分析高層建筑電氣系統(tǒng)現(xiàn)狀及采取節(jié)能對(duì)策

　　節(jié)能網(wǎng)訊：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的大跨步發(fā)展、人民生活水平的日益提高，能源供需緊張的問(wèn)題日益突出；降低高層建筑的能耗、提高建筑內(nèi)部的能源利用率、滿(mǎn)足人民對(duì)能源需求的增長(zhǎng)，開(kāi)展高層建筑的節(jié)能工作已經(jīng)成為刻不容緩的一項(xiàng)任務(wù)。一些發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)這方面的研究較早，而我國(guó)的起步相對(duì)較晚，在1986年頒布了第一版建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，這之后的時(shí)間里也得到了一定的完善和發(fā)展。建筑電氣系統(tǒng)的節(jié)能問(wèn)題所涉及到的問(wèn)題很多，不僅包括供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電機(jī)拖拽系統(tǒng)，同時(shí)還有空調(diào)和給排水等系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和管理措施是實(shí)現(xiàn)高層建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能的基礎(chǔ)，也是我們工作的重點(diǎn)所在。

　　一、高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)遵循原則

　　高層建筑是近年來(lái)較為流行的民用建和公用建筑形式，它解決了城市中人均占有較少土地資源的問(wèn)題，但相應(yīng)的也帶來(lái)了一定的負(fù)面影響，如建筑過(guò)程和使用中的能源消耗問(wèn)題日益突出，以下將從三個(gè)方面說(shuō)明高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)選用節(jié)能技術(shù)應(yīng)遵循的原則。

　　1、適用原則

　　首先要滿(mǎn)足建筑內(nèi)部各電氣系統(tǒng)正常運(yùn)行和住戶(hù)對(duì)必要能源需求的基礎(chǔ)上，根據(jù)各個(gè)機(jī)電系統(tǒng)的電力負(fù)荷容量、電能綜合質(zhì)量和供電可靠性等方面，來(lái)優(yōu)化高層建筑電氣系統(tǒng)，使高層中電能資源能得到充分合理利用。

　　2、實(shí)際原則

　　選擇材料上，在滿(mǎn)足高層建筑電氣系統(tǒng)基本需求的同時(shí)，要根據(jù)具體情況充分考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益，選擇合適的節(jié)能材料和節(jié)能設(shè)備，并且能在較短的時(shí)間內(nèi)能通過(guò)節(jié)約的能源收回增加的投資成本，使整個(gè)電氣系統(tǒng)體現(xiàn)出更好的經(jīng)濟(jì)性能。

　　3、系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能原則

　　高層建筑的電氣系統(tǒng)內(nèi)各要素，如電氣負(fù)荷類(lèi)型、用電等級(jí)、容量等，可通過(guò)節(jié)能技術(shù)或措施實(shí)現(xiàn)優(yōu)化配置，從而減少或消除無(wú)關(guān)和無(wú)必要的電能消耗。以高層建筑的照明系統(tǒng)為例，通過(guò)優(yōu)化和節(jié)能配置，按照綠色節(jié)能照明要求，在滿(mǎn)足用戶(hù)正常生活和生產(chǎn)需求下，通過(guò)變頻等措施來(lái)提高設(shè)備綜合運(yùn)行效率。由此可見(jiàn)，國(guó)家倡導(dǎo)的節(jié)能減排、以人為本的原則同樣適用于高層建筑的能源消耗。

　　二、我國(guó)現(xiàn)階段高層建筑電氣系統(tǒng)耗能現(xiàn)狀分析

　　1、電能傳輸環(huán)節(jié)的能耗較大

　　目前高層建筑的電能輸送主要依靠供配電導(dǎo)線，繁雜的輸電線路可能導(dǎo)致傳輸過(guò)程中有功功率的大量消耗，這也是電能耗損的重要源頭。高層建筑電氣節(jié)能系統(tǒng)必須將減少供配電線路能耗作為主要問(wèn)題解決，解決由于線路建設(shè)預(yù)留年限不夠、導(dǎo)線截面選型不合理、線路絕緣層老化等問(wèn)題。早期建設(shè)的高層建筑問(wèn)題較為嚴(yán)重，造成了對(duì)電能的大量浪費(fèi)，近年來(lái)由于建設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范要求和人們節(jié)能意識(shí)的提高，這些現(xiàn)象較以前有所改善。

