高層樓宇建筑電氣節(jié)能技術(shù)研究

摘要：電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性決定了高層樓宇建筑的使用質(zhì)量，為貫徹黨和國家制定的碳中和戰(zhàn)略，減少我國高層樓宇建筑能耗量，必須優(yōu)化電氣系統(tǒng)的運作方式，減少電氣系統(tǒng)中電能因遠(yuǎn)程傳輸、電壓不穩(wěn)定、設(shè)備功耗大等原因造成的損耗。本文主要分析了目前我國現(xiàn)代高層樓宇建筑電力節(jié)能的實際情況，指出了現(xiàn)代高層樓宇建筑電氣節(jié)能設(shè)計的核心原則，總結(jié)了合理運用電氣節(jié)能技術(shù)的正確方式。

關(guān)鍵詞：高層樓宇建筑;電氣節(jié)能技術(shù);現(xiàn)代建筑

前言：我國高層樓宇建筑數(shù)量逐步增加，為解決高層建筑供輸電效率低、電能大量浪費的問題，實現(xiàn)控制碳排放量的施政目標(biāo)，設(shè)計者必須主動踐行環(huán)保理念，采用經(jīng)過實踐驗證有效的電氣節(jié)能技術(shù)，消除潛在的導(dǎo)致電氣能源浪費的漏洞，在滿足建筑內(nèi)部住戶生活需求的同時，提升電氣資源利用效率。

一、目前高層樓宇電氣節(jié)能的具體情況分析

進(jìn)入新時代以來我國建筑業(yè)獲得快速發(fā)展，修建了大量高層樓宇建筑，此類高層建筑的建造方案在設(shè)計過程中過度重視簡便性、經(jīng)濟(jì)性等指標(biāo)，未能通過調(diào)整設(shè)計方案強化建筑內(nèi)部設(shè)施的環(huán)保節(jié)能效果，僅僅能滿足建筑內(nèi)部住戶的生活需要，內(nèi)部主要的電氣設(shè)備能耗量較大，功率過高，在長期運行中容易發(fā)生各類危險事故。設(shè)計者未能在建筑方案中運用節(jié)能技術(shù)。我國城市高層樓宇建筑中節(jié)能設(shè)備普及率較低，設(shè)計者為了縮減建筑成本與工期，未能選用能耗較低的變頻式空調(diào)設(shè)備，而是選擇在建筑中大量安裝功率不高、耗電量大的電力設(shè)備，設(shè)計師所建立的高層樓宇電氣系統(tǒng)僅能滿足用戶基本的電力需求，不具備進(jìn)行整改的彈性空間，電氣線路的修改難度較高，只能大規(guī)模重建高層樓宇內(nèi)部的電氣系統(tǒng)，消耗大量人力資源與技術(shù)資源。多數(shù)高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)的后期維護(hù)不及時、不專業(yè)，未能建立完整、有序的設(shè)備養(yǎng)護(hù)機(jī)制，造成電氣系統(tǒng)中部分重要元件與線路因長期高負(fù)荷使用發(fā)生損壞[1]。

二、現(xiàn)代高層樓宇電氣節(jié)能設(shè)計的核心原則研究

（一）盡可能使用節(jié)能設(shè)備

節(jié)能設(shè)備的市場采購價格較高，安裝程序較為繁瑣，容易拖慢施工進(jìn)度，然而設(shè)計者必須基于長遠(yuǎn)規(guī)劃考慮，通過大規(guī)模使用消耗綠色能源的節(jié)能設(shè)備，最大限度地降低高層樓宇建筑的能耗，例如設(shè)計者可通過引入太陽能供電系統(tǒng)，在高層樓宇建筑的天臺上安裝多臺太陽能發(fā)電板，拓展綠色能源的應(yīng)用范圍，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并將其輸入電氣系統(tǒng)之中，為高層樓宇建筑提供充足的電力，減少高層建筑對火力發(fā)電的需求。在安裝電氣系統(tǒng)時，設(shè)計者可主動使用節(jié)能型材料，如導(dǎo)電性更加的銅制電纜，減少電氣系統(tǒng)設(shè)備在長期使用過程中的損耗，放棄追求短期經(jīng)濟(jì)效益，爭取獲得長期的社會效益，多數(shù)節(jié)能材料具備可回收利用、整修難度低的特殊優(yōu)勢，設(shè)計者可通過提前制定配套的節(jié)能材料替換計劃，構(gòu)建可持續(xù)、可循環(huán)的材料利用機(jī)制，減少建筑后期整修維護(hù)對工程材料的消耗量[2]。

（二）合理分配電氣資源，優(yōu)化電氣系統(tǒng)布局

高層樓宇建筑居民群體的用電需求較大，不同區(qū)域的用電需求差異較大，設(shè)計者必須調(diào)整電氣系統(tǒng)的布局，讓高層樓宇建筑的不同部分均可獲得足夠的電能供應(yīng)，在保障建筑內(nèi)部住戶有序用電的前提下，減少不必要的電力損耗，設(shè)計者可利用先進(jìn)的智能化調(diào)節(jié)系統(tǒng)節(jié)省電能，盡可能地采用可變頻電器設(shè)備，在減少電能消耗的同時，提升電能利用效率。進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)針對電氣系統(tǒng)的治理目標(biāo)。

