綠色建筑電氣設(shè)計(jì)探析

姚冬平

（貴州正業(yè)工程技術(shù)投資有限公司，貴州貴陽 550000）

我國2019 年8 月1 日起實(shí)施的《綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50378—2019），其對綠色建筑定義為：在全壽命周期內(nèi)，節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、減少污染，為人們提供健康、適用、高效的使用空間，最大限度地實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生的高質(zhì)量建筑。其含義涉及建筑安全耐久、健康舒適、生活便利、資源節(jié)約（節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材）和環(huán)境宜居等方面的綜合性能。我國的人均資源較少，且能源利用效率較低，為了實(shí)現(xiàn)長久發(fā)展，節(jié)能減排成為必經(jīng)之路。在此環(huán)境下，綠色建筑開始突顯其優(yōu)點(diǎn)，成為建筑市場新的發(fā)展方向。

建筑電氣設(shè)計(jì)作為綠色建筑設(shè)計(jì)的重要組成部分，如何加強(qiáng)綠色設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用，如何提升建筑電氣設(shè)計(jì)的科學(xué)性及合理性，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)資源的最小消耗，達(dá)到節(jié)能、綠色、環(huán)保的目的。本文就此思路做了以下論述，主要從能源節(jié)約為其基本設(shè)計(jì)思路，從配電系統(tǒng)、照明、設(shè)備選型等幾個(gè)方面進(jìn)行闡述。

1 變配電系統(tǒng)

變配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)首先考慮方案的合理性，進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要對變配電系統(tǒng)的負(fù)荷進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算和科學(xué)分析，這是電氣設(shè)計(jì)的基石，根據(jù)分析計(jì)算結(jié)果進(jìn)行變壓器容量的合理選擇，合理設(shè)計(jì)供電電壓和供配電系統(tǒng)，盡量簡單可靠，同一電壓變配電級數(shù)不宜多于兩級，盡量減少變電級數(shù)過多產(chǎn)生的電能損耗。有效安排機(jī)房和豎井，變配電所應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心，合理分布配電網(wǎng)絡(luò)，減少線路電壓損失，提高配電網(wǎng)絡(luò)的供電質(zhì)量及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。對于必須使用的電感性用電設(shè)備可選用有補(bǔ)償電容器的用電設(shè)備，以提高其功率因數(shù)。同時(shí)變配電系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波要符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》的規(guī)定，設(shè)計(jì)中根據(jù)諧波源選擇合理的諧波抑制和治理方案，一般情況下可采用電源側(cè)集中治理方案，對于有明顯諧波源且占比較大的場合，可采用負(fù)荷側(cè)就地治理方案。三相平衡也是配電系統(tǒng)的重要原則，配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量滿足三相負(fù)荷的平衡要求，對于單相負(fù)荷占比大的配電系統(tǒng)，一定要做好單相負(fù)荷的分配設(shè)計(jì)。

2 照明系統(tǒng)

2.1 采用高效照明燈具

高效的照明燈具是照明節(jié)能設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，對于必須要使用人工燈具進(jìn)行照明的區(qū)域，需要選用控光性能合理，反射系數(shù)高，透射系數(shù)好，控光性能過關(guān)的燈具，要確保照明燈具以及相關(guān)電氣附件具有節(jié)能、高效的特點(diǎn)。一般場所可以選擇具有較長使用壽命，且節(jié)能高效的LED 節(jié)能光源或者是細(xì)管三色熒光燈進(jìn)行使用，相比于白熾燈，這些燈具在電能消耗上能夠節(jié)約80%以上，且壽命長得多，而且LED 燈具有較高的穩(wěn)定性，不存在有害金屬汞等問題，環(huán)保效果較好。需注意的是選用LED 照明產(chǎn)品的光輸出波形的波動(dòng)深度應(yīng)滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《LED 室內(nèi)照明應(yīng)用技術(shù)要求》（GB/T 31831—2015）的規(guī)定。

