办公楼建筑电气节能设计探讨

赵金行

摘 要：本文主要针对办公楼电气节能设计展开了探讨，通过结合具体的工程实例，并对电气节能的措施作了详细的阐述，以期能为类似的建筑电气节能设计提供有益的参考和借鉴。

关键词：办公楼建筑；电气节能；措施

电气节能是建筑节能不可或缺的一部分，在我国能源形势日益严峻的今天，做好建筑电气节能工作显得意义重大。而作为能耗大户的办公楼建筑，如何更好的进行电气节能成为了行业中普遍重视的问题。基于此，本文就办公楼电气节能设计进行了探讨，并通过结合具体的工程实例，对办公室建筑节能提供了一系列措施，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。

1 工程概况

某商务中心位于惠州市大亚湾荃湾港区，本建筑地上部分为研发办公用房及其配套服务用房，地下一层为设备用房及汽车库，地下二层平时为汽车库，战时为人防。地上为T1、T2、T3、3栋办公楼，最高楼建筑高度为64.7米。总建筑面积达到161817m2（其中地上约135030m2，地下约26787m2），建筑性质属一类高层公共建筑。

2 节能措施分析

据办公楼的性质，采取太阳能作为一种供应能源的途径，改变能源组成结构，做到节约能源，保护环境。主要考虑三种节能系统，即太阳能光伏发电系统、太阳能集光系统和LED室内照明系统。

2.1 太阳能光伏发电系统

太阳能光伏发电现在技术已成熟，而且使用的也很广泛。根据现阶段的数据，太阳能组件不同材料，其面积与输出功率的对应关系大约为110～150W/m2；太阳能电池组件的转换效率在11～15%左右，如表1所示。

表1 各种光伏材料的转换效率对比

太阳能光伏发电板安装之倾角、方向的不同，会导致其接受光能之多少而产生不同的发电效率（假设发电效率100%为安装在正南方、倾角23?为基准值）。另外，不同的气候情况、配置情况，其输出情况会有一定变化，会影响输出功率。

综合以上因素，太阳能光伏发电板可以得出发电量估价表，如表2所示。

地下面积约26787m2，根据《建筑照明设计标准》（GB50034-2013）地下车库LPD取2.5W/m2，地下室照明的总用电功率约67kW。故在此T1楼屋顶面敷设太阳能光伏发电板组件。硅片采用多晶硅，光伏组建有效面积约700m2，发电功率约70kW，主要供电给地下车库部分照明用电。按此安装方式做了投资估算，如表3所示。可见此方案虽然一次性投资较高，但节能效果较明显。

表2 发电量估价表

表3 投资估算

2.2 太阳能集光系统

太阳能集光就是集光照明系统的运用，此系统在国外发展的比较早，2004年引入国内。将天然光高效聚集、传递到室内阴暗的空间或地下建筑，可以有效地减少电能消耗，取得很好的采光照明效果，显著改善室内环境和增强人体健康，是太阳能光利用的一种有效方式。

通过室外的集光器，将天然光聚集到系统内，光线通过表面镀有纯银的高反射率反光管，使天然光得到强化和传输，再经过室内的散射装置，使光线在室内均匀分布，其系统原理图如下图所示。

图 太阳能集光系统原理图

此办公楼地下室建筑面积约为26785m2，就拟在地下室利用3000m2的车库来做集光照明系统分析此系统的节能效果。根据计算安装30套330mm的集光照明系统，可在白天满足国家标准要求的地下车库50lx的照度值。根据CIE昼光效能利用曲线计算，可利用的天然光时数如表4所示。

表4 可利用的天然光时数

根据以上计算结果大致每天可以10h不开灯，根据《建筑照明设计标准》（GB50034-2013）LPD取2.5W/m2，再做了一个地下车库全年节能效果分析，具体分析数据如表5所示。

表5 地下车库全年节能效果分析

根据上述计算表可知安装集光照明系统后，3000m2的地下车库每年可节省电费65700-38325=27375（元），而且设备的使用寿命在30a以上，且无需维护。投资估算表如表6所示。

表6 投资估算表

2.3 LED室內照明系统

半导体照明（LED）的诞生是世界照明光源的第三次大革命。作为新型高效固体光源，半导体照明具有寿命超长、节能环保、安全可靠及健康舒适等优点，将成为人类照明史上的又一次重大飞跃。目前，国内外LED产品线十分丰富，建筑照明中常用的筒灯、射灯及格栅荧光灯等均已有LED的替代产品。

LED灯与普通节能灯的节能分析如表7所示。以一盏灯为例，每天开启时间为12h，电费以1.00元/kW·h计算。原36W普通日光灯其实际用电量为40W（以普通电子式镇流器为参考），由于电网电压升高时耗电将增加，启动时功率也较平时大，总功率较LED日光灯的大，线路损耗将加大。

表7 LED灯与普通节能灯的节能分析

以上只针对灯具部分进行分析，根据使用LED灯具和普通节能灯的对比，使用LED灯具会使设计电流总负荷降低，所以，也会节约相当可观的照明电缆和配电箱的费用。以上灯具在各自给出的功率规格下，其发光强度一样。另外，LED日光灯的使用寿命长达50000～80000h，免除了普通日光灯经常更换的烦恼。

3 结语

综上所述，对于办公室建筑电气的节能工作，我们需要在节能设计中结合建筑设计特点，采取科学的节能技术措施，选择经济合理的节能方案，在降低建筑耗能的同时，做到电气系统安全可靠，节约投资，减少能耗，使用管理方便，最终实现经济可持续的高速发展。

参考文献

[1]常旭、吕欣.政府办公楼电气设计节能措施探讨[J].商情.2014（22）.

[2]李秀珍.电气照明设计中的节能措施[J].内蒙古林业调查设计.2009（04）.

[3]刘雪莲.建筑电气节能设计措施分析[J].科技创新与应用.2014（24）.