高層樓宇建筑電氣節(jié)能技術(shù)研究

【摘 要】在社會能源資源日益緊缺的社會背景下，降低高層建筑能源消耗，提高整體建筑能源使用效率，提升住宅舒適度，已成為建筑從業(yè)者關(guān)注的重點內(nèi)容。但受傳統(tǒng)建筑設(shè)計、建筑施工以及后期管理等傳統(tǒng)因素的影響，高層建筑電氣節(jié)能工作并未取得顯著成效，由此可見，開展建筑電氣節(jié)能技術(shù)研究工作已刻不容緩。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；節(jié)能技術(shù)；原則；方法

1.建筑電氣節(jié)能系統(tǒng)存在的問題

1.1建筑電氣節(jié)能系統(tǒng)中的供配電線路問題分析

在高層建筑群體供配電系統(tǒng)中，電纜型號與數(shù)量十分多，這無疑加大了供配電線路運行階段的電能消耗量。特別是部分早期高層建筑群，大都存在線路布置混亂、導(dǎo)線截面型號不標(biāo)準(zhǔn)及絕緣體老化等現(xiàn)象，致使建筑電能浪費，能源消耗量大。另外，建筑內(nèi)部各電器設(shè)備的使用也會加大電能消耗量，很容易出現(xiàn)原供配電線路導(dǎo)線截面與實際導(dǎo)線截面需求不符合現(xiàn)象，因供配電線路長期低效運行，致使線路損耗量增大，不僅會加大用戶的額外用電負(fù)擔(dān)，還會阻礙建筑內(nèi)部各電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

1.2建筑電氣節(jié)能系統(tǒng)中的照明系統(tǒng)問題

照明一方面是為用戶提供光源，一方面是為住戶營造一個舒適的環(huán)境氛圍，以此來緩解緊張的社會生活氛圍。但很多高層建筑內(nèi)部的照明系統(tǒng)，忽視了現(xiàn)代建筑與傳統(tǒng)設(shè)計之間的對對接性，常出現(xiàn)燈具類型與照明光源匹配性差、能耗量大以及節(jié)能控制水平低下等問題。

1.3建筑電氣節(jié)能系統(tǒng)中的電機拖拽系統(tǒng)問題

電機拖拽系統(tǒng)體現(xiàn)了高層建筑的智能化服務(wù)功能，但它的運行需要大量電力資源為支撐。其存在的問題主要體現(xiàn)在電機運行設(shè)計方案不合理，自動化調(diào)度水平低，若維護措施不到位，運行效率就會十分低，長此以往，不僅浪費大量電力資源，還會降低電機拖拽系統(tǒng)的使用壽命。

2.高層建筑電氣節(jié)能技術(shù)施工遵循的相關(guān)原則

2.1遵循實際性原則

在高層建筑電氣施工過程中，需要結(jié)合建筑工程的實際情況實現(xiàn)技術(shù)層面的節(jié)能需求，盡可能使用先進的節(jié)能環(huán)保材料以確保其經(jīng)濟適用性，并通過電費回收策略來達到電氣節(jié)能目的。

2.2遵循經(jīng)濟效益最大化的原則

在高層建筑電氣施工過程中經(jīng)濟效益問題是施工方必須考慮的問題，不能僅偏重節(jié)能一方面而導(dǎo)致整體建筑成本的增高，這種方式對企業(yè)的長遠發(fā)展是極為不利的。因此，正確的思維方式需兼顧經(jīng)濟效益與節(jié)能兩方面，若因節(jié)能設(shè)計而導(dǎo)致建筑工程成本費用增加，可在建筑未來使用過程中做好節(jié)能工作而回收成本。

2.3遵循使用功能有保證的原則

開展建筑內(nèi)部電氣設(shè)計的目的是為了實現(xiàn)用戶的使用功能，在建筑電氣實際設(shè)計施工過程中，不應(yīng)該僅考慮節(jié)能方面的內(nèi)容，而忽視建筑未來的使用功能，需以使用功能為基礎(chǔ)，設(shè)計變壓器系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等。

