淺談綠色公共建筑星級評價體系下的建筑電氣設計要點

韓 麗 （中國航空規劃建設發展有限公司，北京100120）

1 前言

目前國際能源形勢的緊張已不容忽視，全世界一次性能源像煤、石油、天然氣等都將在未來幾十年左右消耗怠盡。為此，低碳、環保、節能已成為現代建筑設計的核心思想，綠色建筑從理念到實踐，正在不斷完善。我國國家標準《綠色建筑評價標準》GB/T 50378—2006中，將綠色建筑明確定義為“在建筑全壽命周期內最大限度的節約資源（節能、節地、節水、節材），保護環境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。”

綠色建筑因引入可持續發展的理念，體現當今建筑 “節能、減排、低碳” 的發展主題，受到各國特別的重視和關注。近十余年來，發達國家制定了多個綠色建筑評估體系，通過具體和可操作的指標體系，為可持續發展建筑賦予了明晰的概念界定。英國BREEAM評估法是最早的綠色建筑評估系統。美國綠色建筑協會所倡導的LEED評估法（國際上簡稱LEEDTM）被認為是完善而有影響力的評估標準。

2 綠色建筑星級評價基礎

《綠色建筑評價標準》（以下簡稱《標準》）中，對公共建筑星級評估等級的要求共83項，由節地與室外環境、節能與能源利用、節水與水資源利用、節材與材料資源利用、室內環境質量、運營管理（全壽命周期綜合性能）六類指標組成。每類指標包括控制項、一般項與優選項。其中涉及電氣專業的控制項有8項（見《標準》5.1.2、5.1.3、5.1.4、5.2.4、5.2.5、5.4.1、5.5.5、5.5.6），一般項有4 項（見《標準》5.2.15、5.6.8、5.6.9、5.6.10），優選項有4項（見《標準》5.2.18、5.2.19、5.5.14、5.5.15）。

綠色建筑評價的必備條件是應全部滿足控制項要求，按滿足一般項和優選項的程度劃分為三個等級，分別為：★級、★★級、★★★級。

3 申報公共建筑國家綠色認證，電氣專業的設計內容

以杭州科技館工程（在建，已獲國家綠色建筑三星級認證）為例，該工程總建筑面積3.3656萬m2，地上4層，地下1層，主體高度38m，主體結構為鋼框架支撐形式，是一類高層建筑。其效果圖見圖2。

杭州科技館主題定位為“低碳”，建筑功能以低碳技術的科技展示為主。2009年，在已完成的2008年施工圖基礎上，根據甲方申報首個國內綠色建筑三星級科技館的需求，重新完善和補充節能設計。按照評估要求，電氣專業提交三份方案：綠色照明設計方案、分項計量設計方案及建筑設備智能監控（BAS）設計方案。

本項目在設計階段，電氣專業參評的優選項共4項：

1）采用太陽能發電技術（依據《標準》5.2.18）配合建筑，進行太陽能光伏一體化設計；太陽能發電系統示意圖見圖1。

圖1 太陽能發電系統示意圖

本項目在建筑屋面設太陽能電池板發電系統，光伏系統發電后，由并網逆變器將直流電轉化為交流電，接入四層380V配電箱，同時輸入市電，作為光伏系統供電不足時的備用電源，主供辦公照明使用。

2）照明功率密度值不高于現行國家標準《建筑照明設計標準》GB 50034規定的目標值（依據《標準》5.2.19）；本設計參照浙江省《公共建筑節能設計標準》做照明節能計算。

3）設置室內空氣質量監控系統（依據《標準》5.5.14）；室內環境監測參數為：溫度、濕度、風速、CO2濃度等，本項目通過采用先進的自動化監測設備，并運用視、聽、觸等多媒體技術給與呈現，向參觀者提供直觀的感知。

4）采用導光筒（依據《標準》5.5.15）配合建筑，將室外自然光線通過采光罩均勻漫射到室內。

電氣專業參評的一般項共2項：

1）完善智能化系統（依據《標準》5.6.8），杭州科技館作為低碳展館，必須在常規智能化系統之上進行針對性的擴展，設有建筑設備自動化系統（綜合布線）、多媒體會議系統、綠色信息提示（公共廣播）、智能控制系統與機房工程、設備運行管理系統、公共信息顯示系統、能源管理系統。

2）設置自動監控系統，要求建筑通風、空調、照明等設備自動監控系統技術合理，系統高效運營（依據《標準》5.6.9）；本工程BA自控系統監控的設備主要包括以下內容：冷（熱）源系統、空調系統、通風系統、電動窗系統、電梯系統、生活水系統、排水系統、雨水系統、計量系統等。

