綠色建筑電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

王海東

（安徽省黃山市建筑設(shè)計(jì)研究院　安徽黃山　242700）

綠色建筑電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

王海東

（安徽省黃山市建筑設(shè)計(jì)研究院安徽黃山242700）

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，綠色建筑是當(dāng)前我國(guó)各大城市發(fā)展的主要方向。綠色建筑的理念就是要建設(shè)安全、節(jié)能、環(huán)保的建筑，進(jìn)而改善城市的生態(tài)環(huán)境。在建筑設(shè)計(jì)中，電氣設(shè)計(jì)是其重要的內(nèi)容，是建筑實(shí)現(xiàn)智能化的重要影響因素。為了提高我國(guó)建筑電氣設(shè)計(jì)水平，本文對(duì)我國(guó)綠色建筑設(shè)計(jì)中電氣設(shè)計(jì)的要點(diǎn)進(jìn)行探討。

綠色建筑；電氣設(shè)計(jì)；節(jié)能

1　引言

隨著我國(guó)城市環(huán)境問(wèn)題的不斷增多，人們逐漸追求綠色環(huán)保的生活方式。在建筑行業(yè)中，綠色建筑設(shè)計(jì)的研究和應(yīng)用是實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的積極響應(yīng)。電氣設(shè)計(jì)是綠色建筑設(shè)計(jì)的重要組成部分，是保證建筑高效穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)系統(tǒng)；同時(shí)，在建筑總能耗中建筑電氣耗能占據(jù)絕大部分，因此，對(duì)建筑電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)的分析和電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用對(duì)整個(gè)綠色建筑來(lái)說(shuō)具有非常重要的意義。

2　綠色建筑電氣設(shè)計(jì)基本原則

2.1保證建筑的實(shí)際使用功能

綠色建筑首先要確保充分發(fā)揮建筑的實(shí)際使用功能。綠色建筑的宗旨是在滿足相關(guān)實(shí)際使用功能和舒適性的條件下，最大限度的節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，為人們提供適用、舒適、高效的工作和生活空間，但不能只為了實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能要求而降低建筑相關(guān)實(shí)際使用功能。利用采光器設(shè)備，充分利用自然光，白天盡量采用自然光照明減少電燈對(duì)能源的消耗。同時(shí)，還可以利用智能電力控制系統(tǒng)，對(duì)各用電設(shè)備的用電時(shí)間和用電量進(jìn)行合理的控制，也可以實(shí)現(xiàn)綠色建筑電氣裝置的智能化控制。

2.2節(jié)能性

節(jié)能性是綠色建筑電氣設(shè)計(jì)的理念之一，同時(shí)也是綠色建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中的核心原則。在綠色建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，首先應(yīng)滿足建筑物內(nèi)部的電能供給需求，采用現(xiàn)代節(jié)能技術(shù)最大限度的降低電能的消耗。特別是對(duì)變壓器、輸電線路和建筑內(nèi)部用電設(shè)備產(chǎn)生的電能損耗，對(duì)于大型公共建筑來(lái)說(shuō)，應(yīng)采用先進(jìn)的節(jié)能照明設(shè)備實(shí)現(xiàn)大面積光照的需求。

2.3可持續(xù)發(fā)展

可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)前我國(guó)綠色建筑設(shè)計(jì)中必須遵循的一項(xiàng)重要原則。電氣設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)的過(guò)程中，確保電氣設(shè)計(jì)的方式、設(shè)計(jì)理念滿足我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的原則，不能只一味的追求實(shí)現(xiàn)綠色建筑要求而違背可持續(xù)發(fā)展原則，應(yīng)以整體為出發(fā)點(diǎn)，顧及全局。

