綠色建筑設(shè)計中電氣節(jié)能設(shè)計的探討

鄒曉濤

香港華藝設(shè)計顧問（深圳）有限公司廈門分公司（361000）

綠色建筑設(shè)計中電氣節(jié)能設(shè)計的探討

鄒曉濤

香港華藝設(shè)計顧問（深圳）有限公司廈門分公司（361000）

這里從綠色建筑設(shè)計的背景入手，對電氣節(jié)能設(shè)計方面的關(guān)鍵策略展開探討，論述了綠色建筑在變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、能耗分項計量系統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)及光伏發(fā)電系統(tǒng)中的節(jié)能設(shè)計要點，希望能夠促進綠色建筑節(jié)能目標的進一步落實。

綠色建筑；電氣節(jié)能；設(shè)計

1 綠色建筑的變配電系統(tǒng)

綠色建筑中變配電系統(tǒng)通常需要根據(jù)建筑電氣系統(tǒng)的使用要求，選擇相應容量的干式變壓器裝置。目前，我國建筑電氣系統(tǒng)中廣泛選用的是S11型和S9型低損耗卷鐵芯變壓器。非晶合金變壓器節(jié)能潛力更大。從配電系統(tǒng)實際應用的角度上看，非晶合金變壓器空載狀態(tài)下的損耗低，用電效率高，使用壽命長，超載能力強，且抗諧波能力突出，與綠色建筑的節(jié)能要求相契合。除此以外，從運行成本及能源利用率上來看，此類變壓器還具有突出的投資回報收益。

表1 非晶合金變壓器節(jié)能效果比較表

除此以外,變配電系統(tǒng)為達到節(jié)能效果,還必須關(guān)注供配電系統(tǒng)運行期間負荷功率的因數(shù)，通過將無功功率補償裝置增設(shè)于供電系統(tǒng)中的方式，在降低供電變壓器及配電線路損耗的同時提高供電質(zhì)量，以達到增加設(shè)備利用率，改善供電效率的目的。

2 綠色建筑的照明系統(tǒng)分析

在綠色建筑照明系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能設(shè)計目標的過程中，應當特別關(guān)注如下兩個方面的問題：首先，在照明系統(tǒng)控制方式的設(shè)計上，應通過對照明控制系統(tǒng)進行智能化處理的方式達到節(jié)能效果。整套智能化照明控制系統(tǒng)由系統(tǒng)單元、輸入單元及輸出單元構(gòu)成，其基本結(jié)構(gòu)如表1所示。整套系統(tǒng)按國際通訊標準，將系統(tǒng)各個輸入、輸出及系統(tǒng)支持單元連接或網(wǎng)絡。通過對智能化照明控制系統(tǒng)的應用，利用軟啟動及軟關(guān)閉技術(shù)，能夠使建筑室內(nèi)所有照明回路在一定時間范圍內(nèi)緩慢啟動、關(guān)閉和延時啟動、關(guān)閉，對延長照明裝置的使用壽命有重要意義。除此以外，智能化照明控制系統(tǒng)、樓宇自動控制系統(tǒng)及物業(yè)管理系統(tǒng)有良好兼容性，對提高建筑智能化管理水平有重要意義；其次，在照明裝置的設(shè)計上，可通過優(yōu)先選擇節(jié)能光源的方式達到節(jié)能效果。如通過選擇LED燈具的方式，在保證光線質(zhì)量的前提下，提高照明裝置的節(jié)能效益，并延長照明裝置的使用壽命。

3 綠色建筑的能耗分項計量系統(tǒng)

在現(xiàn)代綠色建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計中，根據(jù)對各項電能使用數(shù)據(jù)的分析，明確電氣系統(tǒng)節(jié)能的方向與重點,提高節(jié)能效果。能耗分項計量系統(tǒng)是指通過對綠色建筑內(nèi)部各項能耗系統(tǒng)安裝分類、分項能耗劑量裝置的方式，利用遠程傳輸技術(shù)對能耗數(shù)據(jù)進行動態(tài)采集與傳遞，達到檢測能耗并進行動態(tài)分析的目的。在綠色建筑中,能耗分項計量系統(tǒng)需要安裝在變配電站出線回路、室內(nèi)照明系統(tǒng)、室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)末端等部分，與樓宇自動化控制系統(tǒng)有良好兼容性，采用總線分布的方式將現(xiàn)場裝設(shè)電子式電能表,采集的數(shù)據(jù)通過總線技術(shù)傳遞至終端服務器中。

4 建筑樓宇自控系統(tǒng)分析

樓宇自動控制系統(tǒng)是隨著自動化技術(shù)的發(fā)展形成的一個系統(tǒng)，能夠?qū)ㄖ?nèi)部動力設(shè)備實施徹底的監(jiān)控，從而達到節(jié)能控制的目標。該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成包括：傳感器、執(zhí)行器、DDC及計算機控制中心等。如圖1所示。其中傳感器負責監(jiān)控來自于建筑內(nèi)部的相關(guān)信息，如溫度、濕度將這些信息傳遞到控制中心。該系統(tǒng)能夠同智能化照明系統(tǒng)兼容，從而達到對電氣系統(tǒng)的節(jié)能控制。在樓宇自動化控制系統(tǒng)的建設(shè)中，還應當重視對變壓器型號的優(yōu)選，優(yōu)先選擇噪聲干擾小、運行效率高及能耗低的變壓器設(shè)備，以控制變壓器在空載狀態(tài)下的能量損耗，確保變壓器運轉(zhuǎn)狀態(tài)的穩(wěn)定與可靠。

圖1 建筑樓宇自控系統(tǒng)

5 綠色建筑的光伏發(fā)電系統(tǒng)

光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要構(gòu)成部件包括太陽能電池組件、控制器、逆變器及測量設(shè)備。在綠色建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計中，可以將光伏發(fā)電系統(tǒng)與建筑物結(jié)合，利用太陽能發(fā)電系統(tǒng)的組件替代部分建筑物組件，降低建筑物電能消耗量。在高層建筑頂部安裝相應容量的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，年發(fā)電量非?？捎^。經(jīng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能提供給建筑物內(nèi)部自行使用。光伏發(fā)電系統(tǒng)與樓宇自動化控制系統(tǒng)在綠色建筑電氣系統(tǒng)內(nèi)部有良好的兼容關(guān)系，能夠支持工作人員利用樓宇自動化控制系統(tǒng)對光伏發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電量及歷史發(fā)電數(shù)據(jù)進行動態(tài)監(jiān)督與控制。

6 總結(jié)

眾所周知，綠色建筑是建筑業(yè)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必然方向。電氣系統(tǒng)作為建筑系統(tǒng)內(nèi)部能耗矛盾最為突出的部分之一，在節(jié)能降耗方面有著非常突出的應用優(yōu)勢與價值。為實現(xiàn)現(xiàn)代建筑的綠色化轉(zhuǎn)型與發(fā)展,不斷提高建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能水平，完善變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、能耗分項計量系統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)及光伏發(fā)電系統(tǒng)在內(nèi)的節(jié)能設(shè)計，以促進電能利用效率的提高，減少電能浪費，促進綠色建筑優(yōu)勢功能的進一步發(fā)揮。

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