綠色建筑電氣設(shè)計的理論與實踐

莫敬波（東莞市建筑設(shè)計院有限公司，廣東東莞523000）

綠色建筑電氣設(shè)計的理論與實踐

莫敬波（東莞市建筑設(shè)計院有限公司，廣東東莞523000）

本文以建筑電氣設(shè)計為基礎(chǔ)，從構(gòu)造綠色建筑的電氣系統(tǒng)各種素材入手，重點分析及理解現(xiàn)階段規(guī)范要求綠色建筑的電氣設(shè)計基本思想和原則，并以實際工程為例子，對綠色建筑電氣設(shè)計進行了實踐。

建筑設(shè)計；綠色建筑；現(xiàn)代綠色建筑；電氣設(shè)計；電氣設(shè)計技術(shù)

引言

我國正處于建筑工業(yè)化，城鄉(xiāng)一體化，建筑業(yè)的快速發(fā)展消耗了大量的能源資源，并排放大量的廢水、廢料，嚴重污染了周邊的環(huán)境。限電跳閘、霧霾圍城的現(xiàn)像不絕于耳，正如此，我國制定并實施了《綠色建筑評價標準》（GB/T50378－2014）等相關(guān)規(guī)范。我們東莞市政府也發(fā)布了 《綠色建筑行動實施方案》的通知，明確要求新建大型公共建筑、住宅小區(qū)工程必須強制執(zhí)行綠色建筑標準。

綠色建筑概括起來就是最大效率利用資源、減少污染排放量，即：①減少非再生資源的使用；②充分利用可再生能源和材料；③回收材料的再利用；④減少污染物的排放量。綠色建筑的建造過程，必然涉及到電氣系統(tǒng)的設(shè)計及設(shè)備的選型，所以電氣設(shè)計是綠色建筑設(shè)計不可缺少的一部分。

1 綠色建筑電氣設(shè)計的根本要求

1.1 建筑及照明設(shè)計避免產(chǎn)生光污染

《城市夜景照明設(shè)計規(guī)范》（JGJT163-2008）的第七章節(jié)，規(guī)定了光污染的限制值及應(yīng)采取的處理方法：①住宅建筑的景觀照明裝置，在室外表面產(chǎn)生的垂直照度不應(yīng)大于規(guī)范要求值。②景觀照明燈飾往小區(qū)住宅方向的發(fā)光亮度不應(yīng)大于規(guī)范要求值。③機動車駕駛員因公路兩旁的非公路照明產(chǎn)生的眩光閾值增加量不應(yīng)大于15%。④行人和非機動車人不應(yīng)因住宅區(qū)和人行區(qū)的景觀照明燈飾造成眩光。景觀照明燈飾的眩光限制值應(yīng)小于規(guī)范要求值。⑤燈飾的上射光通量比限制值不能超過規(guī)范要求值。⑥景觀燈飾照明照射在標識面及建筑垂直面的平均亮度不能超過規(guī)范要求值。

1.2 中央空調(diào)、熱泵等輸配送系統(tǒng)與照明等各部分功耗要獨立分開計量

對于小間辦公室的分體空調(diào)回路是否另設(shè)計量表，現(xiàn)有兩種不同的意見：①嚴格按規(guī)范要求安裝單獨計量表，分別統(tǒng)計用電量；②不需要分別統(tǒng)計用電量，不需安裝計量表。單僅從中文語言上理解《綠色建筑評價標準》（GB/T50378－2014）的5.1.3條規(guī)定“冷熱源、輸配送系統(tǒng)和照明等各部分能耗應(yīng)進行獨立分項計量”，確實是需要分開計量。但從減少資源使用來說，每間辦公室或商業(yè)的租售單元都已安裝了一個計量表，再另為它室內(nèi)空調(diào)增設(shè)計量表，就顯得多余，且要增加電纜，斷路器等器件，增加了系統(tǒng)的復雜性。當統(tǒng)計辦公室用電量時，也要分別統(tǒng)計兩個電表后進行相加，增加了工作量。有違背綠色建筑的初衷，資源利用最大化，所以筆者認為小間辦公室、公寓式辦公室或商業(yè)的租售單元，已有獨立電表，不必另增加分項計量。

有趣的，是在《中小學設(shè)計規(guī)范》（GB50099-2011）10.3.2條第二款，要求學校內(nèi)的電梯、水泵、風機、空調(diào)等動力設(shè)備要獨立電表及運用節(jié)能措施。字面上又好像要求小間辦公室分體空調(diào)需要分項計量，與筆者上述意見沖突。但筆者認為此類辦公室和租售辦公室不同，不存在單獨計量電表，此時可以在低壓配電室用專用供電回路，集中給學校各辦公室分體空調(diào)供電，以實現(xiàn)分體空調(diào)統(tǒng)一計量。