　　2、照明系統(tǒng)的能耗問(wèn)題

　　高層建筑內(nèi)的照明系統(tǒng)是耗能最為明顯的要素，主要體現(xiàn)在：照明系統(tǒng)的能源消耗情況直接影響建筑使用人群的生活和生產(chǎn)。配置失衡的照明系統(tǒng)不僅造成電能的浪費(fèi)還會(huì)影響人們的正常生活。部分高層建筑在設(shè)計(jì)和建造過(guò)程中仍然選用的是傳統(tǒng)的照明設(shè)計(jì)理念和設(shè)備，沒(méi)有考慮到未來(lái)建筑的使用人數(shù)的增加、承載量的增長(zhǎng)等問(wèn)題，在后續(xù)使用過(guò)程中逐漸暴露出匹配性能差、缺乏智能節(jié)能控制管理、照度設(shè)計(jì)不達(dá)標(biāo)、能耗較大等問(wèn)題。

　　3、電機(jī)拖拽系統(tǒng)的能耗問(wèn)題

　　作為高層建筑電氣系統(tǒng)的另外一個(gè)耗能大戶(hù)，電機(jī)拖拽系統(tǒng)相較于照明系統(tǒng)，有其智能化、人性化和服務(wù)化的一面。但在電氣設(shè)備日常維護(hù)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，部分電機(jī)拖拽系統(tǒng)在運(yùn)行和維護(hù)過(guò)程中存在建設(shè)方案設(shè)計(jì)不合理、智能調(diào)度自動(dòng)化水平低、綜合維護(hù)費(fèi)用較高等問(wèn)題，使得電機(jī)拖拽系統(tǒng)長(zhǎng)期處于低效率運(yùn)行狀況，不僅是對(duì)于電能資源的浪費(fèi)，還會(huì)減少設(shè)備的使用壽命，增加設(shè)備維護(hù)的費(fèi)用，對(duì)于人力成本和經(jīng)濟(jì)成本都是極大的浪費(fèi)。

　　三、高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)方案

　　針對(duì)以上提出的現(xiàn)階段高層建筑電氣系統(tǒng)的耗能現(xiàn)狀，提出了以下節(jié)能技術(shù)方案：

　　供配電線路節(jié)能技術(shù)方案

　　為解決電能在傳輸中的資源浪費(fèi)現(xiàn)象，可通過(guò)對(duì)導(dǎo)線類(lèi)型優(yōu)化配置、減少輸電線路長(zhǎng)度、以及增大導(dǎo)線截面的方法實(shí)行節(jié)能。導(dǎo)線的物理屬性之一--電導(dǎo)率直接影響輸電過(guò)程中的電能損耗，尤其是近年來(lái)材料技術(shù)的發(fā)展，新型的材質(zhì)導(dǎo)線在工程實(shí)際應(yīng)用中效果較好，滿(mǎn)足了輸電節(jié)能要求的同時(shí)節(jié)約成本；變配電所是高層建筑群眾輸電線路的結(jié)合中心，因此在規(guī)劃選址時(shí)應(yīng)使其盡量卡靠近負(fù)荷中心區(qū)域，達(dá)到較少輸電線路的電能損耗；對(duì)于距離較遠(yuǎn)的負(fù)荷區(qū)域，在基本滿(mǎn)足線路安全、電壓降、動(dòng)熱穩(wěn)定等因素的情況下，可適當(dāng)選用截面積較大的導(dǎo)線，減少線路損耗。

　　照明系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)方案

　　在對(duì)高層建筑照明系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性的要求，選用適當(dāng)?shù)恼彰髟O(shè)備，切忌單純?yōu)榱诵问矫烙^，選用能耗高的照明設(shè)備；嚴(yán)格按照國(guó)家照度標(biāo)準(zhǔn)，將規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的功能分區(qū)進(jìn)行逐一的照度需求分析，選擇經(jīng)濟(jì)合理的照度標(biāo)準(zhǔn)值與照明功率密度值，不可擅自提高照明區(qū)域的照度標(biāo)準(zhǔn)，避免由于照度選擇不合理造成的資源浪費(fèi)。光源作為整個(gè)照明系統(tǒng)的核心部分，是選擇和使用中都是至關(guān)重要的，在具體的工程實(shí)際中，應(yīng)結(jié)合使用區(qū)域及使用人群進(jìn)行分析，對(duì)照照明設(shè)備所能達(dá)到的視覺(jué)要求合理選擇適當(dāng)?shù)墓庠搭?lèi)型，優(yōu)先選擇能源轉(zhuǎn)換率高、運(yùn)行安全可靠、安裝及維護(hù)簡(jiǎn)單、使用壽命較長(zhǎng)的光源。從大量工程數(shù)據(jù)來(lái)看，熒光燈用電感鎮(zhèn)流器其運(yùn)行功耗一般為熒光燈額定功率的20%左右，而用高強(qiáng)度氣體放電燈的鎮(zhèn)流器其運(yùn)行功耗約為額定功率的15%～16%左右。電子鎮(zhèn)流器啟動(dòng)熒光燈能耗要比電感鎮(zhèn)流器啟動(dòng)熒光燈能耗低，大約可以節(jié)約10%的電能，而其自身功耗大約可以降低到電感鎮(zhèn)流器自身能耗的60%～75%左右，也就是電子式啟動(dòng)照明設(shè)備其節(jié)電效果十分明顯。

