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中圖分類號: TU97 文獻標識碼: A 文章編號:
引言
電氣自動化是一門多領域的綜合性學科,主要研究方向包括系統開發,系統運行、電力電子技術、自動控制、信息處理及電子與計算機應用。隨著城市的發展和科技的進步,電氣自動化廣泛的應用于高層建筑,不斷的提高我們的生活質量。所以高層建筑的電氣自動化設計顯得尤為重要。
一、高層建筑電氣自動化設計的特點
與高層建筑電氣關聯的用電設備品種繁多。室內、樓梯過道、安全照明等電器照明設備;貨梯、客梯等電梯設備;生活水泵和消防泵等給排水設備;冷卻塔風機以及水機組等制冷設備;引風機和鼓風機等鍋爐房設備;排風機、電冰箱等廚房用電;包括送風機、回風機、風機管盤在內的空調系統送電設備;包括正壓風機、排煙風機等在內的消防設備。另外,不同用途的高層建筑在用電量上也存在差別,不過總的來說耗電量比較大,再加上高層建筑的消防用電、客梯電力、應急照明等I類負荷還要有雙回路或其它備用電源。
二、高層建筑電氣設計的主要內容
1、用電負荷的計算
高層建筑供電設計的重要參數依據就是電力負荷,其計算的準確程度對選擇合理設備并確保電力安全可靠的運行,都能起到重要作用,并發揮節能功效。一般用電負荷的計算方式主要采取負荷密度法與需要系數法。
2、高低壓配電系統的設計
在高層建筑中,高壓配電系統的組成是兩路的10kV電源,兩路電源同時供電。當變電所有兩臺主變壓器時,宜采用單母線分段。對于重要負荷可從不同段引出兩個回路,由兩個電源供電,當一段母線發生故障時,分段斷路器自動將故障切除,保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。變壓器臺數應根據負荷特點和經濟運行進行選擇。單臺變壓器的容量不宜超過1250kV·A。一般情況下照明和動力宜共用變壓器。為限制過大的系統短路電流,應通過技術經濟比較確定選用高阻抗變壓器或限流電抗器。另外,高低壓配電的計費方式,多采取高供高計,仍然需要安裝計費電能表,將照明和動力分開計價。
3、供電電源以及電壓的選擇
為保證現代高層建筑的供電可靠性,設置兩個相對獨立的電源是必須的,而電源的具體數量則可以根據負荷的大小以及實際的電網條件來確定。盡管兩路電源獨立運行,但它們實際上仍然同時供電,彼此互為備用。此外還要安裝柴油發電機組以應急備用,確保能夠在15s之內恢復正常供電。為了保障照明、電腦、電梯、消防等設備的事故用電,我國國內的高層建筑,其供電電壓都是用的標準電壓,為10kV。
4、消防應急照明系統
消防應急照明作為高層建筑物照明電氣自動化設計的重要組成部分,它涉及到這個建筑物在出現火災事故后樓宇人員的疏散、逃生。所以在消防應急照明系統設計時,設計人員要有高度的責任感和使命感。
4.1 消防應急照明電源選擇
應急照明供電方式的選擇,要充分考慮如下因素:照明的種類、轉換時間、持續工作時間以及電源的特性,根據以上因素然后結合工程的實際情況,保證應急照明系統的安全可靠,經濟合理。
電源選擇的三種形式:電網獨立電源供電,柴油發電機組供電,采用蓄電池電源。
4.2消防應急照明系統的控制形式
其控制一般分為三種形式:
(1)照明系統處于常閉狀態,當遇到火災時由消防控制中心輸出信號使照明點亮。這種控制方式適用的場所很多,優點在于控制及配線簡單,節約成本;其缺點是線路及燈具出現故障時很難發現,且需經常檢查維護。
(2)照明系統處于常亮狀態,其優點在于控制及配線比較簡單,但缺點是浪費電力。
(3)平時可控,采用交流接觸器或雙控開關,火災時由消防控制中心輸出信號強行切換點亮;其優點是節約能源,節約成本,但缺點是控制及配線復雜,故障多且不易排查。
5、電梯的用電設計
電梯機房一般在井道的上方。普通電梯的梯井能夠連通或者設置開口相連通。電梯根據使用功能多分為客用電梯與貨用電梯等;而按照速度劃分可分為超高速、高速、快速與低速電梯;按電流可分為直流和交流兩種。在現代高層建筑中使用的電梯,為了縮短等待的時間并提高運輸能力,多采用超高速或者高速的電梯,采取分組控制。為了提高運行的舒適性與穩定度,客用電梯多采取直流電動機作為驅動。另外,在進行電梯的電氣設計時,需要做好各項配電設計、電氣照明、選擇主開關、設置插座、裝置通風及控制等相關問題。
