提下從其它切入點(diǎn)出發(fā)，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。

1．2 衡量節(jié)能設(shè)計(jì)的成本與經(jīng)濟(jì)效益

電氣節(jié)能設(shè)計(jì)需要投入一定的成本，在節(jié)能設(shè)計(jì)前需要充分衡量成本與經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)系。用于節(jié)能設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)成本可以通過(guò)日后的節(jié)能效益進(jìn)行回收，但是不能盲目的開(kāi)展節(jié)能設(shè)計(jì)，以防過(guò)高的投入?yún)s只換來(lái)較小的回報(bào)，入不敷出不是節(jié)能設(shè)計(jì)的目的。在高層建筑施工過(guò)程中，進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)所增加的成本需要在有限的時(shí)間內(nèi)通過(guò)節(jié)約下來(lái)的能源進(jìn)行回收。

1．3 減少無(wú)用的能源消耗

一座龐大的高層建筑，在電氣系統(tǒng)運(yùn)行中，總會(huì)存在一些疏漏，節(jié)能設(shè)計(jì)需要盡量的排查出無(wú)用的能源消耗。無(wú)用的能源消耗是高層建筑中重要的一筆能源損耗，因此，節(jié)能的關(guān)鍵就是要著手改造無(wú)用消耗。首先，需要通過(guò)精密的排查，找出與建筑設(shè)施無(wú)關(guān)的能源消耗，其次在研究具體的解決方案，徹底地剔除無(wú)用的能源消耗，提高能源的利用效率。

2 高層建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)措施

2．1 科學(xué)選擇變壓器位置

高層建筑由于其自身錯(cuò)綜復(fù)雜的地理結(jié)構(gòu)，在選擇變壓器的位置時(shí)需要考慮各方面的因素，科學(xué)合理的抉擇出最適合的地理位置。高層建筑的負(fù)荷點(diǎn)離散的分布在各層，為了最大限度的減少電能的損耗，縮短大截面的電纜線路的使用，變壓器一般選在離負(fù)荷點(diǎn)中心較近的位置。具體來(lái)說(shuō)，變壓器的安裝位置主要有地下室、最高層、中間層這幾種方式，實(shí)際選用什么方式，可以結(jié)合建筑的具體結(jié)構(gòu)以及經(jīng)濟(jì)、施工條件、管理模式等相關(guān)的因素，選用其中一種安裝方式，或者幾種安裝方式并用。

2．2 安裝合適的變壓器設(shè)備

安裝合適的變壓器設(shè)備是電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，選擇合適的變壓器設(shè)備主要考慮變壓器的有功功率。合適的變壓器設(shè)備可以盡可能的減少有功功率損耗，變壓器的有功功率損耗是有載損耗與負(fù)載率平方的乘積再加上空載損耗的和，因此，在選擇時(shí)，需要考慮各方面的因素。首先，為了減小有載損耗，盡量選擇阻值較小即繞組電流較大的變壓器，比如銅芯所制的變壓器便是較為合適的選擇;其次，考慮空載損耗的因素，變壓器設(shè)備應(yīng)該選擇節(jié)能型的，比如干式變壓器;除此之外，變壓器的容量也是影響其選擇的主要原因，選用少數(shù)的大容量設(shè)備，還是多數(shù)的小容量設(shè)備，這需要結(jié)合高層建筑的負(fù)荷點(diǎn)位置的分布，在合理分配負(fù)荷位置的的情況下，一般選用大容量的變壓器比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，也更加安全可靠。

2．3 導(dǎo)線截面積要適當(dāng)

根據(jù)線路的電能損耗的物理公式P=I^2*R，因?yàn)殡娐返碾娏饕呀?jīng)固定不能改變，要減小P值，應(yīng)該減小R，而線路的電阻與電導(dǎo)率、線路長(zhǎng)成正比，與導(dǎo)線的截面積成反比，因此，節(jié)能設(shè)計(jì)要盡量的減小導(dǎo)線的電導(dǎo)率與長(zhǎng)度，提高導(dǎo)線截面積。具體來(lái)說(shuō)，導(dǎo)線的電導(dǎo)率與其材質(zhì)有關(guān)，銅的電導(dǎo)率小，在過(guò)去常大量使用銅線，隨著銅資源的減少，為了節(jié)約資源目前常使用鋁線作為替代。在建筑施工中，對(duì)電路進(jìn)行排線時(shí)，需要遵循少走彎路的原則，盡量合理布線，統(tǒng)籌安排。合理加大一級(jí)導(dǎo)線的截面積，同時(shí)對(duì)于季節(jié)性供電的設(shè)備線路可以充分利用，減少閑置，提高線路的利用效率，減少能源損耗。

2．4 改善建筑照明系統(tǒng)

高層建筑的照明系統(tǒng)在電氣能耗中占據(jù)比較大的分量，要進(jìn)行電氣節(jié)能設(shè)計(jì)，從改善建筑的照明系統(tǒng)入手，也可以有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)能。傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)廣泛使用安裝簡(jiǎn)易的白熾燈，節(jié)能的首要就是要摒棄白熾燈，選用節(jié)能燈，雖然節(jié)能燈成本相對(duì)較高，而且安裝相對(duì)復(fù)雜，但是長(zhǎng)久的使用下來(lái)，節(jié)能燈節(jié)約的能源效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其成本投入，這是照明系統(tǒng)改造的主要工作。除此之外，隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，新能源的使用也在不斷的發(fā)展，高層建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中可以加入一些太陽(yáng)能的使用，太陽(yáng)能的用途不只是加熱用水，還可以用作照明。自然光的充分利用也是建筑照明系統(tǒng)改善的重要舉措，在一些高的樓層，增大門(mén)窗的面積，選擇透光率較好的玻璃材質(zhì)，利用自然光進(jìn)行照明是減少能源損耗的有效方法。高層建筑的電氣節(jié)能來(lái)源于方方面面，照明作為電氣的重要損耗功能，通過(guò)節(jié)能燈、太陽(yáng)能、自然光的有效利用，可以切實(shí)的達(dá)到節(jié)能的效果，同時(shí)并不影響建筑設(shè)施的正常功能。

3 總結(jié)

總而言之，高層建筑的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)需要遵循一定的原則，在滿(mǎn)足建筑物設(shè)備正常工作的情況下，權(quán)衡成本與效益的利弊，割斷一切的無(wú)謂損耗，通過(guò)科學(xué)合理的安裝變壓器設(shè)備，選擇適合的導(dǎo)線粗細(xì)，改善照明系統(tǒng)等一系列措施來(lái)減少建筑的能耗，從而實(shí)現(xiàn)高層建筑的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)，緩解能源危機(jī)。電氣節(jié)能設(shè)計(jì)是隨著能源消耗加劇，為了社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展而進(jìn)行的改革，不但能節(jié)約社會(huì)資源，也給企業(yè)個(gè)人帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的大融合。

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