高层建筑电气的节能设计分析

　　引言

　　随着当前科学技术的不断发展和可持续发展原则的不断推进，建筑环保节能越来越受到人们的重视。建筑是人类居住的基本空间，同时是构成城市的物质组成部分。节能的建筑电气设计已随着节能减排工作在建设系统中的普及成为了电气设计中的一项重要内容，实现建筑电气节能的方式有多种多样，必须分析建筑电气的整体特点和供配电系统的线路和主要电气设备的电能损耗的形式，同时还应进一步对设备的选择或者是经济运行管理等方面降低电能损耗，并通过一些节电技术提出相关的措施和方法，以达到建筑电气安装节能的目的。

　　1 、高层建筑电气节能设计的原则

　　高层建筑电气节能就是通过改变电气设计来达到节约建筑电能消耗的目的。在节能过程中，不能因为盲目的追求节能效果而不满足系统使用的基本要求，造成系统不能有效工作，达不到建筑服务的水平。因此，在建筑电气节能设计中必须遵守相应的原则。

　　1.1 经济合理

　　对于高层建筑电气节能，应该对建筑电气使用现状和改造投资及以后使用效果进行经济比较，能否在合理的运行期限内收回所需的改造和运行成本。不能因为跟随大流而在节能改造中造成过高的消耗投资，形成“伪节能”效果。

　　1.2 满足建筑使用功能

　　对于供配电系统而言，要满足高层建筑整体负荷需求，保证电气设备具有良好电气性能；对于空调系统而言要满足中央空调系统调控自动化要求，满足舒适卫生、空调温湿度、系统综合自动化调控水平等要求；对于照明系统而言，应该满足照明系统中如：照度、色温、显色等指数要求。

　　1.3 合理节能分析

　　在节能设计中，应该首先分析和研究各系统和使用设备的节能潜力、并对可能的节能措施进行经济比对，选用先进技术和方案，在增加电气设备综合电气性能的同时，有效提高系统的自动化水平。

　　2 、高层建筑电气使用中存在的问题

　　2.1 空调系统的节能问题

　　空调系统是高层建筑设计中一个较大的电能用户，但是由于系统设计不合理、自动化程度不高等原因都造成空调系统不具有良好的运行工况，常常出现空调能耗过高、设备使用效率低等不利现象。空调系统运行调度过程中，由于管理制度的不完善，造成有的系统在下班或节假日时依然处于满负荷运作状态，不仅浪费大量电能资源，同时由于设备长期处于运行状态，大大减少了设备的使用寿命。

　　2.2 照明系统的节能问题

　　照明系统是高层建筑的另一大电能用户。在实际的工程中，经常发现照明系统存在照明光源选择不合理、照度不达标、自动控制系统水平低、节能措施不合理等造成照明设备的电气性能不能充分发挥，从而造成照明系统出现能耗高、灯具更换频率高等现象，造成大量的资源浪费。

　　2.3 供配电系统的节能问题

　　变压器容量、供配电线路线径、功率因素等因素设计和使用的不合理，造成变压器设备容量与实际负荷不匹配、线路损耗较大、系统功率因素较低等不利运行工况，造成大量的电能浪费，同时影响电气设备的使用效率和寿命。

　　3 、高层建筑电气节能设计措施

　　3.1 加强供配电系统的节能设计

　　供配电系统是整个建筑人性化服务的动力提供源。因此，在设计和施工过程中应该根据工程用电负荷进行容量统计，并根据负荷特性按用电等级进行负荷划分，合理设计系统供配电方案，做到让系统供配电简单可靠，尽量采用节能降耗的控制方式实现高层建筑的电气节能。现代高层建筑通常用电量都相当大，而且用电负荷也比较集中。因此在确定变配电站或箱式变电站安装地址时，为了降低电能输送过程中的能量损失，应尽量选择靠近负荷中心的位置布置。

　　同时，还应合理选择主接线方案，对于主接线的选择应尽量从供电可靠性和经济性角度入手，合理选择系统变压器容量和台数时，并根据用电负荷等级要求，合理选择供电电源及低压侧分配电方案。同时在变压器容量选择上，应在满足已统计容量负荷需求的前提下，适当预留一些扩建容量，增加系统调度的灵活性，使供配电系统处于高效低耗区，减少不必要的电能浪费。此外，还必须优化供配电系统运行方式，对于有多台变压器的供配电系统，应该采取变压器并列运行的调度方式，从而提高整个系统的供电可靠性和调度灵活性。变压器并列运行使整个供配电系统根据负荷的变化自动调整供电方案，使变压器工作在最优工况，达到降低供配电系统的综合损耗。

　　3.2 加强照明系统的节能设计

　　充分利用自然光，自然光是建筑电气照明系统节能的重要措施之一。因此，在照明系统设计过程中，设计人员应该与建筑、结构、暖通等专业的设计人员进行沟通配合，做到自然光与人工照明系统的有机结合，减少照明系统的电气设备用电量，达到利用自然能源实现节能降耗的目的。同时，还应选择新型的灯具和控制方式，在高层建筑照明系统中应该推广使用低能耗、高寿命等电气性能较优的电气设备或灯具，如：节能型电感镇流器、节能型电子触发器、节能型电子变压器等。对于一些功率较大的公共场所的大功率照明设备，应该选用自带无功功率补偿的灯具，提高设备的功率因素。照明系统中应该尽量采用节能型开关或设备，通过合理的控制方案，在保证人性化服务水平的同时利用控制调度实现系统节能。

　　3.4.1 合理有效的负荷计算

　　合理的统计和精确的计算是空调系统节能的主要因素。在进行空调系统节能设计或改造时，要根据高层建筑要求，确定室内空气相对温湿度参数和用电负荷需求。在电气设备容量选择时，应该合理预留一定的容量，避免在实际运行过程中由于微小容量的调动而使系统出现供需不匹配的不利现象。因此，从实际负荷需求出发，合理设计系统方案和精确的统计计算，不仅可以获得高效节能的设计方案，更是节能运行调度的基础。

　　3.4.2 建立高效的运行管理制度

　　高效合理的节能设计是建筑电气中空调系统的节能的基本保障，但是系统的日常管理是空调系统是否高效经济运行的实际关键。因此，在系统运行过程中，应该根据系统运行需求情况，定期组织空调系统运行管理人员参加技术操作培训，提高运行管理人员的综合节能意识，并建立合理的管理调度制度，达到节能降耗的目的。

　　3.4.3 变频调速技术

　　现代建筑能耗具有白天与晚上、上班时间与休息时间负荷波动较大的特点。因此在空调系统设计时，应该采用变频调速等先进技术，让系统根据实际负荷需求量，实时调整空调的输出，使整个系统输入和输出保持动态平衡，维持室内所需要的温度和湿度。采用变频调速的空调系统不仅可以提高智能楼宇的人性化服务水平，同时系统还可以根据负荷的需求动态调整系统的运行方案，达到节能降耗的目的。

　　4、 结束语

　　综合上述，我国是能源消耗大国，每年要从国外进口大量的石油和天然气等，再加上我国人均资源相对贫乏，能源利用率与其他国家相比较低，因此，节能能源和低碳经济是我国今后发展的重要方针之一，加强节能工作势在必行。建筑业是当前能源消耗最大的行业之一，必须从各个方面来减排降耗。在建筑电气安装工程中，建筑电气设计与安装人员应在满足功能需求的前提下拿出一套有效的节能方案，在选用节能的新设备时，技术人员应具体了解节能产品的原理、性能、效果，从技术、经济上进行比较，合理选择节能设备，从而达到建筑电气节能指标。