摘要:随着我国经济社会发展加快,高层建筑也来越多,而我国的高层建筑工程在能耗上一直居高不下,远远的高于世界建筑工程的能耗标准。因此,高层建筑电气系统不仅要保障相应电气系统的运行高效可靠,还需要从节能方面进行探索。在设计过程中,根据建筑用电设备特点、负载容量以及供电分布等特点来进行电气设计,从而保障高层建筑电气运行中的能耗得到较好控制。本文对高层建筑电气设计的主要内容进行重点分析,并探讨了如何开展建筑电气节能设计,提高能源利用率,促进中国资源节约型社会的实现。
关键词:高层建筑;建筑电气;设计;节能;措施
1.高层建筑电气节能的重要性
在我国全面实行节能降耗的形势下,电气节能意义重大,作为高层建筑电气设计人员,需要充分的认识到节能的重要性,应积极选用高效设备,采用先进技术,将节能贯穿于整个设计过程中。同时,节能也应根据考虑实际经济效益,不能因为盲目节能而过高地消耗投资,增加运行费用。因此在大型建筑的电气节能设计中,先进行节能效益评估,合理设置各项电气设备,从而有效实现能源的节能,有效的缓解能源日益短缺的局面,为建筑业的持续、健康发展奠定良好的基础。
2.高层建筑电气节能设计原则
首先高层建筑电气节能设计过程中,要确保建筑日常照明、室内温度、通风量、建筑通道的畅通性和电气娱乐设施的用电等功能能够得到有效的保证。其次需要充分考虑设计的经济性,协调好电力运行和电气节能之间的关系,确保整体建筑运行效益的最优化。然后在高层建筑电气设计过程中,需要对与建筑物功能发挥无关的能量消耗要采取有效的措施实现节能。比如对于变压器、输电线路、照明等方面存在的无用能量损耗,需要采用先进的技术来有效的降低无谓的能耗,采用经济合理的原则进行高层建筑的节能设计。
3.建筑电气节能设计的具体措施
3.1供配电系统的节能设计
供配电系统的节能设计要考虑方案的合理性、系统设备和供电线路的能耗。优化用电负荷计算与负荷分配,选择最佳变压器负载率,从而降低变压器容量,减少变压器损耗。
采用集中或分散方式进行无功补偿,提高低压侧功率因数,使其大于0.9,减少变压器损耗及配电线路损耗。 1.3 合理确定配电点位置,配电间或配电柜应靠近负荷中心,从而减少电压损失与电能损耗。本工程中供配电系统供配电系统节能设计:一是变压器选用10型及以上节能环保型、低损耗、低噪音,接线组别为Dyn11的干式变压器。变压器自带温控器和强迫通风装置。二是电动机采用高效节能产品,其能效应符合《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》GB18613节能评价值的规定。三是风机、水泵、电梯符合节能控制要求。
3.2照明系统节能设计
3.2.1照明系统节能
照明系统节能设计包括选择合理的照度标准、合理选择合理的照明方式,合理选择照明灯具等,本工程所选用灯具功率因数均要求大于0.9,镇流器应符合国家能效标准。大面积照明场所灯具效率不低于70%。荧光灯采用T5管荧光灯(选用电子镇流器)当要求Ra≥80时采用稀土三基色荧光灯。直管荧光灯的光效值不低于70,照明系统采取分区控制、集中控制、照度调节等 节能控制措施,楼梯间照明、消防应急疏散照明等使用LED光源。效值不低于70Lm/W。 不同类型房间电器设备功率(W/m )及照明功率密度值(W/m )参照《建筑照明设计标准》GB 50034-2013,功率密度不能大于"强条"规定值。
3.2.2照明节能控制
本工程各设备房等处的照明采用就地设置照明开关控制;楼梯间、走道、门厅、前室、厕所等处的照明平时采用自熄式节能开关控制;楼梯间及其前室、消防电梯间及其前室、疏散通道、主要出入口等场所的应急照明火灾时由火灾自动报警系统控制模块强制点亮;每个房间的灯的开关数不宜少于二个(只设置一个光源的除外)房间或场所装设有两列或多列灯具时,所控灯列宜与侧窗平行,以充分利用自然光;设备节能控制;电梯采用智能控制;变电所、电气竖井设置在负荷中心;景观照明应采取有效措施限制光污染。
3.3电动机的节能设计
在高层建筑电气中的电动机都是与暖通、给排水、建筑等工种的设备相配套,电动机的节能设计需要通过提高电动机的工作效率和功率因数来降低电动机的电能损耗。本工程在设计之初就选择更为节能的电动机。空调系统、动力系统中的电机型装置在符合现代化工艺标准,科学地使用变频调速控制,促使电动机于负载率更换时自行调整速度,进而与负载变化相符合,能够达到提升电动机轻载时的效率,最后实现节能的目标。
3.4电气配电线路节能设计
配电线路的电能消耗与线路的电阻和电能损耗有很大关系,本工程设计选用高导电率的配电线导体,尽量选择直线减少供电线路长度,降低能耗的同时减小线路压降。同时在所带负载不变的条件下,线路上电流处于不变的状态,则需降低损线,仅能从降低线路电阻着手。降低线路电阻的具体方法:一是科学设定变电所的区域,促使变电所接近负荷中心,降低电流的供电距离。二是筛选电阻率ρ稍低的电缆或者导线,首要采取铜芯导线,少用铝芯导线。三是稍长的供电线路,需符合载流量和热稳定,确保合理的条件下提升导线的截面积,不但能适应降低电压的需求,且能降低线路耗损。根据经验得到分析,建议在降低线路耗损应该根据具体情况筛选合适的导线截面。?
3.5空调系统节能设计
当代建筑中空调电能消耗也很大,因此做好空调系统的电气节能设计尤为重要。空调系统主要包括中央空调系统、分体式空调系统,其节能措施要点在于变风量、变流量的控制,以及可以采用全热式交换机和循环式供水设备。本工程设计中,通过提高风机、水泵设备自身的效率、改进调速的方式来进行节能控制,要点主要是采用高效风机水泵,并注意型号和配套、合理设计管网并在其上涂覆复合材料,要控制风机水泵流量以减少节流损失。
3.6探索太阳能光伏系统
太阳能是无污染的能源,也是可再生能源,将太阳能光伏系统引入建筑电气中,完全符合节能设计的宗旨。太阳能光伏系统的组成部分主要包括蓄电池、电池板、直流交流逆变器、负荷和控制设备等。工作原理是将光能转化为电池组件的电能为蓄电池充电或者为用户供电。太阳能光伏系统供电系统可靠性较高,能源获取时间较短。因此,建筑电气和太阳能光伏系统一体化体现了智能建筑的设计理念,推动了光伏技术的规模化、产业化发展和应用,其市场发展空间及其广阔。
4结语
本文根据建筑工程案例实际情况,选取了几类节能技术进行了研究和分析。无论是供配电系统、电动机动力系统、照明系统或者其他用电设备,都有着节能的很大潜力。尤其太阳能光伏技术应用于建筑电气领域,节能空间更大。总之,建筑电气设计应建立和健全节能理念,通过科学的管理、精心的考虑,设计出一套既符合各种技术指标又能够满足功能需求,行之有效而又切实可行的节能措施,从而达到真正节约电能的目的。
参考文献
1、民用建筑电气设计规范[S]JGJ/T16—2008。中国计划出版社.???????
2、公共建筑节能设计标准[S]GB50189-205.中国建筑工业出版社.