超高層辦公樓建筑電氣節(jié)能設(shè)計研究

郝文鳳

【摘要】隨著經(jīng)濟發(fā)展，城市人口不斷增多，使得城市可用土地資源日益減少，在此背景下，出現(xiàn)了越來越多的超高層建筑項目。一般超高層建筑主要分為住宅建筑和辦公樓建筑兩類，其中超高層辦公樓建筑的日常用電消耗量非常大，所以對電氣節(jié)能設(shè)計的要求非常高。當(dāng)前節(jié)能是一項重要話題，而只有提高電氣節(jié)能設(shè)計水平，才能夠使超高層辦公樓建筑滿足這一要求。本文主要針對超高層辦公樓建筑電氣節(jié)能設(shè)計進行了研究。

【關(guān)鍵詞】超高層辦公樓建筑;電氣節(jié)能設(shè)計

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

21.

當(dāng)前社會已經(jīng)步入了能源時代，但眾所周知，地球中的能源是有限的，并非取之不盡用之不竭，所以“節(jié)能”是現(xiàn)代各行各業(yè)都必須要深入考慮的一項重要課題。建筑業(yè)是我國的龍頭產(chǎn)業(yè)，也是一項能耗較大的產(chǎn)業(yè)，特別是在超高層辦公樓建筑中，對電能的消耗量十分巨大。因此，對超高層辦公樓建筑進行有效的電氣節(jié)能設(shè)計乃是主要趨勢和必要工作。

1、超高層辦公樓建筑電氣節(jié)能設(shè)計的意義

近年來，隨著我國城市化建設(shè)進程的不斷深入，城市人口正越來越多，這一方面大大促進了城市經(jīng)濟發(fā)展，但同時也使得城市中的可用土地資源日益減少，在此背景下，為了滿足人們的辦公需要，出現(xiàn)了越來越多的超高層辦公樓建筑。與普通建筑相比，超高層辦公樓建筑的電能消耗量更大，所以為了節(jié)約能源，必須要對超高層辦公樓建筑進行電氣節(jié)能設(shè)計。通過電氣節(jié)能設(shè)計，既能夠滿足人們的用電需求，又能夠節(jié)約能源、提高效益，最終實現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2、超高層辦公樓建筑電氣節(jié)能設(shè)計的原則

2.1滿足建筑的功能需求

辦公樓建筑屬于功能型建筑，其有很多獨特的功能。一般超高層辦公樓建筑都是服務(wù)于商業(yè)辦公，因此對電氣設(shè)備的要求非常高。超高層辦公樓建筑電氣系統(tǒng)中主要包含了變配電系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)以及弱電系統(tǒng)等若干個子系統(tǒng)，在對它們進行設(shè)計時，既要符合超高層辦公樓建筑的功能需求，又要滿足人們對建筑的舒適度、能耗效率以及用電安全性等要求。

2.2考慮建筑的經(jīng)濟效益

超高層辦公樓建筑項目由于規(guī)模大，所以投資也較高，而為了有效實現(xiàn)項目收益，必須要充分考慮建筑的經(jīng)濟效益問題。因此，在超高層辦公樓建筑電氣節(jié)能設(shè)計時，不能為了達到節(jié)能目的而一味增加投資，而應(yīng)盡量在設(shè)計成本范圍內(nèi)最大限度地提高電氣節(jié)能效果。

2.3盡量減少無效益能耗

若想提高電能的利用效率，必須要盡量減少無效益能耗，從而最大限度地發(fā)揮出電能的價值。為此，在對超高層辦公樓建筑進行電氣節(jié)能設(shè)計前，要先深入調(diào)查和充分掌握建筑內(nèi)各部位電氣設(shè)備的能耗情況，然后有針對性地對各類電氣設(shè)備進行優(yōu)化設(shè)計和改造，盡可能地使之減少多余能耗。

3、超高層辦公樓建筑電氣節(jié)能設(shè)計的策略

3.1配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計

配電系統(tǒng)是建筑中的一個重要系統(tǒng)，同樣對于超高層辦公樓建筑來說也是。在超高層辦公樓建筑的配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計中，需要注意如下幾點：一是在設(shè)計時要精準計算系統(tǒng)的實際負荷，科學(xué)分析具體情況，再據(jù)此確定最為合理的變壓器容量;二是在設(shè)計時要合理布置各類不同的配電設(shè)備，確保每個電氣設(shè)備之間的相隔距離既符合安全要求范圍，又相隔不遠，以免增加電能損耗;三是在設(shè)計時要盡可能增加自然功率因數(shù)，合理設(shè)計單相負荷，從而提高節(jié)能效果，保證三相負荷平衡;四是注意各項電氣設(shè)備都要先完全放電干凈后再進行充電，從而盡可能地減少電損，提高節(jié)能效果;五是要合理選擇變電站位置及變壓器的容量;最后還要加強諧波治理，以預(yù)防為主，有效控制諧波產(chǎn)生的源頭，選擇能夠減小諧波的設(shè)備，并通過加裝電抗器、濾波器等措施控制諧波，從而提高電能質(zhì)量。

