試析高層樓宇建筑電氣工程的節(jié)能技術(shù)

宋傳民 周恒銳

摘要：隨著信息技術(shù)，電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的飛速發(fā)展，建筑電氣的集成自動化水平得到了極大的提高，相應(yīng)的能耗也大大增加。現(xiàn)在是能源短缺的時代。智能高層建筑節(jié)能電氣系統(tǒng)的研究對建筑能源的可持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。本文分析了高層建筑中的電氣節(jié)能技術(shù)存在的問題，然后根據(jù)設(shè)計中需要遵循的設(shè)計原則，將節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于建筑設(shè)計中。在滿足超高層建筑的安全性，可靠性和經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，顯著降低電氣設(shè)備帶來的能耗。

關(guān)鍵詞：高層建筑;建筑電氣;節(jié)能技術(shù)

1高層建筑中電氣節(jié)能技術(shù)的現(xiàn)狀

高層建筑的功能越完整，其配備的電氣控制系統(tǒng)越復(fù)雜，控制電氣設(shè)備的運行監(jiān)控和管理系統(tǒng)就越困難，并且建筑物的整體能耗也就越大。機電設(shè)備在現(xiàn)代高層建筑中，節(jié)能技術(shù)中存在某些不合理的現(xiàn)象。如果節(jié)能技術(shù)可以用于高層建筑的設(shè)計，就要認(rèn)真分析其不足和問題，并為管理者和設(shè)計者提供針對性的建議和措施。

2高層建筑電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

2.1供電線路的節(jié)能技術(shù)措施

當(dāng)設(shè)計高層建筑的電氣系統(tǒng)時，需要依照建筑物內(nèi)部電氣設(shè)備的負(fù)荷容量及分布、機電設(shè)備特性和供電距離等因素，進(jìn)行合理的綜合科學(xué)布線。在整個供配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，應(yīng)盡量簡單、清晰、可靠，且各機電設(shè)備系統(tǒng)配電級數(shù)不宜超過三級。供配電線路是整個高層樓宇建筑電能輸送直接載體，其動力干線、支線等線路是一個錯綜復(fù)雜的交叉性互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，其總長度較長，通常在數(shù)萬米甚至幾十萬米以上，線路上電能總損耗量相當(dāng)大，所以供電線路節(jié)能技術(shù)方案研究也是建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能研究的一個重點。

無功補償裝置應(yīng)實行就地補償，減少無功傳輸，避免電容器在未放電完成的情況下又進(jìn)行充電，造成電能的浪費。建筑自動扶梯、步行道和電梯都不應(yīng)增加補償電容器，避免電機的過電壓損害，而民用建筑可以采用就地補償裝置，采取集中補償?shù)霓k法來降低能耗。

2.2 配電變壓器的節(jié)能技術(shù)措施

配電變壓器節(jié)能經(jīng)濟(jì)運行方式的優(yōu)化分析研究，可從變壓器運行有功功率損耗最小、無功功率損耗最小以及綜合運行功率損耗最小三種組合進(jìn)行討論。如要求從節(jié)約有功電能為主角度入手進(jìn)行變壓器節(jié)能經(jīng)濟(jì)運行方式研究，則應(yīng)按變壓器有功功率經(jīng)濟(jì)運行方式進(jìn)行優(yōu)化比較分析;如要求從提高變壓器運行功率因數(shù)為主角度入手進(jìn)行變壓器節(jié)能經(jīng)濟(jì)運行方式研究，則應(yīng)按變壓器無功功率經(jīng)濟(jì)運行方式進(jìn)行優(yōu)化比較分析;如需要兼顧兩者，或以降低供配電系統(tǒng)網(wǎng)損為主角度入手進(jìn)行變壓器節(jié)能經(jīng)濟(jì)運行方式研究時，則應(yīng)按變壓器綜合功率經(jīng)濟(jì)運行方式進(jìn)行優(yōu)化比較分析。高層建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能不僅要考慮有功功率節(jié)能方面，同時還要考慮無功功率節(jié)能特性，因此，在進(jìn)行變壓器節(jié)能經(jīng)濟(jì)運行方式優(yōu)化分析比較時，選擇兼顧有功功率和無功功率兩者的供配電系統(tǒng)網(wǎng)損最小的節(jié)能經(jīng)濟(jì)運行模式進(jìn)行比較分析。

