以綠色建筑為目標(biāo)的建筑電氣與智能化設(shè)計(jì)

江麗娜

（中億豐建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，江蘇 蘇州 215131）

0 引言

根據(jù)GB/T 50378—2019《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》，綠色建筑是指在全壽命期內(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，最大限度實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生的高質(zhì)量建筑。為響應(yīng)江蘇省政府提出的城鎮(zhèn)新建建筑按二星及以上綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)建造的目標(biāo)，建筑電氣與智能化設(shè)計(jì)也應(yīng)該滿足綠色建筑國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及省級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)指標(biāo)。

建筑電氣設(shè)計(jì)包括變配電系統(tǒng)、照明、防雷接地設(shè)計(jì)，建筑電氣系統(tǒng)確保供電電源安全可靠，將能量輸送至建筑的照明、動(dòng)力設(shè)備等用電單位。建筑智能化包括建筑設(shè)備管理系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)、信息化應(yīng)用系統(tǒng)等，建筑智能化系統(tǒng)感知環(huán)境的各種信息，分析協(xié)調(diào)各電力、設(shè)備系統(tǒng)與外界環(huán)境發(fā)生交互作用。建筑的綠色、節(jié)能、環(huán)保也需要建筑電氣與智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)合作統(tǒng)一。

1 項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目為辦公綜合體，包括總部辦公樓地下2層，地上23層，建筑高度99.9m，地上建筑面積4.58萬(wàn)m2；研發(fā)樓地下2層，地上14層，建筑高度61.4m，地上建筑面積2.01萬(wàn)m2；聯(lián)合辦公樓地下2層，地上6層，建筑高度23.8m，地上建筑面積為1.09萬(wàn)m2；地下車庫(kù)共2層，建筑面積為3.58萬(wàn)m2。為響應(yīng)國(guó)家“碳達(dá)峰”“碳中和”的目標(biāo)，本項(xiàng)目建設(shè)方確定本項(xiàng)目總部辦公樓按三星綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)建造，其他建筑按二星綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)建造。

2 綠色建筑對(duì)建筑電氣與智能化設(shè)計(jì)的具體要求

綠色建筑評(píng)價(jià)應(yīng)遵循因地制宜的原則，結(jié)合建筑所在地域的氣候、環(huán)境、資源、經(jīng)濟(jì)和文化等特點(diǎn)，對(duì)建筑全壽命期內(nèi)的安全耐久、健康舒適、生活便利、資源節(jié)約、環(huán)境宜居等性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。建筑電氣與智能化設(shè)計(jì)時(shí)考慮到江蘇地區(qū)夏熱冬冷、自然環(huán)境優(yōu)越、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、文化兼容并蓄的特點(diǎn)，為滿足綠色建筑的相關(guān)指標(biāo)，對(duì)空調(diào)節(jié)能計(jì)量、變壓器低損低噪、電梯最優(yōu)控制、水質(zhì)節(jié)水管理、室內(nèi)風(fēng)、聲、熱、空氣環(huán)境指標(biāo)都有要求。為達(dá)成綠色建筑三星目標(biāo)，建設(shè)方聘請(qǐng)了專業(yè)的工程研究院就綠色建筑對(duì)電氣與智能化設(shè)計(jì)提出具體指標(biāo)要求。

3 建筑電氣與智能化設(shè)計(jì)為達(dá)成綠色建筑目標(biāo)在項(xiàng)目中的具體措施

為滿足綠色建筑的相關(guān)指標(biāo)，將空調(diào)節(jié)能計(jì)量、變壓器低損低噪、電梯最優(yōu)控制、水質(zhì)節(jié)水管理、室內(nèi)風(fēng)、聲、熱、空氣環(huán)境等指標(biāo)要求具體落實(shí)到項(xiàng)目，以減小建筑在建造過程中對(duì)資源和環(huán)境產(chǎn)生的影響，需要協(xié)調(diào)建筑功能與節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材之間既對(duì)立又統(tǒng)一的關(guān)系。方案設(shè)計(jì)階段在建筑電氣設(shè)計(jì)提出智能化專項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容的同時(shí)，EPC項(xiàng)目管理部統(tǒng)籌安排，智能化專項(xiàng)設(shè)計(jì)方在方案設(shè)計(jì)階段就介入，協(xié)助建筑電氣設(shè)計(jì)方提資。建筑電氣設(shè)計(jì)與智能化設(shè)計(jì)兩方在以下相關(guān)方面溝通協(xié)調(diào)，形成統(tǒng)一設(shè)計(jì)意見，為達(dá)成綠色建筑目標(biāo)實(shí)行以下具體措施。

3.1 機(jī)房位置與面積

智能化數(shù)據(jù)機(jī)房設(shè)置于總部辦公樓3層信息機(jī)房，作為整個(gè)項(xiàng)目弱電系統(tǒng)的核心，機(jī)房面積197.9m2。監(jiān)控機(jī)房設(shè)置在研發(fā)樓1層，機(jī)房面積36.1m2，主要用于本項(xiàng)目安保設(shè)備的存放和管理。

