高层建筑电气节能新技术应用研究
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高层建筑电气节能新技术应用研究
发表时间:2018-08-10T15:50:52.283Z 来源:《科技中国》2018年5期作者:李仕春
[导读] 摘要:城镇的快速发展,使得城市土地和人口矛盾日益突出。为了缓解土地紧张的局面,城市大规模建设高层、超高层建筑。由于高层建筑的层数多、楼层结构复杂、机电安装工程量大等特点,一定程度上增加了电气设计的难度。建筑行业作为传统的高耗能产业,摘要:城镇的快速发展,使得城市土地和人口矛盾日益突出。为了缓解土地紧张的局面,城市大规模建设高层、超高层建筑。由于高层建筑的层数多、楼层结构复杂、机电安装工程量大等特点,一定程度上增加了电气设计的难度。建筑行业作为传统的高耗能产业,积极实现节能减排设计,符合国家节能减排的发展要求。本文主要分析了高层建筑电气节能设计的原则以及太阳能技术、风能节能技术、电机
节能技术在高层建筑电气设计中的应用。
关键词:高层建筑;电气设计;节能新技术
引言:
工业化发展过程中,带来的能源危机已经成为各国经济发展的重要瓶颈。为了缓解能源危机问题,世界各国正在积极实行发展节能技术。高层建筑的电气系统是一个高耗能产业,对建筑电气系统实施节能措施,能够达到节能减排的目的,比如在选择照明系统的时候,选择发光效率好、使用时间长的LED等,并将PLC可编程逻辑控制器应用在楼梯照明系统中,有人通过时,自动感应发出光亮,无人的时候灯光自然熄灭,从而达到节能的目的。其次,高层建筑电气节能技术在应用的时候,还要符合国家发布的《供配电系统设计规范》,《低压配电设计》和《通用用电设备配电设计规范》等相关的规范和要求进行设计。
1.高层建筑电气节能设计原则
1.1节能性原则
电能在生产、传输、分配和使用过程中会不同程度的出现电能损耗,比如输电线路的线损、变压器功率损耗、电动机空载损耗的等等,这些损耗是无法避免的,但是通过节能技术科学设计电气系统结构,降低电能在各个环节的损耗,达到节能的目的。
1.2适用性原则
适用性原则是建筑工程电气节能技术应用的重要指标。在实施节能技术的时候,一定要确保建筑电气设备的安全性,从而为建筑工程提供良好的环境。电气设备的适用性原则决定了节能技术是否实施的条件。在设计的时候,一定要根据建筑工程的实际情况,节省建筑施工的各项开支,从而帮助建筑工程实现最大经济效益。
1.3符合建筑使用标准
建筑工程是一项系统性、综合性的工程,电气系统作为建筑工程重要的组成部分。建筑电气节能设计时必须符合整个建筑工程使用标准的前提。在符合用户用电安全和用电质量的前提下,优化电气结构,降低能源损耗,达到节能目的。所以建筑工程电气设计的时候,必须严格遵守国家相关的行业规范和标准。
2.高层建筑节能技术的应用
2.1太阳能电气节能技术
太阳能是一种可再生能源,我国的太阳能资源十分丰富。据相关数据显示,我国陆地表面每年接受太阳辐射能达到了50x10^18kJ,全国各地太阳年辐射总量达335—837kJ/cm2·a。其中青藏高原、新疆、宁夏、甘薯、河北等地全年日照时数达到了3200-3300小时。作为新型的环保能源,可以充分利用太阳能技术,将太阳能转换为电能或者热能,为居民提供用电和热水。目前,太阳能发电和采暖节能技术在高层建筑应用十分广泛,并取得了一定的成效。太阳能发电量和太阳光的辐射角度有关,太阳光和太阳能电池呈现平面垂直时发电量最大,改变入射角度,那么太阳能的发电量就会下降。太阳能节能设计的时候,要根据高层建筑的位置,合理选择太阳能集热器的安装位置,确保能采集到更多的太阳光。高层建筑设计的时候,一般将太阳能热水和取暖设备安装在建筑坡屋面上,从而有利于吸收太阳光线。武汉中心大厦位于武汉市王家墩中心商务区,总建筑面积为359270.94平方米,总高度为438米,项目总投资超过50亿元。该建筑由华东建筑设计院设计,大厦外墙为玻璃幕墙系统,由10935块独立的玻璃幕墙构成,每一个幕墙板块里面上下呈弧形,能够最大限度吸收太阳辐射,并通过太阳能电板充分吸收阳光,将太阳能转化为电能,为整个大厦发电、供热水,降低电量。其次大厦装有智能监控系统、诱导式风机,能够及时监控室内的空气环境,并根据实际空气湿度、温度进行有效的调节,确保建筑室内的温度、湿度符合人体需求。
2.2风能节能技术
太阳能、风能作为清洁、环保可再生能源,开发和利用绿色能源已经成为高层建筑电气节能设计的重要内容。我国风能储存量达到32亿千瓦,风能资源十分丰富,我国大部分城市高层建筑比较密集,可利用的风能资源十分丰富,将风能节能技术应用在建筑电气系统,不仅可以避免电能长距离运输的电力损耗,而且可以还看看风力产生的电能直接应用在高层建筑供电系统。高层建筑楼层比较高,风力比较强,一般稳定在6m/s以上,可以通过风力发电技术,将高层建筑的风力转化为电能。在高层建筑100多米以上安装通风管道,将额定功率在600W的风力发电机安装法定,单台发电机的发电量每年可以达到,4320Kw·h。高层建筑电气节能技术还可以结合风光互补供电系统,为建筑内部提供照明。位于广州市珠江新城商业中心区的珠江城为国际超甲级写字楼,该建筑定位为绿色建筑,由美国SOM公司和广州设计院共同设计零能耗的施工方案,根据广州天气特征,珠江城向南偏东13°,在建筑的24-25层,51-52层分别设计了4个贯通南北的风洞,安装风力发电机。这也是国内首个在高层建筑安装风力发电机的项目。
2.3电动机节能技术
电动机在高层建筑中应用十分广泛,通过电动机将电能转换为机械能。我国电动机每年的耗电量超过了2万亿千瓦时,占整个社会用电的60%,因此对电动机进行节能改造,对提高整个用电效率具有重要意义。我国电动机产品的种类繁多,但是电动机的效率普遍比较低,因此提高电动机的发电效率,对实现建筑节能具有重要意义。将变频技术应用在发电机系统中,可以自动调节发电机机组的工作频率,在电力系统负荷比较低的情况下,降低发电机的转速,降低电动机的损耗;在建筑高层高峰用电时段,通过变频技术自动调节发电机的转速,从而降低能源电力的损耗,达到节能的效果。
2.4电梯控制系统节能技术
电梯是高层建筑重要的组成部分,由于高层建筑的楼层比较高,所以电梯设备使用率非常高,所需要的电能也比较大。通过电梯控制系统,降低电梯用电能耗,也能达到节能减排的目的。电梯控制系统作为凹槽建筑电梯系统的一部分,想要降低能耗,必须设计经济合