3　綠色建筑中的電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1合理選擇配電變壓器

變配電機(jī)房的位置應(yīng)設(shè)置在負(fù)荷中心處，根據(jù)表1確定所需變配電機(jī)房的數(shù)量。在綠色建筑供配電系統(tǒng)中，配電變壓器是綠色建筑中最主要的電能分配設(shè)備和轉(zhuǎn)換設(shè)備，同時(shí)自身也需要消耗很大的電能。因此，合理選擇變壓器的型號(hào)和容量，就能夠大大的提高配電變壓器電能轉(zhuǎn)換的效率，進(jìn)而降低變壓器的運(yùn)行能耗。在電氣設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合綠色建筑所需的實(shí)際負(fù)荷，變壓器容量應(yīng)適當(dāng)高于最佳負(fù)荷率，通常來(lái)說(shuō)，變壓器的最佳負(fù)荷率通常在70%左右。此外，在進(jìn)行配電變壓器選擇時(shí)，盡量選擇空載損耗小、負(fù)載損耗小的節(jié)能型設(shè)備。根據(jù)綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，比如某一個(gè)具體的系列或型號(hào)的變壓器來(lái)說(shuō)，新型號(hào)的電能損耗相比于前一個(gè)型號(hào)來(lái)說(shuō)，可以降低10%左右的能耗。比如：在空載和負(fù)載損耗中，S10型號(hào)的變壓器要比S9型號(hào)的能耗量降低10%。因此在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)的過(guò)程中，盡可能的選擇高效節(jié)能的配電變壓器，這樣不但能夠降低變壓器運(yùn)行過(guò)程中的能耗，而且還能提高電能的轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)，還可以在一定程度上提高變壓器的使用壽命。表2是當(dāng)前我國(guó)主要建筑變壓器設(shè)備的相關(guān)參數(shù)。

表1　變壓器裝置指標(biāo)

表2　變壓器設(shè)備參數(shù)

3.2合理選擇配電干線電纜

變壓器確定后，接下來(lái)就是確定配電干線電纜。配電干線電纜的選擇必須在滿足允許載流量的前提下，綜合考慮熱穩(wěn)定性、電壓損失和有色金屬使用的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，確定導(dǎo)線的最佳截面，并根據(jù)綠色建筑的敷設(shè)條件選擇電纜的型號(hào)。比如在高層建筑工程中，變配電室應(yīng)盡量的靠近電氣豎井；面積較大的單層建筑，應(yīng)盡可能的將電氣豎井設(shè)置在建筑的中部，進(jìn)而最大化的減少主干線電纜的長(zhǎng)度。

3.3照明設(shè)計(jì)

3.3.1公共部位照明

公共場(chǎng)所部位的照明應(yīng)采用高效燈具、高效光源和低損耗鎮(zhèn)流器等附件，并配以相應(yīng)的節(jié)能措施，對(duì)于能利用自然采光的公共部位應(yīng)設(shè)置定時(shí)或光電控制開(kāi)關(guān)。根據(jù)《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50096-2011）8.7.5條的強(qiáng)制性規(guī)定：住宅公共部位的照明應(yīng)采用高效燈具、高效光源和節(jié)能控制措施。因此，在進(jìn)行燈具光源設(shè)計(jì)時(shí)，除特殊要求外，應(yīng)盡量選擇節(jié)能光源來(lái)代替白熾燈光源，比如可以采用LED光源、高效三基色熒光燈等。當(dāng)采用氣體放電燈具時(shí)應(yīng)盡量采用具有節(jié)能效果的電子鎮(zhèn)流器或電感鎮(zhèn)流器。應(yīng)采用光電、人體紅外感等自動(dòng)延時(shí)開(kāi)關(guān)或定時(shí)開(kāi)關(guān)對(duì)公共部位的燈具的開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，條件允許的話可以采用I-13US等總線制照明控制系統(tǒng)。對(duì)于有充足光照地區(qū)的綠色建筑來(lái)說(shuō)可以采用太陽(yáng)能發(fā)電照明，對(duì)風(fēng)力充足地區(qū)的綠色建筑來(lái)說(shuō)可以采用風(fēng)力發(fā)電照明等。

3.3.2內(nèi)部空間照明

室內(nèi)照明應(yīng)盡量選擇高效節(jié)能的燈具和光源。在進(jìn)行電氣照明設(shè)計(jì)時(shí)，照明燈具應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境、房間的用途、光源分布等條件進(jìn)行合理的選擇，通常情況，應(yīng)采用開(kāi)啟式燈具照明和直接照明，盡量選擇維修方便、高效的節(jié)能型燈具。在進(jìn)行燈具選擇時(shí)，應(yīng)選擇用反射率高、純電化鋁高、變質(zhì)速度慢的材料做成的底反射控光器，進(jìn)而減少光能的衰減?？蛷d和臥室等部位應(yīng)采用開(kāi)啟式燈具；對(duì)于廚房等可能出現(xiàn)大量煙塵的部位，應(yīng)選擇具有防塵密閉效果的燈具；在廁所、浴室等潮濕的部位，應(yīng)選擇具有防水功能的燈具；在走廊、樓梯間等公共通道部位，由于其不需要長(zhǎng)時(shí)間的照明，因此可選擇聲控開(kāi)關(guān)對(duì)燈具進(jìn)行控制。

