以綠色建筑為目標的建筑電氣與智能化設計

江麗娜

（中億豐建設集團股份有限公司，江蘇 蘇州 215131）

0 引言

根據GB/T 50378—2019《綠色建筑評價標準》，綠色建筑是指在全壽命期內節約資源、保護環境、減少污染，為人們提供健康、適用、高效的使用空間，最大限度實現人與自然和諧共生的高質量建筑。為響應江蘇省政府提出的城鎮新建建筑按二星及以上綠色建筑標準設計建造的目標，建筑電氣與智能化設計也應該滿足綠色建筑國家標準及省級標準中的相關指標。

建筑電氣設計包括變配電系統、照明、防雷接地設計，建筑電氣系統確保供電電源安全可靠，將能量輸送至建筑的照明、動力設備等用電單位。建筑智能化包括建筑設備管理系統、公共安全系統、信息化應用系統等，建筑智能化系統感知環境的各種信息，分析協調各電力、設備系統與外界環境發生交互作用。建筑的綠色、節能、環保也需要建筑電氣與智能化系統設計合作統一。

1 項目概況

本項目為辦公綜合體，包括總部辦公樓地下2層，地上23層，建筑高度99.9m，地上建筑面積4.58萬m2；研發樓地下2層，地上14層，建筑高度61.4m，地上建筑面積2.01萬m2；聯合辦公樓地下2層，地上6層，建筑高度23.8m，地上建筑面積為1.09萬m2；地下車庫共2層，建筑面積為3.58萬m2。為響應國家“碳達峰”“碳中和”的目標，本項目建設方確定本項目總部辦公樓按三星綠色建筑標準設計建造，其他建筑按二星綠色建筑標準設計建造。

2 綠色建筑對建筑電氣與智能化設計的具體要求

綠色建筑評價應遵循因地制宜的原則，結合建筑所在地域的氣候、環境、資源、經濟和文化等特點，對建筑全壽命期內的安全耐久、健康舒適、生活便利、資源節約、環境宜居等性能進行綜合評價。建筑電氣與智能化設計時考慮到江蘇地區夏熱冬冷、自然環境優越、經濟發達、文化兼容并蓄的特點，為滿足綠色建筑的相關指標，對空調節能計量、變壓器低損低噪、電梯最優控制、水質節水管理、室內風、聲、熱、空氣環境指標都有要求。為達成綠色建筑三星目標，建設方聘請了專業的工程研究院就綠色建筑對電氣與智能化設計提出具體指標要求。

3 建筑電氣與智能化設計為達成綠色建筑目標在項目中的具體措施

為滿足綠色建筑的相關指標，將空調節能計量、變壓器低損低噪、電梯最優控制、水質節水管理、室內風、聲、熱、空氣環境等指標要求具體落實到項目，以減小建筑在建造過程中對資源和環境產生的影響，需要協調建筑功能與節能、節地、節水、節材之間既對立又統一的關系。方案設計階段在建筑電氣設計提出智能化專項設計內容的同時，EPC項目管理部統籌安排，智能化專項設計方在方案設計階段就介入，協助建筑電氣設計方提資。建筑電氣設計與智能化設計兩方在以下相關方面溝通協調，形成統一設計意見，為達成綠色建筑目標實行以下具體措施。

3.1 機房位置與面積

智能化數據機房設置于總部辦公樓3層信息機房，作為整個項目弱電系統的核心，機房面積197.9m2。監控機房設置在研發樓1層，機房面積36.1m2，主要用于本項目安保設備的存放和管理。

通過對數據中心基礎設施的容錯系統配置篩選，分析包括操作失誤、設備故障、正常電源中斷等意外事故對電子信息設備基本運行的影響，提出采用2套核心交換機組成雙核心的數據機房基礎設施配置。在滿足當下運營管理需求的情況下，考慮未來擴展的需要預留1套機組的擴容空間，按照模塊化的建設思路進行設備平面布置節省出更多的建筑空間。監控機房與消防控制室合并設置共享一套運維管理人員，降低運營期間人員成本支出。

3.2 智能化系統供電

智能化信息機房供電與監控機房供電皆采用雙重電源放射式配電末端自投，電源引自2臺變壓器的低壓出線側，確保當一個電源發生故障時，另一個電源不同時受到損壞。智能化信息機房用電容量為360kW，監控機房用電容量30kW。因智能化專項設計提資準確，在電纜和路徑橋架的選擇上建筑電氣設計不考慮過多余量預留，達到節材效果。

3.3 智能化系統防雷接地

建筑電氣設計智能化系統進線管線預埋時考慮屏蔽需求，管線入戶前穿金屬管埋地敷設，穿管長度不應小于15m。智能化設計各系統線路于進線處在相應端口安裝適配的防雷電涌保護裝置。建筑電氣設計各類機房內設置等電位聯結箱，建筑各系統共用同一接地裝置，機房內獨立接地系統與聯合接地端可靠連接。因防雷接地系統大部分利用建筑結構柱內主筋組成，也部分達到節材目的。

