高層建筑供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)探析

晏華

【摘要】隨著城市化的進(jìn)程，高層建筑成為一道靚麗的風(fēng)景線，而供配電系統(tǒng)是高層建筑正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保障。節(jié)能降耗是我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要指標(biāo)，節(jié)能建筑也成為房地產(chǎn)行業(yè)發(fā)展的方向，需要我們加強(qiáng)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的研究。本文首先闡述了高層建筑供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的內(nèi)涵，然后結(jié)合幾個(gè)主要的技術(shù)要點(diǎn)展開(kāi)探究，希望能夠推動(dòng)我國(guó)綠色建筑行業(yè)的發(fā)展，加快實(shí)現(xiàn)建設(shè)可持續(xù)化和諧社會(huì)的步伐。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；供配電系統(tǒng)；節(jié)能設(shè)計(jì)；技術(shù)要點(diǎn)；分析探究

建筑節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，在節(jié)能降耗領(lǐng)域有廣闊的空間，涉及到外墻節(jié)能、結(jié)構(gòu)節(jié)能、電氣節(jié)能、新能源設(shè)計(jì)等各個(gè)方面。隨著現(xiàn)代化社會(huì)的發(fā)展，為滿足高層建筑用電需求，供配電系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，耗能越來(lái)越高，這給節(jié)能降耗工作提出了挑戰(zhàn)。下面我們將從高層建筑供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)出發(fā)，淺談幾個(gè)技術(shù)要點(diǎn)。

1、淺述高層建筑供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的內(nèi)涵

1.1高層建筑供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容

高層建筑用電設(shè)備主要包括機(jī)械動(dòng)力設(shè)備、照明系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、電氣設(shè)備等，供配電系統(tǒng)的電氣性能是用電設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的保障。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，綜合性復(fù)雜多功能建筑的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)占整個(gè)建筑電氣能耗的百分之三十五，其次為照明系統(tǒng)占了約百分之三十三。所以，供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)主要從供電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)、照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)、電氣設(shè)備節(jié)能設(shè)計(jì)、新能源綜合利用等方面出發(fā)，推動(dòng)綠色節(jié)能建筑的發(fā)展。

1.2高層建筑供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的原則

高層建筑供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循實(shí)用性原則、經(jīng)濟(jì)性原則和可持續(xù)性原則。實(shí)用性即是節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足高層建筑的正常需求，比如空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)首先要滿足溫度、濕度等技術(shù)指標(biāo)，照明系統(tǒng)要滿足基本的照度、色溫、顯色等技術(shù)指標(biāo)。經(jīng)濟(jì)性即是節(jié)能設(shè)計(jì)要考慮投入產(chǎn)出比，綜合考慮供配電系統(tǒng)的投資運(yùn)營(yíng)成本，以實(shí)現(xiàn)基本的經(jīng)濟(jì)效益?？沙掷m(xù)性即是節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)該從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度出發(fā)，注重前期設(shè)計(jì)，以先進(jìn)可靠、科學(xué)合理的技術(shù)手段為依托，綜合考慮各個(gè)環(huán)節(jié)，使高層建筑具備長(zhǎng)期的節(jié)能壽命。

目前，我國(guó)也頒布了建筑節(jié)能設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，比如《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》等，這些標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施為高層建筑供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

2、簡(jiǎn)析高層建筑供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的五個(gè)要點(diǎn)

2.1優(yōu)化高層建筑供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的總體規(guī)劃

2.1.1科學(xué)合理制定供配電方案

高層建筑供配電系統(tǒng)方案和供電電壓等級(jí)的選擇需要根據(jù)電源點(diǎn)、供電距離、電力負(fù)荷容量等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，將變電所盡量設(shè)置到負(fù)荷中心位置，從而縮短供電半徑、降低線損，達(dá)到提高電能輸送效率的目的。提高供配電系統(tǒng)的供電電壓能夠有效降低電流，減少能耗，但是這會(huì)導(dǎo)致成本的增加，必須從經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上、可行性上進(jìn)行綜合分析，制定最優(yōu)化方案。

2.1.2供配電系統(tǒng)網(wǎng)架的優(yōu)化設(shè)計(jì)

