辦公樓電氣設(shè)計(jì)的節(jié)能措施探討

付堯 鄭莉

摘要：伴隨國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，能源的消耗也在急劇增加，節(jié)約使用電能已成為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一項(xiàng)重大政策，也是辦公樓電氣設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。因此，在辦公樓電氣設(shè)計(jì)中，應(yīng)精心考慮，采用多種措施節(jié)約電能。本文將從不同視角探討如何使辦公樓電氣設(shè)計(jì)更加合理。

關(guān)鍵詞：辦公樓；電氣設(shè)計(jì)；節(jié)能措施

1、用電負(fù)荷計(jì)算

合理選擇用電負(fù)荷計(jì)算方法會(huì)達(dá)到節(jié)能節(jié)材的目的，避免不必要的投資和浪費(fèi)。用電負(fù)荷計(jì)算方法宜按以下原則選?。悍桨冈O(shè)計(jì)階段可采用單位面積功率法；擴(kuò)初階段可采用需要系數(shù)法；施工圖設(shè)計(jì)階段應(yīng)采用需要系數(shù)法。

2、變壓器的選擇

對(duì)變壓器可以依靠降低損耗、提高運(yùn)行效率來實(shí)現(xiàn)其節(jié)能效果。首先，應(yīng)選擇節(jié)能環(huán)保型變壓器，高導(dǎo)磁的優(yōu)質(zhì)冷軋晶粒取向硅鋼片和先進(jìn)制造工藝使硅鋼片的磁場方向接近一致，可以鐵心的渦流損耗；良好的接縫密合，可減少漏磁損耗。節(jié)能型變壓器，因其具有損耗低、質(zhì)量輕、效率高、抗沖擊、節(jié)能顯著等優(yōu)點(diǎn)，在近年得到了廣泛的應(yīng)用。其次，合理選擇變壓器的臺(tái)數(shù)與容量，使其容量和電力負(fù)荷相適應(yīng)。變壓器的容量應(yīng)根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇，季節(jié)性負(fù)荷適合采用單獨(dú)變壓器供電。

3、電動(dòng)機(jī)的節(jié)能

減少電動(dòng)機(jī)損耗的主要途徑是提高電動(dòng)機(jī)的工作效率和功率因數(shù)，但是在具體工程中電動(dòng)機(jī)通常都是水暖及建筑等專業(yè)設(shè)備配套的，因此電氣設(shè)計(jì)節(jié)能措施主要在運(yùn)行過程中。除了就地電容器補(bǔ)償減少線路損耗外，還應(yīng)減少電動(dòng)機(jī)低效率的輕載和空載運(yùn)行。主要的措施是采用變頻調(diào)速控制電動(dòng)機(jī)，使其適應(yīng)負(fù)載的變化，以提高電動(dòng)機(jī)輕載時(shí)的效率從而達(dá)到節(jié)約電能的目的。

4、照明節(jié)能設(shè)計(jì)

首先，充分利用自然采光，以降低白天時(shí)人工照明對(duì)能源的消耗。充分利用自然光源是照明節(jié)能工程中的一個(gè)重要內(nèi)容。白天盡可能利用天然光源，使辦公樓物內(nèi)獲得穩(wěn)定的光照條件。

其次，合理選用光源、燈具及附件。其一，選擇高效、節(jié)能、環(huán)保的光源。選擇照明光源時(shí)，應(yīng)盡量減少白熾燈的使用量，一般情況下室外照明不應(yīng)采用白熾燈。當(dāng)懸掛高度大于4.5m時(shí)，宜采用高壓鈉燈和金屬鹵化物燈，多用于高大廠房、商場及體育館照明及室外照明等；當(dāng)懸掛高度在4.5m以下時(shí)，宜采用熒光燈，應(yīng)選T8熒光燈和緊湊型熒光燈，有條件時(shí)，應(yīng)采用T5熒光燈，多用于辦公樓、住宅、寫字樓等。LED照明燈適用于多種場合的動(dòng)態(tài)照明、室外照明、景觀照明等。一般照明場所不宜采用熒光高壓汞燈，不應(yīng)采用自鎮(zhèn)流熒光高壓汞燈，盡可能推廣使用高光效、長壽命的高壓鈉燈和金屬鹵化物燈。其二，選用配光合理、效率高的燈具。在滿足眩光限制的條件下，應(yīng)優(yōu)先選用開啟式直接照明燈具，盡量少用帶漫射透光罩的包合式燈具和裝有格柵的燈具樣式，一般室內(nèi)的燈具效率不低于70%，并要求燈具的反射罩具有較高的反射比；選用光利用系數(shù)高的燈具；選用高光通量維持率的燈具；盡可能選擇不帶光學(xué)附件的燈具；采用空調(diào)和照明一體化的燈具，同時(shí)應(yīng)考慮燈具的布置、燈具與辦公樓圍護(hù)結(jié)構(gòu)的距離以及燈具的距離比是否科學(xué)合理。其三，節(jié)能鎮(zhèn)流器的選用。應(yīng)盡可能采用節(jié)能型電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器，以達(dá)到節(jié)能的目的。

最后，采用智能化的照明控制系統(tǒng)來提高能源的利用率、降低能耗總量。。采用智能化的照明控制系統(tǒng)，可以提高照明質(zhì)量，減少不必要的開燈時(shí)間、數(shù)量和過高的照度，有利于照明的節(jié)能；同時(shí)可以延長燈具和電器附件的使用壽命，提高照明系統(tǒng)的可靠性；可以通過系統(tǒng)控制不同工作場合的照明模式，實(shí)現(xiàn)照明場景的多樣化，以滿足人們對(duì)照明舒適度和情趣的多種要求。