通過對(duì)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的容錯(cuò)系統(tǒng)配置篩選，分析包括操作失誤、設(shè)備故障、正常電源中斷等意外事故對(duì)電子信息設(shè)備基本運(yùn)行的影響，提出采用2套核心交換機(jī)組成雙核心的數(shù)據(jù)機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施配置。在滿足當(dāng)下運(yùn)營(yíng)管理需求的情況下，考慮未來(lái)擴(kuò)展的需要預(yù)留1套機(jī)組的擴(kuò)容空間，按照模塊化的建設(shè)思路進(jìn)行設(shè)備平面布置節(jié)省出更多的建筑空間。監(jiān)控機(jī)房與消防控制室合并設(shè)置共享一套運(yùn)維管理人員，降低運(yùn)營(yíng)期間人員成本支出。

3.2 智能化系統(tǒng)供電

智能化信息機(jī)房供電與監(jiān)控機(jī)房供電皆采用雙重電源放射式配電末端自投，電源引自2臺(tái)變壓器的低壓出線側(cè)，確保當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源不同時(shí)受到損壞。智能化信息機(jī)房用電容量為360kW，監(jiān)控機(jī)房用電容量30kW。因智能化專項(xiàng)設(shè)計(jì)提資準(zhǔn)確，在電纜和路徑橋架的選擇上建筑電氣設(shè)計(jì)不考慮過多余量預(yù)留，達(dá)到節(jié)材效果。

3.3 智能化系統(tǒng)防雷接地

建筑電氣設(shè)計(jì)智能化系統(tǒng)進(jìn)線管線預(yù)埋時(shí)考慮屏蔽需求，管線入戶前穿金屬管埋地敷設(shè)，穿管長(zhǎng)度不應(yīng)小于15m。智能化設(shè)計(jì)各系統(tǒng)線路于進(jìn)線處在相應(yīng)端口安裝適配的防雷電涌保護(hù)裝置。建筑電氣設(shè)計(jì)各類機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置等電位聯(lián)結(jié)箱，建筑各系統(tǒng)共用同一接地裝置，機(jī)房?jī)?nèi)獨(dú)立接地系統(tǒng)與聯(lián)合接地端可靠連接。因防雷接地系統(tǒng)大部分利用建筑結(jié)構(gòu)柱內(nèi)主筋組成，也部分達(dá)到節(jié)材目的。

3.4 智能化系統(tǒng)的消防設(shè)計(jì)

機(jī)房采用無(wú)管網(wǎng)式氣體滅火系統(tǒng)，避免普通水滅火系統(tǒng)對(duì)精密昂貴設(shè)備的損害。其啟動(dòng)方式可由同一防護(hù)區(qū)域內(nèi)探測(cè)器報(bào)警聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)，也可手動(dòng)啟動(dòng)按鈕控制啟動(dòng)。智能化門禁系統(tǒng)的安防優(yōu)先級(jí)低于火警疏散的優(yōu)先級(jí)，建筑電氣火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)預(yù)留門禁接入模塊，智能化設(shè)計(jì)要求火災(zāi)時(shí)打開疏散通道上由門禁系統(tǒng)控制的門。強(qiáng)電消防與智能化系統(tǒng)的協(xié)作設(shè)計(jì)保證了人員的安全疏散。智能化信息機(jī)房因面積不大且無(wú)大量人員疏散要求，機(jī)房?jī)?nèi)不設(shè)置消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)，避免過度設(shè)計(jì)帶來(lái)的浪費(fèi)。

3.5 智能化系統(tǒng)與其他專業(yè)設(shè)計(jì)的分工界面和接口條件

智能化機(jī)房對(duì)建筑空間面積、層高、耐火等級(jí)、安全出口數(shù)量等的要求，前期建筑方案設(shè)計(jì)時(shí)已予以考慮。因機(jī)房設(shè)備對(duì)溫、濕度、空氣含塵濃度等有嚴(yán)格要求，本項(xiàng)目精密空調(diào)設(shè)計(jì)納入智能化專項(xiàng)設(shè)計(jì)范圍。兩方設(shè)計(jì)明確水暖電與智能化系統(tǒng)無(wú)關(guān)的管道，皆不穿越機(jī)房區(qū)域。因智能化專項(xiàng)設(shè)計(jì)明確提出無(wú)需考慮金屬屏蔽結(jié)構(gòu)，本項(xiàng)目機(jī)房的結(jié)構(gòu)荷載最終核定為1.0kN/m2，節(jié)省了大量因荷載不明確導(dǎo)致的建材損失。

3.6 建筑電氣設(shè)計(jì)及其他專業(yè)設(shè)計(jì)中的智能化專項(xiàng)設(shè)計(jì)

