導語：高層建筑電氣節(jié)能設(shè)計工作措施一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:隨著我國城市化進程的持續(xù)推進，城市體量迅速擴大，城市能源消耗量面臨前所未有的壓力，目前，能源和資源已經(jīng)成為制約我國未來發(fā)展的一大關(guān)鍵瓶頸，工程建設(shè)行業(yè)是典型的高能耗行業(yè)，隨著工程建設(shè)設(shè)計標準的升級，其能耗指標呈現(xiàn)出逐年下降的良好態(tài)勢。本文從建筑電氣的節(jié)能降耗設(shè)計角度切入，闡述建筑電氣節(jié)能降耗設(shè)計的基本方法，重點從供配電過程損耗、系統(tǒng)節(jié)能等方面給出具體的意見，針高層建筑電氣設(shè)計給出針對性的節(jié)能設(shè)計方案，從而進一步完善建筑電氣的節(jié)能設(shè)計工作。

關(guān)鍵詞:高層建筑;建筑電氣;節(jié)能措施;控制系統(tǒng);設(shè)計措施

當前，從單位面積的能耗指標角度分析，我國的能耗指標是發(fā)達國家的2倍以上，進入21世紀以來，我國的城鎮(zhèn)化進程加速推進，城市人口大量增長，城市規(guī)模不斷擴大，為滿足城市海量人口的日常生活和居住需求，大量高層及超高層建筑如雨后春筍般拔地而起;為滿足高層及超高層建筑的居住需求，建筑供配電系統(tǒng)成為建筑中必不可少的分項工程之一。一般情況下，建筑供配電系統(tǒng)可細分為照明系統(tǒng)和節(jié)能系統(tǒng)兩大類，這兩類同時也是節(jié)能降耗設(shè)計的關(guān)鍵位置。為進一步控制建筑能耗指標，國家在建筑節(jié)能方面已經(jīng)陸續(xù)出臺了更加嚴格的標準和規(guī)范，我國在建筑電氣節(jié)能方面還有較大的空間和潛力，因此，有必要針對高層建筑的電氣節(jié)能開展針對性分析，從而顯著降低當前的建筑電氣能耗水平。

1降低輸配電系統(tǒng)線路損耗措施

從輸配端分析，降低輸配電線路的能耗水平是高層建筑電氣節(jié)能設(shè)計的基礎(chǔ)和關(guān)鍵部分，同時也是衡量高層建筑能耗標準的重要指標;目前，涉及到供配電線路降耗的常用方式主要有高電壓傳輸、降低無功功率、控制阻值及降低線路端損耗等。1)結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)方位、負載大小、輸電距離、輸電線路敷設(shè)形式、用電端特點等因素，優(yōu)化供配電系統(tǒng)的輸出電壓范圍;此外，為了降低故障率，同等條件下應盡可能簡化供配電系統(tǒng)，相同電壓條件下的配電級數(shù)不能超過兩階。2)考慮到輸電線路的電阻因素，輸電線的能耗在整個系統(tǒng)中的占比較大，因此，應盡可能降低輸電線路的電阻值。輸電線路的能耗計算公式如下:ΔP=3I2R×10－3式中ΔΡ為輸電線路能耗指標，kW;I為輸電線路電流值，A;R為輸電線路阻值，Ω。分析上式可知，在電流I恒定的條件下，電阻R與輸電線長度呈正比。在實際使用過程中，假定用電端電壓恒定，則輸電線的電流近似恒定，因此，若想控制線路的能耗值，則必須選用低阻值輸電線;導線電阻值R與導線材料特性、截面尺寸參數(shù)及導線長度相關(guān)。3)綜上，建議從以下幾方面控制輸電線路的損耗值:①優(yōu)選導線材料，盡可能選用電阻率更低的導線，成本允許的條件下盡可能使用銅芯導線;②優(yōu)化供配電站布置，縮短輸電距離，降低線路損耗，此外，用電端之間可增設(shè)連接線，結(jié)合不同端的負載情況，控制變壓器停啟，從而控制損耗;③優(yōu)化線路敷設(shè)方式，盡量直線敷設(shè)，如果必須采用環(huán)形布置方式，則應使用閉式網(wǎng)代替開式網(wǎng);④輸電線截面參數(shù)應滿足國標要求，建議通過比選，確定出最合理的截面積指標;⑤采用高壓輸配，通常情況下，電壓每提升1%，對應能耗可降低15%以上。4)無功電流的存在會明顯影響變壓器的工作效率，進而影響用電端的電壓指標，增加輸電網(wǎng)中的能耗指標。建議采用無功補償技術(shù)，可在保障有功功率分配足量的基礎(chǔ)上，提高無功功率的優(yōu)化配置，進而控制整個輸電網(wǎng)的損耗規(guī)模，確保電網(wǎng)的輸出電壓滿足規(guī)范要求。