筆者查閱了住建部印發(fā)的 《綠色建筑減隔震建筑施工圖設(shè)計文件技術(shù)審查要點的通知》，也提到了僅需在下面地方安裝分項計量：

（1）每棟獨立的建筑物應(yīng)設(shè)置電能計量裝置，并根據(jù)實際需要是否采用復費率電能表，以滿足執(zhí)行峰谷分時電價的要求；

（2）首先從電氣系統(tǒng)上設(shè)置分項計量，在以下低壓配電柜饋電回路設(shè)置分項計量裝置：①變壓器低壓側(cè)饋電回路；②需要單獨計量的向外饋電回路；③特殊場所饋電回路；④中央空調(diào)機組主回路；⑤集中供電的冷熱源系統(tǒng)附屬泵回路；⑥集中供電的室內(nèi)分體空調(diào)回路；⑦照明插座主回路，且盡量不要在照明配電箱、動力設(shè)備配電柜等末端配電箱內(nèi)配置電能計量表；⑧電梯、扶梯主回路；⑨其他應(yīng)需要單獨計量的用電回路；

（3）個別較分散的用電設(shè)備可以不獨立分項計量（如潛污泵、衛(wèi)生間排氣扇、衛(wèi)生間用小型熱水器等）；

（4）辦公室、出租小間或商鋪應(yīng)以每戶為單位設(shè)置電表計量設(shè)備；

（5）可再生能源發(fā)電機等應(yīng)設(shè)置獨立分項電能計量裝置。

1.3 照明功率密度值不小于國家標準《建筑照明設(shè)計標準》（GB50034-2013）中規(guī)定的目標值

注意的是，此要求是目標值，不是現(xiàn)行值。現(xiàn)行值是所有建筑物，照度都要滿足的最低限值，目標值相對來說，要加嚴格，是努力的方向。為達到此要求，現(xiàn)在電氣行業(yè)，根本都取用了發(fā)光二極管燈具。在我們東莞市，政府也出臺了《關(guān)于在我市建筑工程中推廣應(yīng)用LED照明產(chǎn)品的通知》，硬性要求新建、改造的市府機關(guān)、國資單位等有關(guān)的照明工程，此范圍內(nèi)的室外機動車道路照明、行人道照明和夜景燈全部采用發(fā)光二極管產(chǎn)品；項目范圍內(nèi)的室內(nèi)公共部位，如地下汽車庫、出入口、疏散走道、電梯大廳、疏散樓梯間等照明優(yōu)先采用發(fā)光二極光管燈具。

當房廳或場地的使用面積很少，或燈具安裝的位置較高，而引起照明利用系數(shù)較小時，可根據(jù) 《建筑照明設(shè)計標準》（GB50034-2013）第6.3.14條及6.3，16條適當調(diào)整功率密度目標值，即，當房廳或場地的室形指數(shù)值不超過1時，它的照明功率密度限值可以增加，但允許增加量不得超過原限值的20%；如有裝飾性燈具場地，要把實際使用的裝飾性燈具總功率的50%歸算到照明功率密度的計算。

當房廳或場地的照度標準值因?qū)嶋H需要，當比規(guī)范值提高或降低一基準水平時，它的LPD可以按原比例提高、折減。

1.4 疏散走道、樓梯間、出入口、大堂、大空間、地下汽車庫等場地的照明系統(tǒng)采取分區(qū)、定時、感應(yīng)等節(jié)電控制方案

現(xiàn)行標準《建筑照明設(shè)計標準》（GB50034-2013）第7章“照明配電及控制”、《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》（JGJ16-2008）第10章“電氣照明”、《住宅設(shè)計規(guī)范》（GB50096-2011）第8.7節(jié)“電氣”、《住宅建筑規(guī)范》（GB50368-2005）第10章“節(jié)能”均做出了相關(guān)規(guī)定，現(xiàn)概括如下：

①合理進行照明系統(tǒng)分區(qū)設(shè)計，依據(jù)自然光可利用性分區(qū)、功能分區(qū)、作息差異分區(qū)等進行照明設(shè)計；②住宅電梯廳、疏散樓梯間具有天然采光的，其照明可以采取聲音控制、光亮度控制、時間控制、人體感應(yīng)控制等一種或集成多種的控制裝置；③疏散走道、樓梯間、出入口、大堂、大空間、地下汽車庫等所有公共區(qū)域，以及較大空間場所，應(yīng)設(shè)計利用定時、感應(yīng)等多種結(jié)合的節(jié)電控制措施，或運用照度自動調(diào)控的節(jié)電裝置。

