【摘要】電氣系統(tǒng)是高層建筑結(jié)構(gòu)中一項重要的結(jié)構(gòu)，電氣設(shè)計是否科學(xué)與高層建筑的節(jié)能有著十分密切的聯(lián)系。本文就主要針對高層樓宇建筑電氣節(jié)能的相關(guān)問題進(jìn)行簡單的探討。

【關(guān)鍵詞】建筑電氣；高層建筑；電氣節(jié)能

隨著市場經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程也不斷加快，高層樓宇建筑已經(jīng)成為人們工作和生活的主要場所，而高層建筑的智能化水平也逐漸成為了衡量城市發(fā)展的一個重要指標(biāo)。高層樓宇建筑的電氣系統(tǒng)構(gòu)成十分復(fù)雜，其中包括暖通系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯以及其他智能控制系統(tǒng)，隨著自動化水平和智能化水平的不斷提升，龐大的電氣系統(tǒng)也增加了高層樓宇建筑的電能消耗量，造成大量電能資源浪費的同時，也為居民的生活成本帶來了更大的壓力，因此，如何有效的完善高層樓宇建筑電氣節(jié)能設(shè)計與施工，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、節(jié)能減排的戰(zhàn)略目標(biāo)已經(jīng)成為了當(dāng)前亟待解決的重大問題。

一、高層樓宇建筑電氣節(jié)能現(xiàn)狀分析

當(dāng)前，在可持續(xù)發(fā)展觀的指導(dǎo)下，我國建筑領(lǐng)域在設(shè)計、施工以及管理等發(fā)面都開展了大量的節(jié)能降耗工作，而且已經(jīng)取得了一定的成績。然而，由于在很多節(jié)能方案的實施過程中并沒有對其節(jié)能成果進(jìn)行科學(xué)的分析，因此而導(dǎo)致了很多建筑師對于高層樓宇建筑的內(nèi)部電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的綜合能耗無法進(jìn)行有效的判斷，在實際的工作中，重點考慮了將單一的節(jié)能產(chǎn)品的設(shè)計與安裝視為建筑結(jié)構(gòu)的整體節(jié)能，很容易導(dǎo)致節(jié)能設(shè)計的失誤。有的節(jié)能產(chǎn)品在安裝之后缺乏有效的跟蹤管理，對于電氣系統(tǒng)的節(jié)能作用不能持續(xù)有效的進(jìn)行，因此也無法達(dá)到理想的節(jié)能目標(biāo)。

二、高層樓宇建筑電氣節(jié)能設(shè)計的原則

高層樓宇建筑電氣在進(jìn)行設(shè)計時，必須要將節(jié)能降耗作為其根本目標(biāo)，為了促進(jìn)目標(biāo)的實現(xiàn)，必須要在實際的設(shè)計工作中遵循以下幾點基本的原則：

1.滿足建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。在建筑工程施工中，必須要在充分考慮經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上，將電氣節(jié)能與經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行科學(xué)的協(xié)調(diào)，在不增加或少增加建筑成本的情況下，達(dá)到節(jié)能的目的，做到小投入大收益。

2.確保電氣系統(tǒng)的使用功能不受影響。在高層樓宇建筑結(jié)構(gòu)中，電氣系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用，如果因為考慮節(jié)能而忽略了電氣系統(tǒng)使用功能的實現(xiàn)，則無法保證電氣設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，甚至?xí)写硕鴮?dǎo)致線路故障，造成整個電氣系統(tǒng)的癱瘓，因此，必須要在保證電氣使用功能獲得充分發(fā)揮的同時，實現(xiàn)節(jié)能。

3.減少電能資源的浪費。高層樓宇建筑節(jié)能的有效性，不僅在于其是否通過科學(xué)的設(shè)計確保各項設(shè)備的有效運轉(zhuǎn)，同時也要盡量減少無謂的電能資源的浪費。因此在進(jìn)行電氣工程的設(shè)計時，必須要對樓宇建筑的各項功能進(jìn)行全面的考慮，對于那些大量浪費電能的環(huán)節(jié)和設(shè)備進(jìn)行必要的替換或者是去除，針對電氣系統(tǒng)整體的節(jié)能效果進(jìn)行全面的估算和分析，才能有效的保證節(jié)能目標(biāo)的實現(xiàn)。

三、高層樓宇建筑電氣節(jié)能的策略

通過科學(xué)的設(shè)計實現(xiàn)高層樓宇建筑電氣的節(jié)能是一個有效的途徑，完善的設(shè)計方案不僅能夠確保電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，同時也可以實現(xiàn)對電氣設(shè)備的有效管理和監(jiān)控，確保各項設(shè)備都在最佳的運行狀態(tài)，減少對電能的消耗，從而實現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。高層樓宇建筑電氣節(jié)能策略可以從以下幾個方面考慮：

