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

焦峰

摘 要：隨著城市的不斷發(fā)展，高層建筑也在不斷增多。建筑的節(jié)能要求在現(xiàn)階段已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的必然要求和趨勢，對(duì)于高層建筑來說，進(jìn)行供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)不僅能更好滿足高層建筑多用戶的實(shí)際要求，還能有效消除用電的安全隱患?；诖?，本文對(duì)高層建筑供配電節(jié)能設(shè)計(jì)的內(nèi)容以及圍繞這些內(nèi)容的設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行深入的分析，以期能夠推動(dòng)中國節(jié)能環(huán)保建設(shè)的進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展

關(guān)鍵詞：高層建筑；配電系統(tǒng)；節(jié)能設(shè)計(jì)

引言

高層建筑是城區(qū)基礎(chǔ)建設(shè)的核心部分，正確運(yùn)用超高層建筑，可以改善在城市化管理中產(chǎn)生的土地資源不充足問題，從而為城區(qū)發(fā)展提供保障。供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是建筑工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要在全面了解建筑構(gòu)架及其作用的前提下，來規(guī)劃供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程，以確保設(shè)計(jì)整體的標(biāo)準(zhǔn)性；更要注意在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，將“安全施工”的理念充分落實(shí)，以增強(qiáng)超高層建筑的整體質(zhì)量。

1高層建筑的相關(guān)特點(diǎn)

在國民經(jīng)濟(jì)不斷上漲之下，人們對(duì)建筑住房的需求量也在逐年的提升。隨著建筑建設(shè)規(guī)模和數(shù)量的不斷增多，高層建筑的建筑形式由此出現(xiàn)，這是當(dāng)前建筑行業(yè)的主流發(fā)展趨勢。高層建筑的特點(diǎn)主要是以下幾方面：其一是結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜性，高層建筑本身就是一種多層建筑結(jié)構(gòu)，其最大的特點(diǎn)就是建筑結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，高層建筑中的主體建筑都比較高，其樓層數(shù)也很多，居住的住戶數(shù)也比較多，所以在高層建筑中的電力管道、通信管道以及線路等都比較多，豎井量也很大，比如在管道中有水管以及排風(fēng)管等，而豎井有管理井、樓梯井以及電纜井等等，這些都讓高層建筑存在和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)。其二是功能多，當(dāng)前很多的高層建筑所具備的附屬性功能都比較多，可以說是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的場所，有些高層建筑中集中了商住樓、商場以及賓館酒店等，同時(shí)還有娛樂大廳以及地下車庫，這些多樣性的構(gòu)成讓高層建筑的功能更加完善，人們可以在高層建筑中享受一條龍式的服務(wù)，將工作、娛樂和購物結(jié)合在一起。其三是設(shè)備比較多，高層建筑備的多功能決定了設(shè)備的繁雜多樣，就高層建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)看，有上下水管、空調(diào)管道以及電纜井都相關(guān)的結(jié)構(gòu)。高層建筑中還有一些電器等，比如自動(dòng)空調(diào)、冰箱以及電視機(jī)等。其四是人員眾多，高層建筑的容納量很大，是一個(gè)人員比較集中的公共場所，基本每天都有上百或是上千的人進(jìn)出，所以高層建筑不僅有著極大的人員密度，同時(shí)人員流動(dòng)性也比較大。

2超高層建筑供配電節(jié)能原則

超高層建筑是建筑施工中的難點(diǎn)項(xiàng)目，超高層建筑所應(yīng)用的電能較一般高層建筑多，為了實(shí)現(xiàn)超高層建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)，在進(jìn)行項(xiàng)目電氣節(jié)能設(shè)計(jì)之前需要明細(xì)相應(yīng)的電氣節(jié)能原則理念：首先，開源節(jié)流，節(jié)約電能。在超高層建筑電氣設(shè)計(jì)過程中，避免電能浪費(fèi)點(diǎn)，電氣設(shè)計(jì)部門需要關(guān)注電氣節(jié)能的科學(xué)措施應(yīng)用；其次，超高層電氣設(shè)計(jì)需要大量的電氣設(shè)備、材料、人力等，實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，在保障設(shè)備運(yùn)行安全基礎(chǔ)上，需要節(jié)約設(shè)備材料、人力投入，在滿足建筑項(xiàng)目用戶需求的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源投入；然后，超高層建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)需要以人為本，從用戶的實(shí)際用電需求出發(fā)，為用戶打造舒適、安全的建筑環(huán)境。如，應(yīng)用合理的照明系統(tǒng)，提升建筑內(nèi)部企業(yè)辦公的舒適度。再如，西門子變頻器是由德國西門子公司研發(fā)、生產(chǎn)，該品牌變頻器憑借其穩(wěn)定的運(yùn)行性能、豐富的設(shè)備組合、高性能的矢量控制技術(shù)、低速高轉(zhuǎn)矩輸出，在變頻器市場上占據(jù)有利的地位，將該種變頻器應(yīng)用到超高層電氣設(shè)計(jì)當(dāng)中，能夠有效的提升電氣系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性；最后，在項(xiàng)目電氣節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，在滿足建筑項(xiàng)目施工要求的基礎(chǔ)上，還需要應(yīng)用穩(wěn)定的科學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更好的建筑電氣節(jié)能。