優(yōu)化高層建筑供配電系統(tǒng)網(wǎng)架設(shè)計(jì)，能夠有效減少內(nèi)部系統(tǒng)接線，從而減小系統(tǒng)維護(hù)工作量。同時(shí)，可以降低線損、提高供電電壓，從而確保用電設(shè)備的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)。

2.2改善高層建筑供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的變壓器選擇

變壓器是高層建筑供配電系統(tǒng)中的重要設(shè)備，其能量損耗應(yīng)該引起足夠的重視，是節(jié)能設(shè)計(jì)考慮的要點(diǎn)之一。變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)需要根據(jù)其投資回收年限進(jìn)行選擇，在《節(jié)約能源條例》中，配電變壓器的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)投資回收年限為五年，最多不超過(guò)七年，超過(guò)年限，變壓器滿足不了經(jīng)濟(jì)回收和節(jié)能要求，也不符合安全標(biāo)準(zhǔn)。

變壓器的選擇還要根據(jù)實(shí)際高層建筑用電情況進(jìn)行考慮。比如，高層建筑的最大用電量通常低于工業(yè)用電，所以變壓器的選擇不能僅僅為了安全而選擇與工業(yè)用電同等規(guī)格的變壓器，其容量只需略高于高層建筑最大電量負(fù)荷即可。通常來(lái)說(shuō)，變壓器的負(fù)荷率要達(dá)到百分之七十左右才會(huì)滿足節(jié)能需求，盡量選擇空載損耗小的新型節(jié)能變壓器，如S11、S13等變壓器用卷鐵心替換疊片式鐵心結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)降低磁阻、減少空載電流的目的，提高了電能轉(zhuǎn)換效率和電能功率因數(shù)，空載損耗率降低了約百分之二三十，在實(shí)際應(yīng)用中獲得了不錯(cuò)的節(jié)能效果。

2.3完善高層建筑供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的照明系統(tǒng)

照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)主要從燈具選擇和實(shí)際需求等角度考慮。高層建筑燈具型號(hào)應(yīng)該能夠滿足《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，同時(shí)，嚴(yán)格把控?zé)艟呦到y(tǒng)節(jié)能要求。設(shè)計(jì)智能照明系統(tǒng)，通過(guò)聲控開(kāi)關(guān)、智能亮度調(diào)整等裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，在光能較好的位置安裝亮度不高的燈具，確保照明系統(tǒng)與高層建筑整體運(yùn)行相協(xié)調(diào)。

2.4靈活高層建筑供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的電纜選擇

電線電纜的選擇要從供電安全性和運(yùn)行節(jié)能性考慮，如果選擇截面較大的電纜則會(huì)增加投入，但會(huì)降低線損，如果選擇截面較小的電纜則耗能較高，而且安全系數(shù)降低，不利于后續(xù)擴(kuò)建的需求。通常情況下，供電線路最大負(fù)荷年運(yùn)行時(shí)間大于四千小時(shí)采用經(jīng)濟(jì)電流密度進(jìn)行電線電纜選擇，小于四千小時(shí)則會(huì)根據(jù)導(dǎo)體載流量進(jìn)行電線電纜選擇。

2.5調(diào)整高層建筑供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的電機(jī)選擇

電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的能耗非常大，在節(jié)能設(shè)計(jì)中具有很大的潛力。電機(jī)選擇應(yīng)該結(jié)合高層建筑實(shí)際需求，選擇變頻調(diào)速、軟啟動(dòng)等先進(jìn)控制模式，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)拖動(dòng)節(jié)能的效果。對(duì)于200千瓦以下的功率優(yōu)選低壓電機(jī)，355千瓦以上的只能選擇高壓電機(jī)，200-355千瓦范圍內(nèi)的應(yīng)該從投資、節(jié)能、技術(shù)等多個(gè)角度出發(fā)，選擇合適的電機(jī)。

結(jié)論：

綜上所述，高層建筑供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)是非常必要的，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)的重要組成部分。本文著重從高層建筑供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的總體規(guī)劃、變壓器選擇、照明系統(tǒng)、電線電纜、電機(jī)拖動(dòng)等方面進(jìn)行了探析，希望起到拋磚引玉的作用，更好的推動(dòng)我國(guó)高層建筑供配電系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的發(fā)展。

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