办公楼电气设计的节能措施探讨

付尧 郑莉

摘要：伴随国民经济的飞速发展，能源的消耗也在急剧增加，节约使用电能已成为我国经济建设中的一项重大政策，也是办公楼电气设计的重要环节。因此，在办公楼电气设计中，应精心考虑，采用多种措施节约电能。本文将从不同视角探讨如何使办公楼电气设计更加合理。

关键词：办公楼；电气设计；节能措施

1、用电负荷计算

合理选择用电负荷计算方法会达到节能节材的目的，避免不必要的投资和浪费。用电负荷计算方法宜按以下原则选取：方案设计阶段可采用单位面积功率法；扩初阶段可采用需要系数法；施工图设计阶段应采用需要系数法。

2、变压器的选择

对变压器可以依靠降低损耗、提高运行效率来实现其节能效果。首先，应选择节能环保型变压器，高导磁的优质冷轧晶粒取向硅钢片和先进制造工艺使硅钢片的磁场方向接近一致，可以铁心的涡流损耗；良好的接缝密合，可减少漏磁损耗。节能型变压器，因其具有损耗低、质量轻、效率高、抗冲击、节能显著等优点，在近年得到了广泛的应用。其次，合理选择变压器的台数与容量，使其容量和电力负荷相适应。变压器的容量应根据计算负荷选择，季节性负荷适合采用单独变压器供电。

3、电动机的节能

减少电动机损耗的主要途径是提高电动机的工作效率和功率因数，但是在具体工程中电动机通常都是水暖及建筑等专业设备配套的，因此电气设计节能措施主要在运行过程中。除了就地电容器补偿减少线路损耗外，还应减少电动机低效率的轻载和空载运行。主要的措施是采用变频调速控制电动机，使其适应负载的变化，以提高电动机轻载时的效率从而达到节约电能的目的。

4、照明节能设计

首先，充分利用自然采光，以降低白天时人工照明对能源的消耗。充分利用自然光源是照明节能工程中的一个重要内容。白天尽可能利用天然光源，使办公楼物内获得稳定的光照条件。

其次，合理选用光源、灯具及附件。其一，选择高效、节能、环保的光源。选择照明光源时，应尽量减少白炽灯的使用量，一般情况下室外照明不应采用白炽灯。当悬挂高度大于4.5m时，宜采用高压钠灯和金属卤化物灯，多用于高大厂房、商场及体育馆照明及室外照明等；当悬挂高度在4.5m以下时，宜采用荧光灯，应选T8荧光灯和紧凑型荧光灯，有条件时，应采用T5荧光灯，多用于办公楼、住宅、写字楼等。LED照明灯适用于多种场合的动态照明、室外照明、景观照明等。一般照明场所不宜采用荧光高压汞灯，不应采用自镇流荧光高压汞灯，尽可能推广使用高光效、长寿命的高压钠灯和金属卤化物灯。其二，选用配光合理、效率高的灯具。在满足眩光限制的条件下，应优先选用开启式直接照明灯具，尽量少用带漫射透光罩的包合式灯具和装有格栅的灯具样式，一般室内的灯具效率不低于70%，并要求灯具的反射罩具有较高的反射比；选用光利用系数高的灯具；选用高光通量维持率的灯具；尽可能选择不带光学附件的灯具；采用空调和照明一体化的灯具，同时应考虑灯具的布置、灯具与办公楼围护结构的距离以及灯具的距离比是否科学合理。其三，节能镇流器的选用。应尽可能采用节能型电子镇流器或节能型电感镇流器，以达到节能的目的。

最后，采用智能化的照明控制系统来提高能源的利用率、降低能耗总量。。采用智能化的照明控制系统，可以提高照明质量，减少不必要的开灯时间、数量和过高的照度，有利于照明的节能；同时可以延长灯具和电器附件的使用寿命，提高照明系统的可靠性；可以通过系统控制不同工作场合的照明模式，实现照明场景的多样化，以满足人们对照明舒适度和情趣的多种要求。