1.供電系統(tǒng)的設(shè)計

在進(jìn)行供電系統(tǒng)的設(shè)計時，需要考慮以下幾個問題：第一，變配電所位置的選擇。變配電所位置應(yīng)按中心覆蓋原則考慮位置，根據(jù)用電負(fù)荷的分布以及用電負(fù)荷的特征，對于樓宇建筑內(nèi)所需要的供電容量和等級進(jìn)行綜合分析和計算，保證供電系統(tǒng)的設(shè)計能夠滿足整個建筑的用電需要，同時電力電纜的長度方面要盡量縮短，減少線路損耗。第二，對豎井位置的合理選擇。根據(jù)每個樓層對配電豎井和配電箱的需求，盡量將豎井的位置選擇在用電負(fù)荷中心的附近，這樣能減少線路的損耗，也能夠減少開關(guān)的使用數(shù)量，能夠在最短的時間內(nèi)實現(xiàn)用電需求，有利于節(jié)能降耗。第三，變壓器的合理選擇。變壓器的選擇是整個供電系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵所在，變壓器的運行所產(chǎn)生的電力消耗是十分巨大的，因此需要對變壓器的材質(zhì)和容量都進(jìn)行綜合考慮。材料物理學(xué)的不斷發(fā)展，非晶態(tài)磁性節(jié)能材料作為一種新型的節(jié)能材料被廣泛作為變壓器鐵心材料，從而出現(xiàn)節(jié)能的非晶合金鐵心變壓器?？梢詼p少變壓器鐵心內(nèi)部磁阻，使空載電流減少為傳統(tǒng)變壓器的60%～80%，有效提高變壓器的功率因數(shù)，降低工程區(qū)供配電系統(tǒng)的綜合線損，改善系統(tǒng)供電質(zhì)量水平。同時，作為選用變壓器容量的基礎(chǔ)，各負(fù)荷容量的設(shè)計依據(jù)必須準(zhǔn)確。筆者建設(shè)的某工程為4棟高層和一個地下車庫，設(shè)計電梯負(fù)荷容量為25Kw/臺，實際電梯容量為8.3 Kw/臺，共8臺電梯；設(shè)計生活泵房負(fù)荷容量為60 Kw，實際選用變頻泵只有12 Kw；僅此兩項就造成設(shè)計容量虛增180Kw，加上其他虛增的容量，使得原本可以選擇兩臺315KVA變壓器的配電房設(shè)計為選用兩臺630KVA變壓器，建設(shè)變配電房的設(shè)備、土建、面積成本大幅增加，使用過程中變壓器也長期處于低負(fù)荷運行狀態(tài)，造成極大的浪費，未能達(dá)到節(jié)能的目的。因此，設(shè)計參數(shù)的準(zhǔn)確性對節(jié)能目標(biāo)的實現(xiàn)至關(guān)重要。

2.照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

在距離室外比較近的建筑區(qū)域內(nèi)，可以充分利用玻璃門窗來增加室內(nèi)的照明時間，這樣便能夠充分利用自然光源而縮短室內(nèi)照明時間，減少照明面積。對于利用自然光源進(jìn)行照明的這部分區(qū)域，可以根據(jù)室內(nèi)照明要求，配備帶有自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的照明設(shè)計。需要注意的是，進(jìn)行照明設(shè)計時，需要電氣設(shè)計人員與景觀規(guī)劃人員進(jìn)行協(xié)調(diào)和溝通，確保能夠達(dá)到照明需求的同時，保證室內(nèi)設(shè)計的藝術(shù)風(fēng)格。

3.空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

在空調(diào)節(jié)能設(shè)計中，主要包括冰蓄冷空調(diào)電氣設(shè)計和冷熱聯(lián)產(chǎn)電設(shè)計兩個方面。

冰蓄冷空調(diào)設(shè)計主要是將夜間電力負(fù)荷較低的情況下利用低谷期的電能進(jìn)行制冷，將電能轉(zhuǎn)化為冷量，這樣就可以在夜間將電能進(jìn)行儲存，當(dāng)遇到用電負(fù)荷較大或者用電高峰期時，就可以將這部分儲存起來的冷量釋放出來，從而達(dá)到減少電力負(fù)荷、降低能耗的作用。這種水-冰-水的能量補償方案具有諸多優(yōu)點，不僅有利于協(xié)調(diào)電力谷峰負(fù)荷，緩解電網(wǎng)壓力，還因減少了制冷主機容量，大幅降低了綜合投資，更重要的是其適應(yīng)了“大溫差、低溫送風(fēng)”的系統(tǒng)要求，制冷濕度低，更適合人體。

冷熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)以能源梯級利用理論為知道，將制冷、供熱和發(fā)電三個過程進(jìn)行有效的連接并且將三個過程所產(chǎn)生的能源進(jìn)行科學(xué)的分配和利用，相比利用單項資源具有更高的利用率。相較傳統(tǒng)的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)而言，冷熱電聯(lián)產(chǎn)不存在線損、熱能的管網(wǎng)損耗，不僅大幅減少了能源損耗，還不存在供能管網(wǎng)系統(tǒng)投資，極其符合現(xiàn)階段的建筑發(fā)展規(guī)劃。研究顯示，按照目前的冷熱電三聯(lián)產(chǎn)供應(yīng)系統(tǒng)普及速度，至2020年，我國二氧化碳的總排放量將減少30%，可見其對節(jié)能減排的貢獻(xiàn)。

結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與更新，越來越多的節(jié)能技術(shù)被應(yīng)用到高層樓宇建筑中，不僅有效的提升了高層建筑的智能化水平，同時也促進(jìn)了能源利用效率的提升，對實現(xiàn)建筑事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展起到了重要的推動作用。本文主要對建筑電氣節(jié)能的相關(guān)問題進(jìn)行了簡單的分析，以期能夠為我國建筑電氣節(jié)能的設(shè)計和施工提供可行性建議，促進(jìn)我國建筑電氣節(jié)能事業(yè)的持續(xù)進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

[1]廖述龍.高層樓宇建筑電氣節(jié)能技術(shù)研究[D].上海交通大學(xué)，2012.

[2]黃海燕.高層樓宇建筑電氣節(jié)能技術(shù)[J].城市建筑，2013(07)

[3]林毅宏.智能樓宇建筑電氣節(jié)能現(xiàn)狀及節(jié)能設(shè)計研究[J].自動化與儀器儀表，2011(05)