淺談綠色建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)

姚雪

隨著全面建設(shè)小康社會(huì)的逐步推進(jìn)，建設(shè)事業(yè)迅猛發(fā)展，建筑能耗迅速增長(zhǎng)，綠色建筑已成為了城市建設(shè)發(fā)展的主要趨勢(shì)。一定要高度重視建筑施工中的節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，加大科技投入，節(jié)約資源，提高能源的使用效率，減少運(yùn)行成本，最大程度的滿足現(xiàn)代化建筑施工的需求，提供經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。本文筆者對(duì)綠色建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)問題進(jìn)行了分析。

一、建筑電氣設(shè)計(jì)應(yīng)用在綠色建筑中的重要性

在建筑電氣設(shè)計(jì)過程中，電氣設(shè)計(jì)的健康、綠色、節(jié)能是切實(shí)貫徹綠色建筑設(shè)計(jì)規(guī)范的重要方面，是實(shí)現(xiàn)綠色建筑的重要保證。

二、建筑電氣設(shè)計(jì)中的原則

（一）滿足建筑物的使用功能。即滿足照明的照度、色溫、顯色指數(shù)；

（二）考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益。節(jié)能應(yīng)按國(guó)情考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益，不能因?yàn)楣?jié)能而過高地消耗投資，增加運(yùn)行費(fèi)用，而是應(yīng)該讓增加的部分投資，能在幾年或較短的時(shí)間內(nèi)用節(jié)能減少下來的運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行回收。

（三）節(jié)省無謂消耗的能量。節(jié)能的著眼點(diǎn)，應(yīng)是節(jié)省無謂消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是與發(fā)揮建筑物功能無關(guān)的，再考慮采取什么措施節(jié)能。如變壓器的功率損耗，傳輸電能線路上的有功損耗都是無用的能量損耗，又如量大面廣的照明容量，宜采用先進(jìn)技術(shù)使其能耗降低。

三、綠色建筑電氣設(shè)計(jì)的節(jié)能措施

（一）變壓器的選擇

在變壓器的選擇上面，需要根據(jù)實(shí)際的需要狀況進(jìn)行選擇相應(yīng)的數(shù)量。變壓器的效率和變壓器承載的壓力的消耗之間呈現(xiàn)的是正相關(guān)的關(guān)系，和承載的壓力的具體功率之間也存在著直接的聯(lián)系。在變壓器的選擇上，應(yīng)該選擇節(jié)能型的變壓器，而把那些能源消耗比較高的變壓器淘汰掉。

（二）電氣產(chǎn)品的選擇

工程設(shè)計(jì)中，在對(duì)電氣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)采用國(guó)家認(rèn)證機(jī)構(gòu)確認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，并優(yōu)先選擇高效、節(jié)能、環(huán)保的電氣產(chǎn)品和設(shè)備，絕不采用國(guó)家明令禁止的、淘汰的和高耗能的產(chǎn)品。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，建筑電氣專業(yè)也涌現(xiàn)出一些新技術(shù)和新產(chǎn)品，在電氣設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)所需設(shè)備功能的要求，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，積極推廣新產(chǎn)品、新技術(shù)，發(fā)揮新產(chǎn)品新技術(shù)的節(jié)能作用。相信隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，產(chǎn)品成本的降低，新技術(shù)、新產(chǎn)品必然會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。

（三）供配電系統(tǒng)

根據(jù)用電負(fù)荷容量及其分布、用電設(shè)備特點(diǎn)，合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)供配電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)有效運(yùn)行。

（1）供配電系統(tǒng)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單可靠，同一電壓變配電級(jí)數(shù)不宜多于兩級(jí)，盡量減少變電級(jí)數(shù)過多產(chǎn)生的電能損耗。變配電所應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心，合理分布供電網(wǎng)絡(luò)，減少線路電壓損失，提高供電網(wǎng)絡(luò)的供電質(zhì)量及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益；

