談高層民用建筑電氣設(shè)計(jì)的節(jié)能

文/宋金 保定維民建筑設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 河北保定 071051

1、引言

對(duì)于現(xiàn)階段我國(guó)城市的發(fā)展而言，高層民用建筑的數(shù)量越來(lái)越多，這些高層民用建筑的數(shù)量在較大程度上直接關(guān)系到人們的生活質(zhì)量效果，必須要引起足夠重視，而為了較好提升電氣系統(tǒng)可靠性運(yùn)行效果，必須要加強(qiáng)對(duì)于設(shè)計(jì)工作的關(guān)注，盡可能促使高層民用建筑電氣設(shè)計(jì)能夠滿足于各個(gè)方面的需求。具體到高層民用建筑電氣系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行需求上來(lái)看，其不僅僅要保障相應(yīng)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行較為高效可靠，還需要從節(jié)能方面進(jìn)行探索，保障高層民用建筑電氣運(yùn)行中的能耗得到較好控制。

2、高層民用建筑電氣設(shè)計(jì)特點(diǎn)

在高層民用建筑電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了較好提升其節(jié)能效果，必須要首先針對(duì)整個(gè)高層民用建筑電氣系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)特點(diǎn)有所了解，把握好設(shè)計(jì)工作的基本需求，明確其具體的設(shè)計(jì)難點(diǎn)，進(jìn)而才能夠提升后續(xù)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的節(jié)能水平。對(duì)于高層民用建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的執(zhí)行來(lái)看，其首先在電氣設(shè)備數(shù)量方面表現(xiàn)的比較突出，因?yàn)楦邔用裼媒ㄖ须姎庠O(shè)備比較繁雜，不僅僅數(shù)量較多，類型也是多種多樣，如此也就必然會(huì)加大了電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難度，需要設(shè)計(jì)人員關(guān)注于高層民用建筑中存在的所有電器設(shè)備，如此才能夠滿足其正常運(yùn)行需求；其次，從高層民用建筑電氣系統(tǒng)的布置上來(lái)看，其復(fù)雜性同樣也是比較突出的，因?yàn)槠渖婕暗降臉菍颖容^多，各個(gè)樓層對(duì)于電力資源的需求也存在著較為明顯的差異性，為了促使各個(gè)樓層能夠表現(xiàn)出理想的可靠性效果，也就需要圍繞著相應(yīng)的需求進(jìn)行有效滿足，隨之也就必然會(huì)加大了高層民用建筑電氣設(shè)計(jì)工作的難度，很容易在很多環(huán)節(jié)出現(xiàn)一些偏差問(wèn)題；最后，從高層民用建筑電氣系統(tǒng)運(yùn)行的能耗方面來(lái)看，其同樣也是比較突出的，這種能耗方面的問(wèn)題不僅僅單純是指相應(yīng)的電氣系統(tǒng)運(yùn)行所需要消耗的能源比較多，還表現(xiàn)在大量電力能源的浪費(fèi)上。

3、高層建筑電氣設(shè)計(jì)

3.1 高層建筑的供電系統(tǒng)

高層建筑的供電系統(tǒng)中一般至少需要配備兩個(gè)獨(dú)立電源，配備獨(dú)立的備用電源以確保高層建筑供電系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。同時(shí)，現(xiàn)代的高層建筑普遍還配備機(jī)油發(fā)電設(shè)備，在高層建筑停電后可以在短時(shí)間內(nèi)能夠恢復(fù)建筑的供電，以保證為建筑內(nèi)部的照明系統(tǒng)、電梯設(shè)備、消防安全系統(tǒng)等進(jìn)行正常的供電。

3.2 高層建筑的電氣設(shè)備

高層建筑內(nèi)部使用的電氣設(shè)備種類繁多，例如應(yīng)急發(fā)電設(shè)備、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)等等。在對(duì)高層建筑的電氣設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該將其作為一個(gè)整體系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，關(guān)注各個(gè)電氣設(shè)備之間的協(xié)調(diào)與配合，照明系統(tǒng)內(nèi)部的光源的選擇、燈具的安裝位置等應(yīng)該與建筑內(nèi)部的裝飾相互協(xié)調(diào)，盡量選擇節(jié)能高效的照明設(shè)備，以降低建筑整體的能源消耗。

3.3 高層建筑的電梯系統(tǒng)

電梯系統(tǒng)是高層建筑電氣設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分，在不同使用功能的高層建筑中，電梯系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備的構(gòu)成是不同的，相關(guān)的電氣設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)該建筑工程的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行溝通。

