超高層建筑電氣節(jié)能設計要點解析

（廣東鴻宇建筑與工程設計顧問有限公司，廣東 東莞 523000）

超高層建筑電氣節(jié)能設計要點解析

李 麗

（廣東鴻宇建筑與工程設計顧問有限公司，廣東 東莞 523000）

建筑電氣節(jié)能設計不僅可以降低建筑在使用過程中的能耗，還滿足可持續(xù)發(fā)展的理念，對于推動和實現(xiàn)建筑工程健康發(fā)展具有重要意義。本文從超高層建筑電氣節(jié)能的設計原則開始，對其設計要點進行分析。

超高層建筑；電氣節(jié)能設計；要點解析

一、超高層建筑電氣的節(jié)能設計原則

超高層建筑電氣的節(jié)能技術不僅可以實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展理念，而且對于緩解我國的能源壓力和環(huán)境污染問題具有重要作用，其在設計時應當遵循以下幾個原則：

（一）滿足建筑設計的需求和功能要求

超高層建筑的節(jié)能設計一定要滿足建筑物的設計需求和功能要求，比如對舒適度的要求、對照明的要求以及對用電安全的要求等。超高層建筑的節(jié)能設計還要盡可能地使用一些較為先進的節(jié)能技術，在滿足建筑設計的功能需求的同時盡可能地使得能源的消耗最小化。

（二）建筑應具備足夠的經(jīng)濟效益

超高層建筑的節(jié)能設計一般需要采取針對性的節(jié)能技術和設備來實現(xiàn)節(jié)能目標，而節(jié)能材料和技術的應用不可避免地會增大資金投入。在這一過程中一定要注意將節(jié)能技術的資金投入控制在一定的范圍之內(nèi)，以此來保證建筑企業(yè)獲取足夠的經(jīng)濟效益，避免給企業(yè)帶來經(jīng)濟損失。

二、超高層建筑節(jié)能設計要點的解析

（一）節(jié)能型變壓器的選擇

節(jié)能變壓器不僅具有優(yōu)異的節(jié)能效果，而且還具有效率高、重量輕、抗沖擊以及噪音小等特點，因此值得在超高層建筑電氣工程中廣泛應用。從實際情況來看，在建或者改建工程大多使用SGB10、SL7、SGB11-R以及S9等高效低損的節(jié)能變壓器。這些節(jié)能變壓器各自的特點有所不同，比如S7型節(jié)能變壓器，其10KV系列的短路損失和空載損失與傳統(tǒng)變壓器相比分別減少了13.8%和41.6%，而S9系列變壓器在S7系列變壓器的基礎上，其短路損失和空載損失又減小了22.8%和6.1%，S11系列變壓器的空載損害又比S9系列降低了70%左右，是目前使用最為廣泛的一種節(jié)能變壓器。此外，在配置變壓器時，應當合理地選擇變壓器的臺數(shù)和容量，要使得變壓器的容量與其電力負荷向符合，通常來說，變壓器的負荷載率在80%左右最為合適?？傊?jié)能變壓器的合理應用既可以減少能源的損耗，也可以保證足夠的經(jīng)濟效益，應用前景十分樂觀。

（二）供配電線路功率損耗的控制

超高層建筑的供電線路復雜且長度較長，由于供電線路中存在電阻，因此當供電時就不可避免地會產(chǎn)生功率的損耗，供電線路功率損耗計算公式為：△P=3×R×2IΦ×10-3，其中△P是供電線路的功率損耗，R是供電線路的電阻，而IΦ是相電流。不難看出，在相電流一定情況下，只有減小供電線路的電阻，才能降低供電功率損耗。而供電線路的電阻和導線的長度以及導線的電阻率成正比，與導線截面的面積成反比。針對這一理論，筆者提出了以下方法：

1 減少供電線路的長度

為了減少供電線路的電阻，降低功率的損耗，在鋪設供電線路時應當盡可能地走直線，避免走彎路，同時變壓器與負荷中心的距離應最大程度地縮短，這可以大大降低供電距離，以此來降低供電功率的損耗。

2 供電線路材質(zhì)的選擇

在選擇供電線路的材質(zhì)時，應選擇電阻率較小的導線，比如選用銅芯線，這可減小供電線路的電阻，從而降低供電功率的損耗。

3 增大導線截面的面積

相關人員在進行超高層建筑電氣供電線路的安裝時，應當在考慮投入資金的前提下，盡可能地增大導線面積，以此來減小供電功率的損耗。

（三）動力系統(tǒng)的節(jié)能設計

1 電動機的選擇

一般來說，當負載率大于75%時，電動機的損耗才能被有效控制。因此，在選擇電動機的型號時，應當選擇效率較高的電動機，盡管這會一定程度地增大成本，但是高效率節(jié)能型電動機可以顯著降低能源消耗，提升工作效率，從而達到超高層建筑的節(jié)能目的。

2 無功補償

電動機在運行過程中會產(chǎn)生較大的電感值，當電感值超過標準之后就會降低電動機的效率，因此需要采用無功補償?shù)姆绞絹砜刂齐妱訖C的功率。無功補償就是指通過假設濾波裝置來提升電動機的功率因數(shù)，從而保證電動機在運行過程中也有比較好的效率，達到節(jié)能的目的。

3 起動方式的選擇

選擇正確合理的起動方式，也可以降低電動機的能源損耗。比如對于容量較大的電動機可采用降壓起動的方式，這可減小電動機起動過程中的能源損耗。也可以采用變頻器來進行起動，這通常適用于泵類和風機等設備，可使得電動機能根據(jù)負載的變化而自行調(diào)整轉(zhuǎn)速，從而達到明顯的節(jié)能效果。

（四）照明的節(jié)能設計

1 燈具的選擇

要想達到超高層建筑的節(jié)能目的，對燈具的選擇是關鍵。在所有類型的燈具中，白熾燈的光效最低，高壓鈉燈的光效最高，但高壓鈉燈其價格較高，因此一般在實際中使用的是熒光燈，熒光燈的光效較高、能耗較低、價格也不高，值得在建筑照明系統(tǒng)中廣泛應用。

2 控制方式的選擇

合理的照明設備控制方式可以提高電能的利用率，降低能源消耗，對于超高層建筑電氣的節(jié)能具有重要作用。在選擇照明設備的控制方式時，要盡量采取分區(qū)控制的辦法，改變過去要么全關、要么全開的控制方式，根據(jù)不同區(qū)域的不同需求進行布置，達到節(jié)約能源的目的。比如可在樓梯設置聲控電源開關，使得樓道燈光在無人時自動熄滅，在有人時自動打開，這樣既不會影響住戶的正常生活，也達到了節(jié)能降耗的目的；在一些公共場所則可采用集中控制的辦法，以此來達到節(jié)能目的。

結(jié)語

超高層建筑作為一種高能耗建筑，如何降低其電氣能源的消耗成為值得思考的問題。超高層建筑電氣的節(jié)能設計可從變壓器的選擇、對功率損耗的控制、動力系統(tǒng)的節(jié)能設計以及照明設備的節(jié)能設計幾個方面入手，在設計時既要滿足基本的功能需求和節(jié)能要求，也要考慮到施工建設的成本。只有這樣，才能實現(xiàn)超高層建筑節(jié)能性能的同時，保證建筑工程企業(yè)經(jīng)濟效益的最大化，從而實現(xiàn)建筑企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]王勃.淺談新時期建筑電氣設計[J].中國高新技術企業(yè)，2010（18）.

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