超高層建筑用電節能改造應用

摘 要：目前，我國正處于經濟科技飛速發展的階段，在每一個領域都有了新的發展。其中，隨著科學技術的創新與發展，我國各個一線二線城市逐漸出現了多種用途的高層甚至超高層建筑。和一般的建筑比較，其高層建筑內電氣設備非常多，用電不僅負荷大，而且配電的質量需求也是極高的，所造成的能源浪費也很高。因此超高層建筑用電改造成為新的問題，分析出一套高水平的高層建筑用電改造方案也是刻不容緩的。

關鍵詞：高層建筑；用電；改造；電氣節能

引言

完善高層建筑用電是保證高層建筑正常運行和安全建成的基礎條件之一，在超高層建筑工程施工的過程中起著不可小覷的作用，所以合理規劃高層建筑用電，對于高層建筑工程的成本、進度安全以及施工環境都起著決定性的作用。除此之外高層建筑節能用電，也符合國家緊抓的綠色環保的生態理念。本文主要圍繞高層建筑節能用電的規劃與設計、高層建筑用電節能改造方案以及現階段先進的節能用電設計介紹三個主題，進行詳細的分析與介紹。

一、高層建筑節能用電的規劃與設計

（一）用電負荷計算

由于超高層建筑的用電負荷較大，而且加上用電負荷比較分散，容易遺漏和浪費。因此合理且按相應公式計算超高層建筑的用電負荷，對使用低壓和變配電設備甚至對節能本身都起著非常重要的作用。

在計算超高層建筑的用電負荷的過程中，要密切注意供電負荷的大小，之所以要這樣注意的是供電負荷，是因為供電負荷的大小并不能等同于高層建筑施工現場所有用電設備的額定容量的總額。這主要是因為在建筑施工用電的過程中，所有電氣設備并不能夠同時運行，而且在運行過程中的設備也不是都能夠準確的達到它的最大額定負荷，加上各種電器設備的功率因數也有很大的差異。

計算過程中需要注意的事項較多，比如當電動機的設備容量為短期或反復短時工作制度時，應該將額定功率一并換算到負載持續率的百分之二十五的有效功率，但與此不同的是，長期工作的電動機的設備容量應該等于銘牌上的額定功率。電焊機及電焊變壓器的設備容量則是將額定容量和功率一并轉換到到復合持續率為百分之八十的有效功率。

（二）變配電及低壓電器的選擇

目前配電房主電源的控制器應采用萬能短路器，主要使用西門子或正泰等品牌，各回路控制器應采用自動空氣開關，照明控制則使用自動控制開關，高壓則采用高壓真空短路器。各回路的漏電保護器，應采用最好的電器設備廠生產重核型觸電版保護器，這一保護器最好使用松林牌，并且用適合的中間繼電器和交流接觸器，分箱和結尾內漏電保護器采用浙江研發并產出的漏電開關進行分級保護。

（三）安全防衛技術措施及防火措施

超高層建筑施工現場所采用的線路，需要使用特殊的零保護系統，特用來保護零線的中間和末尾端與主體接地相接連，最后接連到各個用電設備的外部。專門用來保護零線的橫截面應當大于或等于2.5平方毫米，且最好使用多股銅線，以為了確保線路的安全與穩定性，并且應該一并使用綠黃雙色線用來保護零線，而電源線不能使用綠黃雙色線。

在超層建筑的生活區的線路中，單相線路統一由過載開關以及單項漏電器控制，并需要控制不準私拉亂接線路。另外，電工及焊工必須嚴格考核錄用，且必須達到工程技術標準，從這個層次上促進超高層建筑工程的穩定性和安全性。

二、超高層建筑節能用電改造方案

（一）機械設備的節電改造

1.優先選用節能設備

在選擇高層建筑的機械時，應首先考慮使用同等效率下能量消耗少的設備。當我們在選擇電動機的時候，第一個要考慮的因素就是電機的額定參數，例如，額定功率、功率因數、額定轉矩等。