6、接地和防雷設計
在現代高層建筑的接地設計中,由于高層建筑多選擇鋼筋混凝土剪力墻,與樓板之間有較為可靠的連接,重點在于金屬管線等與接地網的可靠連接。另外,高層建筑一般采取避雷針與避雷帶的傳統方式,隨著技術的發展已出現放射性避雷針與消雷器等設備。雖然這兩種技術已經在很多工程中得以應用,但卻在理論上始終存在爭議,仍需要更多實踐的支持。
三、電氣自動化控制系統的設計要點
1、智能化設計
電氣自動化控制系統的智能化設計是借助軟件模塊的設計來實現的。如發電廠等電氣自動化控制系統的數據采集系統是由多線程在線可編程并行數據參數設計來實現,以及以PLC控制器作為控制系統的單機控制系統、集中控制系統和分布式控制系統等。無論是哪一種的PLC控制系統,都要根據實際需要,在編輯器內進行自動化參數設置。然后通過操作系統和應用軟件對智能化的PLC模塊進行激活。因此,在電氣自動化控制系統的設計上,較為重要的一點就是軟件的設計。通過軟件可以智能化選擇PLC的控制類型,使工業生產根據市場需求量靈活選擇控制系統,工作量小可以智能切換到單機控制系統,工作量大可以智能切換到集中控制或分布式控制系統。
2、節能化設計
2.1 可使電能的傳輸消耗降低
由于導線存在著電阻, 所以電能在傳輸過程中, 會消耗有功功率,但卻保持線路電流的不變。因此 , 為了使線路上電能的傳輸消耗降低 ,就只有將導線的電阻降低。而導線的電阻和導線長度、電導是反比例, 而和截面積是正比例關系 。所以要想使導線的電阻降低 , 就要著眼于以下幾個方面 :一是導線材質的選擇必須有較小的電阻率 , 這樣才能降低電路上 電能的消耗;二是將導線的長度縮短 , 在布線時 ,避免彎路過多;三是為了使供電的距離縮短,應拉近變壓器和負荷中心的距離;四是使導線的橫截面積加大。通過電阻的降低 ,使線路損耗減少 ,進而達到節能的目的。
2.2 選取變壓器
變壓器在設計過程中的選擇,應具備以下幾個方面的條件 :一是為了使變壓器有功功率消耗降低, 變壓器的選擇應該是節能型;二是為了維持三相電的電流平衡,應采取單向自動補償設備,使負荷的不平衡減少 ,進而將變壓器自身的損耗降到最低。
3、可靠性設計
電氣自動化控制技術無論是PLC控制技術、現場總線技術,還是變頻技術以及DCS技術、微電子技術,在控制系統設計上都要考慮可靠性。盡管這些新的電氣自動化控制技術具有較高的可靠性和安全性,但一旦出現問題,往往會給用戶帶來極大的損失。因此,在設計上要加強可靠性措施,提高控制系統的可靠性。以PLC控制技術為例,設計時,PLC輸入端最有效的保護方法是外加一級光電耦合器,一旦有高電壓等侵入回路時,使其擊穿保護級光耦,然后像更換熔斷器一樣方便地更換損壞的光耦,及時排除故障。
結束語
高層建筑電氣自動化設計是一項復雜的系統工程,在設計過程中需要結合實際,綜合考慮各方面因素,使電氣系統的功用性、科學性、安全性和經濟性都達到最好的效果,從而使電力系統得到穩定安全的運行,保證人員安全。
參考文獻
[1]張智斌、劉鵬展,淺議高層建筑電氣自動化設計要點[J].科技博覽,2010,6.
關鍵詞:高層建筑;燃氣管道;設計要點
【分類號】:TU8
前言:
隨著國民經濟健康發展,高層建筑儼然成為城鄉一體化建設發展的主要方向,這也對其燃氣管道的布置與設計增加了難度,燃氣管道設計的影響因素也不斷增加。對此,在燃氣管道設計過程中應當充分根據高層建筑燃氣管道的附加壓頭、不均勻沉降、供氣要求等條件,從而制定個性化燃氣管道設計方案,從而更好為社會服務。
1.高層建筑影響燃氣設計主要因素
燃氣管道設計人員在布置、規劃燃氣管道過程中,首先應考慮其影響因素,確保其安全性、經濟性,結合現階段我國高層燃氣管道發展歷程,高層燃氣管道設計的設計影響因素主要包括以下內容:
1.1自重、體積因素
高層建筑在自重與體積等方面,遠超過多層建筑,產生地基的下沉對燃氣管道產生較大影響,高層建筑正是由于設計建筑特殊性與復雜性,建筑材料的使用量較多,從而造成建筑體積與重量增加,導致地基承載力偏大,甚至造成地基沉陷,這對天然氣管道布置造成一定影響,造成管道彎曲變形,甚至出現氣體泄漏的情況,而該因素對高層建筑物產生較大影響。
