建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)及綠色建筑電氣技術(shù)的探討

摘要：本文介紹了建筑電氣工程的系統(tǒng)配置、設(shè)備選擇、電氣控制的節(jié)能措施。

關(guān)鍵詞：建筑電氣；節(jié)能；綠色

1、節(jié)能設(shè)計(jì)原則

1.1 在充分滿足、完善建筑物功能要求的前提下，減少能源消耗，提高能源利用率。

1.2 合理選擇負(fù)荷計(jì)算參數(shù)，選用節(jié)能設(shè)備，采用合理的照度標(biāo)準(zhǔn)，減少設(shè)備及線路損耗，提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)，抑制諧波電流。

1.3 綜合考慮建筑物供配電系統(tǒng)、電氣照明、建筑設(shè)備的電氣節(jié)能、計(jì)量與管理的措施及可再生能源的利用。

2、建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)

2.1 供配電系統(tǒng)的節(jié)能

2.1.1 變配電房的設(shè)置：將變配電房盡量設(shè)置在負(fù)荷中心，減少低壓側(cè)線路長度，降低線路損耗。配電線路全長壓降不大于5%；三相負(fù)荷盡量均勻分配，三相不平衡度不大于15%。

2.1.2 變壓器選型：變壓器選用低損耗、低噪聲的節(jié)能干式變壓器，變壓器接地形式為D，yn11，長期負(fù)載率不大于85%。

2.1.3 功率因數(shù)補(bǔ)償：在變配電所的低壓側(cè)設(shè)集中無功自動補(bǔ)償，采用自動投切裝置，要求功率因數(shù)保持在0.9以上。對容量較大、負(fù)載穩(wěn)定且長期運(yùn)行的功率因數(shù)較低的用電設(shè)備采用并聯(lián)電容器就地補(bǔ)償。

2.1.4 諧波治理：對諧波電流較嚴(yán)重的非線性負(fù)荷，無功功率補(bǔ)償考慮諧波的影響，特別是三次諧波，采取抑制諧波的措施。

2.2 電氣照明的節(jié)能

2.2.1 嚴(yán)格執(zhí)行民用建筑節(jié)能條例，照明設(shè)計(jì)符合《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034中規(guī)定的照度標(biāo)準(zhǔn)、照明均勻度、統(tǒng)一眩光值、光色、照明功率密度（簡稱LPD）、能效指標(biāo)等相關(guān)要求。需二次裝修的地方預(yù)留電量，均嚴(yán)格按《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施——節(jié)能專篇》預(yù)留。

2.2.2 在滿足眩光限制的條件下，優(yōu)先選用效率高的燈具以及開啟式直接照明燈具，室內(nèi)燈具效率不低于60%，要求燈具的反射罩具有較高的反射比。

2.2.3 設(shè)計(jì)在滿足燈具最低允許安裝高度及美觀要求的前提下，已盡可能降低燈具的安裝高度，以節(jié)約電能。

2.2.4 采用電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能型高功率因數(shù)電感鎮(zhèn)流器，鎮(zhèn)流器自身功耗不大于光源標(biāo)稱功率的15%，諧波含量不大于20%；熒光燈單燈功率因數(shù)不小于0.9；金屬鹵化物等氣體放電燈設(shè)無功單獨(dú)就地補(bǔ)償，單燈功率因數(shù)不小于0.85，所有鎮(zhèn)流器必須符合該產(chǎn)品的國家能效標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.5 根據(jù)建筑物的建筑特點(diǎn)、建筑功能、建筑標(biāo)準(zhǔn)、使用要求等具體情況，對照明系統(tǒng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)實(shí)用、合理有效的控制設(shè)計(jì)。

2.2.5.1 建筑物功能照明的控制：

1）體育場館比賽場地按比賽要求分級控制，大型場館做到單燈控制。

2）候機(jī)廳、候車廳、港口等大空間場所采用集中控制，并按天然采光狀態(tài)及具體需要采取調(diào)光或降低照度的控制措施。

3）影劇院、多功能廳、報(bào)告廳、會議廳及展示廳等采用調(diào)光控制。

4）博物館、美術(shù)館等功能性要求較高的場所采用智能照明集中控制，使照明與環(huán)境要求相協(xié)調(diào)。

5）賓館、酒店的每間（套）客房設(shè)置節(jié)能控制開關(guān)。對多個房間的旅館套房，在每個房間的入口設(shè)置開關(guān)。

6）大開間辦公室、圖書館等功能要求較高的場所采用智能照明控制系統(tǒng)，在有自然采光區(qū)域宜采用恒照度控制，靠近外窗的燈具隨著自然光線的變化，自動點(diǎn)燃或關(guān)閉該區(qū)域內(nèi)的燈具，保證室內(nèi)照明的均勻和穩(wěn)定。