3.2照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計

照明系統(tǒng)是人們最常應(yīng)用的一個系統(tǒng)，對它的節(jié)能設(shè)計效果，直接關(guān)系著超高層辦公樓建筑的整體節(jié)能效果。根據(jù)國家標準GB50034-2013《建筑照明設(shè)計標準》的規(guī)定，根據(jù)不同場所對燈具、對照度、顯色度等要求不同，合理選用高效節(jié)能光源。在對照明系統(tǒng)進行節(jié)能設(shè)計時，需要注意如下幾點：一是要合理選擇照明燈具，盡量選擇節(jié)能效果好的照明燈具，避免使用節(jié)能效果差的設(shè)備;二是要合理安裝節(jié)能鎮(zhèn)流器和電容器，通過提高設(shè)備的功率因數(shù)，來達到更好的節(jié)能效果;三是要對自然光進行充分、合理的應(yīng)用，如在白天時盡量應(yīng)用自然光照明，從而節(jié)省電能;四是要加強對照明系統(tǒng)的智能化設(shè)計，如設(shè)計安裝聲控系統(tǒng)等人體感應(yīng)設(shè)備對建筑中的照明燈具進行自動化控制，從而盡量減小在無人時的電能浪費。

3.3優(yōu)化系統(tǒng)電路設(shè)計

簡單來說，所謂優(yōu)化系統(tǒng)電路設(shè)計，就是指通過縮短線路長度，或是通過增加輸電導(dǎo)線截面面積，來減少電力線路中的電能損失，實現(xiàn)節(jié)能目的。

3.4運用電氣智能化系統(tǒng)

通過在高層辦公樓建筑中運用電氣智能系統(tǒng)，也有助于減小電能消耗，達到節(jié)能效果。如在高層辦公樓中安裝建筑設(shè)備管理系統(tǒng)，利用計算機技術(shù)對建筑中的各項設(shè)備進行控制;安裝智能空調(diào)控制系統(tǒng)，利用PID對建筑中的暖通空調(diào)系統(tǒng)進行自動化控制;以及安裝能耗監(jiān)測系統(tǒng)，對建筑中的各項電氣設(shè)備能耗實現(xiàn)實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)超限額用電情況，及時查明原因并進行處理。

3.5應(yīng)用節(jié)能電氣設(shè)備

通過應(yīng)用節(jié)能電氣設(shè)備，可以有效節(jié)省電能。在超高層辦公樓建筑中，電氣系統(tǒng)主要由高壓開關(guān)柜、低壓配電、電力變壓器、應(yīng)急發(fā)電組等幾部分組成，其中在低壓配電方面可以選擇抽屜式結(jié)構(gòu)的低壓配電屏，在應(yīng)急發(fā)電組方面可以采用以燃氣發(fā)電的發(fā)電機。

3.6保證電氣日常使用要求

節(jié)能的前提是要保證電氣日常使用要求。一般首先要充分考慮電力負載問題，其次要合理設(shè)計防雷接地等系統(tǒng)，再者還要對超高層辦公樓建筑使用獨立電源。另外，電梯的設(shè)計也非常重要，必須要切實保障電梯的節(jié)能性能和安全性能。

3.7加強節(jié)約用電宣傳力度

無論超高層辦公樓建筑電氣節(jié)能設(shè)計方案再科學(xué)合理，若人們本身不注意節(jié)能的話，也無法真正實現(xiàn)建筑節(jié)能。因此，加強節(jié)約用電宣傳力度也非常重要。無論是政府還是建筑企業(yè)，都應(yīng)當(dāng)要大力宣傳節(jié)約用電，使人們充分認識到節(jié)能的重要性，并積極主動地節(jié)約電能。節(jié)電的表現(xiàn)主要有：自覺走時關(guān)燈、白天盡量不開燈、不冷時不開暖氣、不熱時不開空調(diào)、開暖氣和空調(diào)時先關(guān)窗關(guān)門等。

結(jié)語：

綜上所述，在超高層辦公樓建筑電氣節(jié)能設(shè)計中，必須要遵循三項原則：滿足建筑的功能需求、考慮建筑的經(jīng)濟效益及盡量減少無效益能耗。在具體的設(shè)計中，需要將重點放在配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計、照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計、優(yōu)化系統(tǒng)電路設(shè)計、應(yīng)用節(jié)能電氣設(shè)備、保證電氣日常使用要求以及加強節(jié)約用電宣傳力度等方面，以切實提高超高層辦公樓建筑的電氣節(jié)能效果。

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