民用建筑電氣設(shè)計的節(jié)能措施運用

佟德軍 胡曦

針對民用綠色建筑電氣設(shè)計，在明確設(shè)計原則的基礎(chǔ)上，對民用綠色建筑電氣設(shè)計中的供配電系統(tǒng)、電氣照明和設(shè)備設(shè)計的節(jié)能措施進(jìn)行深入分析，以此為建筑電氣設(shè)計節(jié)能水平的提高提供參考。

電氣系統(tǒng)是建筑主要耗能部分，若能在電氣設(shè)計過程中采取合理可行的節(jié)能措施，則能有效降低能耗消耗，減少損失，提高能源、資源實際利用率，這在綠色建筑快速發(fā)展的大背景下，有十分重要的現(xiàn)實意義，應(yīng)引起相關(guān)技術(shù)人員的高度重視。

一、民用綠色建筑電氣設(shè)計原則

在進(jìn)行民用綠色建筑電氣設(shè)計時，應(yīng)嚴(yán)格遵循以下基本原則：

1.在確保建筑使用功能完善的基礎(chǔ)上，盡可能減少能源、資源的實際消耗，并提高能源、資源的利用率。

2. 對以下因素進(jìn)行綜合考慮：供配電、電氣照明、設(shè)備節(jié)能，同時在條件允許的情況下考慮新能源引入與可再生能源利用。

3.選擇正確的負(fù)荷計算參數(shù)，優(yōu)先考慮具有節(jié)能功能的設(shè)備，避免設(shè)備或線路產(chǎn)生較大損耗，提高供配電系統(tǒng)運行功率因數(shù)，對諧波電流進(jìn)行有效抑制。

只有嚴(yán)格遵循以上原則，才能在經(jīng)濟合理、技術(shù)可行的前提下實現(xiàn)節(jié)能。

二、民用綠色建筑電氣設(shè)計節(jié)能措施及運用

1.供配電系統(tǒng)

在民用建筑中，對其供配電系統(tǒng)設(shè)計中的節(jié)能措施及運用做如下分析。

（1）三相配電變壓器滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《三相配電變壓器能效限定值及能效等級》GB20052的節(jié)能評價值要求。

（2）以建筑總體規(guī)范為依據(jù)，設(shè)計在負(fù)荷中心進(jìn)行變配電房布置，這樣能縮短低壓側(cè)線纜實際長度，起到降低線損的作用。對低壓系統(tǒng)而言，其供電半徑應(yīng)盡量控制在200m以內(nèi)。

（3）三相單相負(fù)荷應(yīng)在保證均衡的同時分配于三相，以確保三相負(fù)荷的平衡性，相負(fù)荷應(yīng)控制在三相負(fù)荷平均值85%～115%范圍內(nèi)。如果供配電系統(tǒng)為三相不平衡，則應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)實際情況配置無功補償裝置。

（4）本建筑設(shè)計在低壓側(cè)集中配置無功補償，安裝自動投切裝置，使功率因數(shù)不小于0.9。如果用電設(shè)備的容量相對較大，需要長期運行，但功率因數(shù)不滿足要求，則應(yīng)通過與電容器的并聯(lián)實現(xiàn)就地補償。對于非線性負(fù)荷，因其諧波電流相對嚴(yán)重，所以無功補償必須充分考慮諧波帶來的影響，采用有效的諧波抑制方法，如設(shè)置有源濾波裝置等。

2.電氣照明

（1）光源選擇

①光源首先要符合啟動時間及顯色性等方面的要求，同時綜合考慮各項影響因素，通過技術(shù)經(jīng)濟對比確定合適的光源。

②綠色建筑電氣照明設(shè)計應(yīng)滿足以下要求：a光源高度相對較低的房間，應(yīng)以細(xì)管直管形三基色熒光燈為主；b有商業(yè)用途的房間，可選擇細(xì)管直管形三基色熒光燈或陶瓷金屬鹵化物等，要注意光源功率不宜過大，重點區(qū)域照明建議選擇發(fā)光二極管燈；c光源高度相對較高的房間，需根據(jù)具體使用要求，選擇頻率和功率均較大的細(xì)管直管形三基色熒光燈、金屬鹵化物燈或高壓鈉燈；d一般不允許選用傳統(tǒng)光源，即普通白熾燈，但除有特殊要求的場所以外。

（2）燈具與附屬裝置選擇

在符合眩光限制要求及配光標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，以效能較高的為首選。幾種常用光源的燈具效率應(yīng)滿足以下要求：

①直管形熒光燈，當(dāng)為開敞式時，燈具效率不能低于75%；采用透明保護(hù)罩時，燈具效率不能低于70%，采用棱鏡保護(hù)罩時，燈具效率不能低于55%；格柵式燈具效率不能低于65%；

