浅析高层建筑电气节能设计论文_黄柱中

浅析高层建筑电气节能设计论文_黄柱中

四川省建筑设计研究院 四川成都 610000

【摘 要】当前我国国民经济发展的重要问题,就是快速的经济发展与日益短缺的能源之间的矛盾。在社会能耗中,占有较大的比例的就是建筑能耗,尤其是建筑中的电气系统的能耗。在我国当前的建筑中,高层建筑的比例在逐年增加,已成为城市发展中重要的建筑形式,其功能和结构比较复杂与特殊,电气系统消耗的能源也较多,因此必须加强对其节能方面的设计,达到节能的目的。本文对于高层建筑电气设计进行了简单的分析,并在此基础上探讨节能措施。

【关键词】高层建筑;电气设计;节能设计

引言:高层建筑中,其复杂的结构性,需要大量的电气设备的运转才能支持日常运作,因此能耗较大。所以在进行电气设计时,需要结合高层建筑的结构特点、周围的环境进行详细的分析,采取科学合理的设计方案,以此完成电气系统的节能设计,达到节能的目的。

1.高层建筑电气节能设计原则

在高层建筑电气设计过程中,要想达到节能降耗的目的,就需要遵循一定的设计原则。

1.1满足功能要求

对于高层建筑的中央空调系统来说,要注意满足温湿度、系统综合自动化调控水平、舒适等要求;要使高层建筑电气不超负荷运作,就要保证良好的电气性能设计;要使高层建筑照明系统正常运作,就应该保证照度、色温、显色等要求。

1.2经济效益原则

高层建筑的电气节能设计,既要保证在合理的运行期限内收回必需的设计和运行成本,又要对现在和改造后使用的效果进行直接的经济比对,以上这些才是设计的原则,不能因为盲目跟风从而在节能设计中形成过高的能源消耗。

1.3 合理节能原则

高层建筑的电气节能设计中,各系统和各设备的节能潜力应该是加以分析和研究的项目,并对其各种节能措施进行经济比较,比如,在电气节能设计中,应该分析哪些设备的电能消耗是多余的,并且将这些电能消耗作为重点研究,采取哪些节能措施能达到节能效果;可以通过采用先进的技术和方案,不仅可以增加电气设备的电气性能,还可以有效提高系统的自动化水平,减少多余的电能消耗。电气设计中可以避免或者降低的电能损耗有:电能传输过程中所产生的损耗、电气设备的功率损耗,数量众多的照明设施所产生的电能损耗等。

2.高层建筑电气节能设计要点

2.1合理选择变电所位置

高层建筑由于楼层众多,导致负荷比较分散,在靠近负荷中心的位置设置变电所,可以降低大截面电缆用量,减少电能损耗。变压器的位置可以设定在建筑最高层和地下室内,也可以设定在建筑物每一个中间层。在实际电气设计中,要结合各种因素进行研究,选择最适合的方式与最合理的位置。

2.2 变压器节能设计

对变压器进行节能设计主要是要降低自身运行时的能量损耗,同时提升运行效率。主要的节能措施有如下几方面:首先,结合高层建筑的特点合理计算其对于电能的需求,根据得到的数据确定变压器的容量以及数量,同时将其设置在高效低耗区内。其次,优先选用节能型变压器,这种类型变压器噪声小、重量轻、运行效率高等,具有很多优点,可以有效的降低能源消耗。最后,在各变电所之间安装保护装置,该装置是在电气设备发生不寻常的负荷变化时,可以及时有效地发挥作用,保护变压器,避免损毁。

2.3合理选择电气设备

由于高层建筑的复杂性与特殊性,使得高层建筑需要更多的电气设备,比如:照明体系、高压开关柜等。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于电气设备的选型,设计时应当根据高层建筑的不同特点进行选择,比如,燃气轮发电机是高层建筑首选的发电机组,在进行设计时,可以依照该建筑的光源距离、光源面积、灯具数量等的特点进行设计,并采用高效率的电光源。真空开关手车式开关柜一般是高层建筑的高压开关柜的首要选择,高层建筑里面的低压配电屏,一般都设计成抽屉式,而大容量出线,一般都设计成手车式等,从而降低高层建筑的能源消耗。

