高層樓宇建筑電氣節能技術研究

【摘 要】在社會能源資源日益緊缺的社會背景下，降低高層建筑能源消耗，提高整體建筑能源使用效率，提升住宅舒適度，已成為建筑從業者關注的重點內容。但受傳統建筑設計、建筑施工以及后期管理等傳統因素的影響，高層建筑電氣節能工作并未取得顯著成效，由此可見，開展建筑電氣節能技術研究工作已刻不容緩。

【關鍵詞】高層建筑；節能技術；原則；方法

1.建筑電氣節能系統存在的問題

1.1建筑電氣節能系統中的供配電線路問題分析

在高層建筑群體供配電系統中，電纜型號與數量十分多，這無疑加大了供配電線路運行階段的電能消耗量。特別是部分早期高層建筑群，大都存在線路布置混亂、導線截面型號不標準及絕緣體老化等現象，致使建筑電能浪費，能源消耗量大。另外，建筑內部各電器設備的使用也會加大電能消耗量，很容易出現原供配電線路導線截面與實際導線截面需求不符合現象，因供配電線路長期低效運行，致使線路損耗量增大，不僅會加大用戶的額外用電負擔，還會阻礙建筑內部各電氣系統的穩定運行。

1.2建筑電氣節能系統中的照明系統問題

照明一方面是為用戶提供光源，一方面是為住戶營造一個舒適的環境氛圍，以此來緩解緊張的社會生活氛圍。但很多高層建筑內部的照明系統，忽視了現代建筑與傳統設計之間的對對接性，常出現燈具類型與照明光源匹配性差、能耗量大以及節能控制水平低下等問題。

1.3建筑電氣節能系統中的電機拖拽系統問題

電機拖拽系統體現了高層建筑的智能化服務功能，但它的運行需要大量電力資源為支撐。其存在的問題主要體現在電機運行設計方案不合理，自動化調度水平低，若維護措施不到位，運行效率就會十分低，長此以往，不僅浪費大量電力資源，還會降低電機拖拽系統的使用壽命。

2.高層建筑電氣節能技術施工遵循的相關原則

2.1遵循實際性原則

在高層建筑電氣施工過程中，需要結合建筑工程的實際情況實現技術層面的節能需求，盡可能使用先進的節能環保材料以確保其經濟適用性，并通過電費回收策略來達到電氣節能目的。

2.2遵循經濟效益最大化的原則

在高層建筑電氣施工過程中經濟效益問題是施工方必須考慮的問題，不能僅偏重節能一方面而導致整體建筑成本的增高，這種方式對企業的長遠發展是極為不利的。因此，正確的思維方式需兼顧經濟效益與節能兩方面，若因節能設計而導致建筑工程成本費用增加，可在建筑未來使用過程中做好節能工作而回收成本。

2.3遵循使用功能有保證的原則

開展建筑內部電氣設計的目的是為了實現用戶的使用功能，在建筑電氣實際設計施工過程中，不應該僅考慮節能方面的內容，而忽視建筑未來的使用功能，需以使用功能為基礎，設計變壓器系統、供配電系統、照明系統等。

2.4遵循科學設計的原則

高層建筑電氣科學設計的關鍵是沒有多余的電力流失，能夠達到建筑節能的目的。在該過程中，需以建筑的整體使用功能為基礎，再開展詳細的分析研究工作，確定哪些系統環節所產生的電能耗損是不必要的，最后有目的性的分析電氣系統的節能效果。

3.高層樓宇建筑電氣節能技術方法研究

3.1高層樓宇建筑電氣系統設計改進方法

專業電氣設計者可事前提供必要的電氣施工技術方案。并堅持以人為本的設計原則做好施工現場調查工作，并及時與施工方做好必要的技術溝通工作，參照實際情況來考慮現有的電氣設計方案是否能滿足建筑最基本的使用功。另外，設計人員需掌握最新的節能技術，如、冷熱電聯產電氣節能技術、太陽能技術、風能技術、冰蓄冷空調電氣節能技術等，將這類節能技術引入高層建筑電氣系統中，以獲取更多的社會經濟效益。