5、配电线路损耗

配电线路电能的损耗取决于线路的阻抗和电流，与阻抗成正比、与电流的平方成正比；而线路的阻抗与导线的导电率和长度成正比，与导线的截面积成反比。因此配电线路选用高导电率的导体，尽量采用铜芯线，不采用铝芯线；在满足规范要求的情况下，尽量提高电压等级和功率因数，以降低电流。如今照明大量采用荧光灯，配置电感镇流器，其功率因数很低，仅约0.5，而就地加电容补偿器或采用电子镇流器，其功率因数可达约0.9，这样一来，采用电子镇流器的线路电流只有采用电感镇流器的5/9，而线路损耗在只考虑电阻时只有1/3.24。

对没有特殊要求的场所，尽量采用三相供电，而避免采用单相供电，也可降低电流。三相与单相供电线路损耗比较，假设线路长度一样，负荷为电阻性负载且三相完全平衡，单相线路导线截面积S1=16mm2，三相线路导线截面积S2=4mm2，那么单相线路电阻R1为三相线路电阻R2的1/4，在负载功率相同时，单相线路电流I1为三相线路电流I2的3倍，在只考虑线路电阻损耗时，单相线路损耗P1为三相线路损耗P2的1.5倍。由于三相页荷完全平衡，N线电流为0，因此N线没有损耗。此外，应避免导线穿管产生涡流，造成电能损耗。对铜外套的矿物绝缘电缆，应按一定的规则排列进行安装，把涡流降到最少。

6、提高系统功率因数

提高设备的自然功率因数。供配电设计中应通过正确选择电动机、变压器的容量以及照明灯具启动器，降低线路感抗，提高用电设备的自然功率因数。应优先考虑采用功率因数较高的同步发电机，荧光灯可采用高次谐波系数低于15%的电子镇流器等。

补偿电容法提高功率因数。当自然功率因数偏低，达不到电网合理运行要求时，应采用并联电力电容器作为无功补偿装置。○1无功补偿设备应适当靠近无功源，低压用电设备产生的无功功率宜由低压侧的电容器来补偿，高压用电设备产生的无功功率应由高压侧的电容器来补偿。○2用电设备集中的地方采用成组补偿，办公楼内的其他无功功率主要在变电所二次侧集中补偿，并多采用自动无功功率补偿加工固定补偿方式。○3对供电点较远、容量较大，负荷平稳、经常使用的设备多采用就地补偿。容量超过10Kv的风机、水泵、传送带等设置就地补偿装置；空调主机及冷冻泵等常在其附近设专用变电所，可以集中补偿，但若供电距离超过20m时，最好采用就地补偿。○4当配电系统中谐波电流较严重时，无功补偿容量的计算应考虑谐波的影响。

7、电气设备节能控制

办公楼内能源机电设备的能耗占办公楼能耗的绝大部分。随着办公楼智能化的发展，楼宇自动化系统（BAS）的广泛应用，采用节能控制，综合应用信息通信、计算机网络、自动化控制等智能化技术对办公楼内能源机电设备实施集中监控和能效管理，从而实现系统的最优化控制和管理，达到提高能效、降低能耗的節能目标。

其中，空调系统是办公楼物中的耗能大户，其用电量约占整个办公楼用电量的70%，因此中央空调系统的节能控制显得尤为重要，其主要内容包括：热交换系统温差与流量的优化控制；定风量全空气系统的空调机组的优化控制；变风量空调系统的优化控制；冷冻水与冷却水系统的优化控制；冰蓄冷系统的优化控制；水蓄冷系统的优化控制，等等。此外，电动机的正确选型、调速方法、基于负荷检测的台数控制等以及电梯的合理选型、停层计划及群控策略等也是较为有效的节能措施。

8、结语

建设节约型社会是一项系统工程，不仅关系到党和国家、政府制定的各项法律、法规等，还需要我们社会的每一个成员切实行动起来，从现在做起，节约每一度电，每一份能源。

参考文献：

[1]闫峰：《浅谈某办公楼的电气设计》[J]低温建筑技术，2013（06）

[2]任红：《某办公楼电气系统节能设计》[J]建筑电气，2013（08）

[3]付成锋：《解析写字楼项目电气设计》[J]城市建筑，2013（08）