摘要：滿足建筑物功能需求、綜合考慮經濟效益、節省不必要的能源消耗是高層建筑電氣節能設計應當遵循的原則。為了實現能源的有效利用，高層建筑電氣設計應采取就地安裝無功補償裝置、電動機節能設計、降低線路的電能損耗、配電系統節能設計、配電系統功率因數設計等措施，實現電器節能。
關鍵詞：高層建筑;電氣設計;節能
Abstract: to meet the building function requirements, comprehensive consideration of the economic efficiency, save unnecessary energy consumption is high building electric energy conservation design principles that should be followed. In order to realize efficient energy use, high building electrical design should take in situ reactive power compensation equipment installation, motor energy saving design, reduce line of the electric power, the power distribution system energy saving design, power distribution system power factor design and other measures to realize the energy saving appliances.
Keywords: high building; Electrical design; Energy saving
中圖分類號： TU97 文獻標識碼：A 文章編號：
目前，高層建筑中普遍采用了空調、變壓器、電動機、電梯、照明等耗能系統，高層建筑的能源消耗越來越大。采用何種措施能夠降低高層建筑能耗，已經成為了人們關注的焦點問題。高層建筑電氣節能設計，能夠合理配置建筑設備，提高能源利用率，降低能源消耗。
1高層建筑設計的節能原則
節約電能是目前高層建筑電能設計重點關注的問題。通常，高層建筑電氣節能設計應遵循滿足建筑物功能需求、綜合考慮經濟效益、節省不必要的能源消耗的原則。首先，滿足建筑物功能需求。高層建筑電能設計應滿足建筑物照明的顯色指數、色溫、照度;應當滿足建筑用電負荷;應當滿足建筑運輸通道暢通;應當滿足建筑特殊用途的需求，例如展廳的工藝照明用電，娛樂場所電氣設施用電等。其次，綜合考慮經濟效益。節約電能應當立足建筑工程實際情況，綜合考慮項目經濟效益，不可以盲目地通過高消耗投資追求建筑節能，不可以依賴增加運行費用實現建筑節能。建筑節能設計施工的投資，應當能夠在較短的時間通過節省的電能使用成本回收回來。第三，節省不必要能源消耗。高層建筑電氣設計的重點就是節省不必要的能源消耗。在設計時，需要明確哪些能量消耗和建筑功能的發揮沒有關系，進而采取相應的措施進行節能設計。
2高層建筑電氣節能的方法
2.1就地安裝無功補償裝置
就地補償能夠減少線路上的無功傳輸，實現建筑電氣節能的目的。通常，負荷平穩的電動機需要采用就地補償，這是因為當負荷發生變化時，電機端的電壓也會相應的發生變化，造成電容器在未能完全放電的情況下進行充電，導致電容器出現無功浪涌電流，從而使得電機由于過電壓而遭受損壞。所以，繼續負載，例如自動步行道、自動扶梯、電梯等不應當將補償電容器加裝在電動機端。此外，星三角啟動的異步電動機不應當將補償電容器加裝在電機端，這種電動機在啟動時會發生開路閉路瞬時轉換，造成電容器在發生放電的瞬間進行充電，從而導致電機容易因過電壓而遭受損壞。通常，在高層建筑電氣設計中，應改變集中安裝電容器的措施，在容量大于10kw的傳送帶、水泵、風機等電動機端，安裝就地無功補償裝置。冷凍泵、空調主機等可以采用集中補償的方式，但是如果供電距離如果大于20米，就應當采用就地補償。
2.2電動機節能設計
