建筑电气节能设计是现代建筑设计领域的创新内容,符合国家“十四五”规划的基本要求。以建筑电气节能设计为研究对象,结合作者多年在建筑电气节能设计领域的实践经验,提出了一系列行之有效的创新节能设计内容。
1超高层建筑电气设计的特点分析
电气设计对超高层建筑意义重大,也是关键的设计环节,主要是因为电气设计关系到建筑的用电安全。与普通建筑相比,超高层建筑的发电系统和供配电系统更依赖于电气设计,并且结构之间朝着更加复杂的方向不断发展。在超高层建筑电气中需要较多类型的用电负荷,为了防止对用电造成一定影响,需要不断完善当前的建筑电气设计方案,并且全面巡视现场情况,及时发现异常因素,不断充实当前的设计方案,使整体设计水平能够得到全面提高。在实际设计时需要严格遵循国家的规范标准,选择合适的设计等级,同时考虑当地电力的实际情况,选择正确的电源。根据使用功能特点,合理配置电气设计指标,全面提升电气设计的科学性。在超高层建筑设计中,由于配电传输距离长,需要遵循可靠性设计原则,分段分区设计,使系统能够稳定运行。此外,超高层建筑内人员非常密集,一旦发生安全事故,短时间内人员疏散会比较困难,增加了出现安全问题的概率。因此在实际工作中需要开展更加科学的电气设计,融入与之对应的消防用电设备和应急照明设备,使人们在危险发生时可以有序逃离现场,并且通过采取相对安全的措施减少危险的发生,从而全面提高整体设计效果。
2超高层建筑电气设计的关键技术
2.1照明节能设计
首先,在灯具的选择上,尽量选择节能灯具,既能延长灯具的使用寿命,又能省电,养成临时关闭或降低照明电源亮度的习惯。在电气节能设计过程中,根据室内空间光源的角度、对比度、光线曲线进行严格计算,选择合适的灯具,保证灯具的整体美观,达到节能的目的;其次,系统采用感应控制、时间继电器控制等智能控制方式,在一定程度上缩短了灯具的使用时间。针对不同场景的建筑布置不同的光源,根据用途和时间设计灯光的亮度和色彩饱和度,并安装智能控制开关,根据实际需要调节亮度、色温和颜色。市面上的荧光灯和LED灯都可以作为光源。其中,LED灯使用寿命更长,色度更高,不仅节约能源,符合绿色节能的要求,还能让人有更好更舒适的体验。智能照明设计不仅满足了建筑电气节能的要求,也使建筑更加美观舒适。
2.2电机节能设计
这种节能设计的第一个关键点是合理选择电机。其中,电机的容量是关键参数。技术人员应优先选择与建筑电气系统功能相匹配、负载率大于75%的电机,以达到降耗的目的。第二点是掌握变频调速的方法。变频调速运行的作用是不断调节转速以适应系统的实际工况,从而使功率输出效率更高。因此,系统中的功率利用率也相应增加。第三个要点是执行无功补偿方案。为了缓解电机因高负载所受电感值的负面影响,调节其功率,相关节能设计可基于无功补偿,使得参数得以关联,进而改善系统运行情况。
2.3空调系统节能设计
在建筑设计中,空调系统的设计至关重要。在空调系统建设的过程中,工人们会使用水源和地源热泵技术。这两种技术可以利用建筑物的室内温度来调节空调系统,从而满足节能的需要,是空调系统建设过程中最重要的节能措施之一。在夏季时空调系统中的浅层水温度低于了室内的温度,热泵技术就会发挥水与空气的载体作用,通过热量传递来使室内外热量进行交换,以此来降低室内的温度。而当冬季室内温度较低时,就可以使用热泵技术,提高室内温度,以此来达到保温的作用。在空调系统建造过程当中,工作人员需要应用终端系统进行控制,利用水源系统与空调主机进行结合,使用合理的节能技术,提高空调系统的运行效率,发挥空调设备在室内温度调节上的作用。
