綠色建筑電氣設(shè)計要點分析

羅大巍

摘?要：當今時代，智能化技術(shù)、信息化技術(shù)被廣泛應用于各個行業(yè)當中，綠色、智能化成為建筑行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。綠色建筑是指在建筑的整個生命周期內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)空間、能源等各項資源的高效利用，同時減少對周邊環(huán)境造成的污染，實現(xiàn)建筑與自然環(huán)境共贏。

關(guān)鍵詞：綠色建筑;電氣設(shè)計;要點

我國碳排放量在全球中處于第一位，占到全球碳排放總量的18%，在交通領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域增強節(jié)能減排、使用低碳技術(shù)已經(jīng)成為了迫在眉睫的事情。特別是建筑行業(yè)消耗能源量占到了30%。中國政府為了應當全球氣候變化承諾至2020年二氧化碳的排放量要比2005年減少40%至45%，這對于我國的節(jié)能減排有著很大的壓力，特別是我國規(guī)模比較大的城市，中國實現(xiàn)節(jié)能減排的目標的關(guān)鍵突破點就在于實現(xiàn)建筑的節(jié)能、綠色設(shè)計。

一、工程概況

某工程為新型綠色建筑，采用了先進的綠色建筑設(shè)計理念，想要建設(shè)成為結(jié)合節(jié)能與環(huán)保為一體的標志性綠色建筑。該建筑周邊均為高層商業(yè)建筑，能耗較大，故將先進的節(jié)能技術(shù)作為設(shè)計重點，通過節(jié)能減排和提高能源利用率與新區(qū)的能源供應相協(xié)調(diào)。

二、綠色建筑電氣設(shè)計要點

（一）照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計

照明系統(tǒng)的節(jié)能在于多采用自然光，節(jié)約能源。本工程采用了導光管采光系統(tǒng)解決地下空間白天無光的問題。導光管能夠采集室外的日光，通過導光管的傳輸與反射，由漫反射器將日光均勻地散射到市內(nèi)，實現(xiàn)同室外光照同條件的效果。本項目采用10套DS530導光管采光系統(tǒng)，經(jīng)過電氣專業(yè)的相關(guān)人員確定需要采光的區(qū)域，并對采光孔的位置進行設(shè)計，保證采光系統(tǒng)的安裝順利。圖1為導光管安裝示意圖。

該設(shè)計給地下層帶來了充足的自然光，節(jié)約了建筑室內(nèi)用電。此外，本項目在無特殊要求的照明區(qū)域采用了LED光源，與傳統(tǒng)采用的T5光源比較，該光源具有壽命長、光效相同的特點，在采用光源的技術(shù)參數(shù)上，應當在考慮光效和壽命之外綜合評價。工程在各個區(qū)域均采用了智能照明控制系統(tǒng)，通過不同的智能設(shè)置在中央監(jiān)控界面上進行設(shè)置，實現(xiàn)分段控制，在改善照明功能環(huán)境、提高員工效率以及降低維修率方面都有著重要的功能。

（二）供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計

1）供配電系統(tǒng)。供配電系統(tǒng)的節(jié)能首先需要減少電線的使用量和降低設(shè)備的能耗。想要達到這個目的，需要對電壓的等級進行合理選用，并設(shè)計變電站的位置，讓其靠近供電核心區(qū)域并科學選擇相關(guān)的變壓器。在技術(shù)上可以采用合理的功率補償和諧波抑制的方式來提高能源利用率，降低能源損耗。供電線路應當盡可能為直線供電，減少配電環(huán)節(jié)并科學分配電荷負載。電纜的直徑應當根據(jù)計算選用。實際工程項目需要根據(jù)周邊的條件選擇電壓等級，該項目周邊供電電壓為10kV，因此采用相對獨立、分散布置的方法設(shè)置多個10kV開閉站，將高壓配電集中在主站，周邊分配分變電站，實現(xiàn)供電核心區(qū)域位于中心的設(shè)定。

2）變壓器與能耗設(shè)計。本工程采用干式節(jié)能變壓器，設(shè)計要求空載損耗標準和負載損耗標準不高于規(guī)定的限值，相關(guān)的參數(shù)見表1。