1.2附加壓力因素
高層建筑的主體結構高度偏高,而空氣與燃氣比重發生一定的差異,引起附加壓頭不足,導致燃氣不能持續性得到供給,對灶具的科學使用產生影響,并且對在城市生活的人們帶來影響,對此設計人員應當進行科學規劃與設計,消除高度的影響因素,確保燃氣能夠持續供應,保障人們群眾的生活質量。除此以外,天然氣管道受到建筑高度的影響其立管尺寸較長,而氣體密度大于燃氣密度,因此在管道中產生一定的附加應力值。附加應力值偏大從而導致用戶燃具使用前附加壓力突增,大于燃具正常工作的允許范圍,對用戶燃具正常使用產生影響,導致燃氣的燃燒不充分,甚至引起脫火、離焰、熄火等情況,導致供氣的不穩定,因此控制附加壓力,是確保高層供氣系統正常安全運行的前提。
1.3壓縮應力因素
燃氣立管自重所產生壓縮應力,同時降低了管道供給水平,然而正是管內外環境的偏差過大致使管道發生伸縮,影響管道供氣能力。
1.4外力因素
高層建筑不可難免受到外力因素的影響,比如地震、風力等災害的影響,引起管道發生變形,導致燃氣管道發生壓迫,致使燃氣管道發生彎曲,對燃氣的正常供給產生影響。
2.加強高層建筑燃氣設計要點
高層建筑的科學發展對我國國民經濟發展以及對創建和諧社會均有著巨大意義,然而當前社會正處關鍵的產業轉型時期,因此加強高層建筑燃氣管道科學設計對推動我國社會的經濟發展具有重要作用,結合高層建筑燃氣設計的影響因素,根據高層建筑發展的實際環境,提出改善高層建筑燃氣管道的設計措施。
2.1緩解高層建筑的燃氣管道沉降影響
高層建筑由于受到自重的不利影響,在使用過程中必然出現一定程度的不均勻沉降,當燃氣管道從室外引入業主的室內時,由于建筑物發生過大的沉降,造成主體結構產生損壞,對此設計人員應當采用一定的科學措施來實現補償沉降量,常見的補償措施是在主體結構基礎外布置沉降箱,選擇聯接絲扣彎頭,并根據順時針方向來組合彎頭,并采用管道的旋轉性來補償管道產生的沉降量,除此以外采用高撓度的鉛管來補償沉降。
2.2消除燃氣管道的附加壓力
隨著高層建筑的高度不斷增加,其管道的附加壓力不斷加大,同時也減少了管道阻力,然而加強燃氣管道設計,不僅要緩解附加壓力影響,加大管道的阻力,主要措施要求包括經濟性以及實用性。然而,在建筑頂層的少數業主在使用燃氣時,不能真正控制其附加壓力,燃氣管道的氣體流量與其使用量呈一定關系,氣體流量的變化也會引起管道阻力變化,造成用戶在使用燃具時發生壓力波動,對此在燃氣管道上安裝低壓調壓設備,然而調壓設備通常安裝在壓力超過200帕的樓層,調壓設備的安裝很大程度上控制了燃具前端壓力,實現對附加壓力的控制,在實際工程案例中在高層建筑內布置中壓管道,同時戶內的燃表前端安裝調壓設備,從而減少了用戶間的影響,并且在燃氣使用高峰過程中,其波動壓力數值變化不明顯,同時調壓設備的低壓管道偏短,大部分燃具都能在其額定壓力的環境下正常工作,其運行狀態達到預期設計標準,從而有效控制附加壓力的不利影響,然而戶內有局部的中壓管道的安全性偏低于低壓管道,同時該措施的工程造價偏高,對此筆者不主張施工單位采用。在實際工程管道設計中,其高層樓層低于二十層時,主要在立管布置加節流閥,當樓層高于二十層時,一采用用戶燃表前布置低壓調壓設備措施,只有這樣既有效地消除了附加壓力,保證了燃具前壓力的穩定性,同時在一定程度上也降低了工程造價。除此以外,在每一用戶布置設閥門,結合樓層燃氣壓力的差異,來實時調整閥門把手,實現調壓節流,消除附加壓力的不利影響,從而確保燃正常工作所需壓力,然而閥門把手不宜調整,因此種措施很少應用。
2.3消除燃氣立管應力影響
由于高層建筑布置的立管較大,從而增加了管道的重量,其管道會出現壓縮應力,正是受到所處溫度變化,造成立管產生伸縮應力發生變形。除此以外,高層建筑也會受到地震與風荷載的影響,出現一定幅度的擺動,而燃氣立管也會受到樓板套的約束而也會發生搖擺,從而燃氣管道出現彎曲變形。由于立管受到較大推力,因此設計人員一旦處理不合理,對管道造成破壞,因此設計人員應當對立管的應力與伸縮情況采取科學設計措施,第一是在燃氣立管內布置組合彎頭來進行位移補償,其次是在燃氣立管處布置多個波紋位移補償設備來進行位移補償,一旦彎頭組合布置在戶內,對室內建筑的美觀度產生影響,除此以外如果采取絲扣彎頭來進行管道伸縮補償,一旦長期使用導致絲口發生松動。對此,在實際設計過程中,筆者不建議采用第一種方式,然而第二種措施較為理想,然而選擇波紋補償設備進行位移補償時,管道端部應當用管承重支撐進行固定,并且強化管重支撐的強度,結合工程實際設計情況,在7度地區高層建筑受到地震影響時層間產生的水平位移量是層高的1/1500。
