关键词：高层建筑；电气设计；节能
随着我国经济社会的发展，为有效利用土地资源，高层建筑如雨后春笋般涌现，改善了人们居住条件，但是由于建筑工程项目在设计时，对节能方面的考虑不够周全，致使很多高层建筑成为高能耗建筑。高层建筑电气设计的安全性、可靠性和经济性直接影响着高层建筑的 安全使用和建筑能耗，这就要求我们在电气设计的过程中贯穿节能的原则，还要对电气设备进行重点选择，从而实现高层建筑的整体节能。
一、我国高层建筑的耗能现状
随着全面建设小康社会的逐步推进，我国每年新建房屋面积高达17-18亿平方米，建筑能耗也在迅速增长。据相关资料统计，目前我国建筑耗能占总耗能的27.8%，是世界上同纬度国家的3倍左右。其中建筑电气耗能占用了主要份额，包括空调、水泵、照明等设备的用电耗能。高层建筑电气系统耗能主要分布在以下几方面：
1.1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。
1.2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。
1.3电机拖拽系统的能耗问题
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，但却是高层建筑电气系统的另外一个耗能大户。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，是对于电能资源的浪费。
二、建筑电气设计中的节能原则
现今社会能源消耗急剧增加，能源危机迫在眉睫。因此，各行各业提出了节能的要求，节约电能也就成为民用建筑电气设计的焦点。为了确保高层建筑电气节能设计的有效性，在进行节能设计时应当遵循以下原则：
2.1实用性原则。
满足建筑物的功能即满足照明的照度、色温、显色指数；满足舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。
2.2 经济效益的原则。
在进行高层建筑节能设计时，应当关注节能设计的经济型，不能只关注了电气节能而导致工程造价过高、日常使用费用增加，而是要使节能设计所引起投资增加部分，能够在未来几年电气节能中回收回来。
2.3 技术先进原则。
淘汰老式变电设备，淘汰落后照明器具，采用最新工艺、先进技术节省无谓消耗的能量，使建筑节能最大化，真正达到绿色节能。减少无谓的电能消耗；电气节能设计应当将减少无谓的电能消耗作为着眼点，在明确建筑物功能的基础上，分析哪些地方的电能消耗是多余的，之后在研究采取何种措施能够达到节能效果，如电能传输过程中所产生的有功损耗、变压器的功率损耗等均为可以避免的能量损耗，而数量多、使用面广的照明设施，则可以通过采用先进的照明设施而降低电能消耗。
三、高层建筑的电气设计的可行性节能措施
3.1合理设计节能型供配电系统
根据用户的重要性、负荷性质、用电容量、工程特点、系统规模，合理设计供配电系统，使系统在最佳状态下运行。
3.1.1 合理选择变电所位置。
由于高层建筑的楼层数较多，楼层的电力负荷相对分散，为了确保电力主干线的电压在允许值范围内，尽可能的降低电能损耗，有必要科学、合理的选择变电所的位置。通常情况下可以考虑以下几种选择：在辅助建筑物内或者高层建筑的地下室内设置变电器；在建筑最高层和地下室内设置变压器；在建筑物中间层、最高层和地下层分别设置变压器；只在建筑物中间层内设置变压器；在建筑物上部各层和地下室分别设置主变压器。变压器究竟设置在建筑物何处，不仅需要考虑施工方便、设备条件、经济等因素，还应当注重管理和经营因素。
3.1.2节能型变压器。
变压器是输变电行业中的耗能大户,据估计,我国变压器的总损耗占系统总发电量的10%左右,如损耗每降低1%,每年可节约上百亿度电,推广节能变压器事在必行。推荐使用干式变压器,如果是已经有旧的油浸变压器,在条件允许的情况下进行改造,油浸变压器维护的工作量和费用相对也比较大,这也是油浸变压器的明显的不足之一。
3.1.3 减少线路能量损耗。
在满足允许载流量、电压损失、短路电流热稳定等技术指标前提下，应按经济电流密度合理校验、选择导线截面，从而达到降低电能损耗、减少投资和节约有色金属的目的。线径的截面一般要根据负荷的容量和配电线路长度综合选择，但一般线径的截面最好比负荷容量所需的最小截面大一到二级。在查电缆的载流表可以看出，同样截面的YJV电缆比VV电缆载流量高15~20%，所以在设计中要尽量选用YJV型号的电缆。
3.2 有效设置高层建筑照明设施。
高层建筑因使用面积和公共面积较大，照明电能用量比较大，照明节能的基本原则是在保证不降低生产、作业视觉要求，不降低照明质量的条件下，力求减少照明系统中光能的损失，最有效地使用照明用电。电气设计时可从以下几个方面入手进行节能设计。
3.2.1最大幅度的利用自然光，照明的最佳光源是阳光。
随着人们对能源和环境保护的日益关注，建筑物中如何充分利用天然光源来节约照明用电已引起广泛重视。对于靠近室外的建筑部分应增大门窗面积，使用透光率高的玻璃。对于楼内可以使用自然光照明的部分，可以安装辅助照明设备，并配置灯光自动调节装置。目前应用的方法主要有:(1)导光管法。(2)采光搁板。(3)反射高窗。(4)棱镜窗。 在灯具布置时，将所控灯列与侧窗平行，跟据日照强弱来进行灯具控制也是照明节能的有效手段。
3.2.2高效节能光源和灯具的选用 。
应合理选择灯具的配光，以提高利用系统。设计时办公室主张采用T8或T5稀士三基色荧光灯管。门厅、走廊等场所采用紧凑型荧光灯替代以往的白炽灯，达到节约能源的目的。在灯具选用时应注意选用配光合理、效率高、利用系数高的灯具，优先选用开启式直接照明灯具。
3.2.3高效节能电器附件的选用。
一方面，使用节能电感镇流器和电子镇流器，推广使用低能耗性能优的光源用电附件，如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等。一般电感式镇流器自身能耗为光源的10%-15%，而电子镇流器本身能耗极低，并且有恒功率输出的特点。另一方面，实行单灯电容补偿，灯具单灯补偿就是在每套灯具上并联一个电容器进行补偿，将荧光灯、气体放射灯功率因数均提高到0.9以上，这样既能减少电路无功功率，又能降低线损和电压损耗，同时由于线路电流的降低，还可以减小导线的截面面积。
3.3建筑电气设备的节能
空调系统的节能。公共建筑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。其主要内容包括: 冷冻水与冷却水系统的优化控制； 冰蓄冷系统的优化控制;在室内温度与湿度较为舒适的情况下，可利用建筑设备智能监控系统适当减少空调机组的运行数量;可通过模糊控制系统控制主机房，根据负荷的变化调节空调的冷媒流量，从而保证空调系统处于高效运行状态，达到节能目的。(2)电梯。包括电梯的合理选型(如速度、载重量、调速方式等) 、停层计划及群控策略。(3)电动门窗。包括门窗的节能控制、遮阳系统的自动控制等。
综合以上分析,高层建筑节能应在设计中精心考虑，本文仅就其中的供配电系统、变压器、照明系统、空调系统提出了节能措施。在未来一段时期，应当重点加大建筑电气节能技术的研究力度，并将各种先进的节能技术运用到建筑电气设计当中，这不但有助于建筑总体能耗的降低，而且还能推动我国建筑业的稳定、持续发展。