照明系統(tǒng)是建筑電氣的主要核心系統(tǒng)，也是一個(gè)大的電能消耗單元。電氣照明系統(tǒng)的電能消耗受到許多因素的影響，包括電氣照明設(shè)備的總使用時(shí)間；整個(gè)配套電氣照明設(shè)備的損耗。此外，電氣照明設(shè)備將電能轉(zhuǎn)化為可見光過(guò)程中的能量損耗，也受照明設(shè)備發(fā)光效率的影響。

1.確定安全合理的電氣系統(tǒng)照明方案

首先，在確保安全可靠的前提下，選擇合理的照明匹配方案。在藝術(shù)照明設(shè)計(jì)中，應(yīng)按照經(jīng)濟(jì)、適用、實(shí)用的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，不能單方面追求藝術(shù)形式，降低整個(gè)照明系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。在智能高層建筑的照明設(shè)計(jì)中，照明空調(diào)組合節(jié)能系統(tǒng)可以在空調(diào)區(qū)域選擇。照明設(shè)計(jì)需要高照明或改善光色要求時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選擇2種或2種以上光源，形成完善的混合光照明系統(tǒng)。建筑電氣照明系統(tǒng)中常用的四種混合光匹配特性參數(shù)如表1所示。其次，需要選擇照明系統(tǒng)的照明標(biāo)準(zhǔn)。在照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)遵循GB50034-設(shè)計(jì)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中的技術(shù)要求。

1.選用安全、經(jīng)濟(jì)、高效的光源

光源的選擇是整個(gè)高層建筑照明系統(tǒng)選擇設(shè)計(jì)的重要組成部分。在選擇照明光源類型時(shí)，應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況、人員照明視覺要求、照明使用場(chǎng)所、照明質(zhì)量和數(shù)量要求，在滿足照明區(qū)域顏色顯示、啟動(dòng)時(shí)間等基本技術(shù)要求的前提下，以高發(fā)光效率、運(yùn)行安全、使用壽命長(zhǎng)、成本性能作為選擇發(fā)光光源的標(biāo)準(zhǔn)。

1.選用高效節(jié)能的燈具

在設(shè)計(jì)高層建筑電氣照明系統(tǒng)時(shí)，各種光源很少單獨(dú)使用，一般根據(jù)各種光源的優(yōu)缺點(diǎn)互補(bǔ)使用，反映各種光源的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，達(dá)到節(jié)能降耗的效果。燈具搭配不當(dāng)，燈具使用效率過(guò)低，照明系統(tǒng)可能會(huì)浪費(fèi)高達(dá)35個(gè)電力資源%～45%。因此，在設(shè)計(jì)中需要選擇能量轉(zhuǎn)換效率高、控光效果好的燈具。

2電機(jī)安全節(jié)能設(shè)計(jì)

由于高層建筑電氣系統(tǒng)中的電機(jī)一般與暖通空調(diào)、給排水、電線系統(tǒng)、建筑等專業(yè)設(shè)備相匹配，由設(shè)備制造商提供。因此，在運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)結(jié)合實(shí)際工程的安全情況，實(shí)施節(jié)能措施。在設(shè)備系統(tǒng)中，一般可以采用當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償電容器的方法來(lái)減少先進(jìn)無(wú)功輸送造成的線路有功損失。同時(shí)，應(yīng)盡量減少電機(jī)的輕負(fù)荷和空負(fù)荷，因?yàn)樵谶@種情況下，電機(jī)的效率很低，所消耗的電能不會(huì)減少到負(fù)荷的線性變化。

3.變壓器安全節(jié)能設(shè)計(jì)

