高层建筑电气系统节能现状分析及对策研究

高层建筑电气系统节能现状分析及对策研究

摘要：建筑电气系统是高层楼宇建筑重要组成系统，同时也是楼宇自动化系统高效稳定运行和人性化服务的基础保障系统。高层楼宇的绝大部分能耗都是由电气系统造成的，所以高层楼宇的电气系统节能技术研究对降低能耗具有十分重要的意义。本文主要分析了目前高层建筑电气系统中的节能问题，并针对这些问题提出了部分解决方案。

关键词：电气系统节能高层建筑

中图分类号： te08 文献标识码： a 文章编号：

随着社会经济的大跨步发展、人民生活水平的日益提高，能源供需紧张的问题日益突出；降低高层建筑的能耗、提高建筑内部的能源利用率、满足人民对能源需求的增长，开展高层建筑的节能工作已经成为刻不容缓的一项任务。一些发达国家对这方面的研究较早，而我国的起步相对较晚，在1986年颁布了第一版建筑节能设计标准，这之后的时间里也得到了一定的完善和发展。建筑电气系统的节能问题所涉及到的问题很多，不仅包括供配电系统、照明系统、电机拖拽系统，同时还有空调和给排水等系统。这些子系统的设计方案和管理措施是实现高层建筑电气系统节能的基础，也是我们工作的重点所在。

一、高层楼宇建筑电气系统节能技术遵循原则

高层建筑是近年来较为流行的民用建和公用建筑形式，它解决了城市中人均占有较少土地资源的问题，但相应的也带来了一定的负

面影响，如建筑过程和使用中的能源消耗问题日益突出，以下将从三个方面说明高层楼宇建筑电气系统选用节能技术应遵循的原则。

1、适用原则

首先要满足建筑内部各电气系统正常运行和住户对必要能源需求的基础上，根据各个机电系统的电力负荷容量、电能综合质量和供电可靠性等方面，来优化高层建筑电气系统，使高层中电能资源能得到充分合理利用。

2、实际原则

选择材料上，在满足高层建筑电气系统基本需求的同时，要根据具体情况充分考虑实际经济效益，选择合适的节能材料和节能设备，并且能在较短的时间内能通过节约的能源收回增加的投资成本，使整个电气系统体现出更好的经济性能。

3、系统优化节能原则

高层建筑的电气系统内各要素，如电气负荷类型、用电等级、容量等，可通过节能技术或措施实现优化配置，从而减少或消除无关和无必要的电能消耗。以高层建筑的照明系统为例，通过优化和节能配置，按照绿色节能照明要求，在满足用户正常生活和生产需求下，通过变频等措施来提高设备综合运行效率。由此可见，国家倡导的节能减排、以人为本的原则同样适用于高层建筑的能源消耗。

二、我国现阶段高层建筑电气系统耗能现状分析

1、电能传输环节的能耗较大

目前高层建筑的电能输送主要依靠供配电导线，繁杂的输电线路

可能导致传输过程中有功功率的大量消耗，这也是电能耗损的重要源头。高层建筑电气节能系统必须将减少供配电线路能耗作为主要问题解决，解决由于线路建设预留年限不够、导线截面选型不合理、线路绝缘层老化等问题。早期建设的高层建筑问题较为严重，造成了对电能的大量浪费，近年来由于建设设计规范要求和人们节能意识的提高，这些现象较以前有所改善。

2、照明系统的能耗问题

高层建筑内的照明系统是耗能最为明显的要素，主要体现在：照明系统的能源消耗情况直接影响建筑使用人群的生活和生产。配置失衡的照明系统不仅造成电能的浪费还会影响人们的正常生活。部分高层建筑在设计和建造过程中仍然选用的是传统的照明设计理