　　因此，對(duì)于氣體放電光源而言，宜配用電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器，以降低照明燈具電能損耗。在進(jìn)行高層樓宇建筑照明系統(tǒng)控制模式設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)建筑物內(nèi)部各房間使用功能特點(diǎn)和技術(shù)要求的不同有區(qū)別的對(duì)待。對(duì)于面積較小的房間或照明場(chǎng)所宜采用一燈一控或二燈一控模式；而對(duì)面積較大的房間或照明場(chǎng)所，由于燈具較多，宜對(duì)照明區(qū)域進(jìn)行功能劃分，根據(jù)實(shí)際情況采用多燈一控模式，而且每個(gè)開(kāi)關(guān)控制的總燈數(shù)數(shù)據(jù)不宜太多，同時(shí)要考慮人員方便等因素。建筑物內(nèi)部樓梯間、走廊等公共場(chǎng)所照明器宜選用定時(shí)聲控開(kāi)關(guān)等進(jìn)行控制。在遠(yuǎn)離側(cè)窗自然采光性能較差的場(chǎng)所應(yīng)設(shè)計(jì)電氣照明。對(duì)于智能家居而言，宜采用光電控制的自動(dòng)調(diào)光集成控制系統(tǒng)，以隨自然光的照明變化而自動(dòng)地調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)內(nèi)部照度的強(qiáng)弱，保證整個(gè)室內(nèi)照明具有穩(wěn)定、舒適可靠、溫馨的燈光效果。對(duì)于建筑物室外照明系統(tǒng)宜采用光電自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)或光電定時(shí)控制開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。

　　電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)方案

　　目前高層建筑電機(jī)拖拽系統(tǒng)的節(jié)能方法主要是依靠采用節(jié)能經(jīng)濟(jì)型的電氣控制方案來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如利用變頻調(diào)速控制方式改變傳統(tǒng)的繼電器控制方式，從而根據(jù)系統(tǒng)控制對(duì)象需求，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電源輸入端電源頻率，通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速使整個(gè)電機(jī)拖拽系統(tǒng)達(dá)到輸入與輸出間動(dòng)態(tài)平衡，從而達(dá)到提高系統(tǒng)功率因素、節(jié)能降耗的目的；改變電機(jī)驅(qū)動(dòng)容量，保證其達(dá)到最佳運(yùn)轉(zhuǎn)工況；合理群控呼梯節(jié)能控制系統(tǒng)的構(gòu)筑，通過(guò)對(duì)高層樓宇建筑內(nèi)部多部電梯進(jìn)行合理調(diào)度分配管理，防止電梯長(zhǎng)期運(yùn)行在空載或輕載工況下，降低電梯系統(tǒng)能耗，達(dá)到節(jié)能降耗的目的；電梯回饋技術(shù)，將電梯運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的一部分能耗反饋到供配電系統(tǒng)中，從而降低電梯系統(tǒng)能耗，達(dá)到節(jié)能降耗的目的等。

　　通過(guò)以上對(duì)層建筑電氣系統(tǒng)能耗現(xiàn)狀分析以及節(jié)能技術(shù)方案的提出，我們不難看出建筑電氣節(jié)能技術(shù)不僅是現(xiàn)代高層建筑的基本建造要求，大大提升了樓宇建筑的自動(dòng)化水平，在保障高層樓宇建筑電子系統(tǒng)內(nèi)各要素的高效穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)能源的消耗降低。在能源形勢(shì)日趨緊張的現(xiàn)代社會(huì)，節(jié)能技術(shù)的發(fā)展和研究具有十分重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義，是值得建筑電氣工作人員研究的重要課題。