引言:高层楼宇是我国城市化建设的主要载体,体现出的不仅是现代化的建设感,更是多元化的功能性。而且与传统建筑类型不同的是,高层楼宇建筑对于能源的需求更大,因为要保证其功能的正常运行,所以需要能源作为动力。在高层楼宇建筑中应用电气节能技术是未来发展的必然趋势,一方面是为了实现能源的节约,另一方面是为了建筑行业能够进行积极的发展进步。无论是出于哪种考虑,都必须做好电气节能技术工作,充分发挥电气的节能作用,降低能源消耗,提高能源利用率,进而有效减少高层楼宇的建造成本。
一、高层楼宇建筑电气设计的主要内容
(一)高层楼宇供电设备选择
高层楼宇是当前城市建设的主要建筑类型,这类建筑具备非常明显的分布密集、多数聚拢等特点,而且楼层数非常多。那么在用电上的需求也就更多,传统的建筑供电模式根本无法带动整栋楼的电力运作,所以不能使用单个独立性电源。考虑到高层楼宇的多元化功能性、各个方面的用电需求以及建筑自身的分布特点,应建立一个完备的电力供应系统,选择先进化高质量的供电设备,作为电力发动的主体,并设置多个辅助性设备,保证电力系统既能在单一设备的支撑下正常运作,又能在多个设备联动情况下,进行电力供应。进一步解决我国当前存在的用电高峰问题,提高电力利用率的同时,又能够减少电力的使用,保证人们的正常用电需求,为人们提供更加安全的用电环境。
(二)配电系统的设计
我国高层建筑的供电系统是互不干扰的模式,采用单母线分压法来实现不同电压之间的顺利切换。配电系统关于计费问题,采用的是高供高计的方法,将电表安装在配电系统旁,根据流量来计算费用。此外,通常情况下,超过1000kVA的单个电源电容,可以适当地控制变压器数量。而进行电力节能设计的目的就是要控制用电,提高电力的利用率,减少电力的浪费。在电路当中,最普遍的问题就是短路与断路,要想控制这一问题,应控制到整个电路的电压。在每个时段对于电力的需求情况都有所不同,比如在早、中、晚各家要做饭、娱乐可能对电力的需求量就比较大,而其它时间电力的需求量就比较小,所以电压也应有所不同。在配电系统设计中将变压器安装在各个配电闸门部分,通过放射式的方式构建混合式电压变频系统,实现电力的灵活变通,减少电力的不必要浪费,保证供电系统的安全运行。
(三)电气设备的类型选择
高层楼宇建筑中包括诸多的电气设备,例如照明系统、应急发电组、电力变压器以及低压配电屏等等,一般情况下,高压楼宇建筑中采用抽屉式的低压配电屏,为使用和管理提供便利。此外,为了保证建筑安全,尽可能的降低火灾的发生频率,可以充分运用非油浸电力变压器和手车式的大容量出线。对于高层楼宇而言,要设置应急发电机组,以免电力系统出现故障。应急发电机最好选用燃气轮式,一方面能够充分提高电力的使用率,另一方面也能使电力能源分配的更加均衡,最重要的是,这种发电机能够更好的控制每个不同用电系统的用电情况,实现建筑电气节能效果。
二、高层楼宇建筑电气设计的节能措施
(一)优化设计高层建筑电气系统
高层楼宇建筑在设计电气节能系统的过程中,要对各电气负荷进行准确的计算,并对节能进行合理的编排,主要是因为不同的电气设备的特点及其使用功能方面都有一定的差异。作业者要对建筑选址的实际情况进行充分的考虑,综合构思设计务必要包括住户的需求、资源充足量、环境等因素,以高效节能原则为指导确保方案的合理性和可行性,最终选出最优方案。除此之外,相关设计人员与作业人员应多进行有效的沟通与交流,应用现代化节能技术的同时,把握技术与高层楼宇电气系统之间的适配性,使设计能够结合实际情况,真正实现节能目标。
(二)合理选择高层楼宇变压器
选择高层楼宇建筑的变压器要遵循低损耗、高功率的原则,即提高变压器的运行效率,降低总能耗。在运行侧,变压器要选择并联的方式;在配电侧,变压器要选择环形式机构,针对楼宇不同季节的用电量来进行合理的季节周期变化。此外,为了减低电力的损耗,在用电周期方面要适当地进行节能设置。比如在变压器的设置过程中,要将单栋高层楼宇作为电力负荷的基本单位,估算出变压器的省电负荷值,并尽量将建筑的电压控制在该范围内,以此实现能源的节约。而且这种方式能够充分发挥电力控制作用,保证用电器正常工作,并且建设成本也比较低,不会造型成经济负荷情况。
(三)提高配电系统的功率因数
配电功率的提高实际上就等同于设备利用率的提高,增加有用功比重就等同于实现了电气节能。首先,自然功率系数的提高,可以采用三相异步电机来起到改善设备性能的目的,从而提高其自然功率系数;其次,利用人为方式进行无功功率补偿,配合多种电容共同运作,形成并联电容器,将高层楼宇用电特点作为依据,通过额外的补偿设计,提高配电系统的运作功率。最后,对发电机的节能性能进行适当的改造与调整,最大限度提高电力输配系统的作用功率,提高工作效率,保证供电质量。
(四)减少线路中的电能损耗
高层建筑容易造成电能损失的关键就是电路损耗,所以作业者务必要高度重视这一方面。以电路负压为基础,在选择材料的过程中,其重点就是降低电路的热损耗。如果高层楼宇建筑的使用功率比较大,则选用材质的电阻率就会越小,这种方法同样适用于远距离输电,例如铝线、铜线等。同时,在电路设计中,尽可能控制电线的长度,导线对于电力系统而言是一个运行电阻,所以缩短线路也能够减少电力损耗。而且线路缩短也能够降低建设成本,避免了高层用电安全问题。
三、结语
总之,当下高层楼宇建筑类型日渐增多,对于电力能源的需求也在不断增加。而今我国提倡节能减排、绿色环保,所以在高层楼宇建筑中应用电气节能技术十分关键,同时这也是建筑行业未来发展的重要趋势。因此,必须不断强化高层楼宇建筑的节能设计,在满足电力基本需求的基础上,实现能源的节约,进而推动我国节能环保使事业的全面发展。
参考文献:
[1]白小平.高层建筑电气节能技术的分析[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2020(11):169-170.
[2]薛英杰.高层楼宇建筑电气节能技术要点及安全与能效研究[J].中国住宅设施,2021(01):70-71.
[3]盛同平.低碳背景下的建筑电气节能技术设计及应用[J].智能城市,2019,5(09):126-127.
[4]张志强.建筑电气工程中电气节能技术的应用研究[J].建材与装饰,2018(02):219.