2.4加強安全性設計
高層建筑的高度較高,層數較為復雜,人員分布比較密集,因此出現火災、地震等情況,其居民及時疏散顯得尤為重要,一方面設計人員應布置消防設備,并及時采取安全措施,安全措施主要包括:在引入管端部布置快速切斷閥,每間距5~8層安裝分段閥門,除此以外各住戶內安裝燃氣報警設備、自動切斷設備、送排風裝置等,實現燃氣報警自動化、送排風連動化,在設計中強調對高層建筑燃氣管道、設備進行定期檢修,確保其運行穩定。
結束語:
綜上所述,高層建筑物燃氣管道的科學設計應當充分考慮各個方面因素,結合在燃氣管道設計過程遇見的實際問題,根據高層建筑燃氣管道的實際供氣環境、不均勻沉降、附加壓力、外力作用等因素進行科學探究選擇科學合理的設計方案,從而更好地為社會大眾服務。
參考文獻:
[1]楊光,尹衍光,謝翔等.高層建筑燃氣管道設計有關問題的探討[J].煤氣與熱力,1999,(1)
[2]王雅娟.基于高層建筑燃氣管道設計和技術問題研究[J].世界華商經濟年鑒?城鄉建設,2013,(5)
關鍵詞:高層建筑;供配電系統;變壓器;供電電源
引言
目前,在高層建筑中,一般從市網獲取高壓10KV或低壓0.38/0.22KV作為電源供電,將電能按一定方式分配給用戶使用。工程中通過采用變壓器、變配電裝置、配電箱和導線、電纜、開關等將電源和負荷連接起來,即組成了建筑供配電系統。鑒于供配電在工程中的重要性,本文結合工程實踐,主要就高層建筑供配電系統電氣設計進行論述。
1 供電電源的確定
(1)高層建筑一級負荷的供電電源應符合下列規定:① 一級負荷應由兩個電源供電,當一個電源發生故障時,另一個電源不應同時受到損壞。② 一級負荷別重要的負荷,除由兩個電源供電外,尚應增設應急電源,并嚴禁將其他負荷接入應急供電系統。(2)高層建筑二級負荷的供電系統,宜由兩回線路供電。在負荷較小或地區供電條件困難時,二級負荷可由一回6KV及以上專用的架空線路或電纜供電。當采用架空線時,可為一回架空線供電;當采用電纜線路時,應采用兩根電纜組成的線路供電,其每根電纜應能承受100%的二級負荷。(3)三級負荷的供電系統對電源沒有特別的要求。
2 高壓供配電系統主接線
高壓供配電系統要能夠很好地為國民經濟服務,并切實做好安全用電、節約用電和計劃用電的工作,其主接線必須滿足以下基本要求:(1)可靠性。供電可靠性是建筑供配電的基本要求,主接線應滿足這個條件。停電會給國民經濟各部門帶來嚴重損失,甚至導致人身傷亡、設備損壞、產品報廢、生活混亂等,并造成不良的政治影響。按照供電可靠性的要求,負荷可以分為一級、二級、三級三大類。其中一級負荷不允許停電,二級負荷允許短時停電,三級負荷在供電困難時允許停電。(2)穩定性。主接線應保證必要的電能質量。電壓偏移、電壓波動、頻率偏差等是表征電能質量的基本指標,主接線在各種情況下都應該滿足這方面的要求,把電能質量控制在允許的變動范圍之內,以保證供配電系統的連續、穩定運行。(3)經濟性。主接線在滿足上述要求的同時,還應該做到投資省、運行費用低、占地面積小等,并盡可能地節約電能和有色金屬。
3變壓器臺數和容量的選擇
3.1變壓器臺數的選擇
選擇變電所主變壓器臺數時應遵守下列原則:(1)對接有大量一、二級負荷的變電所,宜采用兩臺變壓器,可保證一臺變壓器發生故障或檢修時,另一臺變壓器能對一、二級負荷繼續供電。(2)對只有二級負荷的變電所,如果低壓側有與其他變電所相聯的聯絡線作為備用電源,也可采用一臺變壓器。(3)對季節性負荷或晝夜負荷變動較大的變電所,可采用兩臺變壓器,實行經濟運行方式。(4)對負荷集中而容量相當大的變電所,雖為三級負荷,也可采用兩臺或兩臺以上變壓器,以降低單臺變壓器容量。另外,在確定變電所主變壓器臺數時,應適當考慮未來5~10年負荷的增長。