2.4遵循科學(xué)設(shè)計的原則

高層建筑電氣科學(xué)設(shè)計的關(guān)鍵是沒有多余的電力流失，能夠達到建筑節(jié)能的目的。在該過程中，需以建筑的整體使用功能為基礎(chǔ)，再開展詳細(xì)的分析研究工作，確定哪些系統(tǒng)環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的電能耗損是不必要的，最后有目的性的分析電氣系統(tǒng)的節(jié)能效果。

3.高層樓宇建筑電氣節(jié)能技術(shù)方法研究

3.1高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計改進方法

專業(yè)電氣設(shè)計者可事前提供必要的電氣施工技術(shù)方案。并堅持以人為本的設(shè)計原則做好施工現(xiàn)場調(diào)查工作，并及時與施工方做好必要的技術(shù)溝通工作，參照實際情況來考慮現(xiàn)有的電氣設(shè)計方案是否能滿足建筑最基本的使用功。另外，設(shè)計人員需掌握最新的節(jié)能技術(shù)，如、冷熱電聯(lián)產(chǎn)電氣節(jié)能技術(shù)、太陽能技術(shù)、風(fēng)能技術(shù)、冰蓄冷空調(diào)電氣節(jié)能技術(shù)等，將這類節(jié)能技術(shù)引入高層建筑電氣系統(tǒng)中，以獲取更多的社會經(jīng)濟效益。

3.2合理選擇變壓器規(guī)格及型號

變壓器阻抗會消耗建筑內(nèi)部大量的電力資源，為了減少這類能源浪費情況，可通過適當(dāng)降低變壓器負(fù)載率的方式來實現(xiàn)。但這種做法的缺點是極大的提高了建筑工程的前期投入成本。在高層建筑電氣節(jié)能技術(shù)中所謂變壓器節(jié)能的實質(zhì)是以降低變壓器功率損耗的方式提高其運行效率，對于低壓位置的線路盡可能形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)體系，并結(jié)合電壓負(fù)荷變化及時調(diào)整或更換變壓器，以此來維護電力供應(yīng)系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。同時，電壓負(fù)荷還具有季節(jié)變動性特點，此時，可選擇并聯(lián)線路法來減小電能的實際損耗量。但該方法盡量避免在晝夜負(fù)荷變化的情況下使用。另外，有效提高變壓器節(jié)能效果的另一方法是合理選擇變壓器容量，再結(jié)合并聯(lián)線路供電狀態(tài)下，實際負(fù)荷變動情況來確定所需變壓器數(shù)量，進而實現(xiàn)對變壓器阻抗耗損的有效控制。若所選變壓器容量過大且變壓器數(shù)量過多時，可通過適當(dāng)分配負(fù)荷或選擇較大容量的變壓器來減少所用變壓器數(shù)量。另外還需注意的問題是盡量將變壓器設(shè)置在距負(fù)荷中心較近的位置，通過近距離的線路傳輸來減少線路損耗。

3.3合理選擇電線、電纜設(shè)備

據(jù)統(tǒng)計，在建筑整體能源消耗中，照明系統(tǒng)所造成的電能損耗大約為4%。當(dāng)線路中有電流通過時，電阻則會產(chǎn)生相應(yīng)的功率損耗。在開展節(jié)能技術(shù)研究工作時，可從如下幾方面著手：第一，縮短所用導(dǎo)線的長度，盡可能讓線路呈直線排布，且低壓線路不可走回頭線；第二，加大導(dǎo)線的橫截面積。選擇線芯截面時，可遵循技術(shù)性與經(jīng)濟適用性最優(yōu)化的原則，在降低電能消耗量的同時，加強對環(huán)境的保護；第三，選擇供電線路類型時，可采用電導(dǎo)率較小的線路，經(jīng)科學(xué)研究證實，銅芯線路的電導(dǎo)率不僅成本低廉，且電導(dǎo)率最小，因此，在進行高層建筑供電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計時，盡可能購買優(yōu)質(zhì)銅線使用。