（2）合理選擇變壓器容量、級(jí)數(shù)。變壓器負(fù)載率宜為0.7～0.85，能適應(yīng)負(fù)荷變化，使變壓器工作于最佳狀態(tài)。盡可能選擇節(jié)能型變壓器（10KV及35KV電壓等級(jí)），節(jié)約變壓器空載損耗，降低空載電流和噪音。同等傳輸狀況下，電壓越高，損耗越小。因此，設(shè)計(jì)中需要平衡變壓器在不同負(fù)荷條件下的鐵損和銅損，合理選擇電壓；

（3）合理選擇配電干線電纜。在滿足允許載流量前提下，綜合電壓損失、熱穩(wěn)定性等各種技術(shù)指標(biāo)，以及有色金屬使用的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，合理選擇導(dǎo)線截面，并根據(jù)敷設(shè)條件選擇電纜型號(hào)。在高層建筑中，變配電室應(yīng)靠近電氣豎井，以減少主干線電纜的長(zhǎng)度。對(duì)于單層面積大的建筑，應(yīng)將電氣豎井盡可能地設(shè)在中部，減少水平電纜敷設(shè)長(zhǎng)度。

（四）無功功率的合理補(bǔ)償

無功補(bǔ)償時(shí)首先應(yīng)減少用電設(shè)備的無功消耗，提高自然功率因數(shù)，具體措施：

（1）正確選擇變壓器的容量和臺(tái)數(shù)，以便可以切除季節(jié)性負(fù)荷專用的變壓器。

（2）熒光燈、氣體放電燈燈具功率因數(shù)小于0.9時(shí)應(yīng)做單燈電容補(bǔ)償。

（3）減少供配電線路的感抗，采用正確的電線、電纜的敷設(shè)方式及采用同心結(jié)構(gòu)的電纜等措施。

（4）正確選擇電動(dòng)機(jī)的容量。當(dāng)采用提高自然功率因數(shù)的措施后，仍達(dá)不到供電部門及節(jié)能要求時(shí)，在變、配電室內(nèi)進(jìn)行集中電容補(bǔ)償，對(duì)容量較大、負(fù)荷平穩(wěn)且經(jīng)常使用的用電設(shè)備宜單獨(dú)就地補(bǔ)償。

（五）照明節(jié)能

我國(guó)照明用電約占社會(huì)總用電量的12%，采用高效照明產(chǎn)品代替低效照明產(chǎn)品可節(jié)電60%～80%，所以照明節(jié)電潛力巨大。提倡照明節(jié)能不是說降低視覺要求和降低照明質(zhì)量，照明節(jié)能基本原則是保證不降低照明場(chǎng)所的視覺要求，力求減少照明系統(tǒng)中的能耗，最有效地利用電能。在工程設(shè)計(jì)中以照明功率密度（LPD）值作為照明節(jié)能指標(biāo)，力求合理提高照度而降低用電量。

（1）合理選擇和確定照度標(biāo)準(zhǔn)值。GB50034-2013《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了各類場(chǎng)所的照度標(biāo)準(zhǔn)值，實(shí)際設(shè)計(jì)中執(zhí)行的照度值可能提高或降低一級(jí)。在一般情況下設(shè)計(jì)照度值與照度標(biāo)準(zhǔn)值相比較，可有±10%的誤差，使照度標(biāo)準(zhǔn)值的選擇具有一定的靈活性。對(duì)于規(guī)范條文規(guī)定的房間或場(chǎng)所，在選定的相關(guān)參數(shù)條件下，須達(dá)到規(guī)定的照度值并確保LPD值不超標(biāo)，該比值的量綱是Lm/W，表示投入的光通量相對(duì)于輸入功率的比值，可作為照明設(shè)計(jì)參考的能效指標(biāo)，規(guī)范條文規(guī)定的照度標(biāo)準(zhǔn)值與對(duì)應(yīng)的照明功率密度值之比作為能效指標(biāo)下限。

（2）應(yīng)用高光效照明光源。照明光源的節(jié)電指標(biāo)是發(fā)光效率。它是指每瓦所產(chǎn)生流明數(shù)的大小，數(shù)值越大表示發(fā)光效率越高，越節(jié)省電能。