2.2 采用合理配光方式

一般來說照明通常分為常規(guī)照明、局部照明以及混合照明三種，不同場所對照明會(huì)有不同要求，比如當(dāng)照明場所又窄又高時(shí)，要選用窄配光燈具，如集照型燈具或者深照型燈具；在寬而高的房間中要選用寬配光燈具，例如正弦分布燈具等。同時(shí)建筑室內(nèi)的照度值、統(tǒng)一眩光值、一般顯色指數(shù)等指標(biāo)應(yīng)該滿足《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50034—2013）的規(guī)定，各房間或場所的LPD 值至少應(yīng)達(dá)到《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50034—2013）中的現(xiàn)行值規(guī)定，推薦達(dá)到目標(biāo)值規(guī)定。照度計(jì)算時(shí)，根據(jù)不同使用場合應(yīng)合理選擇工作面高度，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)將照明的效果與人的需求盡量結(jié)合起來考慮，注重室內(nèi)墻面和物體的表面反射率，根據(jù)反射率選擇合理的燈具利用系數(shù)，可建議采用淺色的裝修材料，提高反射率。

在做室外夜景照明設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)特別注意光污染的限制應(yīng)符合《城市夜景照明設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ/T 163—2008）的相關(guān)規(guī)定。樓座泛光照明不應(yīng)對周邊建筑物產(chǎn)生光污染。泛光照明設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)表面材料的反射比和色彩吸收情況，適當(dāng)選擇寬光譜輻射的光源，使用高光效的高壓鈉燈，提高泛光照明效率。在室外景觀照明燈的控制上，可以對各種場景控制模式加以分析應(yīng)用，對實(shí)際使用中的不同場景進(jìn)行科學(xué)預(yù)設(shè)，針對不同的場合或時(shí)間，對場景進(jìn)行切換控制，如節(jié)假日、晚上的時(shí)間段等等，避免不必要的浪費(fèi)，同時(shí)保證達(dá)到實(shí)際使用的效果，在燈具布置方面，應(yīng)做到科學(xué)計(jì)算合理布置，在保證照明效果的前提下燈具選型、數(shù)量、控制、使用維護(hù)最環(huán)保。

2.3 采用合理控制方式

照明控制方式的設(shè)計(jì)也是落實(shí)綠色理念的關(guān)鍵，除對燈具實(shí)施分組控制，布置燈具的過程中一般情況下應(yīng)該將其平行于窗，每組開關(guān)對于燈具的控制數(shù)量要進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，不應(yīng)過多等這些基本概念外，具有天然采光的區(qū)域，照明設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合天然采光條件進(jìn)行人工照明布置并進(jìn)行獨(dú)立分區(qū)控制，同時(shí)采用合理措施改善室內(nèi)或地下空間的自然采光效果，如采用采光井、反光板、日光導(dǎo)管等設(shè)備改善地下空間的采光。針對公共區(qū)域的照明系統(tǒng)可采用分區(qū)、定時(shí)、感應(yīng)等節(jié)能控制，采光區(qū)域的照明控制應(yīng)獨(dú)立于其他區(qū)域的照明控制等。

另外智能照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用十分關(guān)鍵，對于公共區(qū)域，或者是部分空間較大的辦公區(qū)域，可設(shè)置自動(dòng)照明控制，如通過時(shí)鐘定時(shí)控制、管理室手動(dòng)控制、軟件集中自動(dòng)控制等方式，對大堂、電梯前室、走道、地下車庫等以及大空間辦公區(qū)域、大會(huì)議廳等需要控制場所的照明進(jìn)行控制，例如，商業(yè)綜合體地下車庫的照明設(shè)計(jì)，可根據(jù)商業(yè)綜合體的營業(yè)時(shí)間對燈具亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到節(jié)能的目的。對于智能照明控制系統(tǒng)，它不僅要控制照明光源的發(fā)光時(shí)間、亮度來配合不同應(yīng)用場合做出相應(yīng)的燈光場景，同時(shí)也要考慮智能化和操作簡單化以及靈活運(yùn)用未來照明布局和控制方式變更等需求，好的智能照明控制系統(tǒng)可以提高照明環(huán)境的品質(zhì)，改善人們工作、學(xué)習(xí)、生活的條件和質(zhì)量。

