论高层建筑电气节能的设计措施

发表时间:2021/2/3   来源:《建筑实践》2020年10月30期   作者:杨宝明
[导读] 高层建筑的运行需要大量的电气能源作为支撑,如何改善高层建筑能源消耗成为了人们关注的问题。
        杨宝明
        山东迪升电力工程有限公司
        摘要:高层建筑的运行需要大量的电气能源作为支撑,如何改善高层建筑能源消耗成为了人们关注的问题。本文主要从高层建筑电气节能设计出发,提出了优化高层建筑能源消耗的策略,希望这些策略能够促进高层建筑节能设计的发展进步,为实现可持续发展目标通过更多理论依据。
        关键词:高层建筑;电气节能;可持续发展
        近年来,能源成为了制约我国经济增长的重要影响因素。在城市化背景下,大、中城市的发展空间被慢慢压缩,因此高层建筑成为了城市发展的标志,但随之而来是能源消耗的增加。为了解决这一问题,对高层建筑电气进行优化,将更多节能技术应用其中对于实现高层建筑节能环保目标十分关键。
        一、高层建筑照明节能措施
        在高层建筑能源消耗中,照明消耗的能源占据较大比重,如果想要对高层建筑电气设计进行优化,完善照明系统十分关键。
        (一)照明方式设置
        (1)混合照明:适用于要求较高的工作区域。
        (2)一般照明:适用于无特殊要求包公区域。
        (3)分区照明:适用于不同区域的照明。
        (4)局部照明:适用部分区域无法采用一般照明的场景。
        (二)照明控制方式
        (1)各个区域内的照明开关应该在2个以上。
        (2)对于单个灯具所设置的开关数量尽量要少。
        (3)在设置灯具时,需要使其能够与侧窗平行,通过分控形式实现节能。
        (4)一些特殊区域的照明可以采用光控、声控、夜控、半夜控等形式。
        (5)公共区域的照明应该通过智能监控系统进行动态控制。
        (6)会议室区域需要采用半自动控制系统。
        (三)光源以及灯具附件
        (1)对照明设施的色温、光效、寿命等进行综合考虑,选择合适的高效节能型光源,实现照明节能的目标。例如:紧凑型荧光灯、T5系列荧光灯等。
        (2)对于灯具附件选择,需要参考灯具的镇流器数值。例如,自镇流荧光灯中需要配备电子镇流器,如果灯具的运行电压偏差较大,灯具需要配备恒功率镇流器等。
        二、高层建筑智能控制节能措施
        国家对于高层建筑技能设计十分重视,相关部门提出了在高层建筑电气设计中应该合理地应用智能控制技术,以此来实现节能目的,这一目标的实现主要集中于设备监控环节上,设备监控系统的主要功能是合理的调控机电设备,使得这些设备运行能够维持在稳定的状态下,在能够达到建筑设备顺畅运行的基础上,使得建筑中各设备的耗能降低,最终实现建筑控制节能的目标。
        在我国节能就会发展的过程中,智能控制技术逐渐被应用与建筑电气设计中,特别是在电气系统控制之中,许多高效的变配电智能系统有着广泛地应用。由于智能控制系统的应用,高层建筑的节能控制效果也越来越高。
        三、高层建筑供配电系统节能措施
        (一)供配电系统地设计
        (1)按照建筑用电负荷对配电系统进行优化设计,从配电系统的线路铺设到供电电压的选择都需要综合考虑,供配电系统地设计应该更加简单,需要将相同电压的变配电级数控制在三级以内。
        (2)在进行变电所位置设计时,应该选择靠近负荷中心的位置,从而将配电半径缩短,使得配电线路的损失降低。如果是内部变电所,则应该根据负荷情况,合理设置变压器,使得电能损耗降低。


