商业综合体中电气节能设计的分析

殷发超

摘要：随着社会的发展，城市化的发展，出现了越来越多商业综合体建筑。商业综合体是将城市中商业、办公、居住、旅店、展览、餐饮、会议、文娱等城市生活空间的三项以上功能进行组合，并在各部分间建立一种相互依存、相互裨益的能动关系，从而形成一个多功能、高效率、复杂而统一的综合体。此类建筑物中用电设备很多，供配电系统容量也很大，在满足供配电系统的稳定性和可靠性后进行电气节能设计优化，能很好的节约电能，避免浪费，提升建筑的运行效率。电气设计人员应该提高自身业务能力，从各方面提升商业综合体的电气运行能效。

关键词：商业综合体；电气设计；节能设计；分析

引言

商业综合体供配电系统包括照明系统、暖通空调动力系统、电梯扶梯动力系统、水泵动力系统、风机动力系统、集中热水系统、汽车充电桩系统、各类商业用电、公寓用电、酒店用电、办公用电、泛光用电、园林用电等系统、太阳能光伏光热等新能源系统。商业综合体的用电负荷一般是上述系统中的部分或全部，新能源系统也需要根据具体项目的自然资源来确定。商业综合体的每个系统体量都很大，进行电气节能设计和运行具有很重要的意义。[1]由于商业综合的设备容量比较大，系统都比较复杂，进行节能电气设计时应从设计、施工、运行各方面做细致的考虑，才能使商业综合体建筑的供配电系统在保证可靠运行的情况下有比较好的经济性。

1商业综合体电气节能设计内容

商业综合体的电气节能设计要从以下几方面着手：①机电设备的选型，应选用高效、低噪音、低振动的节能产品。[2]电气主要设备变压器、电缆、无功补偿等；建筑主设备如电梯、扶梯等；给排水主要设备如主要生活水泵等；暖通空调主设备如冷冻机组、冷水机组、锅炉、风冷热泵机组等；太阳能集热板、热水泵等；照明系统的光源设备等②机电设备的控制应采用适宜的控制设备，如水泵风机的变频设备、智能照明系统、智能停车库系统、各种照明时间控制、感应控制等③供配电、空调、冷热水的系统组成应在保证可靠性并有盈余的情况下有很便利的节能调整措施④新能源系统应与建筑外立面很好的结合，即可开发和应用新能源，又建筑功能装饰美化合为一体，达到节能环保效果。以上内容均应精细化的设计，才能有比较好的节能效益。

2商业综合体电气节能设计的主要原则

商业综合体一般位于城市核心地区，是某个地区商业化程度最高的地方，机电设计优先考虑可靠性和发展性，电气节能设计应在保证这两点的基础上对机电设计做出优化。电气节能设计所采用的设备、控制方式、新能源系统不宜采用最先进的实验室技术，而应采用先进、实用、成熟的主流技术，并预留有发展空间。[3]建筑智能化系统在建筑运行过程中十分便利，不仅能很方便的对机电设备实现节能运行和控制，还能节约操作人员数量，电气节能设计应接入或预留接口接入建筑智能化系统。电气节能设计对原机电系统设计应有促进作用，对建筑结构系统不应有太大的调整，电气节能设计应做经济分析比较，不能一味的求新求全，对具体的建筑用合适的电气节能措施。

3商业综合体电气节能设计的具体措施

3.1机电设备的主要设备选型

①配电变压器的选型：商业综合体一般由当地供电部门引来高压电源，当地供电部门能提供20KV电源的应尽量采用20KV电源，20KV线路比10KV线路在提高输电能力、促进节能降损、加大供电半径方面具有显著优势。变压器应选择低磁滞损耗和低涡流损耗材料和工艺的产品，比如非晶合金铁芯变压器或立体卷铁芯变压器[4]。②配电线路应采用铜芯母线槽或铜芯电缆、电线，电缆截面应按经济电流选择。③低压集中无功补偿装置应采用动态无功补偿装置，动态无功补偿装置能动态的跟踪补偿负载的功率因数，比延时投切的静态无功补偿装置补偿精度更高，更好的抑制谐波电流，减少无功功率在线路中传输引起的损耗。④电动机（水泵、风机、电梯扶梯等）应采用高效节能型产品，在安全、经济合理条件下，异步电动机宜采用就地补偿无功功率，提高功率因数，降低损耗。[5]采用变频器调速时，电动机的无功功率不应穿越变频器的直流环节，不可在电动机处设置补偿功率因数的并联电容器。⑤主要场所的功能性照明光源应采用符合要求（显色性、色温、色偏差等）的LED光源，重点照明、装饰照明等可选择其它光源。主要场所得功能性照明应选用高效率、光通维持率高、配光曲线合理、利用系数高的灯具，严格准守国家规范要求的照明功率密度值。LED灯应选择质量好、寿命长、谐波低的产品。⑥新能源系统，商业综合体用的较多的是集中太阳能热水系统，太阳能光伏发电系统，应采用技术成熟可靠的成套产品，便于接入建筑智能化系统的成套产品。