在變壓器的安全節(jié)能設(shè)計(jì)中，關(guān)鍵是減少變壓器的有功功率損失。變壓器的有功功率損損耗Pb表示如下：ΔPb=Po+Pkβ2(kW)式中：Po-變壓器空載損耗(kW);Pk-變壓器的負(fù)載損耗(kW);β-變壓器負(fù)載率。Po又稱鐵損壞，由鐵芯的渦流和漏磁損耗組成。其尺寸由硅鋼板的性能和鐵芯的制造工藝決定。一般來(lái)說(shuō)，某廠生產(chǎn)的某種型號(hào)的變壓器是固定的。因此，變壓器應(yīng)選擇安全節(jié)能型，如S9SL9及SC8等型號(hào)的油浸變壓器或干式變壓器。采用優(yōu)質(zhì)冷軋定向硅鋼板，減少鐵芯渦流損失；通過(guò)45°傾斜接縫結(jié)構(gòu)，減少漏磁。

(2)Pk它是變壓器的線損壞，與變壓器繞組的電阻和流過(guò)繞組的電流大小成正比，與負(fù)載β的平方形成正比。因此，在選擇變壓器時(shí)，應(yīng)選擇具有較小繞組電阻值的變壓器，如銅芯變壓器。通常，當(dāng)β=50%變壓器每千瓦負(fù)荷的能耗最小。但在實(shí)際操作中，變壓器負(fù)載率為50%一般變壓器負(fù)載率為75是不經(jīng)濟(jì)的%～85%它既經(jīng)濟(jì)又安全，因此變壓器在使用時(shí)可以保留適當(dāng)?shù)娜萘俊＃?）當(dāng)建筑用電容量大，需要選擇多個(gè)變壓器時(shí)，應(yīng)盡量減少變壓器數(shù)量，選擇更多的大容量變壓器。例如，所需的安裝容量為4000kVA可選2臺(tái)2000kVA變壓器，而不是4臺(tái)1000臺(tái)kVA變壓器可以達(dá)到更好的節(jié)能效果。

4供配電線路損耗控制

供配電線路是整個(gè)高層建筑電能輸送的直接載體。干線、支線等線路形成交叉、縱向、水平復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，總長(zhǎng)度一般在數(shù)萬(wàn)米甚至數(shù)十萬(wàn)米以上，因此線路上的電能消耗量非常大。如何控制供配電線路的損失也是高層建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能研究的重點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)電流通過(guò)時(shí)，供配電線路會(huì)產(chǎn)生功率損失，其計(jì)算公式為：ΔP=3I2R×10-3式中：ΔP-三相輸電線路的功率損失(kW);Ι-線路電流(A);R-線路相電阻(Ω)。從上述公式可以看出，為了減少功率損耗，應(yīng)降低電流和電阻。通常，電流的大小有特定的要求，所以減少損耗應(yīng)該從降低電阻開始。應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮降低線路電阻。

（1）合理選擇高層建筑的配電電壓等級(jí)。目前，高層建筑越來(lái)越高，低壓供電半徑不得超過(guò)150m，高度超過(guò)150m對(duì)于建筑物，配電變壓器應(yīng)放置在建筑物的適當(dāng)高度，以提高供電電壓等級(jí)，縮短低壓供電半徑，減少低壓配電線路的損耗。例如，南京紫峰大廈的總高度已達(dá)450m,35樓和60樓共有89層配電變壓器。蘇州工業(yè)園區(qū)東門建筑高度為278m，部分配電變壓器也被放置在建筑物的不同樓層。

（2）合理選擇導(dǎo)線類型。在工程實(shí)際應(yīng)用中，一般選用電導(dǎo)率低的新型材料導(dǎo)線，其中銅芯電纜傳輸電能效率最好，但銅成本高，所以在選擇導(dǎo)線時(shí)要遵循安全、經(jīng)濟(jì)、實(shí)惠的原則。一、二類負(fù)荷大的建筑物可選用銅線，三類或負(fù)荷小的建筑物可選用鋁芯線。(3)減少低壓配電線路的長(zhǎng)度。為縮短低壓線路的安全供電距離，減少電能損失，變配電站應(yīng)盡可能設(shè)置在負(fù)荷中心附近，變配電站的低壓配電室應(yīng)盡可能靠近建筑物的強(qiáng)電豎井。(4)增加電纜橫截面。在高層建筑電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必然會(huì)遇到一些電機(jī)設(shè)備遠(yuǎn)離供電系統(tǒng)的情況。在設(shè)計(jì)這些遠(yuǎn)線時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇大一級(jí)的電纜橫截面，以滿足線路的動(dòng)熱穩(wěn)定性、電壓降和基本載流量。

