王樂樂
(吉林省林業(yè)勘察設計研究院)
北京某中央大廈主要由智能化超A辦公樓、五星級酒店、精品寫字樓、觀光體驗和超高檔購物中心組成。塔的總高度(包括裝飾塔冠)為430m,總建筑面積75200m2,容積率為10.32,建筑密度33.69,綠地41個,地下停車位1967個,預計造價15億元;計劃在2012年完成地下部分;該結構在2015年被封頂并部分運行,并在2017年完成并投入使用。
本工程采用三臺節(jié)能干式35kV變壓器的負荷率分別為68%和61%。當任何一個變壓器失效時,其他兩個變壓器可以平均分擔負載,最大負載比為99。當供配電系統(tǒng)引入電源電壓等級為35kV時,從市政電網中吸引三條35kV特種線路,當電源斷開時,其他兩個電源不應同時損壞。三通35kV電源被引入35K綜合變電站一樓和二樓,由三個35kV主變壓器降到10kV變壓器,并從10kV建筑物的豎直管井送至地上各設備層,即第一層,地下室、第二地下室和第三號地下10kV變電站。每個10kV變電站的電壓由10kV降低到0.4kV,內部分配電壓為10/0.4/0.23kV。10kV變壓器各層的平均負荷率約為50%。當一組變壓器中的任何一個發(fā)生故障而不能工作時,另一組變壓器可以承受其全部第一、第二和部分第三類負載。本項目為一級負荷的特殊重要負荷提供第三電源,四臺10kV柴油發(fā)電機組集中于一樓一層,為大樓應急電源提供10kV的電源電壓。在每個區(qū)域的10kV配電室的高壓母線列中引入高壓應急電源,然后通過高壓電纜到變壓器到應急終端設備。應急發(fā)電機安裝在第一座地下室應急柴油發(fā)電機房內。儲油室設在機艙內。總存儲容量不超過2h,而室外儲油罐可連續(xù)12~24h滿足發(fā)電機滿負荷。當正常電源電壓不穩(wěn)定,不到70%的正常電源達到10~30s(可調)時,啟動應急發(fā)電機并投入運行。各設備層10kV變壓器的平均負載率為50%左右,當一組變壓器中的任何一臺變壓器發(fā)生故障而無法運行時,另一臺變壓器可以承擔其所有一級,二級以及部分三級負荷。
本工程使用的泵、風機、電梯等機電設備均采用變頻調速,達到了節(jié)能的目的。以污水源機房為例,污水源機房中的設備表如表1:通過變頻器將該子項目的使用與不使用變頻器的節(jié)能對進行比較。
表1 變頻器使用前后對比
從該項目可以看出,逆變器的使用可以節(jié)省相當大的電力,通過工程實測,該變頻器可單獨用于電機中,與受控電氣設備越接近,節(jié)能效果越好。
本項目中主干電纜選用YJHLV鋁合金電力電纜,該類電纜主要材料為鋁,同時采用多種元件,使電纜工藝和穩(wěn)定性更強,提高了其防腐性能。允許電纜在長時間、高負載、惡劣環(huán)境中繼續(xù)工作。在使用鋁合金電纜時,應盡量擴大電纜的金屬材料的橫截面,只有將電纜的截面擴大到原來的1.5倍,才能使電纜的各種參數(shù)與銅纜基本相同,但鋁纜的成本比銅纜低2~30%,所以在擴大截面積時可以節(jié)省大量資金。鋁合金電纜安裝也非常方便。由于鋁合金電纜重量輕,在施工中可以節(jié)省大量人力。將鋁合金電纜與銅電纜進行經濟比較,由于電纜價格的及時性和區(qū)域性,制造商會根據(jù)不同客戶的產品需求價格產生相應的波動。因此,本工程鋁合金電纜和銅電纜的價格比較僅限于2013年6月施工的價格比較,表2僅涉及A部分一樓電纜項目。
表2 建筑設計中部分銅電纜與鋁合金電纜價格對比表
從表2可以看出,僅用于項目的一個子項目的電纜量是非常大的。銅纜成本高達50萬元,使用鋁合金纜線可節(jié)省13萬多元,節(jié)省20%左右。該項目建設面積近30萬m2,需要投資的電纜數(shù)量很大,引進鋁電纜帶來的資金節(jié)約將十分明顯。
總之,建筑電氣的節(jié)能設計潛力很大,廣大電氣設計人員在設計中應精心考慮,從安全性、可靠性、經濟性及節(jié)能性等方面進行綜合分析,利用現(xiàn)在電氣優(yōu)化利用節(jié)能材料,合理布置線路和利用節(jié)能電氣設備及材料,達到減少支出和資源總量的消耗,真正把節(jié)能理念落到實處,促進資源節(jié)約型社會的更好建立,為保護環(huán)境和促進社會的持續(xù)發(fā)展作出貢獻。