建筑電氣節能設計及綠色建筑電氣技術的探討

摘要：本文介紹了建筑電氣工程的系統配置、設備選擇、電氣控制的節能措施。

關鍵詞：建筑電氣；節能；綠色

1、節能設計原則

1.1 在充分滿足、完善建筑物功能要求的前提下，減少能源消耗，提高能源利用率。

1.2 合理選擇負荷計算參數，選用節能設備，采用合理的照度標準，減少設備及線路損耗，提高供配電系統的功率因數，抑制諧波電流。

1.3 綜合考慮建筑物供配電系統、電氣照明、建筑設備的電氣節能、計量與管理的措施及可再生能源的利用。

2、建筑電氣節能設計

2.1 供配電系統的節能

2.1.1 變配電房的設置：將變配電房盡量設置在負荷中心，減少低壓側線路長度，降低線路損耗。配電線路全長壓降不大于5%；三相負荷盡量均勻分配，三相不平衡度不大于15%。

2.1.2 變壓器選型：變壓器選用低損耗、低噪聲的節能干式變壓器，變壓器接地形式為D，yn11，長期負載率不大于85%。

2.1.3 功率因數補償：在變配電所的低壓側設集中無功自動補償，采用自動投切裝置，要求功率因數保持在0.9以上。對容量較大、負載穩定且長期運行的功率因數較低的用電設備采用并聯電容器就地補償。

2.1.4 諧波治理：對諧波電流較嚴重的非線性負荷，無功功率補償考慮諧波的影響，特別是三次諧波，采取抑制諧波的措施。

2.2 電氣照明的節能

2.2.1 嚴格執行民用建筑節能條例，照明設計符合《建筑照明設計標準》GB50034中規定的照度標準、照明均勻度、統一眩光值、光色、照明功率密度（簡稱LPD）、能效指標等相關要求。需二次裝修的地方預留電量，均嚴格按《全國民用建筑工程設計技術措施——節能專篇》預留。

2.2.2 在滿足眩光限制的條件下，優先選用效率高的燈具以及開啟式直接照明燈具，室內燈具效率不低于60%，要求燈具的反射罩具有較高的反射比。

2.2.3 設計在滿足燈具最低允許安裝高度及美觀要求的前提下，已盡可能降低燈具的安裝高度，以節約電能。

2.2.4 采用電子鎮流器或節能型高功率因數電感鎮流器，鎮流器自身功耗不大于光源標稱功率的15%，諧波含量不大于20%；熒光燈單燈功率因數不小于0.9；金屬鹵化物等氣體放電燈設無功單獨就地補償，單燈功率因數不小于0.85，所有鎮流器必須符合該產品的國家能效標準。

2.2.5 根據建筑物的建筑特點、建筑功能、建筑標準、使用要求等具體情況，對照明系統進行經濟實用、合理有效的控制設計。

2.2.5.1 建筑物功能照明的控制：

1）體育場館比賽場地按比賽要求分級控制，大型場館做到單燈控制。

2）候機廳、候車廳、港口等大空間場所采用集中控制，并按天然采光狀態及具體需要采取調光或降低照度的控制措施。

3）影劇院、多功能廳、報告廳、會議廳及展示廳等采用調光控制。

4）博物館、美術館等功能性要求較高的場所采用智能照明集中控制，使照明與環境要求相協調。

5）賓館、酒店的每間（套）客房設置節能控制開關。對多個房間的旅館套房，在每個房間的入口設置開關。

6）大開間辦公室、圖書館等功能要求較高的場所采用智能照明控制系統，在有自然采光區域宜采用恒照度控制，靠近外窗的燈具隨著自然光線的變化，自動點燃或關閉該區域內的燈具，保證室內照明的均勻和穩定。

2.2.5.2 走廊、門廳等公共場所的照明控制：

1）公共建筑如學校、辦公樓、賓館、商場、體育場館、影劇院、候機廳、候車廳的走廊、樓梯間、門廳等公共場所的照明，采用集中控制，并按建筑使用條件和天然采光狀況采取分區、分組控制措施，并按需要采取調光或降低照度的控制措施。不經常使用的場所，如部分走道、樓梯間等采用節能自熄開關。應急照明燈具有應急時自動點亮的措施。

2）旅館的門廳、電梯大堂和客房層走廊等場所，采用夜間定時降低照度的自動調光裝置。

3）醫院病房走道夜間采取能關掉部分燈具或降低照度的控制措施。

2.2.5.3 道路照明和景觀照明的控制：

1）景觀照明采用集中控制方式，并根據使用情況設置一般、節日、重大慶典等不同的開燈方案。除采用光控、程控、時間控制等智能控制方式外，還具有手動控制功能，同時設有深夜減光控制及分區或分組節能控制。