3.4 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中，應(yīng)該考慮到消防問(wèn)題。一套完整的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)人們生命財(cái)產(chǎn)的有利保障，是實(shí)現(xiàn)火災(zāi)早期探測(cè)并發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)的系統(tǒng)，由消防聯(lián)動(dòng)控制器、手動(dòng)掌控柜、消防聯(lián)系方式、消防緊急廣播器材、智能化的緊急疏散體系以及預(yù)防火災(zāi)門框的監(jiān)視體系等器材與體系構(gòu)成。火災(zāi)自主報(bào)警體系的方式總共能夠劃分成三個(gè)部分，第一種為區(qū)域報(bào)警體系；第二種為集中火災(zāi)報(bào)警體系；第三種為控制中心火災(zāi)報(bào)警體系。依照GB50116-2013年的新式火災(zāi)自主報(bào)警體系的創(chuàng)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，能夠得知：地域以及集中報(bào)警體系都含有單一的消防掌控室，地域報(bào)警體系單單運(yùn)用報(bào)警形式，不需要聯(lián)動(dòng)掌控消防器材，整體報(bào)警體系則必需有聯(lián)動(dòng)掌控消防設(shè)備。控制中心報(bào)警體系監(jiān)管總共含有2個(gè)以上的消防室，但是依然需要確認(rèn)一個(gè)基本的消防控制室，另外的分控制室不可以互相掌控，僅僅可以傳送與出示火災(zāi)狀況以及相關(guān)的訊息。

3.5 照明設(shè)計(jì)

首先，要從建筑物的主體結(jié)構(gòu)和裝飾入手，建筑裝飾和照明設(shè)備之間有著非常密切的聯(lián)系，在發(fā)揮其照明功能的同時(shí)，還要盡最大可能滿足其美觀性。通常情況下，從照明設(shè)備的造型、照明設(shè)備的布置情況，光源的選擇，照度及照明功率密度值幾個(gè)角度選擇合適的照明設(shè)備。這樣一來(lái)，在滿足日常需求的同時(shí)，很大程度上節(jié)省了電能并提高了照明美觀性。照明設(shè)計(jì)主要考慮的因素有以下幾點(diǎn)：1）確切的照度計(jì)量，選擇使用效率相對(duì)來(lái)說(shuō)比較高的、能源相對(duì)來(lái)說(shuō)比較節(jié)省的燈泡，達(dá)到現(xiàn)在使用的標(biāo)準(zhǔn)照度值，除此之外，還可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的功率密度數(shù)值。2）經(jīng)由直接對(duì)眩光進(jìn)行合理地掌控，除此之外，還可以通過(guò)對(duì)反射的眩光進(jìn)行掌控從而達(dá)到對(duì)眩光進(jìn)行制約的目的。3）依照構(gòu)筑物在每一個(gè)室內(nèi)所有的功效，合理地運(yùn)用天然光，選擇使用恰當(dāng)?shù)恼瓶匦问剑s小電能的耗損。

4、高層建筑電氣節(jié)能的措施

4.1 供配電節(jié)能技術(shù)

如果想要確保高層建筑中供配電系統(tǒng)可以具有更好的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)當(dāng)針對(duì)高層建筑的用電情況以及電氣裝置的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行全面的分析，從而更加科學(xué)與合理的對(duì)供配電系統(tǒng)加以設(shè)計(jì)，確保整個(gè)系統(tǒng)可以處于最優(yōu)的運(yùn)行條件之下。在對(duì)高層建筑進(jìn)行電氣節(jié)能的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)全面的分析供配電的電壓大小，若是其他條件均保持不變，則供配電的電壓值不斷的增加，會(huì)更加的有利于機(jī)電系統(tǒng)損耗的減少。在高層建筑之中，要盡量將配電室設(shè)置在整個(gè)機(jī)電系統(tǒng)的中心，而低壓配電室則應(yīng)當(dāng)盡量的設(shè)置在建筑物電氣豎井的周圍。通過(guò)進(jìn)一步的優(yōu)化建筑工程自身的供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以有效的降低整個(gè)供電線路中的損耗，并且也可以有效的改善高層建筑之中供電的質(zhì)量，確保供電網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行過(guò)程中具有更好的經(jīng)濟(jì)效益以及技術(shù)水平。

4.2 變壓裝置節(jié)能技術(shù)

