淺析高層建筑電氣設(shè)計(jì)與節(jié)能

文/韓延章 中國(guó)汽車(chē)工業(yè)工程有限公司 天津 300113

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淺析高層建筑電氣設(shè)計(jì)與節(jié)能

文/韓延章 中國(guó)汽車(chē)工業(yè)工程有限公司 天津 300113

進(jìn)入新世紀(jì)后，國(guó)內(nèi)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)獲得快速的發(fā)展，人們的生活得到極大的改善，不斷出現(xiàn)高層建筑，因此對(duì)其電氣設(shè)計(jì)也提出了崗位嚴(yán)格的要求。作為電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)安全和節(jié)能給予重視，并在設(shè)計(jì)的過(guò)程中首先考慮。筆者在本文中首先分析了高層建筑電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，然后探討了高層建筑電氣設(shè)計(jì)節(jié)能措施遵循的原則，最后研究了高層建筑電氣設(shè)計(jì)節(jié)能措施，以期進(jìn)一步提升國(guó)內(nèi)高層建筑電氣設(shè)計(jì)、節(jié)能的質(zhì)量和水平。

高層建筑；電氣設(shè)計(jì)；節(jié)能

進(jìn)入新世紀(jì)后，國(guó)家不斷倡導(dǎo)建立能源節(jié)約型社會(huì)，作為高層建筑電氣設(shè)計(jì)人員，應(yīng)該深入思考電氣設(shè)計(jì)的節(jié)能措施，推進(jìn)節(jié)能社會(huì)建設(shè)。筆者在本文中分析了高層建筑電氣設(shè)計(jì)的內(nèi)容、原則以及節(jié)能措施。

一、簡(jiǎn)述高層建筑電氣設(shè)計(jì)的內(nèi)容

1.選擇電源和電壓

高層建筑的特點(diǎn)為層數(shù)多、面積大，一般情況下，高層建筑都有兩套相互獨(dú)立的電源，讓建筑的供電更加安全、可靠。很多高層建筑亦安裝有發(fā)電機(jī)組，保障停電后15分鐘內(nèi)恢復(fù)供電，讓建筑內(nèi)的重要設(shè)備及消防設(shè)施等能夠正常使用。10kV是國(guó)內(nèi)高層建筑的標(biāo)準(zhǔn)電壓。不僅如此，電氣設(shè)備人員還需要計(jì)算高層建筑電力負(fù)荷，讓電氣設(shè)備選擇有所依據(jù)，通常我們計(jì)算電力負(fù)荷的時(shí)候都是使用負(fù)荷密度法或系數(shù)法。

2.設(shè)計(jì)配電系統(tǒng)

其一，10kV電壓等級(jí)是國(guó)內(nèi)高層建筑的主要標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)供電電源為兩路，采用的方式為單母線分段方式。其二，一般情況下高等建筑的變壓器每一臺(tái)容量要小于1000kVA，讓高層建筑內(nèi)使用更少的變壓器。把聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)設(shè)置在相鄰的變壓器之間，保障其供電的可靠性。其三，樹(shù)干式和放射式系統(tǒng)相結(jié)合的混合式系統(tǒng)是高層建筑配電系統(tǒng)使用的方式之一，使用母線槽等，保障電纜水平干線。

3.電氣設(shè)備選型

高層建筑高度較高、建筑面積大，設(shè)計(jì)的電氣設(shè)備也較多，其有高壓開(kāi)關(guān)柜、低壓配電屏等系統(tǒng)，中置式真空開(kāi)關(guān)柜是高層建筑使用的主要開(kāi)關(guān)柜類(lèi)型，在建筑樓層地下室安裝變配電室，把低壓配電屏設(shè)置成抽屜式，變壓器采用干式變壓器。高層建筑發(fā)電機(jī)組一般使用柴油發(fā)電機(jī)，同時(shí)，合理設(shè)置電氣照明的燈具、線路等，合理搭配建筑照明設(shè)計(jì)以及建筑裝飾。光源需要使用高光源，避免電能的浪費(fèi)。

4.其他方面的設(shè)計(jì)

其一，建筑的防雷和接地，在對(duì)高等建筑電氣進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候需要把金屬管接地工作做好，有效結(jié)合電氣設(shè)備的接地保護(hù)和防雷促使，不僅如此，建議使用低于1歐姆的接地電阻，以電位均衡為基礎(chǔ)讓高層建筑提升安全性。其二，電梯設(shè)計(jì)，由于高等建筑較高，具有復(fù)雜的功能，不僅要讓人們的生活需求得到滿足，還需要滿足其他需求，高層建筑電梯有多種，如客用電梯、消防電梯、景觀電梯、貨用電梯等，電氣設(shè)計(jì)人員要充分的溝通建筑總設(shè)計(jì)人員，對(duì)電梯的最終設(shè)計(jì)進(jìn)行決定。其三，設(shè)計(jì)消防滅火系統(tǒng)，高層建筑滅火系統(tǒng)由多種組件組成，其電氣消防設(shè)計(jì)中存在一定的問(wèn)題，因此我們必須精心對(duì)待。

