綠色公共建筑電氣設計簡述

摘要：結合廣州某三星級綠色建筑甲級寫字樓設計實例，從供配電的節能設計、照明系統的節能措施、電能管理及能耗監測系統設計論述綠色公共建筑電氣設計。

關鍵詞：綠色建筑；電氣設計；節能；監測

1 引言

綠色建筑是指“在建筑的全壽命周期內，最大限度地節約資源（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。”全面推進建筑節能和推廣綠色建筑成為世界各國節能減排措施之一，綠色建筑已經成為未來城市建筑發展的趨勢。

本文結合廣州市某三星級綠色建筑甲級寫字樓設計實例，簡述綠色公共建筑電氣設計方案。本項目開發定位為低密度的生態型文化創意產業園區。其中三星級綠色建筑A-1棟為5層的綜合樓，建筑高度為23.65m，辦公建筑面積18416m2；商業建筑面積5744m2。地下室建筑面積8707m2，為機動車庫，非機動車庫和設備用房。

2 供配電的節能設計

變配電房位置設置在地下室，盡可能深入負荷中心，選用D，yn11型結線低損耗SCRBH15型非晶合金干式變壓器，它的最大優點是超低空載損耗值，空載損耗較普通干式變壓器低70%左右，省能源、用電效率高。還有著運轉溫度低、絕緣老化慢、變壓器使用壽命長、無污染、較好的耐諧波能力特性。

合理確定變壓器負載率，將變壓器的經常負載率控制在75%～85%之間，使其在經濟狀態下運行，采用合理的配電方式，減少線損，同時合理選擇配電級數減少配電環節，盡可能地避免變電級數多而產生的電能消損，低壓供電半徑控制在100m左右，降低壓降，并減少電能損耗，提高供電網絡的供電質量及網絡運行的經濟效益。

功率因數的補償采用集中補償的方式，變電所低壓集中補償后，功率因數不小于0.9。熒光燈、金鹵燈等就地補償。采用合理的方式抑制和治理諧波，減少UPS電源、EPS電源及變頻器等電子設備對低壓配電系統造成的諧波污染，降低對自身及上級電網的影響，并降低自身損耗，提高電網質量。

合理選擇線纜載面，調整負荷分配，盡量使運行時的三相負荷平衡，以減少變壓器的零序損耗。采用新型節能工藝流程采用先進的節能裝備、簡化工藝流程、合理地確定系統之間的儲備系數，降低電能消耗指標。項目所選用工藝機電設備的負荷率必須達到國家技能設計規范要求，提高設備利用率。

3 照明系統的節能措施

嚴格按照國家規范確定建筑物照明的功率密度，合理選擇不同配光曲線的燈具，且合理布置照明燈具數量及位置。照明節能設計就是在保證不降低作業面視覺要求、不降低照明質量前提下，力求減少照明系統中光能的損失，從而最大限度地利用光能，擬采用的節能措施有以下幾種：

3.1 充分利用自然光，與建筑專業密切配合，做到充分合理地利用自然光，使之與室內人工照明有機結合，從而大大節約人工照明電能。

3.2 嚴格按照《建筑照明設計標準》GB50034中規定各種場所的照明標準、視覺要求、照明功率密度等參數，有效地控制單位面積燈具安裝功率，在滿足照明質量的前提下，選用光效高、顯色性好的光源及配光合理、安全高效的光源及燈具。室外照明、泛光照明等擬采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源。在滿足眩光限制和配光要求條件下，選用效率高的燈具。

3.3 采用低能耗性能優的光源用電附件。熒光燈管、緊湊型熒光燈擬采用電子鎮流器（低噪聲、諧波含量小）。

3.4 根據建筑物各功能、標準和使用等具體情況，對照明進行合理有效的分散、集中、手動、自動控制。例如入口大堂、大空間廳等場所采用分區、分組集中控制；樓梯間采用紅外感應；前室、走道照明采用紅外感應控制方式及定時控制方式，以減少開燈時間，降低照明能耗。

4 電能管理及能耗監測系統設計

本系統對園區內的高低壓配電系統、變壓器、發電機組、直流屏、智能化系統配電UPS等實施自動監測。

4.1 系統構成

4.1.1 系統由服務器（兼工作站）、通信管理機、數據采集單元、網絡通信設備及應用軟件等設備構成。

4.1.2 系統采用間隔層、站級層和網絡層三層網絡結構。

4.1.3 間隔層由微機綜合保護測控單元及智能測量儀表等單元組成，分別安裝于高、低壓開關柜上，并以總線形式接入站級層主控單元，傳輸介質采用屏蔽對絞電纜。主要完成中壓繼電保護、測量和信號采集并與主控單元進行通信等功能。

4.1.4 站級層由主控單元構成，主要是作為本站間隔層設備采集電力系統數據的處理、儲存、調配以及信協議的轉換，并接入網絡層，將本站經處理的數據上傳和接受網絡層下傳的設定參數或控制信號等指令。

4.1.5 網絡層采用100M以太網絡，主控單元通過以太網接入網絡層，與圖形工作站聯成計算機局域網絡，以實現電力系統的集中監視、測量、控制和管理。

4.2 系統主要功能

4.2.1 對10KV中壓配電系統實行自動監視、控制、繼電保護和測量；

4.2.2 對0.4KV低壓配電系統及變壓器、發電機組、直流屏、UPS等電力設備實行自動監視和測量；

4.2.3 對電力系統的運行參數進行自動采集和分析，并進行集中管理，全面實現用電管理的無人值守或少人值班，節約運行及管理成本；

4.2.4 對能源消耗情況進行分析，提供能耗報表并為物業管理提供節能依據；

4.2.5 對電力系統的運行狀態進行實時監測，及時消除故障隱患，提高電力系統正常運行的可靠性；

4.2.6 提供電力系統設備維護的報表；

4.2.7 可根據需要設置或自動生成電力系統運行所需的各類報表。

5 結束語

近幾年，支持綠色建筑發展的政策陸續出臺，綠色建筑已然上升到了國家戰略的高度。政府對節能減排工作的高度重視，而建筑作為節能降耗的重要領域，加快推進綠色建筑刻不容緩。在實施綠色建筑過程中，電氣設計的健康、綠色、節能是實現綠色建筑的重要保證，本文從建筑電氣設計專業角度闡述實現綠色建筑的諸多元素，力求達到提高照明效率，節約能源，保護環境的目的。

參考文獻

【1】《綠色建筑評價標準》 GB 50378-2006

【2】《民用建筑綠色設計規范》 JGJ/T 229-2010

【3】《公共建筑節能設計標準》 GB 50189—2005

【4】《建筑照明設計標準》 GB 50034-2004

【5】《智能建筑設計標準》 GB∕T 50314-2006

【6】《民用建筑電氣設計規范》 JGJ16-2008

【7】中國建筑標準設計研究院.《全國民用建筑工程設計技術措施 節能專篇-電氣》.中國計劃出版社.2007年