摘要：滿足建筑物功能需求、綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)省不必要的能源消耗是高層建筑電氣節(jié)能設(shè)計應(yīng)當(dāng)遵循的原則。為了實(shí)現(xiàn)能源的有效利用，高層建筑電氣設(shè)計應(yīng)采取就地安裝無功補(bǔ)償裝置、電動機(jī)節(jié)能設(shè)計、降低線路的電能損耗、配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計、配電系統(tǒng)功率因數(shù)設(shè)計等措施，實(shí)現(xiàn)電器節(jié)能。

　　關(guān)鍵詞：高層建筑;電氣設(shè)計;節(jié)能

　　Abstract: to meet the building function requirements, comprehensive consideration of the economic efficiency, save unnecessary energy consumption is high building electric energy conservation design principles that should be followed. In order to realize efficient energy use, high building electrical design should take in situ reactive power compensation equipment installation, motor energy saving design, reduce line of the electric power, the power distribution system energy saving design, power distribution system power factor design and other measures to realize the energy saving appliances.

　　Keywords: high building; Electrical design; Energy saving

　　中圖分類號： TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

　　目前，高層建筑中普遍采用了空調(diào)、變壓器、電動機(jī)、電梯、照明等耗能系統(tǒng)，高層建筑的能源消耗越來越大。采用何種措施能夠降低高層建筑能耗，已經(jīng)成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)問題。高層建筑電氣節(jié)能設(shè)計，能夠合理配置建筑設(shè)備，提高能源利用率，降低能源消耗。

　　1高層建筑設(shè)計的節(jié)能原則

　　節(jié)約電能是目前高層建筑電能設(shè)計重點(diǎn)關(guān)注的問題。通常，高層建筑電氣節(jié)能設(shè)計應(yīng)遵循滿足建筑物功能需求、綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)省不必要的能源消耗的原則。首先，滿足建筑物功能需求。高層建筑電能設(shè)計應(yīng)滿足建筑物照明的顯色指數(shù)、色溫、照度;應(yīng)當(dāng)滿足建筑用電負(fù)荷;應(yīng)當(dāng)滿足建筑運(yùn)輸通道暢通;應(yīng)當(dāng)滿足建筑特殊用途的需求，例如展廳的工藝照明用電，娛樂場所電氣設(shè)施用電等。其次，綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益。節(jié)約電能應(yīng)當(dāng)立足建筑工程實(shí)際情況，綜合考慮項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益，不可以盲目地通過高消耗投資追求建筑節(jié)能，不可以依賴增加運(yùn)行費(fèi)用實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。建筑節(jié)能設(shè)計施工的投資，應(yīng)當(dāng)能夠在較短的時間通過節(jié)省的電能使用成本回收回來。第三，節(jié)省不必要能源消耗。高層建筑電氣設(shè)計的重點(diǎn)就是節(jié)省不必要的能源消耗。在設(shè)計時，需要明確哪些能量消耗和建筑功能的發(fā)揮沒有關(guān)系，進(jìn)而采取相應(yīng)的措施進(jìn)行節(jié)能設(shè)計。

　　2高層建筑電氣節(jié)能的方法

　　2.1就地安裝無功補(bǔ)償裝置

　　就地補(bǔ)償能夠減少線路上的無功傳輸，實(shí)現(xiàn)建筑電氣節(jié)能的目的。通常，負(fù)荷平穩(wěn)的電動機(jī)需要采用就地補(bǔ)償，這是因?yàn)楫?dāng)負(fù)荷發(fā)生變化時，電機(jī)端的電壓也會相應(yīng)的發(fā)生變化，造成電容器在未能完全放電的情況下進(jìn)行充電，導(dǎo)致電容器出現(xiàn)無功浪涌電流，從而使得電機(jī)由于過電壓而遭受損壞。所以，繼續(xù)負(fù)載，例如自動步行道、自動扶梯、電梯等不應(yīng)當(dāng)將補(bǔ)償電容器加裝在電動機(jī)端。此外，星三角啟動的異步電動機(jī)不應(yīng)當(dāng)將補(bǔ)償電容器加裝在電機(jī)端，這種電動機(jī)在啟動時會發(fā)生開路閉路瞬時轉(zhuǎn)換，造成電容器在發(fā)生放電的瞬間進(jìn)行充電，從而導(dǎo)致電機(jī)容易因過電壓而遭受損壞。通常，在高層建筑電氣設(shè)計中，應(yīng)改變集中安裝電容器的措施，在容量大于10kw的傳送帶、水泵、風(fēng)機(jī)等電動機(jī)端，安裝就地?zé)o功補(bǔ)償裝置。冷凍泵、空調(diào)主機(jī)等可以采用集中補(bǔ)償?shù)姆绞?，但是如果供電距離如果大于20米，就應(yīng)當(dāng)采用就地補(bǔ)償。

　　2.2電動機(jī)節(jié)能設(shè)計

　　提高電動機(jī)的功率因素與工作效率，是降低電動機(jī)的電能損耗的重要方法。在高層建筑電氣節(jié)能設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)盡量選擇高效率的電動機(jī)。然而，在實(shí)際的建筑工程中，電動機(jī)一般由設(shè)備供應(yīng)商統(tǒng)一供應(yīng)，是專業(yè)的配套設(shè)備，因此電動機(jī)節(jié)能應(yīng)當(dāng)在運(yùn)行中進(jìn)行。降低線路損耗、就地電容器補(bǔ)償、減少電動機(jī)輕載運(yùn)行、減少電動機(jī)空載運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)電動機(jī)節(jié)能的主要途徑。電動機(jī)在輕載運(yùn)行的狀態(tài)下，其效率非常低，為了改進(jìn)這一問題，可以采用變頻調(diào)速使電動機(jī)在負(fù)載發(fā)生變化時，能夠自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，適應(yīng)負(fù)載變化，提高輕載時的效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)約電能的目的。