提高電動機的功率因素與工作效率，是降低電動機的電能損耗的重要方法。在高層建筑電氣節能設計中，應當盡量選擇高效率的電動機。然而，在實際的建筑工程中，電動機一般由設備供應商統一供應，是專業的配套設備，因此電動機節能應當在運行中進行。降低線路損耗、就地電容器補償、減少電動機輕載運行、減少電動機空載運行是實現電動機節能的主要途徑。電動機在輕載運行的狀態下，其效率非常低，為了改進這一問題，可以采用變頻調速使電動機在負載發生變化時，能夠自動調節轉速，適應負載變化，提高輕載時的效率，進而實現節約電能的目的。
考慮到該建筑使用功能和使用時間不同的特點，取冷熱源綜合同時使用系數為0.9，另考慮空調管道的輸送熱損失為2%，則冷源設備選擇容量分別為總冷負荷57554kW，總熱負荷34053kW。
由于上述環境條件和工程特性，空調冷熱源主機主要選擇電制冷制熱方式。根據總冷(熱)負荷，制冷機選用效能高的水冷式離心機2臺(每臺制冷量9144kW)，以減少對大氣臭氧層的破壞;考慮到冬季供暖時的需要及夏季部分負荷時調節的靈活性，熱源采用常壓熱水燃氣鍋爐。對于直燃式澳化鋰冷水機組，突出的缺點為一次投資高、運轉費用高，機房面積大，環保性不佳。
離心式冷水機是目前大、中型高層民用建筑空調系統中使用最廣泛的一種機組，它制冷量大(可達4500KW)，重量輕，單位重量的制冷量在100~170KW/kg之間(機組容量較大，此值越大)，結構緊湊，尺寸小，因此較適合于需要大制冷量而機房面積又有限的場合;同時，部件之間無接觸，無摩擦，運行平穩、噪聲較低，維修及運行管理都較為方便;容量調節方便，目前大多數廠家都采用的是進口導葉調節方式、容量控制范圍在20%~100%之間，并且制冷系數高，一些較大的機組效能可達6以上。
2.3降低線路的電能損耗
高層建筑工程中因為線路縱橫交錯，工程線路總長通常不低于萬米，所以高層建筑中出現了大量的電能損耗。因此，降低線路損耗就成為了高層建筑電氣節能設計的重點。通常，選擇低壓線路截面的原則是根據電壓損失、機械強度、發熱條件，綜合考慮熱穩定校核低壓線路最小截面。通常，降低線路損耗應當注意以下幾個方面的問題。首先，導線盡量選用較小電阻率的材質，例如銅芯導線等。其次，降低導線長度，線路應少走彎路，盡可能走直線。低壓線路應當少走或盡量不走回頭路，降低來回線路上損耗的電能。盡量將變壓器靠近負荷中心，降低供電距離。再者，導線截面適當增大。較長的線路可以適當增大導線的截面，降低線路損耗，延長線路的使用壽命，降低火災危險，確保供電質量。
2.4配電系統節能設計
根據用電設備特點、供電距離與分布、負荷容量等因素，進行高層建筑配電系統節能設計，科學設計配電系統，確保配電系統操作方便、簡單可靠。變配電所在條件允許的情況下，應當靠近負荷中心位置，減少線材的使用量，提高電壓質量，降低電能損耗。根據高層建筑的實際情況，確定合理的變壓器容量和變壓器數量，適應季節性負荷變化，靈活投切變壓器，降低因為輕載運行而導致的無謂的電能損耗，從而實現經濟運行。
2.5配電系統功率因數設計
提高配電系統功率因素，能夠提高設備的利用率，降低線路無功功率損耗，進而實現節能的目的。高層建筑供配電系統功率提高的方法通常有兩種。首先，提高自然功率因數。用電設備在沒有補償情況下的功率因數，就是自然功率因數。通常，提高自然功率因數的措施主要包括：選用異步電機;實現電力變壓器的輕載運行;調整、改進工藝流程，提高機電設備的運行效率;在實際情況許可的條件下，選用同步電動機。其次，人工補償無功功率。人工補償無功功率，就是采用無功功率補償設備。通常經常使用的無功功率補償設備為靜電電容器、移相電容器、并聯電容器。在高層澆筑電氣設計中，可以根據具體情況，合理采用高低壓柜集中補償或分散就地補償等措施。
高層建筑電氣節能設計涉及到多方面的內容。運用先進的設計技術，根據節能標準進行合理設計，精心地選擇設計方案，采用高效的節能設備，是非常必要的。在具體的電氣設計中，應當根據工程的實際情況，靈活地采取就地安裝無功補償裝置、電動機節能設計、降低線路的電能損耗、配電系統節能設計以及配電系統功率因數設計等措施，有效地改善高層建筑的耗能現狀。
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