王升波 张式磊

【摘 要】近年来由于国民经济高速发展，对电力需求快速增长由于发电装机容量和电网供电能力不足，全国大部分地区出现了不同程度的拉闸限电现象，因此节约电能具有现实的紧迫性。本文从办公建筑电气节能入手列举出简单而行之有效的节能设计方法。

【关键词】节能措施；供配电系统；电气设备；电气照明

0.前言

随着我国国民经济的高速发展，对能源的需求也不断增加。在此背景下，党中央、国务院提出建立节约型社会，在全社会大力提倡节约能源。目前建筑电气设计中普遍存在能源浪费和设计不合理情况，使得我国单位面积的建筑能耗是发达国家的2倍-3倍，由此可见，建筑电气节能空间充裕，而从我国“节约能源”的国策方针上考虑，建筑的电气节能设计已经刻不容缓。

1.办公建筑电气节能的必要性

能源相对缺乏的国情说明我国存在能耗矛盾这一现象，电能的供求矛盾日益激化已经严重影响到我国经济发展，当前针对能源的首要目标是节能，其次才是开发环保的新能源。显然，建筑电气节能有助于缓解这一矛盾，大范围的节能对于推动国民经济发展起到积极作用。此外，建筑电气节能体现了节能技术的进步和成熟，同时也是降低建筑使用成本的有效方法。增强设计者和使用者的电气节能意识，重视环境保护和节能减排是建筑设计中面临的新的挑战。

2.建筑电气节能的设计原则

节省无关消耗，在与建筑物功能无关的方面节省是节能的着眼点，在节能设计中最大限度地节省无关消耗（如大的照明容量、传输线路损耗等）是节能的第一步。设计中要本着技术先进的思想，大力推广低能耗、无污染新技术的使用。作者认为电气设计中应围绕以下几点进行：

2.1供配电系统节能设计

供配电系统的节能设计要求尽可能地减少在电能变压、传输、使用过程中的损耗及使用中的节能。

（1）根据办公建筑的供电距离、负荷容量以及办公建筑中用电设备的特点等因素设计合理、简单、安全可靠的供配电系统。

（2）变压器的节能设计。首先在选用变压器时，尽量选择节能型变压器（SCB10、S9、SC8等），它们采用45度全斜度接缝结构，有效防止漏磁损耗；材料选择冷轧取向矽钢片，减少了涡流损耗。再者要选择合适的变压器台数和容量，根据季节灵活地投切变压器，既不能使变压器轻载运行，也不能使变压器过载运行。综合考虑运行费用和投资比，合理分配负荷，综合多方面因素并结合实际工程经验，同时考虑变压器在使用期内预留适当的裕量，变压器最经济节能运行的负载率一般在60%～80%之间。

（3）通过采用电力综合监控系统，对负荷进行合理分配，使变压器工作在高效低耗区。设计采用电力节能监控控制系统，通过测量各出线回路的电压、电流、功率因数等实时参数，合理分配电能负荷，并通过合理调整电动机启动顺序，避免大容量电机同时启动等措施，实现节能降耗。

（4）当线路接通，输送电能之时，电能损耗就开始产生。线路上的损耗与线路阻抗参数和负载负荷大小相关。提高电网的功率因数，减少电网的无功功率及降低导线中的电阻等，均能切实可行的降低电网中的线损。具体途径通过选择最短的供电线路，尽量选电阻率（ρ）较小的导线；通过合理确定电气功能用房的位置，变压器、大容量设备尽量接近负荷中心，这样缩短了配电半径，同时大大减少了传输线路的损耗。

2.2电气设备节能设计

（1）通过设计建筑物设备监控系统（BAS），统一管理调度空调、电梯、风机等设备的合理运行，在保证安全、舒适和满足必要的建筑使用要求的前提下，减少电力浪费消耗。

（2）通过门禁、智能控制系统对门窗的节能控制，实现门的开关与室内照明、空调的节能联动控制，减少空调制冷或制热损失；在自然光充足时关闭部分或全部灯光照明，夏天放下或改变遮阳板窗帘角度遮挡阳光，减少日光对室内的热辐射降低空调冷制负荷。