2.4电动机在运行中的节能

高层建筑电气中的电动机一般都是由设备制造厂商统一,与供应建筑的其他工种的设备相配套的。因此,首先要控制好在运行过程中的节能,可以采取就地补偿电容器以减少线路的有功损耗;其次要减少电机轻载和空载运行,防止其消耗的电能不与负载的下降成正比。

2.5 减少线路电能的损耗

线路电能损耗在高层建筑电能损耗中也占有一部分的比例,设计人员要重视线路上的电能损耗,按照发热条件、机械长度来选择低压线路截面,减少线路损耗,选用电阻率比较小的材质,比如铝线和铜芯导线,作为线路导线。进行电气设计时,要减小导线程度,布线要少走回头路和弯路,减少线路电能损失,达到节能目的。

2.6 照明系统的节能

在电气照明节能方案设计中,要结合实际,尽可能的充分的用自然光。如果条件所限,需要用人造照明来弥补自然光源的缺失,可以采取以下方法进行节能设计:

2.6.1光源设置合理

光效要求较高的室内场所,可以选用具有较高的显色指数和亮度的直管荧光灯;照明使用频率较高的室外场所,可以选用显色性能好、发光效率高、使用时间长的金卤灯或者高压钠灯;用于消防应急照明的防疏散标志灯,可以选用能耗小、使用寿命长、高亮度的发光板和发光二级管。

2.6.2选用高效节能照明灯具

在电气照明设计中,可以选用合理分配光源辐射的光通量,不产生眩光,不产生光幕反射的高效灯具,同时还要易于安装和日后的维修。在各类灯具中,钠灯和汞灯主要用于室外照明,而荧光灯则主要用于室内照明,也可以将两者结合在一起作混光照明。

2.6.3选用高效节能电器附件

首先,进行照明设备选择时,可以使用节能电器镇流器和电子镇流器等,这些电器附件不仅自身所消耗的能量极低,而且能够保持稳定的输出功率。其次,实行单体电容补偿,在每个灯具上安装电容器,可以提高灯具功率,减小能源消耗,同时能降低线路损耗和电压损耗,以达到节能的目的。

2.6.4减少照明线路的长度

照明节能设计时应该在最大程度上通过减少照明线路的长度,达到减少线路上的能耗的目的。影响线路损耗的因素主要有照明供电的方式和导线的横截面积。我国现在的供电方式有单相两线、两相三线、三相四线。在这些供电方式中,能耗最小的就是单相两线,所以应该加大对这种照明供电方式使用的推广。

2.6.5提高照明系统的功率因数

照明系统中电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦即为照明系统的功率因数。提高功率因数能够减少无用功的损耗,将大部分的能耗都转化为有用功。提高功率因数可通过使用电子或电感镇流器的方法,荧光灯的气体放电灯适合在每个单灯上设置电容器补偿灯具电容,变压器低压采用集中电容器补偿。这些方法都是通过减少线路的无功功率,从而节省能量消耗。

结语:建筑节能是一个关乎国计民生的大问题,更是促进电气行业改革的一大动力。在高层建筑电气节能设计的过程中,要从宏观的角度出发,既要保证基本的功能性需求,还要考虑经济效益、运行的安全性以及节能性。建筑电气设计人员只有不断的提升专业技术水平,严格按照规范标准的要求操作,从电气运行的整体出发进行设计,才能确保电气设计达到节能降耗的目的。

参考文献:

[1]浅谈高层建筑电气节能设计-王志杰,别陈浩 - 《江苏商报?建筑界》 - 2013

[2]浅析高层建筑电气节能设计-袁俊刚 - 《建筑工程技术与设计》 - 2014

[3]浅谈高层建筑电气节能设计措施-刘蓁 - 《建筑知识:学术刊》 – 2013

论文作者:黄柱中

论文发表刊物:《低碳地产》2016年9期

论文发表时间:2016/9/7

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