        (3)按照实际负荷情况设置变压器数量、连接形式,变压器的接线需要与负荷变化统一协调,以经济理念为主调整变压器的布置形式。
        (4)根据电流密度挑选合适的供电线路,通常都会根据经济性原则进行选取。
        (二)控制功率因数
        适当地将功率因数提升有助于实现能源节约目标。第一,功率因数的提升能够使得线路损失降低;第二,能够将变压器铜损降低;第三,能够使得线路、变压器压损减少;第四,能够使得发配电设备运行效率提升。想要实现功率因数提升这一目标,可以按照以下两个方面进行:第一,进一步将设备无功消耗降低,使得自然功率因数提升能够获得良好的节能效果;第二,借助于静电电容器能够实现无功补偿的目标,从而提升建筑节能效果。
        (三)无功功率补偿
        利用无功补偿能够实现建筑节能目的,对于建筑节能降耗有着重要意义。以往都是“三相共补”的方式实现无功补偿。这种方法在低压网络中有着较多的应用。但是在我国经济稳定发展的过程中,一些大功率电器的应用对配电网络电压提出了新要求,三相不平衡度情况越来越明显。所以,实现单相无功补偿的目标非常重要,对于建筑整体节能降耗发挥了重要作用。
        (四)电缆节能措施
        电缆的质量对于降低线损有着重要影响,电缆的选择可以从材质、电流控制等方向入手。按照材质选择,需要综合导体截面、绝缘等因素。一般情况下铜导体的能耗要低于铝导体的能耗。所以,铜芯电缆的应用较为广泛。而按照电流控制进行电缆选择时,导线截面一般都需要超过技术条件1至2级,最好选用具有良好热稳定性能的电缆。
        (五)节能变压器
        采用节能变压器主要目是将电能损耗降低、使得电能输送效率提升。在输电、配电过程中,变压器的有着重要应用。因为变压器的容量、数量相对来说较大,所以变压器的电能损耗相对也很大。所以,选择节能变压器显得十分重要。在变压器的应用时,应该避免长期使得变压器负载,需要将变压器容量进行合理控制,容量最好保持在60%以内。
        (六)谐波抑制技术
        现阶段电气技术发展十分快速,各种不同类型的照明设备被应用于高层建筑中,这些照明设备会产生大量高次谐波,这些谐波会输送至电网中,从而使得风机、水泵运行时产生更多电能,这对于设备的使用寿命造成了较大影响。受到这种影响,变压器也会产生更多附加损耗,长期处于这种运行状态下,线路绝缘介质老化问题就会变得更加严重,严重时会使得绝缘体产生损坏。谐波电流过大优势会导致电气设备出现短路的情况,由于谐波导致的火灾问题时有出现。想要将谐波控制住,有很多方法。通常情况下,增加换流装置脉动数能够降低谐波的影响。
        (七)应用节能设备
        在节能设备中,自动稳压型电源装置有着良好的应用,这是一项利用“电磁平衡原理”而设计出的节能技术。在电源的内部设有滤波器,其主要作用是对高次谐波形成抑制,将系统内损失的电能降低,带能源内部的感抗、负荷之间能够形成互感,这对于供电系统电能应用效率提升有着重要作用。
        (八)利用光伏供电
        在众多新型能源中,太阳能有着巨大的优势,虽然太阳释放的能量相当庞大,但是怎样高效应用太阳能才是最为主要的,在高层建筑中,可以将建筑顶部和建筑玻璃墙面改造成光伏发电装置,以此来利用太阳能,能够实现节能的效果。此外,高层建筑的热水供应、采光设置等都可以通过太阳能实现,这可以大大地节省电能。此外,高层建筑还可以利用风能,实现局部能源的供给。
        结束语:总而言之,在高层建筑电气设计中,想要实现高效节能目标,应该对设备的应用、供电形式、线路设置等进行综合考量,将设备能耗、线路损耗降低可以节省更多能源。此外,开发新能源也是实现节能环保的重要方式,合理利用自然能源,对不可再生能源的依赖降低,能够使得高层建筑节能效果变得更好,这对于实现可持续发展理念有着重要影响。
        参考文献:
        [1]万小洪.建筑工程中高层建筑电气设计中的节能措施[J].科技信息,2018(04):14-15.
        [2]黎庆强.高层建筑电气设计过程中的节能措施——以照明设施为例[D].科技资讯,2019(13):14-15.
       
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