在運營階段，本項目電氣專業參評的內容有1條一般項：建筑耗電、冷熱量等實行計量收費（依據《標準》5.6.10）。杭州科技館電費收取按非商業計費，地源熱泵機組用電按峰谷價收費。本工程10kV側設置總計量裝置。為實現低碳綠色科技示范建筑功能，及時發現可能存在的能耗漏洞，下列系統設備運行還設有低壓計量表進行監測，以便有效控制能源成本，促進節能降費：景觀照明、電梯、扶梯、中水系統、雨水回收系統、生活給水系統、地源熱泵機組、熱水系統、空調機組、新風機組、排風機組、影院、空調末端（風機盤管、電熱風慕）、工作照明、辦公用電等。上述內容除空調末端、工作照明、辦公用電計量表設于層配電箱內，其余均設在低壓開關柜饋線回路上。

4 申報綠色公共建筑電氣專業自評的內容

以海淀展覽館改造（中關村國家自主創新示范區展示中心）工程（在建，申報國家綠色建筑三星級過程中）為例，該工程總建筑面積4.4036 萬m2，分為展示中心和會議中心兩個單體，地上2～3層，地下1層，主體高度14m，展示中心主體結構為預應力鋼桁架結構，會議中心主體結構為鋼管混凝土結構。建筑主要功能為展示、交易、推介、洽談、教育、培訓、國際論壇、會議等。效果圖見圖3。本項目定位國家綠色建筑三星級，為此本設計按《標準》中節地、節能、節材、節水、改善室內環境、運營管理六大方面逐條自評，其中節水與水資源利用未涉及電氣專業內容。

在節地與室外環境方面，沒有電氣專業參評的優選項，但有控制項3項：

1）建筑場地安全范圍內無電磁輻射危害和火、爆、有毒物質等危險源（《標準》5.1.2）。供配電設備選型時考慮。

2）不對周邊建筑物帶來光污染（《標準》5.1.3）。景觀照明設計時考慮。

3）場地內無排放超標的污染源（《標準》5.1.4）。供配電設備選型時考慮。

同時，還有一般項1項：場地環境噪聲符合現行國家標準《城市區域環境噪聲標準》GB 3096的規定（《標準》5.1.6）供配電設備選型時考慮。

在節能與能源利用，有2項電氣專業參評的控制項：

1）各房間或場所的照明功率密度值不高于現行國家標準《建筑照明設計標準》GB 50034規定的現行值（《標準》5.2.4）。照明功率密度值按目標值設計。

2）冷熱源、輸配系統和照明等各部分能耗進行獨立分項計量（《標準》5.2.5）。一般項1項：冷熱源、輸配系統和照明等各部分能耗進行獨立分項計量（《標準》5.2.15）。將動力用電、水泵用電、空調用電和照明用電分別設計量表。

同時，還有優選項3項：

1）建筑設計總能耗低于國家批準或備案的節能標準規定值的80%（《標準》5.2.16）。

2）根據當地氣候和自然資源條件，充分利用太陽能，或可再生能源發電量不低于建筑用電量的2%（《標準》5.2.18）。本項目太陽能光伏發電系統主要提供展示中心地下車庫照明。根據地下車庫照明負荷需求，太陽能光伏系統總負荷容量共40kW。在展示中心地下室設有太陽能配電室，并設置并網準用低壓開關箱（交流配電柜）。光伏系統與公共電網之間設帶隔離功能斷路器。光伏系統與電網之間設置自動切換開關，白天由太陽能發電，晚間用市電。

3）各房間或場所的照明功率密度值不高于現行國家標準《建筑照明設計標準》GB 50034規定的目標值（《標準》5.2.19）。本項目按北京市《公共建筑節能設計標準》中的照明節能設計判定表設計。變電所照度計算見表1，展示中心照度計算見表2。

在節材與材料資源利用方面，沒有電氣專業參評的一般項，但有控制項1項：建筑材料中有害物質含量符合現行國家標準GB18580～18588和GB 6566《建筑材料放射性核素限量》的要求（《標準》5.4.1）。本項目選用無鹵低煙電線電纜。優選項 1項：可再利用建筑材料的使用率大于5%（《標準》5.4.12）。本項目保留安全館現有配電系統。