根據(jù)相關(guān)標準，變壓器的電能損耗公式為△WT=△P0×t+△Pk×β2×τ，△P0為變壓器空載有功損耗，kW;△Pk為變壓器滿載有功損耗，kW;t為變壓器全年運行投入小時數(shù)，h;β為平均負載系數(shù);τ為最大負荷年損耗小時數(shù)，這個數(shù)值可以參考最大負荷的年利用小時數(shù)Tmax和功率因數(shù)cosφ，從Tmax和τ的關(guān)系曲線圖查找。如果選擇的變壓器能效達到1級，負載率為75%，那么兩臺同樣的變壓器年損耗量為75100kW·h，采用兩臺硅鋼片變壓年損耗量為92800kW·h，兩種變壓器的區(qū)別在于空載能耗，新型變壓器能夠通過降低空載能耗實現(xiàn)節(jié)能。根據(jù)計算結(jié)果可以得出，1級能效變壓器的損耗最低，在上述計算中，采用了75%的負載，其實這個負載率還是比較高的，能耗也大，但是如果負載較低，變壓器自身的損耗也比較大，變壓器的效率較低，所以在設(shè)計上需要保證在使用中變壓器的負載和空載能耗相同，這樣總損耗最小，效率最高。

（三）智能化設(shè)計

該工程主要采用的智能化設(shè)備為設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和能耗監(jiān)測系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)Σ煌臋C電設(shè)備進行實時監(jiān)視和控制，降低運行的成本。受控的設(shè)備有空調(diào)設(shè)備、通風設(shè)備、給排水設(shè)備、電梯和照明系統(tǒng)。能耗監(jiān)測系統(tǒng)能夠及時全面地掌握建筑能耗數(shù)據(jù)，對建筑內(nèi)的水、電、暖等資源的損耗進行分項和分類計量，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集和分析并實現(xiàn)實施監(jiān)管。本工程采用HRR型設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)置在樓體的各個中央集成控制處，這些設(shè)備能夠?qū)υO(shè)備的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，并采用了CHD型能耗監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)控與監(jiān)測系統(tǒng)在樓體設(shè)備運行時能夠識別有效負荷和無謂能耗，并對能源的運行狀態(tài)進行判定，從而對該大樓的能源分配進行規(guī)劃，實現(xiàn)有效節(jié)能。除了在供電變電站上進行計量外，該樓還在各層的用電箱和配電箱上設(shè)置了DB型智能計量儀表，進行實時統(tǒng)計。

（四）可再生能源的應用

（1）獨立運行的光伏發(fā)電系統(tǒng)需要有蓄電池作為儲能裝置，控制器的主要功能是對蓄電池的重放電控制，其主要適用于無電網(wǎng)的邊遠地區(qū)，如家庭和村級的太陽能光伏電站。最常見的太陽能路燈是利用太陽能電池版，白天接收太陽輻射能并轉(zhuǎn)化為電能經(jīng)過充放電控制器儲存在蓄電池中，夜晚當照度逐漸降低，充放電控制器偵測到這一值后動作，蓄電池對燈頭放電，蓄電池放電10h后，充放電控制器動作，蓄電池放電結(jié)束。

（2）光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)就是和公共電網(wǎng)通過標準接口聯(lián)通，由太陽能組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電之后，在滿足自我需求的同時，有盈余的情況下，接入公共電網(wǎng)，電流不足的情況下，由公共電網(wǎng)供電。光伏發(fā)電系統(tǒng)以微網(wǎng)的形式接入到大電網(wǎng)并網(wǎng)運行，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)比離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)投資減少25%。

三、結(jié)語

綜上所述，綠色建筑是未來發(fā)展主要方向，只有大力推廣綠色節(jié)能建筑才能夠切實有效達到節(jié)能降耗的目標，而電氣節(jié)能設(shè)計是綠色建筑設(shè)計的重中之重，在設(shè)計過程中應當充分考慮配電的科學性，制定合理的配電方案，以期進一步推動綠色建筑環(huán)保低碳的發(fā)展目標。

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