在高層建筑的電氣系統(tǒng)之中設(shè)置變壓裝置，可以有效的減少整個(gè)電氣系統(tǒng)的能量損耗，改善高層建筑之中機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的效率。但是，變壓裝置運(yùn)行時(shí)同樣會(huì)產(chǎn)生一定的損耗，而其所出現(xiàn)的損耗將會(huì)根據(jù)電氣系統(tǒng)中負(fù)載的波動(dòng)情況呈現(xiàn)指數(shù)變化趨勢(shì)，因此，我們?cè)谶M(jìn)行電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要尤為重視對(duì)于變壓裝置的節(jié)能設(shè)計(jì)工作。重視對(duì)于變壓器數(shù)量以及相關(guān)參數(shù)的選用情況。要根據(jù)高層建筑工程中機(jī)電裝置電能的消耗實(shí)際情況，同時(shí)參考投資的資金多少以及機(jī)電裝置在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的成本，應(yīng)科學(xué)的配置變壓裝置。我們所選用的變壓裝置只有和高層建筑工程之中的機(jī)電裝置較為適合，這樣才可以確保所進(jìn)行的節(jié)能設(shè)計(jì)工作可以真正的發(fā)揮出應(yīng)有的效用。對(duì)于變壓裝置進(jìn)行科學(xué)的管理也可以在很大程度上提升變壓裝置的節(jié)能效果，確保電氣系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中更加的經(jīng)濟(jì)。還應(yīng)當(dāng)在電力用戶和變壓裝置中間另外加設(shè)合適的變壓裝置聯(lián)絡(luò)控制系統(tǒng)，若是高層建筑之中的機(jī)電系統(tǒng)耗能發(fā)生波動(dòng)時(shí)，聯(lián)絡(luò)控制系統(tǒng)便可以實(shí)時(shí)的對(duì)不同變壓裝置加以合理的調(diào)度，確保變壓裝置的損耗可以降至最小。

4.3 照明系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

若是將相關(guān)的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用在高層建筑的照明系統(tǒng)之中，那么將會(huì)擁有非常巨大的節(jié)能潛力。但是，在對(duì)照明系統(tǒng)應(yīng)用節(jié)能技術(shù)的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)確保照明系統(tǒng)可以達(dá)到照度、色溫以及顯色指數(shù)等有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及設(shè)計(jì)的要求。在對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)充分的利用自然光源，因此，也要求在進(jìn)行電氣節(jié)能的設(shè)計(jì)過(guò)程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)和工程建設(shè)施工技術(shù)人員密切的配合，這樣才可以確保自然光與整個(gè)照明系統(tǒng)更加科學(xué)與合理的結(jié)合，才可以更好的達(dá)到高層建筑照明系統(tǒng)節(jié)能的目標(biāo)。同時(shí)，對(duì)高層建筑之中的照明系統(tǒng)進(jìn)行高效的管理以及控制，同樣可以達(dá)到相應(yīng)的節(jié)能目標(biāo)。可以依照不同時(shí)段自然光線的變化情況，進(jìn)一步的對(duì)高層建筑的照明系統(tǒng)實(shí)時(shí)細(xì)化控制，應(yīng)當(dāng)依照各個(gè)場(chǎng)所的實(shí)際需求，而采用更為適宜的照明系統(tǒng)控制方法。

4.4 建筑內(nèi)部線路設(shè)計(jì)的節(jié)能措施

在對(duì)高層建筑進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)的過(guò)程中，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員往往忽略線路的選用問(wèn)題，而在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，建筑內(nèi)部的線路的電能損耗往往是高層建筑電能損耗的一項(xiàng)重要組成部分，因此，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該重視建筑內(nèi)部的線路可能產(chǎn)生的各種電能損耗問(wèn)題。首先，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該根據(jù)高層建筑電氣系統(tǒng)中各項(xiàng)電氣設(shè)備的電壓、設(shè)備與設(shè)備之間的距離等方面選用與該電氣系統(tǒng)相配比的線路；其次，在線路鋪設(shè)過(guò)程中，應(yīng)該盡量減少線路之間彎路的產(chǎn)生，同時(shí)盡量避免線路出現(xiàn)回頭路的情況。通過(guò)選擇和使用合理截面的線路，以及科學(xué)合理的線路布局，盡量減少電能在線路中進(jìn)行傳輸過(guò)程中產(chǎn)生的能源消耗和浪費(fèi)。