二、設(shè)計(jì)電氣節(jié)能的原則

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平的提升，城市化進(jìn)程不斷加快，高層建筑建設(shè)和運(yùn)行的時(shí)候需要更多的能量，其中運(yùn)行時(shí)消耗最多的是電能。因此高層建筑電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)電氣設(shè)計(jì)進(jìn)一步深化，好需要在設(shè)計(jì)的過(guò)程中深入貫徹節(jié)能原則。其一，電氣節(jié)約需要在其功能得到滿足的前提下。讓建筑照明等得到滿足，同時(shí)，還需要滿足建筑上下通道的正常使用以及娛樂(lè)設(shè)施用電的需求。其二，設(shè)計(jì)電氣設(shè)備的過(guò)程中需要對(duì)經(jīng)濟(jì)因素加以考慮，有效協(xié)調(diào)運(yùn)行電力以及電氣節(jié)能二者之間的關(guān)系，從整體上提升建筑運(yùn)行的效益。同時(shí)，我們之所以要對(duì)高層建筑電氣進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，最主要的原因就是讓電能消耗更低。設(shè)計(jì)人員要讓建筑的能耗有效降低，科學(xué)處理功能損耗嚴(yán)重的電氣設(shè)備，使用高新技術(shù)讓能耗進(jìn)一步降低，在高層建筑中提升運(yùn)用高新技術(shù)和新型技術(shù)的比例，讓建筑實(shí)現(xiàn)有效的節(jié)能。

三、高層建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)的節(jié)能措施

如今高層建筑一般使用10kV供電電源，高層住宅小區(qū)的電源為兩路，二者共同工作，一旦有一路出現(xiàn)情況，另一路也能滿足設(shè)備的實(shí)際需求。作為電氣設(shè)計(jì)人員，應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行充分考慮。

1.優(yōu)化電壓等級(jí)，保障負(fù)荷中心由供配電直接供給電壓

縱觀線路傳輸，要是電荷容量等于傳輸功率，由于高層中具有較小的電流，可以讓功率、電能消耗有效的降低。通常來(lái)講，設(shè)計(jì)住宅小區(qū)點(diǎn)起的時(shí)候，應(yīng)該把在負(fù)荷中心設(shè)置開(kāi)閉10kV，一般情況下150是低壓供電半徑的最高水準(zhǔn)，因此筆者建議應(yīng)該把多個(gè)10/0.4kV變電所在小區(qū)內(nèi)部設(shè)置，由其進(jìn)行輻射放電。

2.選取配電變壓器

現(xiàn)代化高層建筑電氣系統(tǒng)的配電變壓器的使用量比較大，因此我們?cè)O(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)該使用消耗電能較小的變壓器，選用環(huán)保、節(jié)能的變壓器。同時(shí)變壓器應(yīng)該具有通風(fēng)裝置。

3.配電線路導(dǎo)線、電纜的選擇

每一個(gè)項(xiàng)目實(shí)施的過(guò)程中需要考慮相關(guān)成本，同樣，設(shè)計(jì)高層建筑電氣也如此，在對(duì)選電線電纜、導(dǎo)線進(jìn)行選擇的過(guò)程中首先要考慮的是安全以及符合國(guó)家相關(guān)要求，其次就需要考慮成本。筆者建議在選擇的過(guò)程中應(yīng)該嚴(yán)格遵守經(jīng)濟(jì)電流密度原則。

4.運(yùn)行節(jié)能

我們所說(shuō)的運(yùn)行節(jié)能指的是以供電成本為基礎(chǔ)，保障配電網(wǎng)的功率損耗最低。從理論上而言，功率損耗和電壓成反比，因此遵照此原則在保障安全的前提下，對(duì)供電電壓合理的提升，保障節(jié)能環(huán)保目的的實(shí)現(xiàn)。

5.電壓調(diào)節(jié)和無(wú)功補(bǔ)償

把一個(gè)無(wú)功補(bǔ)償裝置設(shè)置在高層建筑電氣供電系統(tǒng)中，讓其進(jìn)行直接的無(wú)功功率補(bǔ)償，然后對(duì)控制系統(tǒng)電容器進(jìn)行自動(dòng)的控制，借此實(shí)現(xiàn)降低能耗的目的。

6.照明

針對(duì)高層建筑而言，選擇光源的時(shí)候應(yīng)該保障其具有節(jié)能的效果，并添加必要的節(jié)能附件，制造燈具的原料要低碳、環(huán)保。住宅建筑內(nèi)的各類(lèi)照明一般采用人工照明或者節(jié)能控制。應(yīng)急照明燈具應(yīng)該具有自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)，當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置燈具應(yīng)自動(dòng)點(diǎn)亮等，借此實(shí)現(xiàn)住宅小區(qū)的低碳化。

結(jié)束語(yǔ)：

根據(jù)上文的論述，我們可知，如今國(guó)內(nèi)大力倡導(dǎo)節(jié)能減排，這是構(gòu)建國(guó)內(nèi)生態(tài)文明的重要工程。由于智能電器具有安全性、優(yōu)越性的特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)高層建筑中已經(jīng)廣泛的使用。同時(shí)，在設(shè)計(jì)高層建筑電氣系統(tǒng)的過(guò)程中，我們應(yīng)該以高層建筑的實(shí)際情況為基礎(chǔ)，科學(xué)的進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)，作為設(shè)計(jì)人員我們應(yīng)該不斷提升自身的專業(yè)技能，以安全和節(jié)能為引領(lǐng)，保障智能電器充分的發(fā)揮作用。

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