高层建筑的电气系统有哪些节能设计要点？
梁勇翔（大宸设计电气总工程师）
高层建筑电气节能设计过程中，需要有效的满足建筑的使用功能，并充分考虑设计的经济性合理性，协调好电力系统运行和电气节能之间的关系，确保整体建筑设备运行效益的 化；采用先进的设计理念，为投资方创造更大的投资收益。
高层建筑电气节能设计的要点有以下几方面：
变电所位置的选择
高层建筑由于自身布局的限制，在单位面积上分布的楼层数量较多，所以负荷比较分散，为了有效降低电能损耗，变电所的位置应进行合理的制定，尽量减少大截面电缆的使用量。
这种情况下，变电所应尽可能地靠近负荷运载中心，一般设置位置为：
地下室或辅助建筑物内；地下室与楼层 层；地下室、中间层以及 层分别设置；仅在中间层设置。
在具体位置选择时，应该根据建筑本身的实际状况来选择，遵循经济性和高效性的原则，并且要考虑到日常的维护和管理。
变压器节能
变压器的运行状态也会影响到电能的损耗，所以我们应该合理选择变压器。
首先，根据建筑内电气设备的运行需求，合理确定变压器的台数以及容量，在电力负荷方面要满足运行要求。
其次，在条件允许的情况下，可以选择节能型变压器，虽然初期投入高一些，但是在后期运行中会节省很大的能耗。而且，节能型变压器具有重量轻、损耗低、噪音低以及抗冲击等特点，可以有效降低能耗，提高变压器运行效率。
再者，平时应该加强对变压器的运行管理与维护，在日常检修维护时，发现问题要及时处理。为了减少变压器的故障发生率，我们应该投入使用保护装置，因为它在变压器的负荷运载发生变化时，能够及时进行保护动作，减少能耗损失。
提高供电系统的功率因数
功率因数是衡量电气设备运行效率的重要技术指标，在高层建筑电气系统中应用的很多电气设备在运行的过程中会产生无功，这部分功率是导致电气设备运行效率低下的重要原因，而有功功率才是电气设备运行最需要的，所以我们需要采用一定的措施提高功率因数，降低能源损耗。
一方面，可以通过合理选择电气设备来提高自然功率，变压器、电动机以及整流器等都可以进行优化，只要在型号、规格以及运行方式上有所改变，即可在不需要增加成本的情况下提高自然功率因数。
另一方面，可以利用补偿装置来提高功率因数，通过补偿装置的超前无功将滞后无功相抵消，从而提高功率因数。
电动机在运行中的节能设计
我们应了解到，在高层建筑电气中的电动机都是与暖通、给排水、建筑等工种的设备相配套，由设备制造厂商统一供应。
因此，其节能措施只能贯彻在运行过程中。除了上述的用就地补偿电容器以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗外，还应减少电机轻载和空载运行。因为在这种情况下，电机的效率会变得很低，消耗的电能并不与负载的下降成正比。
降低线路电能的损耗
线路电能损耗也是高层建筑电能损耗的重要方面。
设计人员要重视线路上的电能损耗，按照发热条件、电压损失和机械长度来进行低压线路截面选择，减少线路损耗，选用电阻率比较小的材质作为线路导线，包括铜芯导线、铝线。
在设计的过程中，我们应该尽量减小导线程度，布线应该避免走弯路和回头路，变压器应该和负荷中心靠近，缩短供电的距离，减少线路电能损失。
此外，还应该尽量的增大导线截面，较长的线路要满足热稳定、电压要求以及载流量，在减少线路损耗的基础上降低火灾系数，提高建筑供电质量。
照明系统的节能
室内场所照明设计中，设计人员应该尽量选用LED灯等高效光源，室外照明和道路照明也可以使用专业LED路灯。
我们可以采用光通比例高、反射系数高和配光特性稳定的灯具，照明方案要进行合理的设计，充分利用自然光。在建筑中尽量使用定时开关、节电开关和调光器；建筑室外照明可以采用光电控制器，在插座面板上尽量设置开关控制，实现节能。
灯具回路的布置及控制方式：
每个回路灯具的数量不光是满足规范要求，应根据不同场所、不同功能分开。大面积房间或场所灯具布置，相邻的灯具宜分布不同回路，可以做到均匀的开1/2或1/3灯具。
比如，靠外窗的灯具宜选择独立的回路，在室外光线满足的情况下关闭；楼梯间、前室等公共场所可以选择红外感应开关或声光控开关控制；路灯景观灯回路宜设置时间控制并设置平时模式和节假日模式，以达到节省电能的目的。
对太阳能丰富的区域，可以在适当的区域设置光伏太阳能电池板，供应部分建筑内的公共区域照明。
合理利用光导照明，可以完全不用电源和电缆，将室外阳光通过反射、折射的光学原理引入室内，替代部分传统灯具。
用电分项计量
用电计量极大减少了用电浪费现象，促进了人的行为节能和主动节能意识。早期的计量设计主要采用分户计量，分户计量概念简单、系统简明，被广泛认可。
年住建部颁布了《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统楼宇分项计量设计安装技术导则》，开始推广“用电分项计量系统”。
分项计量的基本要求是获取建筑的照明、插座、动力、空调等分项的用电量，然后进行数据分析。由于是分项电耗，更利于发现问题，发掘节能潜力。
横向比较：多个同类建筑的相同用电分项之间对比，比较优劣并找出节能工作中的薄弱环节，采取针对性的措施减少能耗。
纵向比较：分析同一建筑不同时段的各项能耗，得出建筑用能随时间的变化规律；通过分析实施节能措施前、后的能耗，验证节能措施的实际效果。
空调系统的电气节能设计
相关资料提供的实测数据分析，有中央空调系统的公共建筑中，暖通空调系统的能耗至少占建筑总能耗的50%以上，系统节能潜力巨大。
空调系统配电设计时应遵循以下原则：
机电设备启停优化控制；变风量、变流量系统 控制；冬、夏季部分负荷时水泵分设控制；与冰蓄冷相结合的低温送风系统控制；参数设定节能控制，包括温度标准设定、焓值控制、利用室内 化碳浓度控制新风量等。
合理选择控制模式并对各参数进行优化设置，挖掘系统节电潜能，使空调系统处于 运行状态，从而达到节能的目的。
在我国全面实行节能降耗的形势下，对于高层建筑的电气设计也应该植入节能理念，遵循安全性和经济性的原则，合理设置各项电气设备。
根据高层建筑自身的特点以及建筑电气的运行需求，合理选用变压器，优化布置变电所位置，提高功率因数，降低线路的电能损耗，优化照明系统的节能设计，优化空调系统的配电节能设计，从而降低高层建筑电气能耗，提高电气系统运行效率，达到节能降耗的目的，并为项目实现可持续发展创造更大的价值。
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