念和设备，没有考虑到未来建筑的使用人数的增加、承载量的增长等问题，在后续使用过程中逐渐暴露出匹配性能差、缺乏智能节能控制管理、照度设计不达标、能耗较大等问题。

3、电机拖拽系统的能耗问题

作为高层建筑电气系统的另外一个耗能大户，电机拖拽系统相较于照明系统，有其智能化、人性化和服务化的一面。但在电气设备日常维护过程中发现，部分电机拖拽系统在运行和维护过程中存在建设方案设计不合理、智能调度自动化水平低、综合维护费用较高等问题，使得电机拖拽系统长期处于低效率运行状况，不仅是对于电能资源的浪费，还会减少设备的使用寿命，增加设备维护的费用，对于人力成本和经济成本都是极大的浪费。

三、高层楼宇建筑电气系统节能技术方案

针对以上提出的现阶段高层建筑电气系统的耗能现状，提出了以下节能技术方案：

供配电线路节能技术方案。为解决电能在传输中的资源浪费现象，可通过对导线类型优化配置、减少输电线路长度、以及增大导线截面的方法实行节能。导线的物理属性之一——电导率直接影响输电过程中的电能损耗，尤其是近年来材料技术的发展，新型的材质导线在工程实际应用中效果较好，满足了输电节能要求的同时节约成本；变配电所是高层建筑群众输电线路的结合中心，因此在规划选址时应使其尽量卡靠近负荷中心区域，达到较少输电线路的电能损耗；对于距离较远的负荷区域，在基本满足线路安全、电压降、动热稳定等因素的情况下，可适当选用截面积较大的导线，减少线路损耗。

照明系统节能技术方案。在对高层建筑照明系统进行规划设计时，应遵循实用性和经济性的要求，选用适当的照明设备，切忌单纯为了形式美观，选用能耗高的照明设备；严格按照国家照度标准，将规划区域内的功能分区进行逐一的照度需求分析，选择经济合理的照度标准值与照明功率密度值，不可擅自提高照明区域的照度标准，避免由于照度选择不合理造成的资源浪费。光源作为整个照明系统的核心部分，是选择和使用中都是至关重要的，在具体的工程实际中，应结合使用区域及使用人群进行分析，对照照明设备所能达到的视觉要求合理选择适当的光源类型，优先选择能源转换率

高、运行安全可靠、安装及维护简单、使用寿命较长的光源。从大量工程数据来看，荧光灯用电感镇流器其运行功耗一般为荧光灯额定功率的 20%左右，而用高强度气体放电灯的镇流器其运行功耗约为额定功率的15%～16%左右。电子镇流器启动荧光灯能耗要比电感镇流器启动荧光灯能耗低，大约可以节约 10%的电能，而其自身功耗大约可以降低到电感镇流器自身能耗的60%～75%左右，也就是电子式启动照明设备其节电效果十分明显。因此，对于气体放电光源而言，宜配用电子镇流器或节能型电感镇流器，以降低照明灯具电能损耗。在进行高层楼宇建筑照明系统控制模式设计时，应根据建筑物内部各房间使用功能特点和技术要求的不同有区别的对待。对于面积较小的房间或照明场所宜采用一灯一控或二灯一控模式；而对面积较大的房间或照明场所，由于灯具较多，宜对照明区域进行功能划分，根据实际情况采用多灯一控模式，而且每个开关控制的总灯数数据不宜太多，同时要考虑人员方便等因素。建筑物内部楼梯间、走廊等公共场所照明器宜选用定时声控开关等进行控制。在远离侧窗自然采光性能较差的场所应设计电气照明。对于智能家居而言，宜采用光电控制的自动调光集成控制系统，以随自然光的照明变化而自动地调节照明系统内部照度的强弱，保证整个室内照明具有稳定、舒适可靠、温馨的灯光效果。对于建筑物室外照明系统宜采用光电自动切换开关或光电定时控制开关进行控制调节。

电机系统节能技术方案

目前高层建筑电机拖拽系统的节能方法主要是依靠采用节能经