4.5 空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

（1）冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)。在此高層建筑之中，電氣系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)來(lái)減少在用電峰值期間對(duì)于電力能源的需求數(shù)量。當(dāng)處于夜間，此時(shí)用電量也處于谷值，低區(qū)能源系統(tǒng)之中的冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)會(huì)把所形成的冰儲(chǔ)存在相應(yīng)的冰槽里面。而在白天達(dá)到用電的峰值時(shí)間段內(nèi)，冰塊將融化，從而承擔(dān)一定的冷負(fù)荷，所承擔(dān)的冷負(fù)荷大約占整個(gè)高層建筑所需冷負(fù)荷總量的30%。采用這樣的節(jié)能技術(shù)，會(huì)明顯的降低在用電峰值期間的電力消耗數(shù)量，同時(shí)還可以有效的提升機(jī)械制冷的效率。在此高層建筑之中，一共設(shè)置了兩個(gè)能源供應(yīng)站，冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)屬于低區(qū)服務(wù)系統(tǒng)，其是通過(guò)水冷式的離心制冷設(shè)備，利用夜間用電的低谷期間進(jìn)行制冰，采用乙二醇作為冷劑。而在白天用電的高峰期間，融冰以及吸收式的制冷設(shè)備則同時(shí)為高層建筑提供冷源需求。（2）冷熱電三聯(lián)供熱系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)。想要確保電能得到更加全面的利用，改善電能的利用效率，更好的促進(jìn)我國(guó)能源節(jié)約型社會(huì)的建設(shè)，可以在高層建筑之中一共加設(shè)兩組燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備，每一組燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備的功率為1.2MW，所發(fā)的電能供給高層建筑內(nèi)部使用。發(fā)電機(jī)組所形成的一些高溫氣體，可以讓高層建筑中所設(shè)置的制冷設(shè)備以及鍋爐設(shè)備再次的利用，這樣便能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)電氣系統(tǒng)的冷、熱、電三者聯(lián)合使用的作用。

4.6 恰當(dāng)選擇電壓等級(jí)

對(duì)于高層民用建筑工程項(xiàng)目的電氣系統(tǒng)有序運(yùn)行而言，其相應(yīng)的電壓等級(jí)選擇是比較基礎(chǔ)的一個(gè)方面，為了較好提升這種電壓等級(jí)的可靠性，必須要綜合考慮相應(yīng)電力能源輸送標(biāo)準(zhǔn)以及高層民用建筑自身的電力資源應(yīng)用需求。一般在具體的設(shè)計(jì)處理過(guò)程中，其相應(yīng)的高壓配電電壓應(yīng)該選擇10kv，而低壓配電則可以選擇220v或者380v，并且在具體的設(shè)計(jì)處理中，還需要綜合考慮供電距離、電力回路數(shù)量以及用電設(shè)備方面的特點(diǎn)等，如此才能夠最終確定最為合理的電壓等級(jí)，保障高層民用建筑電氣系統(tǒng)能夠在該電壓等級(jí)的支持下，得到較為理想的運(yùn)用。

4.7 動(dòng)力設(shè)備的節(jié)能設(shè)計(jì)

在含有較高層次的建筑電氣設(shè)計(jì)工程之中有很多整體的動(dòng)力設(shè)備，比如電梯，防排煙風(fēng)機(jī)，水泵等，因此節(jié)省能源的方式僅僅可以實(shí)施于運(yùn)作的進(jìn)程之中。在施工圖紙的設(shè)計(jì)進(jìn)程之中選擇使用負(fù)載率位于75個(gè)百分點(diǎn)～80個(gè)百分點(diǎn)的高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)。降低電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的輕載率是電機(jī)節(jié)省能源的一個(gè)十分必要的層面，當(dāng)下的工程中常常運(yùn)用變頻調(diào)速形式掌控電動(dòng)機(jī)，令其在負(fù)載率改變的時(shí)候自主調(diào)整轉(zhuǎn)速使其與負(fù)載改變相一致，這對(duì)于提升電動(dòng)機(jī)輕載時(shí)的成效可以更佳地達(dá)至節(jié)省能源的成效。

結(jié)語(yǔ)：

目前，建筑節(jié)能已經(jīng)成為了人們?nèi)找骊P(guān)注的問(wèn)題，而且高層建筑也正朝著更為節(jié)能、更為綠色、更為環(huán)保的方向發(fā)展，這也必將成為今后建筑行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。而我國(guó)建筑現(xiàn)階段在節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用以及節(jié)能方案的設(shè)計(jì)工作中，依舊存在相對(duì)多的問(wèn)題與不足，要求我們應(yīng)當(dāng)腳踏實(shí)地，切不可盲目跟風(fēng)，要依據(jù)我國(guó)的實(shí)際經(jīng)濟(jì)情況以及不同高層建筑的具體情況，采用更為適宜的節(jié)能技術(shù)與節(jié)能方案。在高層建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)首要考慮到建筑能耗最大的部分，即機(jī)電系統(tǒng)的節(jié)能工作，然后再全面的開展整個(gè)建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)工作。

[1]渠興民.也談節(jié)能建筑電氣在民用建筑施工與設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].建筑知識(shí):1.

[2]田奇,李鑫,倪良才.試論建筑電氣設(shè)計(jì)中提高功率因數(shù)的節(jié)能方式[J].黑龍江科技信息,2008,05:224.

[3]孫旺,王秋萍.以某辦公樓設(shè)計(jì)為例,淺談辦公樓電氣設(shè)計(jì)的節(jié)能措施[J].商業(yè)文化（學(xué)術(shù)版）,2008,07:200.