5建筑電氣系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)

節(jié)能離不開安全。在建筑電氣設(shè)計(jì)中，必須保證用電的安全，在使用過(guò)程中不存在安全隱患。安全設(shè)計(jì)需要從以下幾個(gè)方面考慮。（1）確保電力供應(yīng)。電力在人們的日常生活中是必不可少的，因此有必要確保電力的連續(xù)供應(yīng)。一般來(lái)說(shuō)，為了減少意外停電帶來(lái)的麻煩，每棟高層建筑將準(zhǔn)備2個(gè)或2個(gè)以上的獨(dú)立電源，以確保電力供應(yīng)。此外，高層建筑還需要配備發(fā)電機(jī)，以確保事故發(fā)生后的15個(gè)s內(nèi)部供電。一般規(guī)定不得使用大容量油浸式電力變壓器，以減少火災(zāi)。

（2）供電線路和電氣設(shè)備的安全。由于高層建筑用電量大，線路復(fù)雜。一旦線路功率過(guò)大引起火災(zāi)，后果不堪設(shè)想。因此，必須嚴(yán)格按照規(guī)范要求選擇導(dǎo)線，控制電流。一般情況下，大功率電氣設(shè)備應(yīng)接地，并需要重復(fù)接地。重復(fù)接地是指在中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，用金屬導(dǎo)線連接零干線的一個(gè)或多個(gè)地方的接地裝置。(3)建筑消防設(shè)計(jì)。在高層建筑電氣工程設(shè)計(jì)中，消防控制至關(guān)重要。消防系統(tǒng)主要包括:自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、消防通信系統(tǒng)、火災(zāi)通信系統(tǒng)、消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)和自動(dòng)噴水系統(tǒng)。消防線路使用的材料必須具有防火功能，以確保消防線路在發(fā)生火災(zāi)時(shí)能夠繼續(xù)使用。此外，水泵通常用于消防，因此控制水泵也非常重要。

6高層建筑電氣安全節(jié)能運(yùn)行的日常管理

在高層建筑中，非長(zhǎng)燈處于長(zhǎng)期運(yùn)行狀態(tài)。員工節(jié)能意識(shí)差，沒有養(yǎng)成關(guān)燈、空調(diào)、電腦、風(fēng)扇等好習(xí)慣。空調(diào)、電腦等電氣設(shè)備經(jīng)常全天運(yùn)行，空調(diào)溫度過(guò)高或過(guò)低。娛樂場(chǎng)所、大學(xué)實(shí)驗(yàn)室、教學(xué)樓等筑，如娛樂場(chǎng)所、大學(xué)實(shí)驗(yàn)室、教學(xué)樓等。，缺乏有效安全的節(jié)能管理章程，往往會(huì)造成建筑物巨大的功耗和安全故障。因此，有必要在日常工作中培養(yǎng)員工的安全節(jié)能意識(shí)。同時(shí)，高層建筑電氣系統(tǒng)管理人員要制定安全有效的節(jié)能降耗實(shí)施方案，定期維護(hù)整個(gè)電氣系統(tǒng)，不斷完善節(jié)能系統(tǒng)。這樣才能更好的實(shí)現(xiàn)建筑的安全節(jié)能降耗。

7結(jié)語(yǔ)

未來(lái)，建筑對(duì)電氣安全節(jié)能的要求越來(lái)越高，潛力巨大。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)進(jìn)一步深入現(xiàn)場(chǎng)，結(jié)合現(xiàn)實(shí)，使人們生活在綠色、低碳的環(huán)境中。多年來(lái)，蘇州相關(guān)高層建筑采用了上述電氣安全節(jié)能的基本原則和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，不僅沒有電氣事故，而且節(jié)約了大量能源，取得了良好的效果。