3.2机电设备的电气节能控制

①商业综合体中的所有电梯应采用变频控制，扶梯采用时间控+感应控的控制方式。②生活水泵采用变频控制，多台不同高低分区的生活水泵可根据运行情况合用一台或多台变频控制器。③冷冻机组应采用变频控制，在多台冷冻机组分别为不同的分区制冷时，应为每台冷冻机组配置变频控制；同一分区并列供冷的多台冷冻机组可合用一台变频控制④照明控制：办公室、商业室内等用普通开关控制室内场所的灯具应平行于外窗设置照明回路，以便照度足够时减少部分灯具的开启；后勤人员通道或楼梯等，除了值班或巡视照明外，其余灯具均应采用感应控制；经营场所、走道区域的灯具可采用分时分段开启的控制方式，在人流量少时少开灯具，人流量高时多开灯具，歇业时间只留巡视照明；泛光、园林照明可采用时间控制；大堂、宴会厅、高档会议室宜设置智能照明系统，除了利用光传感器控制灯具开启而保持照度恒定外，还可以为会议、宴会等提供合适的场景照明。⑤展示屏等采用时间控制[6]。

3.3供配电系统的电气节能控制

供配电系统将变配电房设置在负荷中心附近，可减少线路长度，保证电压，减少线路损耗。供配电系统采用合适的集中和就地补偿并自动投切，可减少无功功率在线路中的传输，减少损耗。[7]商业综合体的机电设备一般都考虑了按所有季节、所有时段使用的各种设备，可以根据具体外部环境来开启相应的设备，比如季节性的制冷制暖设备，电气设计时尽量将同一季节设备设置在同一变压器中，以便在条件允许时停运相应的空调设备和变压器，在满足使用功能的情况下减少损耗。供配电系统应考虑变压器的经济运行，以此确定适宜的变压器台数。

3.4新能源系统的采用

太阳能集中热水系统：比较适用于商业综合体中的公寓、酒店，利用太阳能和热泵配合锅炉、燃气热水器提供热水，使热水的价格更为低廉。与建筑结合的并网太阳能光伏发电系统：因商业综合体体量大，功能多，人流量大，屋顶也可能是人们的活动空间，太阳能光伏发电系统一定要与建筑屋面或立面相结合，才能发挥更大的效能。[8]可将封装好的光伏组件安装在建筑物的屋顶上，也可以将光伏器件与建筑材料集成化，如将太阳能光伏电池制作成光伏玻璃幕墙、太阳能电池瓦等，即可开发和利用新能源，又保证了建筑装饰美化。并网光伏发电系统发出的直流电经逆变器转成交流电输送到电网，可创造一定的经济价值。

3.5建筑智能化系统的节能意义

建筑智能化系统中的建筑设备监控系统和建筑能效监管系统对电气节能来说意义很大，在建筑运行阶段，建筑设备监控系统对每个建筑机电设备状态和运行参数都有很明确的显示，给运行人员进行节能控制提供了很好的依据，运行人员也可以通过建筑设备监控系统完成开启、部分开启、变频运行、停运等节能运行操作，也能在设备故障时完成应急操作。建筑能效监管系统能收集各个机电设备的累积运行数据，并提供给运行人员分析，从而总结出更好的电气节能措施。故商业综合体的电气节能设计一定要接入或预留接口接入建筑智能化系统。

结语

在商业综合体建筑中，各种用电负荷类型很多、功能很多，总用电负荷很大，做好电气节能设计，选择节能高效的设备，设计灵活的节能控制方式，设置适宜的新能源系统，接入先进可靠的建筑智能化系统，能产生很大的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]刘延鹏，姚雯雯.高层建筑电气设计中低压供配电系统可靠性分析[J].住宅与房地产，2017（35）：96.

[2]贾浚辰.高层建筑电气工程供配电系统设计研究[J].山东工业技术，2018（21）：104.

[3]刘大用.高层建筑电气工程供配电系统设计研究[J].智能城市，2018，4（16）：154~155.

[4]徐国华.现代高层建筑电气设计低压供配电系统的可靠性分析[J].住宅与房地产，2018（19）：131.

[5]蒋珊珊.高层建筑电气设计中低压供配电系统可靠性分析[J].低碳世界，2018（05）：43~44.

[6]邱慧萍.高层建筑电气设计中低压供配电系统安全性分析探讨[J].中国战略新兴产业，2017（48）：176.

[7]杨瑞杰.高层建筑电气设计中低压供配电系统可靠性研究[J].中国高新区，2017（16）：130.

[8]曾海涟，何宗楚.低压供配电系统在高层建筑电气设计中的可靠性探讨[J].建材与装饰，2015（48）：228-229.