2.4供配电系统设计
供配电系统密不可分,供配电设计是电气节能的重要组成部分。建筑电气节能设计师的设计是基于侥幸原则,根据供配电设备的原有特性和性能、用电负荷、用电容量等。用户数相同时,高压配电等级不超过二级,低压配电等级不超过三级。控制供电设备的数量可以保证建筑物的安全稳定。一般来说,选择合理的电压系列可以降低能耗,大幅降低电路的危险系数。
2.5 给排水系统节能设计
在建筑施工过程中,需要安装给排水系统。为了保证给排水的节能效果,相关工作人员必须在给排水系统中设置监控系统,使其能够通过水泵进行自动水量检测,实现恒压供水,能够在需要进行供水时自动启泵,并实现检测以及报警设备的相关管理,从而实现给排水系统的节能,促使高层建筑电气设备节能技术得到有效实施。
2.6火灾自动报警系统和防雷系统设计
高度超过100m的超高层公共建筑的火灾报警系统应采用集中报警系统和区域报警系统相结合的方式。集中报警控制器与区域报警控制器之间应采用环形连接。在发生火灾时,便于操作和实现消防联动控制,防止相应受控设备的误动作,在现场设置的火灾报警控制器应分区控制,所连接的火灾报警探测器以及手动报警按钮和模块等设备不应跨越该控制器所在区域的避难层。区域火灾报警控制器仅对相应的排风机进行联动控制,其直接手动控制应通过消防控制室内的手动控制盘实现。在进行防雷系统设计时,结合防雷规范的相关要求,根据当地雷暴日及建筑指标一般将超高层建筑划分为一类或二类防雷建筑物。可以利用建筑造型设置避雷针或避雷带,并采取防雷措施,防止建筑物外的直接雷击和侧面雷击。结合幕墙防雷设计,应预留幕墙防雷装置的引出点,使建筑内的钢架结构与钢筋混凝土内的钢筋相互连接,钢柱或钢筋混凝土柱内的钢筋可作为防雷装置的引下线。圈梁中每三层钢筋连成闭合回路作为均压环,并与防雷装置的引下线相连。内部应采取防雷措施,防止雷电浪涌侵入和反击。
2.7降低线路上的能耗损失
在建筑行业中,电力导线是不可或缺的一部分,所以导线的选择要科学,更先进的导电技术要应用到建筑设计中。首先,从科学上证明了铜芯在线材中具有电阻率低、导电性好的特点,在线材中可以选用铜芯线,提高电能利用率。其次,在先取导线长度方面的研究表明,导线长度越长线路的耗电量越大,导线长度越短,导电性越好,线路损耗越低,电能利用率越高。导线在建筑的空间运用上,可以选择直线设计理念,让导线在线路最短的基础上实现全面性供电,把回头线出现的可能性降到最低,减轻导线中的回路操作对能源的浪费。
结束语
在超高层建筑的电气设计过程中,要求设计师不仅要根据超高层建筑的特点匹配合理的设计,还要科学有序地安排电气设计的不同组成部分,同时融入最新的技术,使超高层建筑的电气设计在满足基本要求和安全要求的前提下,真正符合低碳运行的设计理念和人性化趋势的技术特点,从而提升超高层建筑电气设计的综合效果。
参考文献:
[1]林超凡.超高层建筑电气设计的关键技术探讨[J].新型工业化,2020,10(10):118-119.
[2]陈军.浅析超高层建筑电气设计的关键技术[J].低碳世界,2019,9(10):164-165.
[3]傅东辉.超高层建筑电气设计的关键技术分析[J].科学技术创新,2019(21):120-121.
[4]胡莹坚.超高层建筑(建筑高度大于250 m)电气设计关键技术[J].现代建筑电气,2018,9(12):50-54+67
[5]孔嵩.超高层建筑电气设计关键技术解析[J].建筑电气,2015,34(05):39-44.