3.2合理選擇變壓器規格及型號

變壓器阻抗會消耗建筑內部大量的電力資源，為了減少這類能源浪費情況，可通過適當降低變壓器負載率的方式來實現。但這種做法的缺點是極大的提高了建筑工程的前期投入成本。在高層建筑電氣節能技術中所謂變壓器節能的實質是以降低變壓器功率損耗的方式提高其運行效率，對于低壓位置的線路盡可能形成環形網絡體系，并結合電壓負荷變化及時調整或更換變壓器，以此來維護電力供應系統的平穩運行。同時，電壓負荷還具有季節變動性特點，此時，可選擇并聯線路法來減小電能的實際損耗量。但該方法盡量避免在晝夜負荷變化的情況下使用。另外，有效提高變壓器節能效果的另一方法是合理選擇變壓器容量，再結合并聯線路供電狀態下，實際負荷變動情況來確定所需變壓器數量，進而實現對變壓器阻抗耗損的有效控制。若所選變壓器容量過大且變壓器數量過多時，可通過適當分配負荷或選擇較大容量的變壓器來減少所用變壓器數量。另外還需注意的問題是盡量將變壓器設置在距負荷中心較近的位置，通過近距離的線路傳輸來減少線路損耗。

3.3合理選擇電線、電纜設備

據統計，在建筑整體能源消耗中，照明系統所造成的電能損耗大約為4%。當線路中有電流通過時，電阻則會產生相應的功率損耗。在開展節能技術研究工作時，可從如下幾方面著手：第一，縮短所用導線的長度，盡可能讓線路呈直線排布，且低壓線路不可走回頭線；第二，加大導線的橫截面積。選擇線芯截面時，可遵循技術性與經濟適用性最優化的原則，在降低電能消耗量的同時，加強對環境的保護；第三，選擇供電線路類型時，可采用電導率較小的線路，經科學研究證實，銅芯線路的電導率不僅成本低廉，且電導率最小，因此，在進行高層建筑供電系統節能設計時，盡可能購買優質銅線使用。

3.4合理規劃變電所

層次多、樓身高是高層建筑的典型特點，而這一特點有導致樓層間的電力負荷分布較為分散。因此，在電力系統設計過程中，要盡可能做好主干線路中對電壓標準值的保障工作，以此為基礎，來降低建筑內部的電能消耗。而合理選擇變電所的位置對做好節能工作來講是十分必要的，其常用方式為：第一，將變壓器的位置設置在高層建筑的底部、頂部與中部；第二，在高層建筑的地下層及最高層安裝變壓器；第三，將變壓器僅設置在高層建筑的中部位置；第四，將變壓器安裝在高層建筑的地下層與頂部各層。在實際使用過程中，每一高層建筑都有自己的施工特點，需結合實際情況來進行科學合理的布置。

3.5合理布置高層建筑的照明系統

在高層建筑內部，有大范圍可被使用的公共面積，因此，照明系統的布置是不可或缺的。而為了提高高層建筑整體照明系統的節能效果，在開展照明設計工作時，盡可能的參照如下幾點內容：第一，在對整個建筑主體部分的照明系統進行設計時，盡量充分利用自然光源，適當增大門窗等位置光源采集的角度，并選擇透光性能較高的材料增大自然光源的照射范圍，而對于室內采光性能較差的位置，可在利用原有自然光源的基礎上，安裝必要的輔助照明系統；第二，采用高效的光源類型，減少白熾燈的使用量，在科學技術不斷創新的現代社會，已有許多光率大、外觀漂亮、色澤度好、能耗量低的照明設備可供選擇使用。

3.6合理使用新節能技術

3.6.1太陽能節能技術在高層樓宇建筑電氣節能技術中的應用

在現代化的高層樓宇建筑中，太陽能節能技術已得到了較為廣泛的使用。在使用太陽能節能技術時需合理確定太陽能集熱設備的安裝角度、安裝環境以及太陽能板的光源采集面等，所以，在開展太陽能采暖與熱水系統設計時，要結合建筑工程實際情況，實現建筑功能與太陽能集熱設備的完美結合。

3.6.2風能節能技術在高層樓宇建筑電氣節能技術中的應用

風能作為可再生資源的一種，同樣被廣泛應用與建筑節能工作中。在建筑環境中利用風力所產生的電能，可被直接應用在高層建筑內部，不僅環保性能高，而且免于輸送。

另外，還可結合建筑實際情況選擇合適的新型節能技術，冷熱電三聯產電氣節能技術、風光互補供電技術等。

4.結語

總之，在社會能源資源匱乏的時代背景下，做好高層建筑電氣的節能工作，不斷創新電氣系統節能技術方法，在電氣節能施工技術原則的指導下，積極提高能源利用率，研究新型可再生資源，這對降低建筑整體能耗，促進社會持續發展具有重要的影響意義。

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