5、配電線路損耗

配電線路電能的損耗取決于線路的阻抗和電流，與阻抗成正比、與電流的平方成正比；而線路的阻抗與導(dǎo)線的導(dǎo)電率和長度成正比，與導(dǎo)線的截面積成反比。因此配電線路選用高導(dǎo)電率的導(dǎo)體，盡量采用銅芯線，不采用鋁芯線；在滿足規(guī)范要求的情況下，盡量提高電壓等級(jí)和功率因數(shù)，以降低電流。如今照明大量采用熒光燈，配置電感鎮(zhèn)流器，其功率因數(shù)很低，僅約0.5，而就地加電容補(bǔ)償器或采用電子鎮(zhèn)流器，其功率因數(shù)可達(dá)約0.9，這樣一來，采用電子鎮(zhèn)流器的線路電流只有采用電感鎮(zhèn)流器的5/9，而線路損耗在只考慮電阻時(shí)只有1/3.24。

對(duì)沒有特殊要求的場所，盡量采用三相供電，而避免采用單相供電，也可降低電流。三相與單相供電線路損耗比較，假設(shè)線路長度一樣，負(fù)荷為電阻性負(fù)載且三相完全平衡，單相線路導(dǎo)線截面積S1=16mm2，三相線路導(dǎo)線截面積S2=4mm2，那么單相線路電阻R1為三相線路電阻R2的1/4，在負(fù)載功率相同時(shí)，單相線路電流I1為三相線路電流I2的3倍，在只考慮線路電阻損耗時(shí)，單相線路損耗P1為三相線路損耗P2的1.5倍。由于三相頁荷完全平衡，N線電流為0，因此N線沒有損耗。此外，應(yīng)避免導(dǎo)線穿管產(chǎn)生渦流，造成電能損耗。對(duì)銅外套的礦物絕緣電纜，應(yīng)按一定的規(guī)則排列進(jìn)行安裝，把渦流降到最少。

6、提高系統(tǒng)功率因數(shù)

提高設(shè)備的自然功率因數(shù)。供配電設(shè)計(jì)中應(yīng)通過正確選擇電動(dòng)機(jī)、變壓器的容量以及照明燈具啟動(dòng)器，降低線路感抗，提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)。應(yīng)優(yōu)先考慮采用功率因數(shù)較高的同步發(fā)電機(jī)，熒光燈可采用高次諧波系數(shù)低于15%的電子鎮(zhèn)流器等。

補(bǔ)償電容法提高功率因數(shù)。當(dāng)自然功率因數(shù)偏低，達(dá)不到電網(wǎng)合理運(yùn)行要求時(shí)，應(yīng)采用并聯(lián)電力電容器作為無功補(bǔ)償裝置?！?無功補(bǔ)償設(shè)備應(yīng)適當(dāng)靠近無功源，低壓用電設(shè)備產(chǎn)生的無功功率宜由低壓側(cè)的電容器來補(bǔ)償，高壓用電設(shè)備產(chǎn)生的無功功率應(yīng)由高壓側(cè)的電容器來補(bǔ)償。○2用電設(shè)備集中的地方采用成組補(bǔ)償，辦公樓內(nèi)的其他無功功率主要在變電所二次側(cè)集中補(bǔ)償，并多采用自動(dòng)無功功率補(bǔ)償加工固定補(bǔ)償方式?！?對(duì)供電點(diǎn)較遠(yuǎn)、容量較大，負(fù)荷平穩(wěn)、經(jīng)常使用的設(shè)備多采用就地補(bǔ)償。容量超過10Kv的風(fēng)機(jī)、水泵、傳送帶等設(shè)置就地補(bǔ)償裝置；空調(diào)主機(jī)及冷凍泵等常在其附近設(shè)專用變電所，可以集中補(bǔ)償，但若供電距離超過20m時(shí)，最好采用就地補(bǔ)償?！?當(dāng)配電系統(tǒng)中諧波電流較嚴(yán)重時(shí)，無功補(bǔ)償容量的計(jì)算應(yīng)考慮諧波的影響。

7、電氣設(shè)備節(jié)能控制

辦公樓內(nèi)能源機(jī)電設(shè)備的能耗占辦公樓能耗的絕大部分。隨著辦公樓智能化的發(fā)展，樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS）的廣泛應(yīng)用，采用節(jié)能控制，綜合應(yīng)用信息通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)化控制等智能化技術(shù)對(duì)辦公樓內(nèi)能源機(jī)電設(shè)備實(shí)施集中監(jiān)控和能效管理，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化控制和管理，達(dá)到提高能效、降低能耗的節(jié)能目標(biāo)。

其中，空調(diào)系統(tǒng)是辦公樓物中的耗能大戶，其用電量約占整個(gè)辦公樓用電量的70%，因此中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制顯得尤為重要，其主要內(nèi)容包括：熱交換系統(tǒng)溫差與流量的優(yōu)化控制；定風(fēng)量全空氣系統(tǒng)的空調(diào)機(jī)組的優(yōu)化控制；變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化控制；冷凍水與冷卻水系統(tǒng)的優(yōu)化控制；冰蓄冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制；水蓄冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制，等等。此外，電動(dòng)機(jī)的正確選型、調(diào)速方法、基于負(fù)荷檢測的臺(tái)數(shù)控制等以及電梯的合理選型、停層計(jì)劃及群控策略等也是較為有效的節(jié)能措施。

8、結(jié)語

建設(shè)節(jié)約型社會(huì)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，不僅關(guān)系到黨和國家、政府制定的各項(xiàng)法律、法規(guī)等，還需要我們社會(huì)的每一個(gè)成員切實(shí)行動(dòng)起來，從現(xiàn)在做起，節(jié)約每一度電，每一份能源。

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