3.2變壓器容量的選擇
選擇變電所主變壓器容量時應遵守下列原則:(1)僅裝一臺主變壓器的變電所。主變壓器的額定容量SNT應滿足全部用電設備總視在計算負荷S30的需要,即SNT≥S30。(2)裝有兩臺主變壓器且為暗備用的變電所.所謂暗備用,是指兩臺主變壓器同時運行,互為備用的運行方式。(3)裝有兩臺主變壓器且為明備用的變電所。所謂明備用,是指兩臺主變壓器一臺運行、另一臺備用的運行方式。此時每臺主變壓器容量SNT的選擇方法與僅裝一臺主變壓器變電所的方法相同。
4 實例分析
4.1 項目概況
某高層商業辦公樓,地下三層(為地下車庫),地上二十七層,本工程的消防設備、電梯、生活水泵、樓梯及電梯前室照明等為一級負荷供電。進線采用兩路10kV高壓進線,在地下室設變配電室一處,在變配電室設置高低壓配電柜、四臺1250kV·A變壓器,供地下室及辦公樓和寫字樓的消防、照明及其動力用電,變配電室設計高低壓配電系統。10kV雙路常供,0.4kV側單母線分段,母聯常開。各用電設備電源從地下變配電室穿管或沿橋架引出。
4.2 高壓供配電系統設計
(1)本工程采用高供高計量;低壓側分計量,商鋪、辦公、公共用電及動力用電分別計量,無功功率負荷采用低壓靜電電容器柜進行集中補償,補償后功率因數大于0.9。
(2)本工程采用三相五線制即TN-S系統,低壓供電電壓為380/220。變壓器設中性點接地,設備的保護接地、消防設備接地、弱電系統接地以及建筑的防雷接地采用共同接地體,接地電阻小1Ω;若實測接地電阻不能滿足設計要求時,增設人工接地裝置。
(3)本工程的照明設有一般照明、應急照明和疏散指示照明。其中地下車庫、樓梯間、公共通道和主要出入口、水泵房、配電房、消控中心等設備用房設帶鎳鉻蓄電池的應急照明燈,其中風機房、水泵房、配電房、消控中心以及消防電梯機房連續放電時間不少于120min,其余地方為30min。
(4)導線選擇及敷設方法:電纜沿橋架敷設至電氣豎井,在豎井內采用電纜沿橋架敷設。
該工程的一般線路導線選用ZR型導線及電纜穿保護管或沿橋架敷設,消防線路選用NH型電線及電纜穿管敷設。地下室電力干線均采用電纜穿鋼管埋地暗敷或沿橋架敷設。支線采用ZR-BV或NH-BV穿管埋地或埋墻暗敷。電線及電纜的型號、規格及根數均如各圖中所注。若未標注導線截面的,照明支線為2.5mm,插座線及5kw以下動力線均為2.54mm2
電線管埋樓板及墻暗敷設。當截面為2.5mm2時,4根及以下穿直徑20,5~6根直徑25消防管及埋地管采用SC管。進出地下層人防區的導線均做防護密閉處理。
(5)設備安裝:消防水泵控制柜及其他控制柜、配電柜落地安裝,其基座采用槽鋼,現場制作其他設備自帶控制箱均掛墻安裝,下端距地1.5m;剪力墻上配電箱均明裝。戶內箱、開關、插座均墻上暗裝。樓梯燈采用節能吸頂燈,電梯前室采用節能型筒燈。除注明外,廚房、衛生間選用防濺型插座,距地2.0m;普通插座采用安全型插座,距地0.3m。
4.3 燈具的安裝
(1)地下室人防部分燈具采用鏈吊、風機房的燈具吸墻安裝;非人防區的燈具采用吸頂安裝。
(2)有吊頂的部分燈具采用嵌頂安裝;非吊頂的部分燈具采用吸頂安裝。
(3)燈具安裝離地小于2.4m時增設接地線。
4.4 供電電源
辦公樓和其他公用設施的用電負荷分級應符合現行的《建筑設計防火規范》和《高層民用建筑設計防火規范》等的規定。當辦公樓內內僅有三級負荷時,供電電源可取自附近的 110~35/10kV區域變電所的若干10kV供電回路,當辦公樓內內同時具有一 二級負荷時,則應根據區域變電所的電源路數和變壓器臺數確定供電電源,若區域變電所的110~35kV電源僅為一路,則辦公區域的備用電源應從另外的區域變電所引來。當辦公區域內的一、二級負荷較小,且設置自備電源比從城市電網取得第二電源更經濟合理時,可設置自備電源。對規模較大的辦公區域,當區域變電所的10kV出線走廊受到限制或配電裝置間隔不足且無擴建余地時,宜在辦公區內設置 10kV開閉所(開關站)。開閉所宜與10kV變電站聯體建設 總之,辦公區域的供電方式必須與當地供電部門協商確定。
5 結論
