高层楼宇建筑电气节能技术研究孙器华

高层楼宇建筑电气节能技术研究孙器华

孙器华

孙器华

海南元正建筑设计咨询有限责任公司海南省海口市570100

摘要：随着城我国现代化城市建设的水平的不断提高，高层楼宇建筑的数量已经实现了逐年的增长。人们生活水平的提高使得对能源的需求量不断的增加，随之而来的能源消耗问题也是十分严重的。能源危机的现状已经成为制约我国经济发展的一大因素，能源的高消耗不仅会对生态环境造成破坏，也会使经济结构呈现出不协调发展的局面。所以，本文对高层楼宇建筑电气节能技术进行研究。

关键词：高层楼宇；节能技术；建筑电气

一、高层楼宇建筑电气节能设计的原则

1、满足建筑结构的经济目标

在建筑工程施工中，必须要在充分考虑经济效益的基础上，将电气节能与经济效益进行科学的协调，在不增加或少增加建筑成本的情况下，达到节能的目的，做到小投入大收益。

2、确保电气系统的使用功能不受影响

在高层楼宇建筑结构中，电气系统发挥着重要的作用，如果因为考虑节能而忽略了电气系统使用功能的实现，则无法保证电气设备的正常运转，甚至会有此而导致线路故障，造成整个电气系统的瘫痪，因此，必须要在保证电气使用功能获得充分发挥的同时，实现节能。

3、减少电能资源的浪费

高层楼宇建筑节能的有效性，不仅在于其是否通过科学的设计确保各项设备的有效运转，同时也要尽量减少无谓的电能资源的浪费。因此在进行电气工程的设计时，必须要对楼宇建筑的各项功能进行全面的考虑，对于那些大量浪费电能的环节和设备进行必要的替换或者是去除，针对电气系统整体的节能效果进行全面的估算和分析，才能有效的保证节能目标的实现。

二、高层楼宇建筑电气节能的现状

1、节能设计存在问题

在对高层楼宇建筑的电气设计的过程中，存在的设计问题是导致其电能资源浪费的主要原因。相关工作人员在对高层楼宇建筑的电气工程进行设计时，既要满足大楼日常办公的需要，而且还要使得电气设备具有较好的扩展性，这样就方便以后对大楼进行电力维护的工作。除此之外，由于有的高层楼宇建筑的智能化程度很高，智能化的实现主要是依靠电动机来进行的，所以只有通过对其智能化系统进行节能设计才能够有效的节省电能，但是目前的智能化系统中并没有进行相关的节能设计。

2、设备选用存在问题

在对高层楼宇建筑进行设计时，由于传统的电气设计并没有考虑到节能的因素，所以在现今是很难进行更改的，老旧的电气设备虽然可以正常使用，但是在节能方面的功能是非常欠缺的，相对于新型的电气设备而言其能源消耗非常大；由于老旧电气的使用而导致的电能浪费占据了总电能浪费的绝大半部分，对于这种问题的切实解决，只有通过全面更换电气设备来实现，但是电气设备的更换过程是非常麻烦的，会对高层楼宇建筑中的居民的工作和生活产生不利的影响。

3、设备维护存在问题

电气设备正常使用的电能要远远低于设备故障时所消耗的电能，而高层楼宇建筑中的线路物理损耗要远远大于其他普通建筑，这是因为高层楼宇建筑中的电缆线路非常长，电缆线路也有一定的电阻，虽然在短距离的情况下可以忽略不计，但是长距离电缆导致的电能消耗是非常大的。高层楼宇建筑的电气维护人员如果没有将这些设备的故障及时排除，就会浪费较多的电能。

三、高层楼宇建筑电气节能技术方法研究

1、高层楼宇建筑电气系统设计改进方法

专业电气设计者可事前提供必要的电气施工技术方案。并坚持以人为本的设计原则做好施工现场调查工作，并及时与施工方做好必要的技术沟通工作，参照实际情况来考虑现有的电气设计方案是否能满足建筑最基本的使用功。另外，设计人员需掌握最新的节能技术，如、冷热电联产电气节能技术、太阳能技术、风能技术、冰蓄冷空调电气节能技术等，将这类节能技术引入高层建筑电气系统中，以获取更多的社会经济效益。

