超高層建筑用電節(jié)能改造應(yīng)用

摘 要：目前，我國正處于經(jīng)濟科技飛速發(fā)展的階段，在每一個領(lǐng)域都有了新的發(fā)展。其中，隨著科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，我國各個一線二線城市逐漸出現(xiàn)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(nèi)電氣設(shè)備非常多，用電不僅負荷大，而且配電的質(zhì)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(guān)鍵詞：高層建筑；用電；改造；電氣節(jié)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(chǔ)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(guī)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(huán)境都起著決定性的作用。除此之外高層建筑節(jié)能用電，也符合國家緊抓的綠色環(huán)保的生態(tài)理念。本文主要圍繞高層建筑節(jié)能用電的規(guī)劃與設(shè)計、高層建筑用電節(jié)能改造方案以及現(xiàn)階段先進的節(jié)能用電設(shè)計介紹三個主題，進行詳細的分析與介紹。

一、高層建筑節(jié)能用電的規(guī)劃與設(shè)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(yīng)公式計算超高層建筑的用電負荷，對使用低壓和變配電設(shè)備甚至對節(jié)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(xiàn)場所有用電設(shè)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(shè)備并不能夠同時運行，而且在運行過程中的設(shè)備也不是都能夠準(zhǔn)確的達到它的最大額定負荷，加上各種電器設(shè)備的功率因數(shù)也有很大的差異。

計算過程中需要注意的事項較多，比如當(dāng)電動機的設(shè)備容量為短期或反復(fù)短時工作制度時，應(yīng)該將額定功率一并換算到負載持續(xù)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(shè)備容量應(yīng)該等于銘牌上的額定功率。電焊機及電焊變壓器的設(shè)備容量則是將額定容量和功率一并轉(zhuǎn)換到到復(fù)合持續(xù)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(yīng)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(yīng)采用自動空氣開關(guān)，照明控制則使用自動控制開關(guān)，高壓則采用高壓真空短路器。各回路的漏電保護器，應(yīng)采用最好的電器設(shè)備廠生產(chǎn)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(jié)尾內(nèi)漏電保護器采用浙江研發(fā)并產(chǎn)出的漏電開關(guān)進行分級保護。

（三）安全防衛(wèi)技術(shù)措施及防火措施

超高層建筑施工現(xiàn)場所采用的線路，需要使用特殊的零保護系統(tǒng)，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(shè)備的外部。專門用來保護零線的橫截面應(yīng)當(dāng)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(wěn)定性，并且應(yīng)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(qū)的線路中，單相線路統(tǒng)一由過載開關(guān)以及單項漏電器控制，并需要控制不準(zhǔn)私拉亂接線路。另外，電工及焊工必須嚴(yán)格考核錄用，且必須達到工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從這個層次上促進超高層建筑工程的穩(wěn)定性和安全性。

二、超高層建筑節(jié)能用電改造方案

（一）機械設(shè)備的節(jié)電改造

1.優(yōu)先選用節(jié)能設(shè)備

在選擇高層建筑的機械時，應(yīng)首先考慮使用同等效率下能量消耗少的設(shè)備。當(dāng)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(shù)，例如，額定功率、功率因數(shù)、額定轉(zhuǎn)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(shè)備自身運轉(zhuǎn)的能力的前提下，對電梯和塔吊的電動機進行相應(yīng)的調(diào)整和技術(shù)更新。在選擇電動機時，應(yīng)該還要考慮避免出現(xiàn)，大腳穿小鞋的的現(xiàn)象。更新后的電動機比一般標(biāo)準(zhǔn)的電動機平均功率因數(shù)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(jié)能技術(shù)和能力，同時配置到施工機械中大力的節(jié)省了能源，從而保證了設(shè)備的高效運行。

2.用電設(shè)備的維修和保護

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

（二）無功就地補償技術(shù)

無功就地補償?shù)闹饕饔檬峭ㄟ^對遠距離送電的電動機的功率因數(shù)的改變，調(diào)整運行的狀態(tài)，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(xiàn)場載貨空載運行耗時比較長的的施工機械設(shè)備，應(yīng)首先考慮到的是應(yīng)用無功就地補償技術(shù)，之后再采用就地補償?shù)姆椒ㄊ请妱訖C平穩(wěn)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(yīng)的熱繼電器的整定電流應(yīng)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(jié)能改造方案最重要的步驟，對于眾多超高層建筑施工企業(yè)來說，降低線損率的最有效的方法之一是提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。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(shè)置該裝置的優(yōu)點是，一安裝方便靈活，被電設(shè)備較少，對環(huán)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(jié)能用電設(shè)計

變壓器的損耗主要內(nèi)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(zhǔn)確地確定其損耗的科學(xué)性和合理性，并減少損耗。

當(dāng)三相四線系統(tǒng)三項負荷出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象時，不可否定的是會產(chǎn)生附加損耗。在第一次進行預(yù)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(xiàn)，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(xiàn)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(yīng)的安全經(jīng)濟運行曲線。因而節(jié)能損耗才可以從這方面入手。系統(tǒng)運行狀況是在不斷發(fā)生變化的，若設(shè)備運行不能夠被及時的做出調(diào)整，一定會存在浪費電能的情況。

結(jié)束語：

綜上所述，對超高層建筑節(jié)能用電的改造，最重要的一點是進行其規(guī)劃設(shè)計。加上對建筑機械設(shè)備進行相應(yīng)的調(diào)整，從而打造超高層建筑節(jié)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。

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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(yè)于湖南新邵職業(yè)中專，電子電器專業(yè)。2012年7月畢業(yè)于三峽大學(xué)電氣自動化技術(shù)專業(yè)大專。本人從2007年出來工作，一直從事酒店、物業(yè)工程管理服務(wù)行業(yè)，至今有11年的工程管理經(jīng)驗。目前就職于北京仲量聯(lián)行物業(yè)管理服務(wù)有限公司珠海分公司，管理珠海市地標(biāo)性建筑珠海中心大廈設(shè)備設(shè)施運行維護維修，任工程主管職務(wù)。