超高层建筑电气的能效分析

发表时间:2020/10/20   来源:《城镇建设》2020年第21期   作者:1.胡国梁2.聂守刚
[导读] 自改革开放以来,我国城市化建设的脚步加快,经济建设也发生了翻天覆地的提高,然而,在建筑工程中,建设超高层建筑可以节省占地面积
        1.胡国梁2.聂守刚
        2.1.身份证号码:41010219940807****;2.身份证号码:41010519780312****
        摘要:自改革开放以来,我国城市化建设的脚步加快,经济建设也发生了翻天覆地的提高,然而,在建筑工程中,建设超高层建筑可以节省占地面积,但是建筑体量大,能耗高。根据世界高层建筑学会(CTBUH)公布的数据,超高层建筑能耗比普通公共建筑高2~3倍,因此有必要对超高层建筑电气的能效进行分析,在现有基础上提高能效,实现绿色可持续发展。
        关键词:超高层建筑;建筑电气;能效分析
        引言
        超高层建筑领域对我国经济的发展一直具有重要贡献,但现阶段能源的紧张,也限制了建筑行业的发展空间,需要引进先进的节能技术,结合超高层建筑工程的实际状况,选择合适的机器设备,合理控制电动机运行能耗,提高自然照明的应用,减少能源消耗,达到节能的目的,有效控制成本,不断提高超高层建筑电气的能效,提高社会资源的充分利用和可持续性发展。
        1超高层建筑电气能效概述
        超高层建筑在以往设计中,着重考虑到建筑的工作内容,设计建筑方案时,并没有考虑到材料、电能等设计是否合理,但是随着社会的发展,随着人们思想观念转变,对超高层建筑结构的欣赏角度也发生了变化,当前设计人员不仅注重建筑结构功能、空间布局,还关注用户在居住过程中的心理需求。在城市现代化发展进程中,能源以及环境成为当前关注的主题,建筑设计人员设计的建筑方案,也应该从这方面思考建筑设计内容,保证方案的合理性,能耗内容变得异常重要,当前超高层建筑用地面积与以往相比明显变小,但是别墅开发空间并没有受到影响,超高层建筑的功能与以往一样,并没有因为建筑用地的减少受到影响,当前超高层建筑逐渐融合了时代主流思想,建筑构建向功能全面、空间合理、人性化配置方面倾斜,建筑追求舒适、健康。降低建筑能源损耗,可以从很多方面进行,但是本文将着重分析电气系统这部分,设计人员设计超高层建筑过程中,应该了解超高层建筑在每个环节处的长度限制,电气设计除了参数设计规范文件之外,还应该考虑到整个超高层建筑项目内容,这样才能顺利的进行施工作业,保证工作可以顺利进行,超高层建筑中用电部分繁多,设计人员需要综合考量,合理设计,优化电气系统,设计人员设计电气系统不能仅仅从工程角度思考,需要了解用户的作息规律,分级设置电气系统,人们在白天会忙于学习、工作,所以停留屋内的时间比较短,为了验证设想,了解用户的作息规律,统计时间表,将其作为电气设计的依据,掌握用户日常活动规律之后,明确用电高峰、低峰时间。了解用户活动时间后,还需要了解超高层建筑内的电器使用情况,根据每个家庭使用的电器,推测每单元用户电能使用量,合理设计电气系统,减小电气系统损耗的电能。
        2超高层建筑电气设计中提高能效的重要意义
        基于我国国土面积辽阔、人口众多的特点,导致我国的能源资源一直都十分短缺,但是想要促进国家发展,则必须要有能源资源作为支持。近几年,人们对于能源资源问题也越发关注。纵观全球,我国的建筑能耗仅次于美国,在全球排名第二,这足以说明我国能耗问题十分严重,如果无法对能耗问题进行有效的控制,将会严重影响我国的快速发展,人们的日常生活水平也会受到不同程度的影响。电气已经成为人们日常生活中必不可少的东西,由于人们生活水平的提高,会购进大量的家用电器,一些企业和生产单位为了能够获得更多的收益,会扩大生产规模,增加电气的使用,这样会直接导致我国电气能耗的增加。由于人们没有充分意识到提高能效的重要性,因此在日常生活和生产过程中严重浪费能源。长此以往就会形成一个恶性循环,我国的能源资源会变得越来越少,最终导致人们的生存都存在问题。为了避免这种情况的发生,需要做好超高层建筑电气的提高能效设计,加强节能降耗的宣传教育,从多方面来节约能源和资源。