②緊湊型熒光燈，當(dāng)為開敞式時，燈具效率不能低于55%；采用保護(hù)罩時，燈具效率不能低于50%；格柵式燈具效率不能低于45%；

③金屬鹵化物燈：當(dāng)為開敞式時，燈具效率不能低于60%；采用保護(hù)罩時，燈具效率不能低于55%；格柵式燈具效率不能低于50%；

④發(fā)光二極管燈（筒式）：a色溫為2700K時，格柵式燈具效能不能低于55lm/W，采用保護(hù)罩時，燈具效能不能低于60lm/W；b色溫為3000K時，格柵式燈具效能不能低于60lm/W，采用保護(hù)罩時，燈具效能不能低于65lm/W；c色溫為4000K時，格柵式燈具效能不能低于65lm/W，采用保護(hù)罩時，燈具效能不能低于70lm/W；

鎮(zhèn)流器是主要附屬裝置，應(yīng)按照以下要求選擇：優(yōu)先考慮具有節(jié)能功能的電感鎮(zhèn)流器；如果房間對頻閃效應(yīng)提出特殊要求，則應(yīng)配置高頻鎮(zhèn)流器；對于所選鎮(zhèn)流器，其電磁與諧波都應(yīng)滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的要求；當(dāng)電壓偏差相對較大時，應(yīng)選擇恒功率鎮(zhèn)流器；對于功率相對較小的，應(yīng)選擇電子鎮(zhèn)流器。對氣體放電燈而言，其觸發(fā)器和光源設(shè)置距離必須滿足實際使用需求。

（3）照明功率密度

對于功能房間的照明布置，在滿足現(xiàn)行國家規(guī)范《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的照度要求前提下，應(yīng)盡量達(dá)到功率密度的目標(biāo)值要求。

（4）照明控制

對于民用建筑中走廊、樓梯間、門廳、大堂、大空間、地下停車場等場所的照明系統(tǒng)采取分區(qū)控制等節(jié)能控制措施。

3.建筑設(shè)備

（1）空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備

①選擇與建筑類型和使用功能相匹配的空調(diào)控制模式，同時還要和物業(yè)管理系統(tǒng)良好結(jié)合，以功能為依據(jù)進(jìn)行分區(qū)，實現(xiàn)分時控制。

②對于人員密集的房間，根據(jù)需求設(shè)置空氣質(zhì)量實時監(jiān)測控制系統(tǒng)。借助這一系統(tǒng)，對二氧化碳?xì)怏w實際濃度進(jìn)行動態(tài)采集和分析，根據(jù)數(shù)據(jù)控制通風(fēng)系統(tǒng)。

③通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)滿足現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范，且具有良好的節(jié)能性能。

（2）給排水系統(tǒng)設(shè)備

①實時監(jiān)測給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)和中央等的水箱實際水位與壓力大小。

②以水位和壓力等參數(shù)為依據(jù)，對水泵啟動與停止進(jìn)行自動控制，優(yōu)化主泵及副泵的啟停順序。

③當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障，超時間運行和水位低于標(biāo)準(zhǔn)時，自動報警，以免對正常用水造成影響。

（3）電動機設(shè)備

①在達(dá)到工藝標(biāo)準(zhǔn)且運行保持可靠的基礎(chǔ)上，采用變頻器進(jìn)行電動機調(diào)速控制。實踐表明，通過對變頻器的使用，能發(fā)揮良好的節(jié)電效果。

②對異步電動機而言，應(yīng)以就地補償無功功率的模式為主，這樣能有效提高設(shè)備功率因數(shù)，從根本上減少線損。

③優(yōu)先考慮具有節(jié)能效果的電梯及其配套設(shè)備，同時采用合理的智能群控措施，以進(jìn)一步提高節(jié)能效能。

4.太陽能在民用建筑中的應(yīng)用

太陽能是一種綠色的可再生能源，全國每個地方的年太陽輻射總量是931到2333kwh/m2，中值是 1632kwh/m2，每年全國有三分之二的地區(qū)日照時間不少于2000小時，我們國家的太陽能的資源非常豐富，因此設(shè)計中應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蚝妥匀粭l件，合理的利用太陽能以達(dá)到節(jié)約資源，推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的目的。

三、結(jié)語

綜上所述，民用綠色建筑電氣設(shè)計過程中，必須重視并做好節(jié)能，在了解建筑類型、功能和環(huán)境的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有條件，在供配電、電氣照明和設(shè)備等方面采取合理可行的節(jié)能措施，合理利用可再生能源，以提高建筑電氣整體節(jié)能水平，實現(xiàn)預(yù)期的節(jié)能設(shè)計目標(biāo)。