　　考慮到該建筑使用功能和使用時間不同的特點(diǎn)，取冷熱源綜合同時使用系數(shù)為0.9，另考慮空調(diào)管道的輸送熱損失為2%，則冷源設(shè)備選擇容量分別為總冷負(fù)荷57554kW，總熱負(fù)荷34053kW。

　　由于上述環(huán)境條件和工程特性，空調(diào)冷熱源主機(jī)主要選擇電制冷制熱方式。根據(jù)總冷(熱)負(fù)荷，制冷機(jī)選用效能高的水冷式離心機(jī)2臺(每臺制冷量9144kW)，以減少對大氣臭氧層的破壞;考慮到冬季供暖時的需要及夏季部分負(fù)荷時調(diào)節(jié)的靈活性，熱源采用常壓熱水燃?xì)忮仩t。對于直燃式澳化鋰?yán)渌畽C(jī)組，突出的缺點(diǎn)為一次投資高、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高，機(jī)房面積大，環(huán)保性不佳。

　　離心式冷水機(jī)是目前大、中型高層民用建筑空調(diào)系統(tǒng)中使用最廣泛的一種機(jī)組，它制冷量大(可達(dá)4500KW)，重量輕，單位重量的制冷量在100~170KW/kg之間(機(jī)組容量較大，此值越大)，結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，因此較適合于需要大制冷量而機(jī)房面積又有限的場合;同時，部件之間無接觸，無摩擦，運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲較低，維修及運(yùn)行管理都較為方便;容量調(diào)節(jié)方便，目前大多數(shù)廠家都采用的是進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)方式、容量控制范圍在20%~100%之間，并且制冷系數(shù)高，一些較大的機(jī)組效能可達(dá)6以上。

　　2.3降低線路的電能損耗

　　高層建筑工程中因?yàn)榫€路縱橫交錯，工程線路總長通常不低于萬米，所以高層建筑中出現(xiàn)了大量的電能損耗。因此，降低線路損耗就成為了高層建筑電氣節(jié)能設(shè)計的重點(diǎn)。通常，選擇低壓線路截面的原則是根據(jù)電壓損失、機(jī)械強(qiáng)度、發(fā)熱條件，綜合考慮熱穩(wěn)定校核低壓線路最小截面。通常，降低線路損耗應(yīng)當(dāng)注意以下幾個方面的問題。首先，導(dǎo)線盡量選用較小電阻率的材質(zhì)，例如銅芯導(dǎo)線等。其次，降低導(dǎo)線長度，線路應(yīng)少走彎路，盡可能走直線。低壓線路應(yīng)當(dāng)少走或盡量不走回頭路，降低來回線路上損耗的電能。盡量將變壓器靠近負(fù)荷中心，降低供電距離。再者，導(dǎo)線截面適當(dāng)增大。較長的線路可以適當(dāng)增大導(dǎo)線的截面，降低線路損耗，延長線路的使用壽命，降低火災(zāi)危險，確保供電質(zhì)量。

　　2.4配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

　　根據(jù)用電設(shè)備特點(diǎn)、供電距離與分布、負(fù)荷容量等因素，進(jìn)行高層建筑配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計，科學(xué)設(shè)計配電系統(tǒng)，確保配電系統(tǒng)操作方便、簡單可靠。變配電所在條件允許的情況下，應(yīng)當(dāng)靠近負(fù)荷中心位置，減少線材的使用量，提高電壓質(zhì)量，降低電能損耗。根據(jù)高層建筑的實(shí)際情況，確定合理的變壓器容量和變壓器數(shù)量，適應(yīng)季節(jié)性負(fù)荷變化，靈活投切變壓器，降低因?yàn)檩p載運(yùn)行而導(dǎo)致的無謂的電能損耗，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

　　2.5配電系統(tǒng)功率因數(shù)設(shè)計

　　提高配電系統(tǒng)功率因素，能夠提高設(shè)備的利用率，降低線路無功功率損耗，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。高層建筑供配電系統(tǒng)功率提高的方法通常有兩種。首先，提高自然功率因數(shù)。用電設(shè)備在沒有補(bǔ)償情況下的功率因數(shù)，就是自然功率因數(shù)。通常，提高自然功率因數(shù)的措施主要包括：選用異步電機(jī);實(shí)現(xiàn)電力變壓器的輕載運(yùn)行;調(diào)整、改進(jìn)工藝流程，提高機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率;在實(shí)際情況許可的條件下，選用同步電動機(jī)。其次，人工補(bǔ)償無功功率。人工補(bǔ)償無功功率，就是采用無功功率補(bǔ)償設(shè)備。通常經(jīng)常使用的無功功率補(bǔ)償設(shè)備為靜電電容器、移相電容器、并聯(lián)電容器。在高層澆筑電氣設(shè)計中，可以根據(jù)具體情況，合理采用高低壓柜集中補(bǔ)償或分散就地補(bǔ)償?shù)却胧?/p>

　　高層建筑電氣節(jié)能設(shè)計涉及到多方面的內(nèi)容。運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)計技術(shù)，根據(jù)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理設(shè)計，精心地選擇設(shè)計方案，采用高效的節(jié)能設(shè)備，是非常必要的。在具體的電氣設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)工程的實(shí)際情況，靈活地采取就地安裝無功補(bǔ)償裝置、電動機(jī)節(jié)能設(shè)計、降低線路的電能損耗、配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計以及配電系統(tǒng)功率因數(shù)設(shè)計等措施，有效地改善高層建筑的耗能現(xiàn)狀。

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