綜上所述,本工程中通過從供電電源的選擇、高壓供配電系統主接線方式的選擇、電力變壓器臺數和容量的選擇等方面對高壓配電系統的設計進行了分析,同時還通過結合簡單實例來介紹供配電系統的設計,給出詳細的供配電系統的設計思路,旨在為類似工程提供參考。
參考文獻:
【關鍵詞】高層建筑;節能設計;優化措施
1 引言
伴隨著我國經濟的進一步發展,高層建筑如雨后春筍大量興起。但由于節能設計和施工中管理的不規范,高層建筑造成越來越嚴重的能源浪費。所以為了貫徹實施可持續發展戰略,設計單位首要考慮的就是,如何才能在可執行范圍內最大化減少能源的浪費。因此,我們要提高能源利用的效率,就要從節能建筑設計的理念出發,達到建筑節能的目的。
2 高層建筑節能簡述及現狀
建筑節能,具體來說就是在建筑設計及使用時,采用較為節能的技術和節能型材料,并在滿足室內舒適度要求的前提下,盡可能降低供熱、通風、照明等能源消耗。節能建筑另一方面指的是為了充分利用當地的有利條件且避免不利的氣象條件,而采取對應的措施來設計低能耗的建筑,因為建筑節能不僅與其本身有關,而且還與當地的地理環境、城市布局、建筑物的朝向、門窗等有關。在能源日趨緊張的今天,節約高層建筑能耗其重要性之大也就不足為奇。
由于改革開放以來,大比例耗能建筑的出現,導致建筑能耗不斷提高,同時也加劇我國的能源危機。而隨著現代化發展中城鎮化腳步的加快,耗能比例的上升必然會影響到我國的經濟發展。因此,為了改善能源緊缺的現狀,我們應該加大對人才的培養及供給充足的資金來研究建筑的節能設計。
3影響高層建筑能耗和建筑節能設計的主要因素及方法分析
3.1 高層建筑的護結構
研究表明,護結構在高層建筑中的能耗比例可達20%以上,因此護結構已然成為影響建筑能耗的主要因素之一。氣候條件不同,地區不同,護設計必然也不一樣。例如,對于夏熱地區,隔熱的重要性大于日照,所以其設計要求必須同時考慮兩者效果;而對于冬冷地區,保溫的重要性則大于日照,因此在保證日照的前提下,保溫必不可少。如果能夠增強圍護結構的保溫能力,那建筑的節能效率也會相應得到提高。在這樣的環境中,墻體就應該同時具備隔熱和保溫的性能。
3.2 高層建筑的氣流(風)組織
影響建筑能耗的另一個重要因素就是高層建筑的氣流組織,這既包括建筑在城市中所處位置的風環境,也包括建筑內部的氣流分配。雖然很多高層建筑難以有較好的地理條件,但是我們仍然可以采取措施來提高節能效率。如果高層建筑設計或施工處理不當,寒冷時圍護結構出現冷凝水,這不僅會腐蝕墻體,還會影響整棟建筑的質量與使用年限。冬季時,由于室內外溫差大,風速大會加速建筑的熱損失,還會大幅增加冷風滲透量。這種情況下,只有通過更多的煤炭消耗來升高供熱溫度,才能使室內溫度滿足人們的舒適度要求。因此在高層建筑的設計中,我們不僅要選擇合適的保溫材料,還要考慮建筑所在的風環境。
此外,考慮到建筑自身的氣流分配,如果能夠用外界氣流引導自然通風,顯然比機械通風更加節省能量。而自然通風需要較為理想的外部環境,因為它的實現要借助于外部風壓,所以我們設計時要因城市而異,因風向而異。比如,夏季主導風向是西南風時,設計時就應該讓建筑的西南立面面積較大;冬天主導風向是東北風時,建筑東北立面面積就應該較小。朝向這樣設計的話,建筑表面就有了足夠的風壓,還可以通過窗口產生對流。
4 高層建筑節能設計中的技術措施
4.1 優化建筑位置及朝向
由于目前很多高層建筑為了較大的居住空間而忽略了日照等方面的要求,假如日照不充足的話,建筑物的室內溫度必然會受到影響,而為了保持設計溫度,就需要使用更多的能源。造成不必要的能源浪費,這種情況在北方寒冷地區尤為明顯。因此,我們首要考慮的就是建筑對日照的需要,同時開發免費的太陽能能源。因為太陽能是一種優質能源,而且來源充足,可以說在人類的生存時間內,太陽能不會斷絕。如果沒有充分利用好太陽能資源,本身就是一種能源浪費,優化建筑位置與朝向的目的之一就在此,從而來提高太陽能利用率。
