МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОФИСНОГО ЗДАНИЯ

Аннотация. В статье рассматриваются направления повышения энергетической эффективности системы электроснабжения офисного здания. Приведён анализ существующих схем распределения электроэнергии и предложены мероприятия по модернизации, направленные на снижение потерь электроэнергии и повышение надёжности электроснабжения. Предложенные решения включают внедрение систем автоматизированного учёта электроэнергии (АСКУЭ), использование энергоэффективных источников освещения и интеграцию элементов автоматизированной системы управления зданием (BMS). Описаны технические преимущества реализации указанных мер.

Ключевые слова: энергоэффективность, электроснабжение, офисное здание, АСКУЭ, BMS, освещение, автоматизация, энергосбережение.

Введение.

Современные офисные здания характеризуются высокой плотностью электрических нагрузок, обусловленных эксплуатацией систем освещения, вентиляции, кондиционирования, серверного и офисного оборудования. В условиях роста тарифов на электроэнергию и действия Федерального закона № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» [5] актуальной задачей становится снижение энергопотребления без ущерба для функциональности инженерных систем.

Целью данного исследования является разработка и обоснование комплекса мероприятий, направленных на повышение энергетической эффективности системы электроснабжения офисного здания размером 54×18 м, состоящего из трёх этажей и подвала. Объектом анализа является система электроснабжения с вводно-распределительным устройством (ВРУ), главными распределительными щитами (ГРЩ), автоматическим вводом резерва (АВР) и распределительными шкафами этажей.

Обзор существующих решений.

В типовых офисных зданиях электроснабжение выполняется по радиальной схеме с разделением потребителей на силовые и осветительные группы. Основными нагрузками являются системы вентиляции и отопления, насосное оборудование, а также компьютерные рабочие места. Потери электроэнергии и нерациональное потребление часто связаны с отсутствием автоматизированного управления нагрузками и неэффективной эксплуатацией осветительных систем [4]. Международный стандарт ISO 50001:2018, который в Российской Федерации осуществляется через ГОСТ Р ИСО 50001-2023 [2] устанавливает требования к системам энергетического менеджмента и стимулирует применение автоматизированных систем мониторинга энергопотребления в зданиях.

Методы повышения энергетической эффективности.

1. Внедрение автоматизированной системы коммерческого учёта электроэнергии (АСКУЭ). АСКУЭ обеспечивает непрерывный сбор и обработку данных о потреблении электроэнергии всеми категориями нагрузок. Для рассматриваемого здания предлагается установка многотарифных счётчиков класса точности 0,5S на вводах этажных щитов и в ВРУ с передачей данных по цифровым каналам связи в диспетчерскую систему. Это позволяет отслеживать профили нагрузки, выявлять неэффективные участки и принимать управленческие решения в режиме реального времени [1].

2. Интеграция электроснабжения в систему автоматизации здания (BMS). BMS (Building Management System) представляет собой централизованную систему управления инженерными подсистемами здания. В контуре электроснабжения она включает следующие элементы: контроллеры управления нагрузками (освещение, вентиляция, кондиционирование), датчики присутствия, освещённости и температуры, исполнительные модули (реле, диммеры, частотные преобразователи), сервер сбора данных и пользовательский интерфейс, а также связь с АСКУЭ и системой диспетчеризации. Интеграция этих элементов позволяет оптимизировать режимы работы оборудования в зависимости от времени суток, присутствия персонала и внешних условий. Например, при отсутствии людей система автоматически отключает освещение и снижает потребление электроэнергии вентсистемами. По данным [1], внедрение BMS позволяет сократить общее энергопотребление офисных зданий на 20–25 %.

3. Повышение эффективности осветительных систем. Рекомендуется полная замена устаревших люминесцентных и галогенных светильников на светодиодные источники света с КПД более 120 лм/Вт. Для помещений общего пользования и лестничных клеток предусматривается установка датчиков движения, а для рабочих зон — систем диммирования с автоматической регулировкой уровня освещённости. Совместное использование LED-освещения и BMS позволяет адаптировать световую среду к реальным условиям эксплуатации и дополнительно снизить энергопотребление до 30 % [3].

4. Повышение надёжности электроснабжения. Для обеспечения бесперебойной работы систем безопасности, пожарной сигнализации и серверного оборудования предусматривается резервирование питания через устройство автоматического ввода резерва (АВР). Также рекомендуется применение источников бесперебойного питания (ИБП) с возможностью удалённого мониторинга состояния.

Это обеспечивает высокую устойчивость системы электроснабжения и предотвращает потери данных при кратковременных отключениях.

Заключение

Повышение энергетической эффективности системы электроснабжения офисных зданий достигается за счёт комплексного внедрения технических и организационных решений.

Применение систем автоматизированного учёта электроэнергии, интеллектуальных систем управления (BMS) и энергоэффективных осветительных приборов позволяет существенно снизить потери электроэнергии, повысить надёжность электроснабжения и обеспечить соответствие современным требованиям энергоэффективности [1–5]. Предложенные меры могут быть реализованы как при проектировании новых зданий, так и при модернизации существующих объектов административного назначения.