(廣東鴻宇建筑與工程設(shè)計顧問有限公司,廣東 東莞 523000)
超高層建筑電氣節(jié)能設(shè)計要點解析
李 麗
(廣東鴻宇建筑與工程設(shè)計顧問有限公司,廣東 東莞 523000)
建筑電氣節(jié)能設(shè)計不僅可以降低建筑在使用過程中的能耗,還滿足可持續(xù)發(fā)展的理念,對于推動和實現(xiàn)建筑工程健康發(fā)展具有重要意義。本文從超高層建筑電氣節(jié)能的設(shè)計原則開始,對其設(shè)計要點進行分析。
超高層建筑;電氣節(jié)能設(shè)計;要點解析
超高層建筑電氣的節(jié)能技術(shù)不僅可以實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展理念,而且對于緩解我國的能源壓力和環(huán)境污染問題具有重要作用,其在設(shè)計時應(yīng)當遵循以下幾個原則:
(一)滿足建筑設(shè)計的需求和功能要求
超高層建筑的節(jié)能設(shè)計一定要滿足建筑物的設(shè)計需求和功能要求,比如對舒適度的要求、對照明的要求以及對用電安全的要求等。超高層建筑的節(jié)能設(shè)計還要盡可能地使用一些較為先進的節(jié)能技術(shù),在滿足建筑設(shè)計的功能需求的同時盡可能地使得能源的消耗最小化。
(二)建筑應(yīng)具備足夠的經(jīng)濟效益
超高層建筑的節(jié)能設(shè)計一般需要采取針對性的節(jié)能技術(shù)和設(shè)備來實現(xiàn)節(jié)能目標,而節(jié)能材料和技術(shù)的應(yīng)用不可避免地會增大資金投入。在這一過程中一定要注意將節(jié)能技術(shù)的資金投入控制在一定的范圍之內(nèi),以此來保證建筑企業(yè)獲取足夠的經(jīng)濟效益,避免給企業(yè)帶來經(jīng)濟損失。
(一)節(jié)能型變壓器的選擇
節(jié)能變壓器不僅具有優(yōu)異的節(jié)能效果,而且還具有效率高、重量輕、抗沖擊以及噪音小等特點,因此值得在超高層建筑電氣工程中廣泛應(yīng)用。從實際情況來看,在建或者改建工程大多使用SGB10、SL7、SGB11-R以及S9等高效低損的節(jié)能變壓器。這些節(jié)能變壓器各自的特點有所不同,比如S7型節(jié)能變壓器,其10KV系列的短路損失和空載損失與傳統(tǒng)變壓器相比分別減少了13.8%和41.6%,而S9系列變壓器在S7系列變壓器的基礎(chǔ)上,其短路損失和空載損失又減小了22.8%和6.1%,S11系列變壓器的空載損害又比S9系列降低了70%左右,是目前使用最為廣泛的一種節(jié)能變壓器。此外,在配置變壓器時,應(yīng)當合理地選擇變壓器的臺數(shù)和容量,要使得變壓器的容量與其電力負荷向符合,通常來說,變壓器的負荷載率在80%左右最為合適。總之,節(jié)能變壓器的合理應(yīng)用既可以減少能源的損耗,也可以保證足夠的經(jīng)濟效益,應(yīng)用前景十分樂觀。
(二)供配電線路功率損耗的控制
超高層建筑的供電線路復(fù)雜且長度較長,由于供電線路中存在電阻,因此當供電時就不可避免地會產(chǎn)生功率的損耗,供電線路功率損耗計算公式為:△P=3×R×2IΦ×10-3,其中△P是供電線路的功率損耗,R是供電線路的電阻,而IΦ是相電流。不難看出,在相電流一定情況下,只有減小供電線路的電阻,才能降低供電功率損耗。而供電線路的電阻和導(dǎo)線的長度以及導(dǎo)線的電阻率成正比,與導(dǎo)線截面的面積成反比。針對這一理論,筆者提出了以下方法:
1 減少供電線路的長度
為了減少供電線路的電阻,降低功率的損耗,在鋪設(shè)供電線路時應(yīng)當盡可能地走直線,避免走彎路,同時變壓器與負荷中心的距離應(yīng)最大程度地縮短,這可以大大降低供電距離,以此來降低供電功率的損耗。