在我國,南方地區比北方地區接收的太陽能輻射量大,夏天比冬天接收的輻射量大,建筑物的南面比北面獲得的輻射量大。而且朝向不同,不僅太陽輻射量的大小對建筑有影響,所在地區的主導風向也不可忽略。在我國大部分地區,建筑物的主要朝向中南北向居多,目的即是跟當地的夏季主導風不沖突。因為夏季時,建筑物偏南方向比偏北方向受到的太陽輻射大得多,而且夏天偏南風為主導風向,南北朝向的建筑更加有利于自然通風,不僅能降低室內溫度,節約用電,節省能源,相比于機械送風,自然通風更能提高人們的舒適度;在冬季時,偏北的冷風為主導風向,南北朝向的建筑則對北風有一定的阻擋作用,提高室內溫度的同時,還節約了一部分保溫所需要的能源耗費。此外,建筑物的南向窗戶應盡可能大些,大的程度則依據當地的日照時間,北向的窗戶相比就要小得多,前提則是滿足建筑必要的采光,這樣做的目的就是使室內的光線更加富裕,并盡可能減少能量的散失,節約能源。所以對于高層建筑的節能設計,我們應充分考慮當地的地理環境,以便確定建筑位置及朝向。
4.2 高層建筑的護結構(墻體)設計
由于高層建筑獨有的特點,其圍護結構必然與低層建筑的圍護結構不同,而外墻又是高層建筑的主要部分,因此外墻設計至關重要。圍護結構可分為內外側兩部分,材料不同,保溫效果之間差異很大。較為滿足設計要求的是圍護結構在外側,這樣可以避免墻體內冷凝水的產生。隨著輕質高效保溫材料的出現,其保溫隔熱的高性能使它逐漸成為墻體設計的第一選擇,而高層建筑護通常會使用填充材料,這主要是減輕建筑的整體重力負荷。飯館國內的大量輕質保溫材料,有很多問題存在,如整體性能差、防火等級低、較差的抗震能力等。但不可否認的是,國內已經逐步引進了國外的先進保溫技術,如保溫隔熱復合模板等,這些材料不僅滿足保溫需要,還可以彌補傳統材料的不足,應用上也確實取得了可喜的效果。
4.3 高層建筑屋面節能措施
在認識到高層建筑中外墻、外窗的重要性并改進其保溫性能后,屋面這一因素也不應忽略。關鍵點在于,一是屋面保溫層中不應該采用吸水性能好的保溫材料,大量吸水的話會導致保溫效果變差;二是保溫層也不應采用大密度的材料,這會導致屋面負荷變大。而膨脹珍珠巖吸水率低,密度小,這些優良性能使得采用膨脹珍珠巖制得的保溫材料受到廣泛應用。
5 結語
建筑節能工作任重而道遠,但隨著能源危機的日益緊張,節能實踐的進一步深入,節能理念已被更多人接納,各種有效的方法也被采用并改進。高層建筑的節能工作尤其困難,需要靠各方面的努力來實現:政府方面,應該慎重考慮建筑位置;設計方面,應該綜合考慮建筑圍護結構及保溫材料的選擇。只有走好每一步,才能使建筑的節能能力不斷提高,不僅節約能源,而且有利于我們人類生存的環境。
參考文獻
【關鍵詞】酒店;規劃設計;功能布局;榮成
隨著我國經濟的發展,服務業迅速興起,酒店已然成為當地城市的重要標志。榮成市作為我國東部沿海重要縣級市,具有非常廣闊的發展前景,榮成酒店緊靠海邊旅游度假區,以其得天獨厚的地理優勢吸引了廣大賓客前來入住。要想實現榮成酒店的更進一步發展,應對酒店進行科學的布局和規劃,從而使其成為榮成市的重要標志性建筑。
一、酒店規劃設計概述
近年來,我國酒店建設取得了突破性進展,然而,在酒店規劃設計方面仍然存在著較多不足[1]。酒店規劃是一門較為復雜的工程,涉及到城市規劃、酒店管理、市場營銷等多門學科的專業知識,如果不能著眼于酒店發展的實際情況,科學的進行規劃,就會影響酒店的正常運營,造成一定的經濟損失。例如,在對酒店進行規劃設計過程中,如果不懂酒店管理的相關知識,就容易設計的餐廳面積比客房面積還要大,這顯然是不合理的。在進行酒店規劃設計時,應以酒店管理科學作為理論指導,從酒店內部的服務設施、餐廳、廚房等功能布局到酒店外部的裝飾、環境、建筑等都要合理的規劃設計,從而增加酒店的吸引力,促進酒店經濟效益的提高。目前來說,我國各地發達城市都有較為成功的旅游酒店,例如廣州的花園酒店、北京的長城飯店等,榮成酒店的規劃設計必須緊跟時展的步伐,結合當地靠海的特點,加強功能布局,從而促進榮成酒店的不斷發展。
二、酒店規劃設計要點
1. 酒店選址
酒店選址是規劃設計過程中首先要面臨的問題,正確的選擇酒店位置就等于成功了一半,因而酒店選址至關重要[2]。通常來講,酒店應選擇在人口密集、交通便利的市中心、火車站、碼頭等地區。酒店選址不同也決定了酒店的服務類型不同,商務型酒店適宜選擇在交通較為發達的市中心商務地帶,這里人口較為密集,四通八達,適合商務談判。而度假型酒店就比較適宜在旅游度假區設立,這里風景優美、環境適宜,非常適合游客在此居住游玩。榮成市旅游資源較為豐富,游客絡繹不絕,因而榮成酒店選擇靠海建設,是非常正確的選擇,榮成酒店東北方向鳥瞰圖如下圖1所示。