2、合理选择变压器规格及型号

变压器阻抗会消耗建筑内部大量的电力资源，为了减少这类能源浪费情况，可通过适当降低变压器负载率的方式来实现。但这种做法的缺点是极大的提高了建筑工程的前期投入成本。在高层建筑电气节能技术中所谓变压器节能的实质是以降低变压器功率损耗的方式提高其运行效率，对于低压位置的线路尽可能形成环形网络体系，并结合电压负荷变化及时调整或更换变压器，以此来维护电力供应系统的平稳运行。同时，电压负荷还具有季节变动性特点，此时，可选择并联线路法来减小电能的实际损耗量。但该方法尽量避免在昼夜负荷变化的情况下使用。另外，有效提高变压器节能效果的另一方法是合理选择变压器容量，再结合并联线路供电状态下，实际负荷变动情况来确定所需变压器数量，进而实现对变压器阻抗耗损的有效控制。若所选变压器容量过大且变压器数量过多时，可通过适当分配负荷或选择较大容量的变压器来减少所用变压器数量。另外还需注意的问题是尽量将变压器设置在距负荷中心较近的位置，通过近距离的线路传输来减少线路损耗。

3、合理选择电线、电缆设备

据统计，在建筑整体能源消耗中，照明系统所造成的电能损耗大约为4%。当线路中有电流通过时，电阻则会产生相应的功率损耗。在开展节能技术研究工作时，可从如下几方面着手：第一，缩短所用导线的长度，尽可能让线路呈直线排布，且低压线路不可走回头线；第二，加大导线的横截面积。选择线芯截面时，可遵循技术性与经济适用性最优化的原则，在降低电能消耗量的同时，加强对环境的保护；第三，选择供电线路类型时，可采用电导率较小的线路，经科学研究证实，铜芯线路的电导率不仅成本低廉，且电导率最小，因此，在进行高层建筑供电系统节能设计时，尽可能购买优质铜线使用。

4、合理规划变电所

层次多、楼身高是高层建筑的典型特点，而这一特点有导致楼层间的电力负荷分布较为分散。因此，在电力系统设计过程中，要尽可能做好主干线路中对电压标准值的保障工作，以此为基础，来降低建筑内部的电能消耗。而合理选择变电所的位置对做好节能工作来讲是十分必要的，其常用方式为：第一，将变压器的位置设置在高层建筑的底部、顶部与中部；第二，在高层建筑的地下层及最高层安装变压器；第三，将变压器仅设置在高层建筑的中部位置；第四，将变压器安装在高层建筑的地下层与顶部各层。在实际使用过程中，每一高层建筑都有自己的施工特点，需结合实际情况来进行科学合理的布置。

5、合理布置高层建筑的照明系统

在高层建筑内部，有大范围可被使用的公共面积，因此，照明系统的布置是不可或缺的。而为了提高高层建筑整体照明系统的节能效果，在开展照明设计工作时，尽可能的参照如下几点内容：第一，在对整个建筑主体部分的照明系统进行设计时，尽量充分利用自然光源，适当增大门窗等位置光源采集的角度，并选择透光性能较高的材料增大自然光源的照射范围，而对于室内采光性能较差的位置，可在利用原有自然光源的基础上，安装必要的辅助照明系统；第二，采用高效的光源类型，减少白炽灯的使用量，在科学技术不断创新的现代社会，已有许多光率大、外观漂亮、色泽度好、能耗量低的照明设备可供选择使用。

6、太阳能节能技术在高层楼宇建筑电气节能技术中的应用

在现代化的高层楼宇建筑中，太阳能节能技术已得到了较为广泛的使用。在使用太阳能节能技术时需合理确定太阳能集热设备的安装角度、安装环境以及太阳能板的光源采集面等，所以，在开展太阳能采暖与热水系统设计时，要结合建筑工程实际情况，实现建筑功能与太阳能集热设备的完美结合。

结束语

总之，在社会能源资源匮乏的时代背景下，做好高层建筑电气的节能工作，不断创新电气系统节能技术方法，在电气节能施工技术原则的指导下，积极提高能源利用率，研究新型可再生资源，这对降低建筑整体能耗，促进社会持续发展具有重要的影响意义。

参考文献：

[1]何小平.关于高层楼宇建筑电气节能技术研究[J].江西建材，2015，（01）.

[2]王平，马叶革.浅谈高层楼宇建筑中的电气节能技术[J].价值工程，2014，（24）.