2 供電線路材質(zhì)的選擇
在選擇供電線路的材質(zhì)時,應(yīng)選擇電阻率較小的導(dǎo)線,比如選用銅芯線,這可減小供電線路的電阻,從而降低供電功率的損耗。
3 增大導(dǎo)線截面的面積
相關(guān)人員在進行超高層建筑電氣供電線路的安裝時,應(yīng)當在考慮投入資金的前提下,盡可能地增大導(dǎo)線面積,以此來減小供電功率的損耗。
(三)動力系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計
1 電動機的選擇
一般來說,當負載率大于75%時,電動機的損耗才能被有效控制。因此,在選擇電動機的型號時,應(yīng)當選擇效率較高的電動機,盡管這會一定程度地增大成本,但是高效率節(jié)能型電動機可以顯著降低能源消耗,提升工作效率,從而達到超高層建筑的節(jié)能目的。
2 無功補償
電動機在運行過程中會產(chǎn)生較大的電感值,當電感值超過標準之后就會降低電動機的效率,因此需要采用無功補償?shù)姆绞絹砜刂齐妱訖C的功率。無功補償就是指通過假設(shè)濾波裝置來提升電動機的功率因數(shù),從而保證電動機在運行過程中也有比較好的效率,達到節(jié)能的目的。
3 起動方式的選擇
選擇正確合理的起動方式,也可以降低電動機的能源損耗。比如對于容量較大的電動機可采用降壓起動的方式,這可減小電動機起動過程中的能源損耗。也可以采用變頻器來進行起動,這通常適用于泵類和風(fēng)機等設(shè)備,可使得電動機能根據(jù)負載的變化而自行調(diào)整轉(zhuǎn)速,從而達到明顯的節(jié)能效果。
(四)照明的節(jié)能設(shè)計
1 燈具的選擇
要想達到超高層建筑的節(jié)能目的,對燈具的選擇是關(guān)鍵。在所有類型的燈具中,白熾燈的光效最低,高壓鈉燈的光效最高,但高壓鈉燈其價格較高,因此一般在實際中使用的是熒光燈,熒光燈的光效較高、能耗較低、價格也不高,值得在建筑照明系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。
2 控制方式的選擇
合理的照明設(shè)備控制方式可以提高電能的利用率,降低能源消耗,對于超高層建筑電氣的節(jié)能具有重要作用。在選擇照明設(shè)備的控制方式時,要盡量采取分區(qū)控制的辦法,改變過去要么全關(guān)、要么全開的控制方式,根據(jù)不同區(qū)域的不同需求進行布置,達到節(jié)約能源的目的。比如可在樓梯設(shè)置聲控電源開關(guān),使得樓道燈光在無人時自動熄滅,在有人時自動打開,這樣既不會影響住戶的正常生活,也達到了節(jié)能降耗的目的;在一些公共場所則可采用集中控制的辦法,以此來達到節(jié)能目的。
超高層建筑作為一種高能耗建筑,如何降低其電氣能源的消耗成為值得思考的問題。超高層建筑電氣的節(jié)能設(shè)計可從變壓器的選擇、對功率損耗的控制、動力系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計以及照明設(shè)備的節(jié)能設(shè)計幾個方面入手,在設(shè)計時既要滿足基本的功能需求和節(jié)能要求,也要考慮到施工建設(shè)的成本。只有這樣,才能實現(xiàn)超高層建筑節(jié)能性能的同時,保證建筑工程企業(yè)經(jīng)濟效益的最大化,從而實現(xiàn)建筑企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
[1]王勃.淺談新時期建筑電氣設(shè)計[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2010(18).
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