高層建筑電氣節(jié)能技術(shù)初探

時間:2022-08-20 11:10:13

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一、高層樓宇建筑電氣節(jié)能設(shè)計的基本原則

高層樓宇的建筑電氣節(jié)能設(shè)計,一定要做到切實有效的節(jié)約能源。為了達到這目的,在進行高層樓宇的建筑電氣節(jié)能設(shè)計時,必須要掌握以下一些主要原則。(1)滿足經(jīng)濟效益目標,經(jīng)濟效益是一項建筑工程的施工中不得不考慮的問題,高層樓宇的建筑電氣節(jié)能設(shè)計也應(yīng)該對建設(shè)行為的經(jīng)濟效益有足夠的重視,不可只對節(jié)能設(shè)計有偏重的關(guān)注而造成工程整體投資的提高,反而不利于建筑企業(yè)的發(fā)展。正確的思考方式應(yīng)該是使因進行電氣化節(jié)能設(shè)計而增加的工程成本,可以在將來的運轉(zhuǎn)和使用中通過節(jié)能而收回。(2)使用功能得到保證,建筑電氣的設(shè)計是為達到應(yīng)有的使用功能,在進行高層樓宇建筑電氣節(jié)能設(shè)計時,不能只考慮節(jié)能而忽視了本來的使用功能,一定要在電氣使用功能達到正常標準的基礎(chǔ)上,進行節(jié)能設(shè)計,要達到舒適和衛(wèi)生標準,各個通路的運行不發(fā)生障礙,電力供應(yīng)、照明系統(tǒng)和休閑娛樂設(shè)施的用電要保證供應(yīng)。(3)科學設(shè)計,不產(chǎn)生無謂電力流失。高層樓宇的建筑電氣節(jié)能設(shè)計成功與否,關(guān)鍵在于是不是有效的減少了無謂的電力損失,設(shè)計時應(yīng)將設(shè)計理念建立在滿足樓宇建設(shè)的功能標準基礎(chǔ)上,再進行詳細分析,確定哪些環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的電力損耗是不必要和可以去除的。最后就有針對性的進行節(jié)能效果的分析,并制定相應(yīng)的設(shè)計策略,比如在電力傳輸時存在的有功損耗,變壓器功率的損失等環(huán)節(jié)都是可以有效控制。對于數(shù)量較多和應(yīng)用廣泛的照明系統(tǒng),需要通過對當前最為先進的節(jié)能照明設(shè)備的使用而達到減少電力損失的目的。

二、進行電氣節(jié)能設(shè)計的主要措施

1.變壓器的合理選擇

高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)變壓器的選擇,必須要建立在有功功率損耗的基礎(chǔ)上,具體來說,在變壓器所存在的損耗中,大致有以下幾個方面。(1)功率傳輸損耗,產(chǎn)生功率傳輸損耗的主要原因是電流通過時的電阻高低。應(yīng)該在電氣設(shè)計時盡可能的選用電阻小的繞組,具體來說可以采取銅質(zhì)的變壓器芯。在以往的設(shè)計思路中,變壓器負載會保持在50%的水平,也就是說,在實際的工作中,變壓器中的一半是真正利用的,這樣的設(shè)計可以良好的體現(xiàn)出節(jié)能的效果,然而卻存在對經(jīng)濟效益的忽視。而通過現(xiàn)代的科學方式運算和分析可以得出結(jié)論,即讓變壓器的節(jié)能效果得到體現(xiàn),又能達到應(yīng)有的經(jīng)濟效益的最優(yōu)做法是,將變壓器的負載率保持在80%的水平。(2)空載損耗,產(chǎn)生空載損耗的主要原因為,鐵芯漏磁和渦流影響??蛰d損耗的程度受鐵芯和鋼片的工藝性能影響。所以應(yīng)該盡量選擇質(zhì)量優(yōu)良的冷軋取向硅鋼片,通過取向處理后,鋼片磁場出現(xiàn)趨同性,使渦流損耗減少。可以選擇SC8等節(jié)能型的變壓器。(3)變壓器的本身損耗,在高層樓宇建筑中,其電力負荷都表現(xiàn)較大,一般都會考慮進行多臺變壓器的設(shè)計,但往往會由于變壓器本身所具有能源損失特點,而使電力損耗過高。正確方法應(yīng)該是以下過程:如果高層樓宇的電力負荷過大,必須采用多臺變壓器設(shè)計時,一定要最大程度的使用容量高的變壓器,而不要盲目的使用過多的容量不高的變壓器。比如,高層樓宇需要的總體變壓器容量為5000KVA,就應(yīng)該使用5部1000KVA變壓器,而不應(yīng)該進行多臺500KVA變壓器的設(shè)計。