        3提高超高层建筑电气的能效策略
        3.1照明部分的节能策略
        照明部分是整个超高层建筑电气节能设计的关键,对于整体的能耗产生重要影响,因此,应给予十分重视。在设计中需要对其进行仔细严格的控制,在照明方式的控制上可以采用分区、定时、光电感应等节能措施,能使用自然光的部分,就使用自然光代替人造光,同时在满足照明视觉需要与建筑功能的基础上,减少电能在照明系统输电线导线上的损耗,使用光线较好、发光率更好、满足国家规定能效标准值的节能灯,例如LED节能灯、三基色荧光灯等,从而达到节能的目的。
        3.2变压器的节能降耗策略
        变压器是超高层建筑电气系统中的重要设备之一,通过合理设计变压器,可以有效降低电气能耗。分析变压器的能源损耗可知,其主要包含了两类损耗:一类是有功损耗,另一类是无功损耗。而为了最大限度地降低变压器的能源损耗,应在其设计过程中结合建筑工程的实际情况进行综合分析,将以上两种损耗情况都考虑在内。变压器的负荷率极大地影响着负载损耗,一般情况下,将建筑电气系统的负荷率控制在0.75~0.85范围内即可满足节能降耗需求。总而言之,在变压器设计中始终都要以实际需求为导向,根据实际需求来合理选择变压器容量及台数等,这样才能够有效实现节能降耗目标。
        3.3供配电系统的策略
        对供配电系统以及电路进行优化设计也是超高层电气节能降耗设计中十分关键的部分。设计人员需要综合分析当前超高层设备的类型以及设备在具体应用过程中对电能的实际需求,经过分析以后,选择最为合适的供配电系统。为了能够达到更好的电气设计的节能降耗目的,设计人员需要充分考虑当前超高层工程的实际用电需求,并且根据超高层内部设备的具体的特点来选择合适的变压器,通过这样的方式能够达到更好的降耗效果。在具体的操作过程中,设计人员可以将先进的管理技术充分融入在设计过程中,当前使用最多的一个手段就是瞬流抑制专用快速开关元件组合。将该元件组合应用在设备中,能够在不影响设备正常运行的情况下,对线路中产生的瞬流浪涌进行有效的控制,通过这样的方式,能够有效降低用电设备的电能损耗,同时还能保证用电设备的稳定运行。
        3.4电梯的节能策略
        据统计,至2019年底我国的电梯数量在700万台左右,随着超高层建筑的越来越多和人们对舒适生活的追求,电梯数量会越来越多,因此电梯的节能也成为降耗的一个重要部分。电梯的能耗主要有:电梯有效能量、控制系统损耗、照明通风系统损耗、机械传动系统损耗和其他运动相关损耗。其中控制系统损耗和照明通风系统损耗是在待机状态也存在的,即24h运转的电梯有一部分能量是白白浪费掉的。所以首先电梯要有无人自动关闭照明、通风、驱动器休眠功能以减少损耗,其次要选用带有变频功能的电梯,经测试其比传统的电梯耗电水平可差8倍以上。另外针对综合性的大楼可以错时关停部分电梯、采用单双层电梯分离或者群控、加装能量再回馈装置以达到降耗的目的。
        结语
        综上所述,在如今的能源时代下,能源的价值正与日俱增,所以各行各业在发展过程中都应遵循提高能效理念,建筑行业更不例外。超高层工程中的每个系统都会产生一定的能源消耗,而电气系统是其中能耗量最大的一个,若想达到建筑节能降耗的目的,必须重点关注超高层电气设计的节能降耗问题,基于提高能效耗的理念积极采用各种科学有效的节能降耗措施来进行电气设计。
        参考文献
        [1]尤振超.研究住宅小区建筑电气工程设计技术要点[J].建材与装饰,2020(03):94-95.
        [2]黄政.建筑电气设计中节能降耗措施的分析[J].建材与装饰,2017,(48):143.
        [3]宋嘉伟.别墅类住宅电气系统的能效研究[D].北京建筑大学,2017.
       
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