2減少變壓器的功率損耗措施

優(yōu)先選用節(jié)能低損耗變壓器能夠大幅壓低輸電線路上的損耗值，一方面能夠提高變壓器的工作效率，另一方面能夠大幅壓縮輸電成本，綜合經(jīng)濟效益顯著。在變壓器選型過程中應明確以下基本原則。1)優(yōu)先使用損耗指標低、工作效率高的變壓器，推薦型號有S9、SL9、SC8幾種，按照工作原理有干式和油浸式兩種。高效變壓器的鋼片采用硅合成鋼，同時外加45°斜向接縫，能夠顯著降低變壓器內(nèi)因鐵芯渦流而導致的損耗。2)盡量使用繞阻值小的變壓器，以降低繞阻上的能量損耗。在成本允許的情況下，優(yōu)先使用銅線作為繞阻材料，以降低電流通過繞阻時產(chǎn)生的熱量。高層及超高層等對防火要求級別更高的建筑，應優(yōu)先選用干式變壓器，常用型號有SG10、SG11、SC6幾類。為了穩(wěn)定輸出電壓，變壓器應具備調(diào)壓功能呢。

3電動機節(jié)能設(shè)計措施

電機在高層建筑中的應用非常普遍，尤其在通風系統(tǒng)和電梯升降系統(tǒng)中。據(jù)不完全統(tǒng)計，電機能耗占高層建筑各類電氣設(shè)備總能耗量的比重超過65%，因此，做好電機設(shè)備的節(jié)能降耗對于優(yōu)化整個建筑內(nèi)的電氣節(jié)能降耗工作具有決定性意義。1)合理選定電機類型。若想提高電機的能耗，就必須提高電機有效功率的占比，故應先確定電機的裝機容量，本著高效節(jié)能的基本原則，應選取容量達標的高效電機，對于異步電機，轉(zhuǎn)子應優(yōu)先使用鼠籠型。2)選用變頻電機。隨著電機頻率控制技術(shù)的快速發(fā)展，變頻電機已成為節(jié)能電機的典范，變頻電機在傳統(tǒng)恒頻電機基礎(chǔ)上增加了閉環(huán)頻率控制系統(tǒng)，當外部負載響應變化時，電機可根據(jù)負載工況調(diào)整轉(zhuǎn)速，以實現(xiàn)負載與轉(zhuǎn)速的實時匹配。建筑電氣領(lǐng)域使用的變頻電機通常采用SCR(晶閘管)和GTR兩種變頻系統(tǒng)。3)無功補償技術(shù)。當電機的電感指標過大時，會影響輸電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性，輸電網(wǎng)電壓變化會反作用于電機，進而影響電機的工作效率。故可使用無功補償技術(shù)提高輸電網(wǎng)的功率因子值，具體可通過增設(shè)濾波設(shè)備或并聯(lián)電容予以改善。