3.4合理規(guī)劃變電所

層次多、樓身高是高層建筑的典型特點，而這一特點有導(dǎo)致樓層間的電力負(fù)荷分布較為分散。因此，在電力系統(tǒng)設(shè)計過程中，要盡可能做好主干線路中對電壓標(biāo)準(zhǔn)值的保障工作，以此為基礎(chǔ)，來降低建筑內(nèi)部的電能消耗。而合理選擇變電所的位置對做好節(jié)能工作來講是十分必要的，其常用方式為：第一，將變壓器的位置設(shè)置在高層建筑的底部、頂部與中部；第二，在高層建筑的地下層及最高層安裝變壓器；第三，將變壓器僅設(shè)置在高層建筑的中部位置；第四，將變壓器安裝在高層建筑的地下層與頂部各層。在實際使用過程中，每一高層建筑都有自己的施工特點，需結(jié)合實際情況來進行科學(xué)合理的布置。

3.5合理布置高層建筑的照明系統(tǒng)

在高層建筑內(nèi)部，有大范圍可被使用的公共面積，因此，照明系統(tǒng)的布置是不可或缺的。而為了提高高層建筑整體照明系統(tǒng)的節(jié)能效果，在開展照明設(shè)計工作時，盡可能的參照如下幾點內(nèi)容：第一，在對整個建筑主體部分的照明系統(tǒng)進行設(shè)計時，盡量充分利用自然光源，適當(dāng)增大門窗等位置光源采集的角度，并選擇透光性能較高的材料增大自然光源的照射范圍，而對于室內(nèi)采光性能較差的位置，可在利用原有自然光源的基礎(chǔ)上，安裝必要的輔助照明系統(tǒng)；第二，采用高效的光源類型，減少白熾燈的使用量，在科學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新的現(xiàn)代社會，已有許多光率大、外觀漂亮、色澤度好、能耗量低的照明設(shè)備可供選擇使用。

3.6合理使用新節(jié)能技術(shù)

3.6.1太陽能節(jié)能技術(shù)在高層樓宇建筑電氣節(jié)能技術(shù)中的應(yīng)用

在現(xiàn)代化的高層樓宇建筑中，太陽能節(jié)能技術(shù)已得到了較為廣泛的使用。在使用太陽能節(jié)能技術(shù)時需合理確定太陽能集熱設(shè)備的安裝角度、安裝環(huán)境以及太陽能板的光源采集面等，所以，在開展太陽能采暖與熱水系統(tǒng)設(shè)計時，要結(jié)合建筑工程實際情況，實現(xiàn)建筑功能與太陽能集熱設(shè)備的完美結(jié)合。

3.6.2風(fēng)能節(jié)能技術(shù)在高層樓宇建筑電氣節(jié)能技術(shù)中的應(yīng)用

風(fēng)能作為可再生資源的一種，同樣被廣泛應(yīng)用與建筑節(jié)能工作中。在建筑環(huán)境中利用風(fēng)力所產(chǎn)生的電能，可被直接應(yīng)用在高層建筑內(nèi)部，不僅環(huán)保性能高，而且免于輸送。

另外，還可結(jié)合建筑實際情況選擇合適的新型節(jié)能技術(shù)，冷熱電三聯(lián)產(chǎn)電氣節(jié)能技術(shù)、風(fēng)光互補供電技術(shù)等。

4.結(jié)語

總之，在社會能源資源匱乏的時代背景下，做好高層建筑電氣的節(jié)能工作，不斷創(chuàng)新電氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)方法，在電氣節(jié)能施工技術(shù)原則的指導(dǎo)下，積極提高能源利用率，研究新型可再生資源，這對降低建筑整體能耗，促進社會持續(xù)發(fā)展具有重要的影響意義。

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