2.2.5.2 走廊、門廳等公共場所的照明控制：

1）公共建筑如學(xué)校、辦公樓、賓館、商場、體育場館、影劇院、候機(jī)廳、候車廳的走廊、樓梯間、門廳等公共場所的照明，采用集中控制，并按建筑使用條件和天然采光狀況采取分區(qū)、分組控制措施，并按需要采取調(diào)光或降低照度的控制措施。不經(jīng)常使用的場所，如部分走道、樓梯間等采用節(jié)能自熄開關(guān)。應(yīng)急照明燈具有應(yīng)急時(shí)自動點(diǎn)亮的措施。

2）旅館的門廳、電梯大堂和客房層走廊等場所，采用夜間定時(shí)降低照度的自動調(diào)光裝置。

3）醫(yī)院病房走道夜間采取能關(guān)掉部分燈具或降低照度的控制措施。

2.2.5.3 道路照明和景觀照明的控制：

1）景觀照明采用集中控制方式，并根據(jù)使用情況設(shè)置一般、節(jié)日、重大慶典等不同的開燈方案。除采用光控、程控、時(shí)間控制等智能控制方式外，還具有手動控制功能，同時(shí)設(shè)有深夜減光控制及分區(qū)或分組節(jié)能控制。

2）小區(qū)道路照明根據(jù)所在地區(qū)的地理位置和季節(jié)變化合理確定開關(guān)燈時(shí)間，采用光控和時(shí)間控制相結(jié)合的智能控制方式。

3）道路照明采用集中控制系統(tǒng)，除采用光控、程控、時(shí)間控制等智能控制方式外，還具有手動控制功能，同一照明系統(tǒng)內(nèi)的照明設(shè)施設(shè)分區(qū)或分組集中控制。

4）道路照明采用雙光源，在“深夜”能關(guān)閉一個光源；已達(dá)到“深夜”節(jié)能目的。

5）道路照明采用單光源，通過恒功率及功率轉(zhuǎn)換控制，在“深夜”能轉(zhuǎn)換至低功率運(yùn)行，已達(dá)到“深夜”節(jié)能目的。

2.2.6 根據(jù)照明部位的燈光布置形式和環(huán)境條件選擇合適的照明控制方式：

1）房間或場所設(shè)有兩列或多列燈具時(shí)，所控?zé)袅信c側(cè)窗平行。

2）房間或場所設(shè)有兩列或多列燈具時(shí)，電化教室、會議廳、多功能廳、報(bào)告廳等場所，按靠近或遠(yuǎn)離講臺分組。

3）在有自然采光的區(qū)域設(shè)定時(shí)或光電控制。

4）個人使用的辦公室，采用人體感應(yīng)或動靜感應(yīng)等方式自動開關(guān)燈。

5）每個房間燈的開關(guān)數(shù)不少于2個（只設(shè)置1只光源的除外），每個照明開關(guān)所控光源數(shù)盡可能少。

6）設(shè)計(jì)專用智能照明控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)具有相對的獨(dú)立性，僅作為BA系統(tǒng)的子系統(tǒng)，與BA系統(tǒng)預(yù)留通信接口。

7）公共區(qū)域的照明納入BA系統(tǒng)控制范圍。

8）設(shè)計(jì)應(yīng)急照明與消防系統(tǒng)聯(lián)動，保安照明與安防系統(tǒng)聯(lián)動。

3、建筑設(shè)備的電氣節(jié)能

3.1 空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)

3.1.1冷凍水，冷卻水及熱交換器系統(tǒng)

1）監(jiān)測冷水機(jī)組或熱交換器、閥門、水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)等設(shè)備的狀態(tài)、供回水的溫度、壓差及流量。

2）控制冷水機(jī)組、水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)等設(shè)備的啟停及投入的運(yùn)行臺數(shù)，在條件允許時(shí)，進(jìn)行調(diào)速控制。

3.1.2 通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)

1）監(jiān)測空調(diào)和新風(fēng)機(jī)組等設(shè)備的風(fēng)機(jī)狀態(tài)、空氣的溫濕度、CO2濃度等。

2）控制空調(diào)和新風(fēng)機(jī)組等設(shè)備的啟停、變新風(fēng)比焓值控制和變風(fēng)量時(shí)的變速控制。

3.1.3 中央空調(diào)變流量系統(tǒng)