建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)確定了建筑物能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、智能照明監(jiān)控系統(tǒng)、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)等系統(tǒng)的原理圖和基本功能要求，智能化專項(xiàng)設(shè)計(jì)根據(jù)要求深化設(shè)計(jì)。地庫(kù)的CO濃度監(jiān)測(cè)已在暖通與電氣設(shè)計(jì)時(shí)配置到位，監(jiān)測(cè)信號(hào)接入智能化系統(tǒng)。依據(jù)智能化專項(xiàng)設(shè)計(jì)提資，機(jī)電各專業(yè)在電表、水表、空調(diào)等表計(jì)的設(shè)計(jì)選型中注明端口需開放通信協(xié)議，表計(jì)帶遠(yuǎn)傳接口；景觀專業(yè)、海綿城市專業(yè)有智能化控制監(jiān)測(cè)需求的，設(shè)備需開放端口協(xié)議；建筑在電梯選型中注明要求電梯開放端口協(xié)議，電梯廠家配套隨行電纜需滿足顯示屏、攝像機(jī)、五方通話等供電及數(shù)據(jù)傳輸要求。設(shè)計(jì)圖紙的深化、完整，避免了項(xiàng)目后期因不明確項(xiàng)增加的費(fèi)用，也使設(shè)備采購(gòu)時(shí)有據(jù)可依，采購(gòu)合同更嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范。

4 建筑電氣與智能化設(shè)計(jì)為達(dá)成綠色建筑目標(biāo)在項(xiàng)目中的具體落實(shí)

本項(xiàng)目綠色建筑評(píng)價(jià)以建筑群為評(píng)價(jià)對(duì)象，評(píng)價(jià)對(duì)象根據(jù)國(guó)家及江蘇省綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提出的綠色發(fā)展要求落實(shí)并深化指標(biāo)要求；涉及系統(tǒng)性、整體性指標(biāo)，基于建筑所屬工程項(xiàng)目的總體整體控制指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。為達(dá)成綠色建筑目標(biāo)，建筑電氣與智能化設(shè)計(jì)在以下方面得到具體落實(shí)。

1）電梯采取變頻調(diào)速拖動(dòng)方式有效降低電梯能耗，集中排列設(shè)計(jì)的電梯設(shè)置電梯群控裝置，并設(shè)有自動(dòng)轉(zhuǎn)為節(jié)能運(yùn)行方式的功能。

2）變電所設(shè)置在負(fù)荷中心，降低線路損失。變壓器選用12型及以上節(jié)能環(huán)保型產(chǎn)品，滿足相關(guān)國(guó)家能效能級(jí)要求。

3）地下室設(shè)置CO濃度檢測(cè)裝置，與排風(fēng)設(shè)備聯(lián)動(dòng)，每個(gè)防火分區(qū)設(shè)置多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，確保地下室內(nèi)空氣質(zhì)量良好并達(dá)到節(jié)約能源的目的。

4）能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)按水、電、燃?xì)狻⒓泄?供冷和太陽(yáng)能光伏發(fā)電等分類分項(xiàng)計(jì)量，其中電力檢測(cè)又分為照明插座用電、空調(diào)用電、動(dòng)力用電和大容量設(shè)備用電等分項(xiàng)計(jì)量。能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)按要求設(shè)置在線監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)采集與動(dòng)態(tài)分析功能，數(shù)據(jù)采集30min一次。

5）水質(zhì)遠(yuǎn)傳計(jì)量系統(tǒng)對(duì)各類用水準(zhǔn)確計(jì)量，掌握本項(xiàng)目水系管網(wǎng)分布，各類用水設(shè)備分布和運(yùn)轉(zhuǎn)等情況，避免管道持續(xù)漏損可能，為節(jié)水管理措施提供可靠現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)。水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)濁度、余氯、pH值等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水質(zhì)異常變化保證用水安全。

6）項(xiàng)目創(chuàng)新性地在建筑規(guī)劃階段至建筑施工階段的全建設(shè)過程中全程引入BIM建筑信息模型技術(shù)，使建筑項(xiàng)目信息在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造全過程充分共享，無(wú)損傳遞，令設(shè)計(jì)人員和工程技術(shù)人員能夠?qū)Ω鞣N建筑信息做出正確的應(yīng)對(duì)，形成了發(fā)現(xiàn)問題解決問題的快速閉環(huán)管理模式。BIM建筑信息模型技術(shù)在建筑工程全壽命期內(nèi)實(shí)現(xiàn)信息管理和應(yīng)用，建筑工程建設(shè)的各階段、各專業(yè)間協(xié)作配合皆有賴于BIM的數(shù)據(jù)交換和共享。BIM幫助本項(xiàng)目充分利用各自資源，避免數(shù)據(jù)不通暢導(dǎo)致的重復(fù)性勞動(dòng)，提高工程質(zhì)量和效率，降低成本節(jié)約原材料。BIM效果如圖1所示。

圖1 BIM效果

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，從EPC設(shè)計(jì)管理角度對(duì)建筑電氣設(shè)計(jì)和智能化專項(xiàng)設(shè)計(jì)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)控制，可達(dá)到節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材的目的，使建筑對(duì)環(huán)境危害降到最低。然而實(shí)現(xiàn)人、建筑與自然和諧共生才是綠色建筑的最終目標(biāo)，如何達(dá)成這一目標(biāo)還需進(jìn)一步研究。