使用直管熒光燈的場(chǎng)所，應(yīng)選用細(xì)管徑（即T8或T5型）、稀土三基色直管熒光燈，不應(yīng)使用鹵磷酸鈣熒光粉制的熒光燈，這樣提高光效、顯色指數(shù)，而且使用壽命更長(zhǎng)，節(jié)能效果好。在辦公室、教室、商場(chǎng)和工業(yè)廠房一般功能性照明場(chǎng)所，使用直管熒光燈滿足照度均勻度要求條件下，應(yīng)選用功率較大的燈具（T8不小于36W，T5不小于28W），可提高能效30%～40%。辦公室、會(huì)議室應(yīng)用直管熒光燈或緊湊型熒光燈，應(yīng)不用白熾燈，緊湊型熒光燈具有光效較高、壽命長(zhǎng)、顯色性較好，用它取代白熾燈可節(jié)約電能，其他場(chǎng)所應(yīng)嚴(yán)格限制白熾燈的應(yīng)用。積極推廣應(yīng)用高光效、長(zhǎng)壽命的金屬鹵化物燈和高壓鈉燈。商場(chǎng)營(yíng)業(yè)廳、展覽廳、候機(jī)廳等中等高度（如燈具安裝高度4～6m）的公共建筑顯色要求高的宜采用較小功率的陶瓷金鹵燈，其光效更高；大件倉(cāng)庫(kù)、鍛工車間、煉鐵車間顯色性要求不高的場(chǎng)所以及道路照明，應(yīng)采用光效更高的高壓鈉燈；高大的工業(yè)廠房采用金屬鹵化物燈。

（3）推廣應(yīng)用高效節(jié)能鎮(zhèn)流器。熒光燈應(yīng)選用電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能電感鎮(zhèn)流器，符合使用要求時(shí)，可選用兩個(gè)或幾個(gè)燈管共用的鎮(zhèn)流器；金屬鹵化物燈、高壓鈉燈應(yīng)選用節(jié)能電感鎮(zhèn)流器，根據(jù)產(chǎn)品的發(fā)展，逐步應(yīng)用電子鎮(zhèn)流器。

（4）選用高效的燈具。燈具發(fā)出的總光通量占燈具內(nèi)光源發(fā)出的光通量的百分比為燈具的效率，它說明了燈具對(duì)光源光通的利用程度。影響燈具效率的主要因素有：反射器和保護(hù)罩的材料。目前這些材料很多，一般地對(duì)反射器而言經(jīng)鍍鋁處理的反射鏡其反射率達(dá)80%以上，保護(hù)罩以透明玻璃的透過率為最高，其次為棱鏡塑料。因此，在燈具選型時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用高效的節(jié)能燈具，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)階段的節(jié)能。

（5）照明控制：光源的選擇可以達(dá)到照明節(jié)能，照明控制是關(guān)系運(yùn)行中節(jié)能的重要因素。公共建筑和工業(yè)建筑的公共場(chǎng)所，宜采用集中控制，為了節(jié)能，宜按建筑使用條件和天然光狀況分區(qū)、分組控制。

（6）合理利用自然光節(jié)能降耗。充分利用自然光，把照明和自然采光相結(jié)合。建筑物的照明設(shè)計(jì)應(yīng)充分利用自然光節(jié)能降耗。在進(jìn)行照明設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量利用自然光，白天少開燈。室內(nèi)墻壁以潔白干凈為準(zhǔn)，可提高光的反射率，增加亮度。

四、結(jié)語(yǔ)

伴隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑總量和居住舒適度不斷提升，建筑能源消耗急劇上揚(yáng)。在建筑電氣設(shè)計(jì)過程中，電氣設(shè)計(jì)的健康、綠色、節(jié)能是切實(shí)貫徹綠色建筑設(shè)計(jì)規(guī)范的重要方面，是實(shí)現(xiàn)綠色建筑的重要保證。endprint