4照明的節(jié)能設(shè)計措施

照明系統(tǒng)是高層建筑中不可或缺的重要電氣組成部分，在進行建筑電氣照明設(shè)計過程中，必須充分考慮建筑的結(jié)構(gòu)及采光特點，做好節(jié)能設(shè)計，廣泛采用玻璃、采光井等設(shè)施發(fā)揮天然光源的照明作用，從而分擔室內(nèi)電氣照明負載，進而達到建筑照明的節(jié)能降耗目的。1)廣泛推廣節(jié)能光源的普及應用:①照明設(shè)施應實現(xiàn)節(jié)能燈具100%覆蓋，節(jié)能燈不僅亮度好、能耗低且安裝維護便捷，具備廣泛推廣應用的基礎(chǔ);②根據(jù)場所特點和照明需求，選擇不同類型的節(jié)能燈具，如果照明場所對燈光的失真度、亮度、色彩等要求沒有嚴格要求，則可優(yōu)先選用成本低廉的鈉燈，鈉燈的節(jié)能效率較高，色彩偏暖，顯色指數(shù)不超過60，完全能夠滿足公共區(qū)域的照明需求;③為滿足大型場館內(nèi)的照明需求，應優(yōu)先選用高亮度鈉燈，或可在場所內(nèi)配合一定比例的汞燈，以提高照度;④對于火車站、機場、汽車站等特殊公共場合，為滿足燈光的保真度，應優(yōu)先選用失真度小、顯色指數(shù)更高的鹵素燈;⑤目前，國內(nèi)在建筑照明燈具的選擇方面更趨科學、合理，能夠根據(jù)不同場合的功能特點選擇不同類型的光源，但與發(fā)達國家相比，二者的匹配性還存在一定的差距。2)科學選取照明方式:①以建筑結(jié)構(gòu)的功能定位為基準，科學選取照明方式，常用的照明組織形式有一般形式、組合形式及局部形式三大類;②光源類型方面應優(yōu)先選擇壽命長、能耗低的光源;③做好光源與組合方式的相互協(xié)調(diào)配合，充分發(fā)揮光源性能，進而控制單位面積內(nèi)的能耗指標;④常規(guī)的工民建室內(nèi)照明可使用發(fā)光效果更好，能效更低的LED燈，室外公共照明則可使用高低壓鈉燈或鹵素燈等氣體光源。3)優(yōu)化燈光照明的控制端:從建筑照明節(jié)能的全過程角度分析，除了做好照明光源選取、照明組織形式優(yōu)化等工作外，還應優(yōu)化照明的控制端，通過科學控制，達到節(jié)能降耗的目的。優(yōu)化燈光照明的控制主要有以下方法:①改變統(tǒng)一化的控制方式，根據(jù)場所內(nèi)的功能分區(qū)情況，實現(xiàn)分區(qū)差異化控制，此外，應結(jié)合天然光線的亮度變化情況，動態(tài)調(diào)整室內(nèi)照明設(shè)施的亮度，保證照明控制系統(tǒng)能夠在特點的時間和特定的區(qū)域點亮;②廣泛推廣節(jié)能開關(guān)的使用，例如，可在賓館、酒店等公共場所設(shè)置鑰匙開關(guān)，在客臥室等區(qū)域布置亮度可調(diào)節(jié)開關(guān);③樓梯間、廊道等自然采光充分的地區(qū)，應布置聲控開關(guān)。

5未來電氣設(shè)計節(jié)能設(shè)計的展望

1)在今后的建筑電氣節(jié)能化設(shè)計及改造實踐中，關(guān)鍵要聚焦新技術(shù)、新材料、廣泛推廣新能源，充分利用好太陽能、風能等可再生能源;此外，應充分考慮建筑結(jié)構(gòu)墻體的保溫性能，通過加強建筑結(jié)構(gòu)密封性以間接降低通風制冷、制熱設(shè)備的能耗量。2)在建筑結(jié)構(gòu)的電梯升降系統(tǒng)中應廣泛推廣智能控制系統(tǒng)，加強智能化設(shè)計水平。例如，在大型公共場所的電動步梯上增設(shè)自動休眠系統(tǒng)，在無人或人員較少的情況下，步梯可保持低功率運行，一旦人流量達到觸發(fā)值，則步梯可自動進入全負載狀態(tài);對于布置有多個直梯的建筑，可依靠智能系統(tǒng)調(diào)控運行狀態(tài)，從而達到電梯節(jié)能降耗的目的。3)加速輸電線路主材的更新?lián)Q代頻率，廣泛推廣新材料的應用普及程度，切實降低電能在傳輸過程中的損耗量。4)在建筑電氣各類部件的選擇應用過程中，應盡可能選用綠色、低碳材料，降低部件在制造和使用過程中對外界環(huán)境的污染程度。

6結(jié)論

綜上所述，伴隨我國城市化進程的持續(xù)推進，大量人口涌入城市，城市能源消耗量面臨前所未有的壓力，為實現(xiàn)建筑電氣的低耗、可持續(xù)發(fā)展，建筑電氣的節(jié)能降耗設(shè)計理念逐步深入人心，這對實現(xiàn)建筑電氣的節(jié)能降耗目的無疑是至關(guān)重要的一步。因此，在開展建筑電氣的設(shè)計及施工過程中，必須以建筑結(jié)構(gòu)的特點為基礎(chǔ)，以降低能耗為基本原則，通過輸配電系統(tǒng)的節(jié)能降耗設(shè)計、照明系統(tǒng)的優(yōu)化配置等方式，切實達到建筑電氣節(jié)能降耗的既定目標要求;此外，還應持續(xù)加強新材料、新工藝的研發(fā)支持力度，提出新的節(jié)能降耗設(shè)計方案，以最大程度發(fā)揮建筑電氣節(jié)能效果。相信在不遠的將來，隨著全社會節(jié)能降耗意識的不斷深化，建筑電氣的節(jié)能降耗效果和益處還將進一步凸顯。

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作者:許冰冰 單位:福建建工集團設(shè)計分公司