2.3照明系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)措施

在進(jìn)行建筑電氣照明系統(tǒng)設(shè)計時，要充分領(lǐng)會GB50034—2004《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求，在進(jìn)行高層建筑照明系統(tǒng)控制模式設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)建筑物內(nèi)部各房間使用功能特點和技術(shù)要求的不同區(qū)別對待。應(yīng)按照技術(shù)經(jīng)濟(jì)型、適用性、實際性等原則進(jìn)行建筑藝術(shù)照明設(shè)計，切不可為了片面追求藝術(shù)形式，而降低照明系統(tǒng)的綜合經(jīng)濟(jì)可靠性。設(shè)計人員應(yīng)盡量選用高效光源，室內(nèi)場所照明可以使用小功率高壓鈉燈和熒光燈，室外照明和道路照明可以使用高壓鈉燈和金屬鹵化物燈，氣體放電燈和熒光燈要安裝電容器。其次，設(shè)計人員可以采用光通比例高、反射系數(shù)高和配光特性穩(wěn)定的燈具，照明方案要進(jìn)行合理的設(shè)計，充分地利用自然光，在建筑中盡量使用定時開關(guān)、節(jié)電開關(guān)和調(diào)光器，建筑室外照明可以采用光電控制器，插座面板上盡量設(shè)置開關(guān)控制，實現(xiàn)節(jié)能。

2.4電梯控制系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)措施

采用高效可靠、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的電氣控制方案是電梯控制系統(tǒng)節(jié)能降耗的主要措施，通常采用的技術(shù)方案有：利用變頻調(diào)速控制方式改變傳統(tǒng)的繼電器控制方式，從而根據(jù)系統(tǒng)控制對象需求，動態(tài)調(diào)節(jié)電源輸入端電源頻率，通過調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速使整個電機拖動系統(tǒng)達(dá)到輸入與輸出間動態(tài)平衡，從而達(dá)到提高系統(tǒng)功率因數(shù)、節(jié)能降耗的目的;改變電機驅(qū)動容量，保證其達(dá)到最佳運轉(zhuǎn)工況;合理群控節(jié)能控制系統(tǒng)的構(gòu)筑，通過對高層建筑內(nèi)部多部電梯進(jìn)行合理調(diào)度分配管理，防止電梯長期運行在空載或輕載工況下，降低電梯系統(tǒng)能耗，達(dá)到節(jié)能降耗的目的;電梯回饋技術(shù)，將電梯運行過程中產(chǎn)生的一部分能耗反饋到供配電系統(tǒng)中，從而降低電梯系統(tǒng)能耗，達(dá)到節(jié)能降耗的目的等。

3結(jié)語

社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化的建設(shè)，帶動了高層以及高層建筑在城市建設(shè)中的迅速發(fā)展，從而高層建筑對工程的設(shè)計和施工都提出了挑戰(zhàn)。高層建筑所特有的建筑層數(shù)多、面積大和功能復(fù)雜等特點，對電氣設(shè)備的節(jié)能技術(shù)起著很強的依賴性。本文將節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于高層建筑設(shè)計中，在滿足安全可靠和經(jīng)濟(jì)等指標(biāo)的基礎(chǔ)上，大幅度減少電氣設(shè)備引起的能源消耗，從而為經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和建設(shè)節(jié)約友好型社會做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，為建筑設(shè)計工作人員提供參考性建議。在遵循電氣設(shè)計原則下，對電氣設(shè)備進(jìn)行重點選擇，實現(xiàn)建筑整體節(jié)能技術(shù)的提升。

參考文獻(xiàn)：

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[2]清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心.中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報告2009[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

（作者單位：遼寧天泓工程項目管理有限公司1

瑞豐工程管理有限公司2）