對制冷機(jī)房的空調(diào)設(shè)備進(jìn)行集中節(jié)能控制，它是一套完整的節(jié)能控制系統(tǒng)。

采用模糊控制和變頻技術(shù)，主要由變流量控制器將定流量系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)樽兞袅靠刂葡到y(tǒng)。

3.2 給排水系統(tǒng)

1）對生活給水、中央及排水系統(tǒng)的水泵、水箱（水池）的水位及系統(tǒng)壓力進(jìn)行監(jiān)測。

2）根據(jù)水位及壓力狀態(tài)，自動控制相應(yīng)水泵的啟停，自動控制系統(tǒng)主、備用泵的啟停順序。

3）對系統(tǒng)故障、超高低水位及超時(shí)間運(yùn)行等進(jìn)行報(bào)警。

3.3 電梯系統(tǒng)

合理選用節(jié)能型電梯和步梯，采用步梯自動啟停等節(jié)能控制措施。選擇能量需要小于等于2.5kwh/（t·km）的節(jié)能電梯。當(dāng)裝有2臺電梯時(shí)，宜選擇并聯(lián)控制方式，3臺及以上宜選擇群控控制方式。2臺及以上電梯電源容量的計(jì)算應(yīng)計(jì)入同時(shí)系數(shù)。

3.4 門窗類設(shè)備

對建筑物的窗、門的開啟實(shí)施智能化控制及管理，降低熱（冷）能耗及節(jié)約非使用能源消耗。

4、計(jì)量與管理

4.1 應(yīng)根據(jù)《樓宇分享計(jì)量安排技術(shù)導(dǎo)則》及《分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)采集技術(shù)導(dǎo)則》的要求，設(shè)置變配電智能管理系統(tǒng)。

4.2 工程在投入使用后，要求建立照明運(yùn)行維護(hù)和管理制度，并符合下列規(guī)定；

1）應(yīng)有專業(yè)人員負(fù)責(zé)照明維修和安全檢查并做好維護(hù)記錄，專職或兼職人員負(fù)責(zé)照明運(yùn)行。

2）應(yīng)建立定期清潔光源、燈具的制度，使燈的照明輸出功率達(dá)到額定輸出功率的95%以上。

3）宜根據(jù)光源的壽命、點(diǎn)亮?xí)r間、照度的衰減情況，定期更換光源。更換光源時(shí)，應(yīng)采用與原設(shè)計(jì)或?qū)嶋H安裝功率相同的光源，不得隨意改變光源的主要性能參數(shù)。

4）除應(yīng)急出口或有安保需求的場合，房間無人時(shí)應(yīng)關(guān)燈。晝光充足的區(qū)域應(yīng)關(guān)閉照明燈。

5、綠色建筑電氣技術(shù)

5.1 太陽能光伏供電系統(tǒng)

主要內(nèi)容包括：光伏板的選擇與安裝、發(fā)電量計(jì)算、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)接入、監(jiān)控系統(tǒng)等。

5.2 導(dǎo)光設(shè)備

主要內(nèi)容包括：導(dǎo)光管、導(dǎo)光纖維的選擇與安裝。

1）在照明設(shè)計(jì)中，將天然光引入室內(nèi)進(jìn)行照明，合理的選擇導(dǎo)光或反光裝置。采用主動式導(dǎo)光系統(tǒng)；一般場所采用被動式導(dǎo)光系統(tǒng)。

2）設(shè)計(jì)采用光導(dǎo)光或反光系統(tǒng)時(shí)，采用照明控制系統(tǒng)對人工照明進(jìn)行自動控制。當(dāng)天然光對室內(nèi)照明達(dá)不到照度要求時(shí)，控制系統(tǒng)自動開啟人工照明，直到滿足照度要求。

5.3 能耗監(jiān)測系統(tǒng)

主要內(nèi)容包括：能耗的分類分項(xiàng)、能耗計(jì)量裝置的性能、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、主機(jī)設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸、管理軟件等。

結(jié)束語：

隨著科技的迅速發(fā)展，節(jié)能技術(shù)、設(shè)備也將不斷提高和發(fā)展。建筑電氣專業(yè)的設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)建筑物的使用功能和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等綜合要求，合理進(jìn)行供配電、電氣照明、建筑設(shè)備及系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)，確保安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、靈活適用、高效節(jié)能。

參考文獻(xiàn)：

[1]《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施——節(jié)能專篇》

[2]《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》深圳市實(shí)施細(xì)則 SZJG 29-2009