2）小區道路照明根據所在地區的地理位置和季節變化合理確定開關燈時間，采用光控和時間控制相結合的智能控制方式。

3）道路照明采用集中控制系統，除采用光控、程控、時間控制等智能控制方式外，還具有手動控制功能，同一照明系統內的照明設施設分區或分組集中控制。

4）道路照明采用雙光源，在“深夜”能關閉一個光源；已達到“深夜”節能目的。

5）道路照明采用單光源，通過恒功率及功率轉換控制，在“深夜”能轉換至低功率運行，已達到“深夜”節能目的。

2.2.6 根據照明部位的燈光布置形式和環境條件選擇合適的照明控制方式：

1）房間或場所設有兩列或多列燈具時，所控燈列與側窗平行。

2）房間或場所設有兩列或多列燈具時，電化教室、會議廳、多功能廳、報告廳等場所，按靠近或遠離講臺分組。

3）在有自然采光的區域設定時或光電控制。

4）個人使用的辦公室，采用人體感應或動靜感應等方式自動開關燈。

5）每個房間燈的開關數不少于2個（只設置1只光源的除外），每個照明開關所控光源數盡可能少。

6）設計專用智能照明控制系統，該系統應具有相對的獨立性，僅作為BA系統的子系統，與BA系統預留通信接口。

7）公共區域的照明納入BA系統控制范圍。

8）設計應急照明與消防系統聯動，保安照明與安防系統聯動。

3、建筑設備的電氣節能

3.1 空調、通風系統

3.1.1冷凍水，冷卻水及熱交換器系統

1）監測冷水機組或熱交換器、閥門、水泵、冷卻塔風機等設備的狀態、供回水的溫度、壓差及流量。

2）控制冷水機組、水泵、冷卻塔風機等設備的啟停及投入的運行臺數，在條件允許時，進行調速控制。

3.1.2 通風及空氣調節系統

1）監測空調和新風機組等設備的風機狀態、空氣的溫濕度、CO2濃度等。

2）控制空調和新風機組等設備的啟停、變新風比焓值控制和變風量時的變速控制。

3.1.3 中央空調變流量系統

對制冷機房的空調設備進行集中節能控制，它是一套完整的節能控制系統。

采用模糊控制和變頻技術，主要由變流量控制器將定流量系統轉變為變留量控制系統。

3.2 給排水系統

1）對生活給水、中央及排水系統的水泵、水箱（水池）的水位及系統壓力進行監測。

2）根據水位及壓力狀態，自動控制相應水泵的啟停，自動控制系統主、備用泵的啟停順序。

3）對系統故障、超高低水位及超時間運行等進行報警。

3.3 電梯系統

合理選用節能型電梯和步梯，采用步梯自動啟停等節能控制措施。選擇能量需要小于等于2.5kwh/（t·km）的節能電梯。當裝有2臺電梯時，宜選擇并聯控制方式，3臺及以上宜選擇群控控制方式。2臺及以上電梯電源容量的計算應計入同時系數。

3.4 門窗類設備

對建筑物的窗、門的開啟實施智能化控制及管理，降低熱（冷）能耗及節約非使用能源消耗。

4、計量與管理

4.1 應根據《樓宇分享計量安排技術導則》及《分項能耗數據采集技術導則》的要求，設置變配電智能管理系統。

4.2 工程在投入使用后，要求建立照明運行維護和管理制度，并符合下列規定；

1）應有專業人員負責照明維修和安全檢查并做好維護記錄，專職或兼職人員負責照明運行。

2）應建立定期清潔光源、燈具的制度，使燈的照明輸出功率達到額定輸出功率的95%以上。

3）宜根據光源的壽命、點亮時間、照度的衰減情況，定期更換光源。更換光源時，應采用與原設計或實際安裝功率相同的光源，不得隨意改變光源的主要性能參數。

4）除應急出口或有安保需求的場合，房間無人時應關燈。晝光充足的區域應關閉照明燈。

5、綠色建筑電氣技術

5.1 太陽能光伏供電系統

主要內容包括：光伏板的選擇與安裝、發電量計算、系統設計、系統接入、監控系統等。

5.2 導光設備

主要內容包括：導光管、導光纖維的選擇與安裝。

1）在照明設計中，將天然光引入室內進行照明，合理的選擇導光或反光裝置。采用主動式導光系統；一般場所采用被動式導光系統。

2）設計采用光導光或反光系統時，采用照明控制系統對人工照明進行自動控制。當天然光對室內照明達不到照度要求時，控制系統自動開啟人工照明，直到滿足照度要求。

5.3 能耗監測系統

主要內容包括：能耗的分類分項、能耗計量裝置的性能、系統設計、主機設備、數據傳輸、管理軟件等。

結束語：

隨著科技的迅速發展，節能技術、設備也將不斷提高和發展。建筑電氣專業的設計人員應根據建筑物的使用功能和設計標準等綜合要求，合理進行供配電、電氣照明、建筑設備及系統的控制設計，確保安全可靠、經濟合理、靈活適用、高效節能。

參考文獻：

[1]《全國民用建筑工程設計技術措施——節能專篇》

[2]《公共建筑節能設計標準》深圳市實施細則 SZJG 29-2009