在室內環境質量方面，有2項電氣專業參評的控制項：

表1 變電所照度計算

表2 展示中心照度計算

1）賓館和辦公建筑室內背景噪聲符合現行國家標準《民用建筑隔聲設計規范》GBJ 118中室內允許噪聲標準中的二級要求；商場類建筑室內背景噪聲水平滿足現行國家標準《商場（店）、書店衛生標準》GB 9670 的相關要求（《標準》5.5.5）。

2）建筑室內照度、統一眩光值、一般顯色指數等指標滿足現行國家標準《建筑照明設計標準》GB 50034中的有關要求（《標準》5.5.6）。本項目辦公室采用節能型T8 直管熒光燈，普通辦公室標準照度為300lx，高檔辦公室標準照度為500lx，實際照度值與標準照度值的誤差設在±10%內，照明功率密度值 9W/m2，UGR 不大于19，顯色指數Ra≥80，配套低諧波電子節能鎮流器。展廳部分層高為14m，層高較高，一般照明采用金鹵燈，地面照度不應小于200lx，照明功率密度值7W/m2，UGR 不大于22，配套節能電感鎮流器（帶電容補償），其功率因數不小于0.9，Ra≥80，展板、特殊展區、特殊展品，顯色指數Ra≥90。此外，展覽建筑展廳的展覽區域，其照明均勻度不宜小于0.7，展覽區域鄰近周圍的照明均勻度不應小于0.5。

一般項2項：

1）建筑平面布局和空間功能安排合理，減少相鄰空間的噪聲干擾以及外界噪聲對室內的影響（《標準》5.5.10）。

2）辦公、賓館類建筑75%以上的主要功能空間室內采光系數滿足現行國家標準《建筑采光設計標準》GB 50033 的要求（《標準》5.5.11）。

優選項2項：

1）設置室內空氣質量監控系統，保證健康舒適的室內環境（《標準》5.5.14）。

2）采用合理措施改善室內或地下空間的自然采光效果（《標準》5.5.15）。

在運營管理方面，沒有關于電氣專業的優選項和控制項，有一般項4項：

1）設備、管道的設置便于維修、改造和更換（《標準》5.6.6）。本工程配電箱面板設帶電指示燈，增加使用安全感；在布置水泵、風機配電箱的位置時，了解專業管線是否影響開門。

2）建筑智能化系統定位合理，信息網絡系統功能完善。（《標準》5.6.8）。

3）建筑通風、空調、照明等設備自動監控系統技術合理，系統高效運營（《標準》5.6.9）。

4）辦公、商場類建筑耗電、冷熱量等實行計量收費（《標準》5.6.10）。本工程在變電所低壓開關柜內，根據用戶運行管理的需要設置低壓計量裝置，以便進行收費管理。低壓柜的饋電回路均設電力儀表，由電力監控系統監視各種電氣參數和狀態量變化，減少故障風險；在層配電箱內設照明、空調風盤末端專項計量子表，并納入BAS管理，促進節能降費。

上述有關評價內容需在電氣設計說明、照明施工圖、照明節能計算表、照明配電系統圖、動力配電系統圖、智能設計說明、自動監控施工圖中設計清楚。

5 結束語

我國正處于經濟快速發展階段，年建筑量世界排名第一，資源消耗總量逐年增長。去年在哥本哈根氣候變化會議召開前夕，國家做出承諾：到2020 年，單位國內生產總值二氧化碳排放將比2005 年下降40%～45%。由此可見，綠色建筑的節能設計具有重要的作用。為此，電氣設計者在綠色建筑設計中擔負著重要的使命和責任。

綠色建筑不能簡單的羅列節能措施，而是要根據建筑功能，因地制宜地選擇具有高產出比、切實達到節能效果的節能技術。在建筑電氣設計中，可按照國際通用能源利用三步分析法則進行工程設計：

1）通過采用低能耗設備，盡可能減少能源損失，如低損耗變壓器，節能光源等。

2）利用可再生能源來代替不可再生能源，如采用太陽能光伏發電，降低對常規電能的消耗。

3）采用高效節能產品和技術，嚴格控制照明功率密度，在經濟合理的情況下，盡可能采用光控、聲控、紅外感應等智能燈控。

為降低大型公建能耗，客觀反映和評價各項節能措施的實施效果，還要設計能耗分項計量系統，將耗電設備按用途劃分，為科學管理、嚴格控制能源成本提供科學依據。

目前，我國建設行業強調貫徹建筑節能的發展戰略政策，在綠色建筑評價中將節能項作為重點評價項目。筆者認為：建筑電氣設計中的綠色照明、機電設備分項計量、建筑智能化系統是保障綠色建筑實現節能、節水、節材、保護環境的有效技術措施。