■胡 敏 ■上海儀通建設(集團)有限公司,上海 200086
隨著我國經濟的飛速發展,也帶來了建筑行業發展的黃金時刻,對于建筑人們開始進一步增加了對其功能的需求,已經不再簡簡單單傳統意義上的人們休息和辦公的場所。需要看出的是,當前我國面臨著人口增長、土地短缺、環境污染等一系列越來越嚴重的問題,極大地影響了我們的生存環境。基于這種背景下,帶有我國自身色彩的“綠色建筑”這一概念便出現了,代表著新時期建筑行業的發展趨勢。所謂綠色建筑,是包含了“經濟”、“節能”、“舒適”、“安全”等一系列字眼。而綠色建筑中應用的現代建筑電氣技術綜合應用了電子、控制、電工、機械等一系列專業領域知識。實際上,在綠色建筑的實施過程中是伴隨著電氣設計綠色化的過程。因此,本文結合筆者實踐工程經驗,首先對綠色建筑產生的背景預計設計原則進行了總結,在此基礎上,從供電系統、照明系統以及電器等方面節能設計探討了電氣設計在綠色建筑中的實際應用,希望可以為相關的理論和實踐研究提供一定的借鑒意義。
(1)綠色建筑的產生背景?!熬G色建筑”這一概念產生于上世紀六十年代,由意大利建筑師提出來的,當時還不叫綠色建筑,而是“生態建筑”。直到上世紀九十年代,聯合國環境與發展大會才將“綠色建筑”這一概念進行明確。而我國在2004 年,建設部對“綠色建筑”這一概念的定義進行了明確:為人們提供健康、舒適、安全的居住、工作和法動的空間,同時再建筑全生命周期中實現高效率地利用資源(節能、節水、節材)最低限度地影響環境的建筑物。
當前,我國在綠色建筑這一領域也發布了相關的標準,如2006 年2 月起實施的《綠色建筑評價標準》(GB/T50378-2006)。2011 年9 月國務院發布關于印發“十二五”節能減排綜合性工作方案的通知,要求推動建筑節能。制定并實施綠色建筑行動,案,從規劃、法規、技術、標準、設計等方面全面推進建筑節能。2012 年4 月財政部、住房和城鄉建設部發布關于加快推動我國綠色建筑發展的實施意見,要求切實提高綠色建筑在新建建筑中的比重,到2020 年,綠色建筑占新建建筑比重超過30%,建筑建造和使用過程的能源資源消耗水平接近或達到現階段發達國家水平。
(2)綠色建筑的設計原則。雖然我國在能源方面儲備較大,但是隨著我國經濟和社會的不斷發展,對能源的消耗也在不斷的增加,鑒于此,關于綠色建筑的設計務必要遵循一定的原則:①經濟性。對綠色建筑的建設,一般會涉及到較先進和復雜的技術,高昂的投資就會帶來成本的增加。而成本投入增加勢必會影響綠色建筑的推廣和普及。因此,要摒棄傳統依靠高技術和投入的觀念,以經濟性原則作為綠色建筑的設計原則;②舒適性。舒適的建筑與資源的占用和消耗的能源是成正比的。而綠色建筑的原則是強調低耗能、環保的前提下不能犧牲建筑物的舒適度。綠色建筑仍然需要滿足人類居所的舒適度為要求;③和諧性。人們建設建筑,就不可避免會對環境帶來的一定的影響。因此,在對綠色建筑進行設計時,要充分考慮到綠色建筑的建設過程對環境所帶來的影響,注意綠色建筑與周圍環境的和諧發展。尤其在綠色建筑的電氣設計過程中,要綜合考慮每個電氣系統的能耗等各方面因素,使其可以符合綠色建筑的設計原則和理念,從而保障綠色建筑可以真正實現健康、舒適和綠色。
(1)供電系統的節能設計。在對綠色建筑的供電系統進行設計時,要充分考慮到供電系統的節能。一般要求供電系統務必要具有高可靠性,但是又不能太復雜。具體來說,在綠色建筑中,同一電壓的變配電的級數應少于或等于二級,從而避免由于電級數過多而導致的電能的無端損耗。而且變配電所要盡可能的靠近負荷中心,并合理分配供電網絡,從而減少電路鋪設過程中的浪費并有效降低線路的電壓損失,保證供電的穩定性和供電效率。
(2)照明系統的節能設計。在綠色建筑中,照明一般是使用量非常大的,涉及的建筑面積也比較廣,相對其他電氣系統來說,具有較強的節能潛力。筆者認為,在綠色建筑中,可以采用高效的光源。當前,雖然家用白熾燈在我國已經停止生產,但是有些建筑還在使用,白熾燈雖然發出的光色較好,但是發光效率非常低,很不利于節能。因此,除了博物館等區域的裝飾用外,應盡量減少白熾燈的使用。
另外,綠色建筑中還要善加利用白天的自然采光功能。比如,在靠近室外的房間可以裝上較大的門窗,采用透光性好的玻璃,從而最大程度的吸引自然光。再有,對于一些學校、商場等空間較大的場所來說,應與外窗平行設計燈具,并且燈具應該能夠實現分區和分級,從而能夠充分利用自然光并節約能源。當前,LED 光源是一個發展較快的光源設備,其利用發光二極管進行發光的原理,不僅穩定性高而且消耗能源較低。目前限制LED 光源廣泛使用的主要是價格問題,但是其確是未來家用光源的最好選擇。
(3)電器的節能設計。隨著城市的發展,土地的擁擠程度不斷增加,因此大型建筑也不斷出現,而規模較大建筑的排水、空調、供暖、電梯等也耗費了大量的能源。這就需要在大型建筑物中采用樓宇的自動控制系統來加強對這些電器設備的控制,從而可以節省大量的能源。在具體設備的選擇上,應選用節能型的電動機以及變頻空調、水泵等節能設備,從而達到節能的效果和目的。而對于電梯、自動扶梯等設備,必須設置電感應控制系統,從而在客流較少的時候節約能源。車庫可以設置一氧化碳感應裝置,并鏈接風機、自動聯排排風機。通過對電器的節能設計,可以有效達到節省能源的目的。
同時,還要注意到,在日常生活中對各種電器設備的使用,勢必會帶來各種電磁波干擾和污染的問題。這種現象也會對能源造成極大的損耗,嚴重時甚至會毀壞相關的電氣設備,引發火災造成人員的生命財產損失。筆者認為,在實際的電器使用時,可以采用先進的防電磁干擾技術,其可以有效地評比交流電及電磁場的影響。
綜上所述,發展綠色建筑符合我國當前的國情現狀,對于有效緩解土地資源短缺、人口增長以及環境污染等問題具有的重要的意義。建筑電氣作為綠色建筑的重要有機組成部分,其節能設計與否,和綠色建筑的能耗優劣息息相關。筆者相信,只要在綠色建筑的電氣設計中,嚴格依據國家的規范和標準,結合實際情況最大程度降低電氣設備的能耗,為保障綠色建筑的健康、節能和綠色理念保駕護航,從而最終將我國的綠色建筑電氣設計水平提升一個臺階。
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