3高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1火警自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)高層建筑物構(gòu)架和功能，依照重要建筑的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)建立自動(dòng)性的報(bào)警系統(tǒng)，可以開展危險(xiǎn)安全播放，災(zāi)情數(shù)據(jù)整理等，一旦有險(xiǎn)情出現(xiàn)時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)中的險(xiǎn)情控制裝置會(huì)根據(jù)設(shè)定流程給出指令，指令的給出通常是參照?qǐng)?bào)警信號(hào)的發(fā)送時(shí)間，同時(shí)自動(dòng)開啟消防設(shè)施。在一般狀態(tài)下，在進(jìn)行消防系統(tǒng)設(shè)置過程中，需要結(jié)合建筑物的構(gòu)架加設(shè)感溫探測器，在建筑內(nèi)的主要安全出入點(diǎn)、樓道、相關(guān)房間等，加設(shè)感煙探測器，同時(shí)在建筑物的各重要點(diǎn)設(shè)置供機(jī)械操作的報(bào)警設(shè)備。這種報(bào)警設(shè)備要設(shè)定在各樓層的相同位置，并有效設(shè)定發(fā)電室、消防風(fēng)機(jī)室等的距離。

3.2供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第一，符合等級(jí)與供電電源。結(jié)合目前，我電業(yè)部門的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，消防用電裝置都要根據(jù)最大限度負(fù)荷進(jìn)行電能輸送。超高層建筑需要實(shí)行總體上的供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并且要設(shè)置兩路電源，也必須要設(shè)置緊急備用電源。也就是說在確保建筑內(nèi)有效電源不能低于兩個(gè)，各個(gè)電源需要服務(wù)于不同的線路，電源電壓等級(jí)要呈現(xiàn)為10kV。為達(dá)到所有高層建筑消防系統(tǒng)用電需求，在電氣設(shè)計(jì)期間，需要在基本設(shè)計(jì)前提下，加設(shè)相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)以作備用電源，確保在緊急情況下可以及時(shí)開啟消防系統(tǒng)。

4高層中建筑電氣節(jié)能技術(shù)分析

4.1變配電所的節(jié)能設(shè)置

由于該建筑項(xiàng)目屬于超高層項(xiàng)目，其所需要的變配電所的功能需求比較復(fù)雜，并且在實(shí)際設(shè)備運(yùn)行中的電負(fù)荷比較大，以及相應(yīng)的配電系統(tǒng)消防水泵房、空調(diào)機(jī)房都需要設(shè)置在一層當(dāng)中，便于集中管理與調(diào)控。在以上配電設(shè)備的負(fù)荷分布情況分析之下，在該超高建筑的1層中設(shè)置1號(hào)10/0.4kV用戶變電所、在建筑的8層中設(shè)置一個(gè)10kV專用高壓配電所。

4.2高壓配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

在高壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，專用高壓配電所（10kV）應(yīng)接近負(fù)荷中心和電源側(cè)。一方面是為了進(jìn)出線方便，另一方面是便于吊裝和搬運(yùn)。一般設(shè)置2個(gè)變配電所，二路市電分供負(fù)荷，相互之間作為備用采取放射式接入的方式，與高壓配電室相連接，以降低配電級(jí)數(shù)，縮短供電半徑。一次接線和二次接線設(shè)備的選擇，應(yīng)根據(jù)供配電的實(shí)際需要，合理進(jìn)行組合設(shè)計(jì)。分段供電是高壓配電的重要方式。當(dāng)其中一路市電停電，且不能采用低壓限負(fù)荷方法時(shí)，則需要手動(dòng)合閘母聯(lián)開關(guān)，將另一路市電作為備用，同時(shí)支持二路市電供應(yīng)，直至故障排除后恢復(fù)為二路市電分供。

4.3節(jié)能變壓器的選擇

在變壓器的選擇上，需要了解變電所變壓器容量，并對(duì)其負(fù)載率進(jìn)行調(diào)控，需要考慮到短路損耗、空載損耗、建筑物的計(jì)算有功負(fù)荷、補(bǔ)償后的功率因數(shù)。正確進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)負(fù)荷進(jìn)行合理分配，選擇工作效率更高的變壓器。該過程中，變壓器的空載情況減少，其負(fù)載損耗得以顯著降低，能夠起到降低能耗的作用效果。變壓器的材料是影響其能耗的重要因素，選擇硅鋼片、非晶態(tài)磁性材料等材料，用以降低磁路損耗和渦流損耗。

結(jié)束語

高層建筑供電配電系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，其目的是為了降低超高層建筑使用的能耗。在超高層建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)當(dāng)中，應(yīng)基于開源節(jié)流、節(jié)約電能的原則，并考慮到用戶的實(shí)際用電需求。參考建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的實(shí)際案例，明確供配電系統(tǒng)、電氣設(shè)備以及照明系統(tǒng)的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)，將其落實(shí)到實(shí)際的施工管理工作中，在降低能耗的同時(shí)，提高建筑電氣系統(tǒng)安全性，更好的為人們的工作、學(xué)習(xí)和生活服務(wù)。

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