2.高層樓宇照明系統(tǒng)的合理布置

高層樓宇體積大,高度高,樓內(nèi)的公共面積及使用面積都非常大。難免會大量的增加照明系統(tǒng)的布置,為了實現(xiàn)高層樓宇照明系統(tǒng)節(jié)能,應(yīng)在進行照明系統(tǒng)設(shè)計時,掌握以下一些重要原則:(1)盡可能的對自然光源進行充分的利用,在進行樓宇的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計時,適當?shù)膶⒂欣诠庠床杉慕嵌冗M行門窗的增大設(shè)計,并結(jié)合透光性能良好的材料的使用,增加自然光源的利用,而對于自然光源采集較差的位置,應(yīng)該在利用原有自然光源的基礎(chǔ)上,進行輔助照明設(shè)備的安裝,同時增加自動調(diào)節(jié)的設(shè)計;(2)重視高效光源的使用,傳統(tǒng)的白熾燈的使用雖然具有技術(shù)簡易、成本低廉的優(yōu)勢,曾經(jīng)在建筑工程中得到了大量的使用,隨著科學技術(shù)不斷更新,已研制出許多新型的、色度好、光率大的設(shè)備,有利于能源節(jié)約,應(yīng)得到更為廣泛的利用;(3)有些光源設(shè)備的工作機理是通過氣體作用進行放電過程,這種設(shè)備的亮度調(diào)節(jié)是需要通過對燈芯的調(diào)節(jié)才能完成,所以會造成成本的增加,不適合過多采用。

3.正確控制導線橫截面

電流通過電路時也會產(chǎn)生一定程度的損失,為了有效減小這一現(xiàn)象導致的額外損失,就應(yīng)該盡可能的減小供電線路中的電阻值。通過線路電阻運算公式能夠了解到,供電線路中存在的電力損失與線路的截面大小為反比、同長度和電導率為正比。根據(jù)以上的規(guī)律來進行以下方面的調(diào)整:(1)選用電導率較小的線路作為供電線路,通過經(jīng)驗與科學運算可以得出,在許多材質(zhì)的導電線材中,采用銅芯的線路電導率最小,并且成本適宜,建立在進行高層樓宇的供電系統(tǒng)設(shè)計時,盡量采用銅質(zhì)的導電線路;(2)合理控制線路的總長,高層樓宇中,供電系統(tǒng)線路的長度極大,布置復雜,如其中存在不必要的彎路或曲線的話,就會因電路過長,而造成電力損失。在進行線路的布置時,應(yīng)該掌握盡可能的采用直線布置的原則,減少迂回曲折。在主體結(jié)構(gòu)的豎井位置應(yīng)該進行低壓配電室的設(shè)計,并由其進行對豎井干線的供電,使支線沿干線進行反向送電的情況避免。

4.科學規(guī)劃變電所

高層樓宇本身高大、層多的特點使層間的電力負荷相對分散,在設(shè)計過程中,應(yīng)該考慮到對電力主干線電壓標準值的保障,在此基礎(chǔ)上盡可能的減少電力損失。進行科學的合理的變電所布置非常必要,在布置變電所設(shè)計時,通常會有以下方式來進行選擇:(1)高層建筑的頂部、中部和底部都要進行變壓器布置;(2)于高層建筑的最高層及地下層進行變壓器的安置;(3)只于高層樓宇的中部位置進行變壓器的安置;(4)于高層建筑的頂部各層和地下層進行變壓器的安置。每一個高層樓宇工程的設(shè)計與施工以及使用功能都不盡相同,進行變壓器的布置一定要結(jié)合工程的自身特點,如功能要求,施工條件、設(shè)備等級、投資水平等眾多條件來進行科學合理的布置。

三、結(jié)語

綜上所述,現(xiàn)代化建設(shè)步伐不斷加速,人民群眾對生活質(zhì)量的要求越來越高,從而帶來了日漸嚴重的能源問題,合理減少高層建筑的能源損耗,提升能源的利用效率,是當前世界范圍內(nèi)的重要課題。每一個建筑行業(yè)的從業(yè)人員都有責任進行這方面的研究和探索,并努力付諸于實踐。

本文作者:黃海燕工作單位:太倉萬達廣場投資有限公司