3.电气照明节能设计和方法

在工程设计中做好电气照明设计方案的优化，正确选用节能设备和器材，对照明设备采用节能控制方式，从而达到电气照明工程的节能目标。照明系统的节能设计是指在满足视觉要求、保证照明效果和照明质量的前提下，尽量减少照明的光能和热能损失。其中包括：天然光源及新能源的利用、照明器材的选择、照明的合理控制、优化照明方案等方面。

3.1天然光源的引入

天然光源的引入是最有效的节能措施，并且确实做到了“零污染”的目标。据统计，尤其是在大型办公建筑中，白天照明能耗占总照明能耗的比例已经超过了50%，因此，在条件允许的情况下，利用各种反光和导光装置将日光引到办公室内代替灯管照明，不仅能节约能源，而且在日光下工作不易疲劳。这方面已经加以利用的一个案例是多层办公楼中采用“光导采光系统”，这种系统是由漫射区域、采光区域和光导管构成，白天采日光以供照明，在日光不能满足照明要求时，辅以人工照明设备，使得天然光和人工照明构成相互协调的良好的照明环境。此外，利用天然光进行照明还有采光搁板、反射高窗、棱镜窗等措施。

3.2选用高效光源合理选用高效节能型光源，因白炽灯的发光效率低，不能满足节能要求，故办公楼照明不宜采用白炽灯

一般在办公室、会议室及高度较低的房间可以普遍使用直管型荧光灯，允许的话，采用管径不大于26毫米的细管径灯管，更大程度地达到节能和环保的要求，对个别对照明有特殊要求的房间，可以使用高压钠灯、金属卤化物灯等照明设备。近年来，兴起了另一种光源（绿色光源），即LED光源，LED灯具有光效高、低能耗、环保、无辐射等优点，一个6W的LED灯的照明效果相当于一个60W的传统灯泡。可见，LED光源具有巨大的潜力，在办公楼照明系统中会得到广泛的应用。

3.3配备高性能电气附件镇流器是荧光灯等电子镇流器不可缺少的附件，在办公楼的照明系统中，应配备电子镇流器

电子镇流器具有启动电压低、无频闪、噪声小等优点，其本身功耗比电感镇流器降低了50%～70%，能节电10%左右，节电效果显著。在气体放电灯比较集中的办公区域，还应安装补偿电容器。

3.4优化照明控制方式

首先，要改变传统的灯具照度全开的方式，增加照明开关点，充分利用天然光的照度范围和强度变化，实行照明分区控制策略。对于楼梯间和走道，可以安装声控开关或是节能自熄开关。其次，积极培养员工的节电意识，在非公共区域，做到人走灯熄。为各种灯具安装节能型的开关装置。

3.5优化照明方案

结合不同办公区域的不同用途和天然光的照度，尽量少用一般照明，尝试采用合理的混光照明，非均匀照明措施，注意把握高、中、低档的照度值。

4.结束语

目前的高层办公建筑电气设计中，因为供配电系统设计不合理、设备选型控制不节能和电气照明设计、使用过程中不节能而造成的电能浪费现象非常普遍，电气节能设计可挖掘的潜力很大，广大电气设计人员应在设计阶段就精心考虑各种可行的电气节能技术措施并付诸实施。同时也需要具体了解新的节能设备产品的运行原理、使用性能、节能效果，从技术、经济上进行多方比较，再合理选定节能设备和节能控制方案，以真正达到有效节能的目的。

【参考文献】

[1]国家标准.《建筑照明设计标准》GB50034-2004[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.

[2]谢社初.浅议建筑工程电气节能的主要方式[J].低压电器，2008，（24）：12-15.

[3]全国民用建筑工程设计技术措施（电气），2009.