3.4節(jié)能電氣設(shè)計(jì)

隨著我國(guó)城市化建設(shè)步伐的不斷加快，在加上城市土地的稀缺，一些大型建筑也不斷的拔地而起，對(duì)于大規(guī)模的綠色建筑來(lái)說(shuō)，其內(nèi)部的供排水、電梯、空調(diào)、供暖等會(huì)耗費(fèi)大量的能源。因此，在大型綠色建筑電氣設(shè)計(jì)中，應(yīng)采用自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)綠色建筑內(nèi)部的電氣設(shè)備進(jìn)行有效的控制，從而可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保的要求。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)選用具有高效節(jié)能型的水泵、電動(dòng)機(jī)、變頻空調(diào)等。對(duì)電梯、自動(dòng)扶梯等設(shè)備，應(yīng)采用電感應(yīng)控制系統(tǒng)，車庫(kù)可采用一氧化碳感應(yīng)裝置，并和自動(dòng)排風(fēng)機(jī)進(jìn)行連接。

4　太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用

對(duì)于一些有充足太陽(yáng)能資源的地區(qū)，綠色建筑電氣設(shè)計(jì)中可以采用太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)為建筑提提供電源。在市電正常的情況下，太陽(yáng)電池方陣?yán)锰?yáng)能發(fā)電，待電能轉(zhuǎn)換后，首先為太陽(yáng)能系統(tǒng)和市電電網(wǎng)并網(wǎng)點(diǎn)附近的用電負(fù)荷設(shè)備供電，當(dāng)太陽(yáng)電池方陣產(chǎn)生的電能大于綠色建筑中負(fù)荷設(shè)備所需要的電能時(shí)，則可以將過(guò)多的電能輸送到市電電網(wǎng)中，通過(guò)市電電網(wǎng)為其他用電設(shè)備提供電能；當(dāng)綠色建筑中用電負(fù)荷設(shè)備所消耗的電能大于太陽(yáng)電池方陣產(chǎn)生的電能，則綠色建筑中用電負(fù)荷設(shè)備所需要的電能有太陽(yáng)電池方陣和市電同時(shí)提供，但在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮使用太陽(yáng)電池方陣產(chǎn)生的電能。

在夜間市電通過(guò)并網(wǎng)用功率調(diào)節(jié)器的反向工作方式，為儲(chǔ)能蓄電池自動(dòng)的補(bǔ)充點(diǎn)電（白天儲(chǔ)能蓄電池通常處于空載狀態(tài)），充滿后并網(wǎng)用功率調(diào)節(jié)器會(huì)自動(dòng)的關(guān)閉電能的輸出，為電能應(yīng)急做好準(zhǔn)備。

綠色建筑中采用太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)為建筑提供電能的優(yōu)點(diǎn)在于，如果市電電網(wǎng)突然發(fā)生停電現(xiàn)象，此時(shí)可以將太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)作為綠色建筑中的應(yīng)急電源使用，以保各用戶和所有用電設(shè)備的正常運(yùn)行，此外在綠色建筑中采用太陽(yáng)能發(fā)電，提高了建筑內(nèi)部的環(huán)境質(zhì)量，同時(shí)也節(jié)約了能源，符合綠色建筑發(fā)展的宗旨。太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)如圖1所示。

圖1　太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)

5　結(jié)束語(yǔ)

電氣設(shè)計(jì)是綠色建筑設(shè)計(jì)階段的重要組成部分，如何在建筑設(shè)計(jì)階段滿足綠色建筑要求，首先，電氣設(shè)計(jì)人員必須透徹的理解我國(guó)相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電氣設(shè)計(jì)中如何實(shí)現(xiàn)綠色建筑目標(biāo)進(jìn)行深入的研究，然后配合其他相關(guān)專業(yè)，在滿足綠色建筑使用功能的條件下，降低綠色建筑運(yùn)行費(fèi)用，改善環(huán)境，節(jié)約能源，確保綠色建筑健康發(fā)展。

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TU85

A

1673-0038（2015）38-0019-02

2015-8-31