1.5 適當選用電梯、自動扶梯，并運用電梯群控、扶梯自動感應(yīng)啟停等節(jié)電控制措施

筆者認為此要求應(yīng)包含三層意思：第一層是電梯、自動扶梯的選用，要充分考慮電梯數(shù)量、載客量、速度等參數(shù)；第二層是電梯、自動扶梯產(chǎn)品節(jié)能特性：是否采用能量再生回饋或變頻調(diào)速拖動等節(jié)電措施；第三層是節(jié)電控制措施：包括扶梯人體感應(yīng)啟停、電梯群控、轎廂自動熄燈技術(shù)。

1.6 合理選用節(jié)能型電氣設(shè)備，三相配電變壓器滿足現(xiàn)行國家標準《三相配電變壓器能效限定值及能效等級》（GB20052-2013）節(jié)能評價值要求；水泵、風機等設(shè)備，及其他電氣裝置滿足相關(guān)現(xiàn)行國家標準的節(jié)能評價值要求。

值得注意的是，在（GB20052-2006）版中，允許變壓器的空載與負載損耗單項不大于-7.5%的偏差，總負偏差不大于5%。所以，SCB10型變壓器基本上都滿足此參數(shù)要求，但到了最新的GB20052-2013版中，SCB10的參數(shù)并不符合規(guī)范要求。

2 綠色建筑電氣設(shè)計的實踐運用

我們東莞市生態(tài)園公租房項目，按照東府辦〔2014〕88號文件規(guī)定，“落實綠色生態(tài)城（園）區(qū)試點建設(shè)，園區(qū)新建建筑綠色建筑比例達到100%”，鑒于此項目為市重點工程和示范工程，故按綠色建筑二星級設(shè)計。

選用Dyn-11接線環(huán)氧樹脂澆注干式SCB12型電力變壓器，其空載損耗和負載損耗均低于規(guī)范要求值；客梯選用奧的斯GeN2型電梯，具有ReGenTM能源再生變頻器，可減少75%的能源消耗；建筑照明按照東莞政府文件 （東建節(jié)能〔2012〕42號）規(guī)定執(zhí)行，室內(nèi)外，全部選用LED燈具。

此項目為住宅居住類，沒有集中空調(diào)，且每戶均有計量表，故空調(diào)回路不需獨立計量，只需在低壓配電柜所有出線回路設(shè)置分項計量表，即可滿足照明與公共動力類的分項計量。走廊、樓梯間、門廳、大堂等地方，照明采用聲光控，為盡量減少成本，采用單獨的四線制聲光控開關(guān)，分區(qū)分組控制LED燈，且能夠使用其強啟線作值班照明開關(guān)，一舉兩得。

圖1 電梯廳照明控制示意圖

一住宅的餐廳，長4m，寬3m，燈具安裝高度為2.75m，則室形指數(shù)為：

因RI小于1，所以其功率密度限值充許增加，但增加值不應(yīng)超過限值的20%，LPD＝（1+20%）×5W/m2＝6W/m2。

現(xiàn)設(shè)計使用一盞餐燈（功率為12W，光通量為1050Lm的三個LED光源）和一盞裝飾壁燈 （功率為7W，光通量為550Lm的一個LED光源）。餐燈維護系數(shù)取0.7，利用系數(shù)取0.8，考慮裝飾壁燈的利用系數(shù)較低，可取0.45，而維護系數(shù)同樣可取0.7，則平均照度計算如下：

在規(guī)范值150lx的±10%之內(nèi)，符合要求，功率密度計算如下：

小于計算要求值6W/m2，也符合要求。

3 結(jié)語

綠色建筑是一個較寬泛的概念，在建筑物的設(shè)計到使用、維護內(nèi)，應(yīng)總體做到經(jīng)濟和環(huán)保兩個方面。經(jīng)濟方面就是總體省錢，環(huán)保方面就是減少污染。但如果設(shè)計采用了不成熟的技術(shù)或產(chǎn)品，哪只是個噱頭，反面增加成本，增加污染，應(yīng)用循環(huán)經(jīng)濟的科學發(fā)展觀，科學有效地利用資源和高新技術(shù)成果。

[1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB/T50378-2014綠色建筑評價標準[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2014.

[2]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50034-2013建筑照明設(shè)計標準[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013.

[3]中國建筑標準研究院.全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施-電氣節(jié)能專篇[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.

[4]住房城鄉(xiāng)建設(shè)部.減隔震建筑施工圖設(shè)計文件技術(shù)審查要點[M].北京：住房城鄉(xiāng)建設(shè)部中國建筑科學研究院，2015.

TU85

A

2095-2066（2016）05-0019-02

2016-1-20

莫敬波（1979-），男，注冊電氣工程師，大學本科，主要從事建筑電氣設(shè)計工作，任電氣總工。