三、在高層樓宇建筑中運用電氣節(jié)能技術(shù)的正確路徑

（一）照明系統(tǒng)

由于高層樓宇建筑照明系統(tǒng)設(shè)計不完善，缺乏合理性，導(dǎo)致電能消耗過大，產(chǎn)生影響較為惡劣的光污染。為提升電能利用效率，控制照明系統(tǒng)運作成本，建筑行業(yè)設(shè)計者必須根據(jù)實際情況選擇低能耗、可調(diào)頻的節(jié)能燈具，在保證燈具能夠發(fā)揮基本的照明效果的前提下，延長照明系統(tǒng)的安全使用壽命，強化其安全性能，多數(shù)高能耗燈具的使用壽命較短，設(shè)計者應(yīng)當(dāng)避免使用此類燈具，主動采用可長時間照明工作、安全系數(shù)較高的節(jié)能燈具，例如設(shè)計者可在空間狹小、高度較低的場所安裝低能耗的LED節(jié)能燈，在空間廣闊、高度較高的場所安裝發(fā)光效率高、能夠滿足顯色性要求的LED光源，在后期維護(hù)難度較高、人流量大的場所，可安裝使用壽命長的高頻LED燈具。

（二）變壓器節(jié)能技術(shù)

設(shè)計者必須在高層樓宇建筑的設(shè)計階段，基于自身實踐經(jīng)驗，選擇新型的節(jié)能變壓器，根據(jù)居民用電情況調(diào)整變壓器的過電壓水平，控制變壓器內(nèi)部的空載電流值，實時檢測電氣系統(tǒng)輸入、輸出電壓值的變化，合理運用變壓器內(nèi)置的自動調(diào)節(jié)電壓功能，穩(wěn)定電壓的輸出值，在電氣系統(tǒng)內(nèi)部安裝自動化調(diào)壓器，將高層樓宇建筑供電系統(tǒng)的電壓控制在小于30%范圍以內(nèi)，實現(xiàn)電壓穩(wěn)定輸出，讓樓宇內(nèi)部的電氣系統(tǒng)保持穩(wěn)定狀態(tài)，達(dá)成節(jié)能降耗的環(huán)保建設(shè)目標(biāo)。設(shè)計者必須調(diào)整建筑建造計劃，選用帶有低功率節(jié)能運作功能的變壓器設(shè)備，優(yōu)化電氣系統(tǒng)的運作方式，選擇電能損耗最小、功率較低的運作方式，基于實際情況評估多臺變壓器在運作過程中的實際能耗量變化規(guī)律，讓高層樓宇電氣系統(tǒng)中的變壓器呈并列運作，實現(xiàn)變壓器節(jié)能運作。

（三）供配電系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

設(shè)計者必須選擇合理的導(dǎo)線型號，站在整體性角度評估不同類型導(dǎo)線的使用價值，選擇電導(dǎo)較小、傳輸能耗較低、由環(huán)保材料制作而成的導(dǎo)線，如銅制導(dǎo)線、濾芯導(dǎo)線等，提升導(dǎo)線設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性與合理性，遵循節(jié)約材料原則。設(shè)計者必須根據(jù)建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局調(diào)整變電所的具體位置，使之貼近電氣系統(tǒng)的負(fù)荷中心，盡可能地縮短核心線路與饋電系統(tǒng)之間的距離，控制電能損耗，全面提升節(jié)能效果。在設(shè)計供電系統(tǒng)的過程中，必須秉承節(jié)能降耗原則，在供電系統(tǒng)中安裝可自動調(diào)節(jié)電壓的變壓器，根據(jù)實際情況調(diào)整導(dǎo)線的橫截面積，控制線路傳輸過程中電能的損失。

結(jié)論：高層樓宇建筑設(shè)計者必須基于具體情況調(diào)整電氣節(jié)能技術(shù)應(yīng)用方式，采用可支持調(diào)頻的變壓器，重新設(shè)計建筑內(nèi)部照明方案，選擇能耗較低、照明效果較好的燈具，優(yōu)化電氣系統(tǒng)運作方式，循環(huán)利用電力設(shè)備中的元件，降低我國高層樓宇建筑的電能消耗量，實現(xiàn)現(xiàn)代建筑業(yè)推廣節(jié)能減排技術(shù)的基本目標(biāo)，全面貫徹碳中和戰(zhàn)略。

參考文獻(xiàn)：

[1]薛英杰.高層樓宇建筑電氣節(jié)能技術(shù)要點及安全與能效研究[J].中國住宅設(shè)施，2021（01）：70-71.

[2]張冬青.高層樓宇建筑電氣節(jié)能技術(shù)研究[J].花炮科技與市場，2019（04）：123.

作者簡介：姓名：陳建偉，出身年月：（1976年1月），男，名族：漢，籍貫：天津市，研究方向：電氣，工作單位：天津天塔湖文化旅游有限公司。