3.4 智能化系統的消防設計

機房采用無管網式氣體滅火系統，避免普通水滅火系統對精密昂貴設備的損害。其啟動方式可由同一防護區域內探測器報警聯動啟動，也可手動啟動按鈕控制啟動。智能化門禁系統的安防優先級低于火警疏散的優先級，建筑電氣火災報警系統預留門禁接入模塊，智能化設計要求火災時打開疏散通道上由門禁系統控制的門。強電消防與智能化系統的協作設計保證了人員的安全疏散。智能化信息機房因面積不大且無大量人員疏散要求，機房內不設置消防應急照明和疏散指示系統，避免過度設計帶來的浪費。

3.5 智能化系統與其他專業設計的分工界面和接口條件

智能化機房對建筑空間面積、層高、耐火等級、安全出口數量等的要求，前期建筑方案設計時已予以考慮。因機房設備對溫、濕度、空氣含塵濃度等有嚴格要求，本項目精密空調設計納入智能化專項設計范圍。兩方設計明確水暖電與智能化系統無關的管道，皆不穿越機房區域。因智能化專項設計明確提出無需考慮金屬屏蔽結構，本項目機房的結構荷載最終核定為1.0kN/m2，節省了大量因荷載不明確導致的建材損失。

3.6 建筑電氣設計及其他專業設計中的智能化專項設計

建筑電氣設計時確定了建筑物能耗監測系統、智能照明監控系統、建筑設備監控系統等系統的原理圖和基本功能要求，智能化專項設計根據要求深化設計。地庫的CO濃度監測已在暖通與電氣設計時配置到位，監測信號接入智能化系統。依據智能化專項設計提資，機電各專業在電表、水表、空調等表計的設計選型中注明端口需開放通信協議，表計帶遠傳接口；景觀專業、海綿城市專業有智能化控制監測需求的，設備需開放端口協議；建筑在電梯選型中注明要求電梯開放端口協議，電梯廠家配套隨行電纜需滿足顯示屏、攝像機、五方通話等供電及數據傳輸要求。設計圖紙的深化、完整，避免了項目后期因不明確項增加的費用，也使設備采購時有據可依，采購合同更嚴謹規范。

4 建筑電氣與智能化設計為達成綠色建筑目標在項目中的具體落實

本項目綠色建筑評價以建筑群為評價對象，評價對象根據國家及江蘇省綠色建筑設計標準提出的綠色發展要求落實并深化指標要求；涉及系統性、整體性指標，基于建筑所屬工程項目的總體整體控制指標進行評價。為達成綠色建筑目標，建筑電氣與智能化設計在以下方面得到具體落實。

1）電梯采取變頻調速拖動方式有效降低電梯能耗，集中排列設計的電梯設置電梯群控裝置，并設有自動轉為節能運行方式的功能。

2）變電所設置在負荷中心，降低線路損失。變壓器選用12型及以上節能環保型產品，滿足相關國家能效能級要求。

3）地下室設置CO濃度檢測裝置，與排風設備聯動，每個防火分區設置多個監測點，確保地下室內空氣質量良好并達到節約能源的目的。

4）能耗監測系統按水、電、燃氣、集中供熱/供冷和太陽能光伏發電等分類分項計量，其中電力檢測又分為照明插座用電、空調用電、動力用電和大容量設備用電等分項計量。能耗監測系統按要求設置在線監測、實時采集與動態分析功能，數據采集30min一次。

5）水質遠傳計量系統對各類用水準確計量，掌握本項目水系管網分布，各類用水設備分布和運轉等情況，避免管道持續漏損可能，為節水管理措施提供可靠現實數據。水質在線監測系統對濁度、余氯、pH值等指標進行監測，及時發現水質異常變化保證用水安全。

6）項目創新性地在建筑規劃階段至建筑施工階段的全建設過程中全程引入BIM建筑信息模型技術，使建筑項目信息在規劃、設計、建造全過程充分共享，無損傳遞，令設計人員和工程技術人員能夠對各種建筑信息做出正確的應對，形成了發現問題解決問題的快速閉環管理模式。BIM建筑信息模型技術在建筑工程全壽命期內實現信息管理和應用，建筑工程建設的各階段、各專業間協作配合皆有賴于BIM的數據交換和共享。BIM幫助本項目充分利用各自資源，避免數據不通暢導致的重復性勞動，提高工程質量和效率，降低成本節約原材料。BIM效果如圖1所示。

圖1 BIM效果

5 結語

綜上所述，從EPC設計管理角度對建筑電氣設計和智能化專項設計統籌協調控制，可達到節能、節地、節水、節材的目的，使建筑對環境危害降到最低。然而實現人、建筑與自然和諧共生才是綠色建筑的最終目標，如何達成這一目標還需進一步研究。