圖1 榮成酒店東北方向鳥瞰圖
2. 酒店定位
酒店在選址之后,還要根據當地的實際特點和市場環境條件進行清晰的定位。通常來說,酒店定位包括市場定位、功能定位和文化定位等三個方面的定位。市場定位是指酒店應把握市場的方向,合理的確定市場客戶群,拉動人群進行消費。功能定位是指酒店應結合自身和當地的實際特點,確定自己是何種類型的酒店,為什么類型的人服務等。文化定位是指酒店應樹立自己的文化品牌,打造自己的文化內涵。因此,酒店應明確自己的服務目標和發展方向,利用自己的優勢和特點進行科學合理的定位。酒店還應明確當前市場的發展方向,根據市場的實際需要,選擇適合酒店推銷的產品,積極打造酒店的品牌文化。面對日益激烈的酒店競爭,酒店高層應加強自身的定位和規劃,凸顯自身的優勢,切實提高自身的核心競爭力。
3. 酒店檔次和規模的確定
酒店應根據自身的實際特點,合理的確定酒店經營的檔次和規模。有的酒店追求不高,僅僅要求衛生、安全和舒適即可,該酒店規模也不必太大,滿足人們的日常需求即可。有的四星級和五星級酒店要求較高,不僅要追求酒店的奢華,還應樹立酒店的特色文化,充分滿足社會高層人士的需求。在進行酒店規模確定時,應綜合考慮多方面因素,包括房間和餐廳的數量、面積以及室外環境的布局和協調性等。
4. 酒店營運規律
酒店不同于商業大廈或辦公樓,酒店本身具有服務性特點,因而掌握酒店的營運規律是非常有必要的。酒店在進行規劃和布局過程中,應對客人的活動路線具有清晰的了解,有些入住客人通常進入大堂之后要先進入前臺進行手續的辦理,然后再進入到客房,而對于非入住客人更傾向于直接進入酒店的娛樂場所,因此在進行規劃設計時,應以大堂為中心,其他場所圍繞大堂,這樣可以減少客人的麻煩,也利于酒店的美觀和方便。
三、酒店功能布局
1. 酒店布局原則
在酒店進行功能布局時,應切實滿足以下布局原則:第一,酒店功能布局應充分滿足客人的需求[3]。酒店行業屬于服務性行業,對酒店進行功能布局的目的是切實滿足客人的需求,因而在酒店布局時,應從客人的角度出發,科學合理的布局。例如酒店的入口布局,不僅應設立酒店的主入口,還應根據客人的需求,設置獨立入口以及行李出入口。第二,以切實提高員工的工作效率為原則。酒店進行功能布局時,應切實保證員工和客人互不干擾,讓員工和客人的行動路線分開,互不干擾。第三,酒店功能布局應切實促進管理人員進行管理。酒店應將前臺和后臺分開,前臺主要負責接待客人,而后勤部門應盡量不占用客人的活動空間。
2. 酒店公共場所布局
在對酒店內部公共場所布局時,應充分考慮到賓客和員工的活動路線。其中,賓客分為入住賓客和非入住賓客,在功能布局時應充分考慮到不同賓客的不同需要。入住賓客通常要到前臺進行相關手續的辦理,而非入住賓客通常直接進入到酒店的餐廳、康樂場等區域,在進行路線布局時,可以將不同游客的路線分開,設置不同的出入口,方便不同賓客的活動,使其不能相互干擾。員工路線的布局應以提高員工的工作效率為主要目的,應將員工活動路線和賓客活動路線分開。通常來說,大堂是客人的主要集散地,因此大堂的設計應充分體現酒店的檔次,充分滿足不同階層的需求,給賓客留下深刻的印象。此外,對于規模較大的酒店,電梯的設置也要進行員工電梯、貨運電梯和客用電梯的分類,使活動互不干擾。
3. 酒店動靜部分
酒店在進行功能布局時,還應進行動靜部分的區分。動的部分包括餐廳、娛樂場所、大堂等,是員工活動較為頻繁的區域,這些區域應盡量設置在較低層次,方便賓客的就餐和活動。而酒店靜的部分主要是指入住賓客的客房,應盡量與餐廳和大堂隔開,保持較為安靜和舒適的環境,充分滿足客人休息的要求,而且在原則上這些區域閑人免進。
結 語
本文主要以榮成酒店為例,淺要分析探討了酒店的規劃設計和功能布局。隨著我國經濟的不斷發展,服務業逐漸興起,酒店行業在我國具有較為廣闊的發展前景。加強酒店的規劃設計和功能布局,有利于當地服務業的發展,從而促進當地經濟建設的不斷發展。
參考文獻
[1] 李君.關于度假酒店的建筑和規劃設計研究[J].房地產導刊,2014,(11):87-87.