3 變壓器選型

首先要對變壓器容量進(jìn)行合理選擇，在選擇變壓器容量時(shí)，應(yīng)對變壓器的運(yùn)行效率、最佳負(fù)載率、負(fù)載運(yùn)行特點(diǎn)以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件進(jìn)行綜合的考慮，盡量使變壓器的負(fù)載率能夠處在75%～85%之間，選用具有良好節(jié)能效果的變壓器，如SCB13 等。其次對季節(jié)性負(fù)荷因素需要加以考慮，如空調(diào)負(fù)荷，具有較強(qiáng)的季節(jié)性，且容量較大，在進(jìn)行變壓器設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況，設(shè)置與空調(diào)負(fù)荷相匹配的變壓器，在不需要對空調(diào)進(jìn)行使用的季節(jié)，可以將該變壓器停運(yùn)，以此來降低電能的消耗。三相配電變壓器還應(yīng)滿足《三相配電變壓器能效限定值及能效》（GB 20052—2013）的要求。

4 其他

（1）太陽能的應(yīng)用在建筑物中是節(jié)約能源的一種很好的方式，利用太陽能取代一些常規(guī)電力能源，十分符合綠色環(huán)保理念。常見的有太陽能發(fā)電系統(tǒng)、太陽能熱水器、太陽能燈光等的應(yīng)用。

（2）電動(dòng)機(jī)在電氣系統(tǒng)中，同樣是一類比較重要的設(shè)備。電動(dòng)機(jī)的工作效率及能耗比等與節(jié)能息息相關(guān)。在電動(dòng)機(jī)設(shè)備上，運(yùn)用綠色節(jié)能技術(shù)的電動(dòng)機(jī)能夠達(dá)到節(jié)能的目的。

（3）能耗監(jiān)測對建筑物空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、其他動(dòng)力用能系統(tǒng)采用分項(xiàng)計(jì)量（耗電分項(xiàng)計(jì)量），通過分項(xiàng)計(jì)量結(jié)果，可反映各環(huán)節(jié)的能耗情況，為運(yùn)營管理節(jié)能控制提供分析依據(jù)。

（4）智能外遮陽技術(shù)，采用此技術(shù)可使建筑在夏季時(shí)的制冷能耗大幅度降低，從而減輕空調(diào)負(fù)荷，節(jié)省空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用。同時(shí)，外遮陽技術(shù)能根據(jù)室外氣象狀況和室內(nèi)人員需求進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，對提高室內(nèi)居住舒適性有顯著效果，可避免過強(qiáng)的日光對辦公或居住人員視覺和精神上的影響，起到采光、隔熱節(jié)能，營造舒適環(huán)境的功效。

（5）設(shè)置室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，保證健康舒適的室內(nèi)環(huán)境，對地下室以及室內(nèi)主要功能空間的二氧化碳、空氣污染物的濃度進(jìn)行監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)濃度超標(biāo)報(bào)警及與室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)通風(fēng)調(diào)節(jié)以達(dá)到清潔空氣環(huán)境、利于人們身心健康的作用。

（6）合理選擇電纜截面，減少電纜損耗。在滿足允許載流量前提下，綜合電壓損失、熱穩(wěn)定性等各種技術(shù)指標(biāo)，以及有色金屬使用的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，合理選擇線纜截面，并根據(jù)敷設(shè)條件合理選擇電纜型號。

（7）垂直電梯應(yīng)采取群控、變頻調(diào)速或能量反饋等節(jié)能措施；自動(dòng)扶梯應(yīng)采用變頻感應(yīng)啟動(dòng)等節(jié)能控制措施。

5 結(jié)束語

經(jīng)濟(jì)的提高以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，給人們帶來更加優(yōu)質(zhì)的居住體驗(yàn)環(huán)境，同時(shí)建筑能源消耗亦急劇上升，帶來嚴(yán)峻的資源問題和環(huán)境問題，這就需要大力提倡綠色建筑，人們更加要秉承“保護(hù)環(huán)境，愛護(hù)環(huán)境，減少污染”的宗旨，加快建設(shè)節(jié)約型社會(huì)，大力推進(jìn)能源節(jié)約。建筑電氣設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格遵循經(jīng)濟(jì)性、適用性、節(jié)能性等技術(shù)應(yīng)用原則，將新型節(jié)能環(huán)保技術(shù)應(yīng)用到建筑電氣中去，實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的目的，推動(dòng)我國建筑行業(yè)的不斷進(jìn)步同時(shí)帶動(dòng)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展做一份貢獻(xiàn)。