辦公樓建筑電氣節(jié)能設計探討

趙金行

摘 要：本文主要針對辦公樓電氣節(jié)能設計展開了探討，通過結合具體的工程實例，并對電氣節(jié)能的措施作了詳細的闡述，以期能為類似的建筑電氣節(jié)能設計提供有益的參考和借鑒。

關鍵詞：辦公樓建筑；電氣節(jié)能；措施

電氣節(jié)能是建筑節(jié)能不可或缺的一部分，在我國能源形勢日益嚴峻的今天，做好建筑電氣節(jié)能工作顯得意義重大。而作為能耗大戶的辦公樓建筑，如何更好的進行電氣節(jié)能成為了行業(yè)中普遍重視的問題?；诖?，本文就辦公樓電氣節(jié)能設計進行了探討，并通過結合具體的工程實例，對辦公室建筑節(jié)能提供了一系列措施，相信對有關方面的需要能有一定的幫助。

1 工程概況

某商務中心位于惠州市大亞灣荃灣港區(qū)，本建筑地上部分為研發(fā)辦公用房及其配套服務用房，地下一層為設備用房及汽車庫，地下二層平時為汽車庫，戰(zhàn)時為人防。地上為T1、T2、T3、3棟辦公樓，最高樓建筑高度為64.7米。總建筑面積達到161817m2（其中地上約135030m2，地下約26787m2），建筑性質屬一類高層公共建筑。

2 節(jié)能措施分析

據(jù)辦公樓的性質，采取太陽能作為一種供應能源的途徑，改變能源組成結構，做到節(jié)約能源，保護環(huán)境。主要考慮三種節(jié)能系統(tǒng)，即太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、太陽能集光系統(tǒng)和LED室內照明系統(tǒng)。

2.1 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)

太陽能光伏發(fā)電現(xiàn)在技術已成熟，而且使用的也很廣泛。根據(jù)現(xiàn)階段的數(shù)據(jù)，太陽能組件不同材料，其面積與輸出功率的對應關系大約為110～150W/m2；太陽能電池組件的轉換效率在11～15%左右，如表1所示。

表1 各種光伏材料的轉換效率對比

太陽能光伏發(fā)電板安裝之傾角、方向的不同，會導致其接受光能之多少而產生不同的發(fā)電效率（假設發(fā)電效率100%為安裝在正南方、傾角23?為基準值）。另外，不同的氣候情況、配置情況，其輸出情況會有一定變化，會影響輸出功率。

綜合以上因素，太陽能光伏發(fā)電板可以得出發(fā)電量估價表，如表2所示。

地下面積約26787m2，根據(jù)《建筑照明設計標準》（GB50034-2013）地下車庫LPD取2.5W/m2，地下室照明的總用電功率約67kW。故在此T1樓屋頂面敷設太陽能光伏發(fā)電板組件。硅片采用多晶硅，光伏組建有效面積約700m2，發(fā)電功率約70kW，主要供電給地下車庫部分照明用電。按此安裝方式做了投資估算，如表3所示?？梢姶朔桨鸽m然一次性投資較高，但節(jié)能效果較明顯。

表2 發(fā)電量估價表

表3 投資估算

2.2 太陽能集光系統(tǒng)

太陽能集光就是集光照明系統(tǒng)的運用，此系統(tǒng)在國外發(fā)展的比較早，2004年引入國內。將天然光高效聚集、傳遞到室內陰暗的空間或地下建筑，可以有效地減少電能消耗，取得很好的采光照明效果，顯著改善室內環(huán)境和增強人體健康，是太陽能光利用的一種有效方式。

通過室外的集光器，將天然光聚集到系統(tǒng)內，光線通過表面鍍有純銀的高反射率反光管，使天然光得到強化和傳輸，再經過室內的散射裝置，使光線在室內均勻分布，其系統(tǒng)原理圖如下圖所示。

圖 太陽能集光系統(tǒng)原理圖

此辦公樓地下室建筑面積約為26785m2，就擬在地下室利用3000m2的車庫來做集光照明系統(tǒng)分析此系統(tǒng)的節(jié)能效果。根據(jù)計算安裝30套330mm的集光照明系統(tǒng)，可在白天滿足國家標準要求的地下車庫50lx的照度值。根據(jù)CIE晝光效能利用曲線計算，可利用的天然光時數(shù)如表4所示。

表4 可利用的天然光時數(shù)

根據(jù)以上計算結果大致每天可以10h不開燈，根據(jù)《建筑照明設計標準》（GB50034-2013）LPD取2.5W/m2，再做了一個地下車庫全年節(jié)能效果分析，具體分析數(shù)據(jù)如表5所示。

表5 地下車庫全年節(jié)能效果分析

根據(jù)上述計算表可知安裝集光照明系統(tǒng)后，3000m2的地下車庫每年可節(jié)省電費65700-38325=27375（元），而且設備的使用壽命在30a以上，且無需維護。投資估算表如表6所示。

表6 投資估算表

2.3 LED室內照明系統(tǒng)

半導體照明（LED）的誕生是世界照明光源的第三次大革命。作為新型高效固體光源，半導體照明具有壽命超長、節(jié)能環(huán)保、安全可靠及健康舒適等優(yōu)點，將成為人類照明史上的又一次重大飛躍。目前，國內外LED產品線十分豐富，建筑照明中常用的筒燈、射燈及格柵熒光燈等均已有LED的替代產品。

LED燈與普通節(jié)能燈的節(jié)能分析如表7所示。以一盞燈為例，每天開啟時間為12h，電費以1.00元/kW·h計算。原36W普通日光燈其實際用電量為40W（以普通電子式鎮(zhèn)流器為參考），由于電網(wǎng)電壓升高時耗電將增加，啟動時功率也較平時大，總功率較LED日光燈的大，線路損耗將加大。

表7 LED燈與普通節(jié)能燈的節(jié)能分析

以上只針對燈具部分進行分析，根據(jù)使用LED燈具和普通節(jié)能燈的對比，使用LED燈具會使設計電流總負荷降低，所以，也會節(jié)約相當可觀的照明電纜和配電箱的費用。以上燈具在各自給出的功率規(guī)格下，其發(fā)光強度一樣。另外，LED日光燈的使用壽命長達50000～80000h，免除了普通日光燈經常更換的煩惱。

3 結語

綜上所述，對于辦公室建筑電氣的節(jié)能工作，我們需要在節(jié)能設計中結合建筑設計特點，采取科學的節(jié)能技術措施，選擇經濟合理的節(jié)能方案，在降低建筑耗能的同時，做到電氣系統(tǒng)安全可靠，節(jié)約投資，減少能耗，使用管理方便，最終實現(xiàn)經濟可持續(xù)的高速發(fā)展。

參考文獻

[1]常旭、呂欣.政府辦公樓電氣設計節(jié)能措施探討[J].商情.2014（22）.

[2]李秀珍.電氣照明設計中的節(jié)能措施[J].內蒙古林業(yè)調查設計.2009（04）.

[3]劉雪蓮.建筑電氣節(jié)能設計措施分析[J].科技創(chuàng)新與應用.2014（24）.