綠色建筑設計中電氣節能設計的探討

鄒曉濤

香港華藝設計顧問（深圳）有限公司廈門分公司（361000）

綠色建筑設計中電氣節能設計的探討

鄒曉濤

香港華藝設計顧問（深圳）有限公司廈門分公司（361000）

這里從綠色建筑設計的背景入手，對電氣節能設計方面的關鍵策略展開探討，論述了綠色建筑在變配電系統、照明系統、能耗分項計量系統、樓宇自控系統及光伏發電系統中的節能設計要點，希望能夠促進綠色建筑節能目標的進一步落實。

綠色建筑；電氣節能；設計

1 綠色建筑的變配電系統

綠色建筑中變配電系統通常需要根據建筑電氣系統的使用要求，選擇相應容量的干式變壓器裝置。目前，我國建筑電氣系統中廣泛選用的是S11型和S9型低損耗卷鐵芯變壓器。非晶合金變壓器節能潛力更大。從配電系統實際應用的角度上看，非晶合金變壓器空載狀態下的損耗低，用電效率高，使用壽命長，超載能力強，且抗諧波能力突出，與綠色建筑的節能要求相契合。除此以外，從運行成本及能源利用率上來看，此類變壓器還具有突出的投資回報收益。

表1 非晶合金變壓器節能效果比較表

除此以外,變配電系統為達到節能效果,還必須關注供配電系統運行期間負荷功率的因數，通過將無功功率補償裝置增設于供電系統中的方式，在降低供電變壓器及配電線路損耗的同時提高供電質量，以達到增加設備利用率，改善供電效率的目的。

2 綠色建筑的照明系統分析

在綠色建筑照明系統實現節能設計目標的過程中，應當特別關注如下兩個方面的問題：首先，在照明系統控制方式的設計上，應通過對照明控制系統進行智能化處理的方式達到節能效果。整套智能化照明控制系統由系統單元、輸入單元及輸出單元構成，其基本結構如表1所示。整套系統按國際通訊標準，將系統各個輸入、輸出及系統支持單元連接或網絡。通過對智能化照明控制系統的應用，利用軟啟動及軟關閉技術，能夠使建筑室內所有照明回路在一定時間范圍內緩慢啟動、關閉和延時啟動、關閉，對延長照明裝置的使用壽命有重要意義。除此以外，智能化照明控制系統、樓宇自動控制系統及物業管理系統有良好兼容性，對提高建筑智能化管理水平有重要意義；其次，在照明裝置的設計上，可通過優先選擇節能光源的方式達到節能效果。如通過選擇LED燈具的方式，在保證光線質量的前提下，提高照明裝置的節能效益，并延長照明裝置的使用壽命。

3 綠色建筑的能耗分項計量系統

在現代綠色建筑電氣系統節能設計中，根據對各項電能使用數據的分析，明確電氣系統節能的方向與重點,提高節能效果。能耗分項計量系統是指通過對綠色建筑內部各項能耗系統安裝分類、分項能耗劑量裝置的方式，利用遠程傳輸技術對能耗數據進行動態采集與傳遞，達到檢測能耗并進行動態分析的目的。在綠色建筑中,能耗分項計量系統需要安裝在變配電站出線回路、室內照明系統、室內空調系統末端等部分，與樓宇自動化控制系統有良好兼容性，采用總線分布的方式將現場裝設電子式電能表,采集的數據通過總線技術傳遞至終端服務器中。

4 建筑樓宇自控系統分析

樓宇自動控制系統是隨著自動化技術的發展形成的一個系統，能夠對建筑內部動力設備實施徹底的監控，從而達到節能控制的目標。該系統的結構組成包括：傳感器、執行器、DDC及計算機控制中心等。如圖1所示。其中傳感器負責監控來自于建筑內部的相關信息，如溫度、濕度將這些信息傳遞到控制中心。該系統能夠同智能化照明系統兼容，從而達到對電氣系統的節能控制。在樓宇自動化控制系統的建設中，還應當重視對變壓器型號的優選，優先選擇噪聲干擾小、運行效率高及能耗低的變壓器設備，以控制變壓器在空載狀態下的能量損耗，確保變壓器運轉狀態的穩定與可靠。

圖1 建筑樓宇自控系統

5 綠色建筑的光伏發電系統

光伏發電系統的主要構成部件包括太陽能電池組件、控制器、逆變器及測量設備。在綠色建筑電氣系統節能設計中，可以將光伏發電系統與建筑物結合，利用太陽能發電系統的組件替代部分建筑物組件，降低建筑物電能消耗量。在高層建筑頂部安裝相應容量的太陽能光伏發電系統，年發電量非常可觀。經太陽能光伏發電系統產生的電能提供給建筑物內部自行使用。光伏發電系統與樓宇自動化控制系統在綠色建筑電氣系統內部有良好的兼容關系，能夠支持工作人員利用樓宇自動化控制系統對光伏發電系統中的發電量及歷史發電數據進行動態監督與控制。

6 總結

眾所周知，綠色建筑是建筑業生態可持續發展戰略的必然方向。電氣系統作為建筑系統內部能耗矛盾最為突出的部分之一，在節能降耗方面有著非常突出的應用優勢與價值。為實現現代建筑的綠色化轉型與發展,不斷提高建筑電氣系統節能水平，完善變配電系統、照明系統、能耗分項計量系統、樓宇自控系統及光伏發電系統在內的節能設計，以促進電能利用效率的提高，減少電能浪費，促進綠色建筑優勢功能的進一步發揮。

[1]蘇建元,孫薇.基于人工神經網絡的建筑電氣節能評估模型[J].低壓電器,2007(16)：16-19.

[2]林毅宏.智能樓宇建筑電氣節能現狀及節能設計研究[J].自動化與儀器儀表,2011(3)：135-136.

[3]張東棟.基于智能化建筑電氣節能優化設計的分析[J].電子測試,2016(17)：146,130.