電動機是塔吊和電梯正常運行的動力所在，因此我們需要在滿足設備自身運轉的能力的前提下，對電梯和塔吊的電動機進行相應的調整和技術更新。在選擇電動機時，應該還要考慮避免出現，大腳穿小鞋的的現象。更新后的電動機比一般標準的電動機平均功率因數增加了9%，總耗能方面也比一般電動機降低了20%左右，有些比較完善的節能技術和能力，同時配置到施工機械中大力的節省了能源，從而保證了設備的高效運行。

2.用電設備的維修和保護

對于一些高層建筑的施工設備經常處于負荷的運行狀態，當負荷的最大值小于電動機額定容量的40%時，我們就應該采用轉換裝置。轉換裝置的主要作用是，將其電動機的三角形接法轉換為星形接法，從而起到較好的節能作用，部分設備還可以使用輕載節能電器。在日常條件下用電設備的維修過程，應注意要時常檢查電機的運作是否正常，對施工設備要經常檢查部件是否出現咬合的問題，并且按時相應的添加潤滑油等。

（二）無功就地補償技術

無功就地補償的主要作用是通過對遠距離送電的電動機的功率因數的改變，調整運行的狀態，從而降低線路損失率，并且進一步提高變壓器負載率。對于在高層建筑施工現場載貨空載運行耗時比較長的的施工機械設備，應首先考慮到的是應用無功就地補償技術，之后再采用就地補償的方法是電動機平穩電荷法。

電動機無功就地補償裝置的接線有兩種方法，一種方法是相對于新投入使用的電動機，具體詳細的操作方法是將補償電容器接在繼電器上，然后再接在熱繼電器的一次線后，依照補償后的電動機工作功率對相應的熱繼電器的整定電流應進行計算。另一種方法是，通過合適的裝置將電容器和電動機一起進行切換工作，需要注意的是，此時的補償電容器處于接觸器的主解點后方和熱繼電器線圈之前的。

（三）降低線損

降低線損，是高層建筑用電節能改造方案最重要的步驟，對于眾多超高層建筑施工企業來說，降低線損率的最有效的方法之一是提高系統的功率因數。詳細的操作方法是在超高層建筑施工項目的變配電室中，安裝低壓無功補償裝置。設置該裝置的優點是，一安裝方便靈活，被電設備較少，對環境要求不高，并且維護便利；二是投資相對較少；三是切換靈活。

三、新型節能用電設計

變壓器的損耗主要內容包括的是負載消耗和空載消耗，變壓器是否含有附加消耗。通過考慮這一問題，能夠準確地確定其損耗的科學性和合理性，并減少損耗。

當三相四線系統三項負荷出現不平衡的現象時，不可否定的是會產生附加損耗。在第一次進行預測時，如果三相負荷不平衡率為10%時，有相同負荷量變壓器損耗和線路損耗可提高30%的情況出現，這同樣也是一個不能忽視的問題。其次是運行方式不合理造成的損耗。出現這一問題時，第一步需要做的的是對輔機負荷特性進行排查，從而計算出與之對應的安全經濟運行曲線。因而節能損耗才可以從這方面入手。系統運行狀況是在不斷發生變化的，若設備運行不能夠被及時的做出調整，一定會存在浪費電能的情況。

結束語：

綜上所述，對超高層建筑節能用電的改造，最重要的一點是進行其規劃設計。加上對建筑機械設備進行相應的調整，從而打造超高層建筑節能用電的改造目的，降低能量的損耗率，提升能源有效使用率，對于提高超高層建筑的平均使用壽命，具有重要的意義。

參考文獻：

[1]焦博.超高層建筑電氣設計要點研究[J].現代物業（中旬刊）.2016（09）.

[2]王超博.超高層建筑鋼板剪力墻施工技術初探[J].民營科技.2017（06）.

[3]王梓，尹寶泉.綠色超高層建筑被動式設計策略[J].城市住宅.2016（11）.

作者簡介：

楊三新（1989.08.12-），男，漢族，籍貫：湖南邵陽人，2008年6月畢業于湖南新邵職業中專，電子電器專業。2012年7月畢業于三峽大學電氣自動化技術專業大專。本人從2007年出來工作，一直從事酒店、物業工程管理服務行業，至今有11年的工程管理經驗。目前就職于北京仲量聯行物業管理服務有限公司珠海分公司，管理珠海市地標性建筑珠海中心大廈設備設施運行維護維修，任工程主管職務。