電氣節能措施在超低能耗建筑中的應用

摘 要：

主要介紹了浙江省德清縣一棟超低能耗建筑中的電氣節能措施。以項目為例，從照明及控制、建筑室內環境和能耗監測、可再生能源應用等角度進行分析。結果可為同行提供類似項目的參考。

關鍵詞：

超低能耗; 光伏; 低碳節能; 照明

中圖分類號： TU855

文獻標志碼： B

文章編號： 1674-8417（2024）12-0052-06

DOI：

10.16618/j.cnki.1674-8417.2024.12.010

0 引 言

在“雙碳”目標背景下，各個地方出臺的政策緊鑼密鼓，浙政發〔2022〕21號文件要求：“全面貫徹城鎮建筑綠色低碳規劃、綠色設計、綠色施工管理的理念，推進低碳城市、韌性城市、海綿城市建設。城鎮新建民用建筑全面實施低能耗建筑標準，加快發展超低能耗建筑。到2025年，城鎮新建公共建筑和居住建筑設計節能率提升至75%以上，全面執行綠色建筑標準。”本文介紹了浙江省德清縣一棟超低能耗建筑中的電氣節能措施。以此項目為例，從照明及控制、建筑室內環境和能耗監測、可再生能源應用等角度進行分析。

1 項目概況

本項目位于浙江省德清縣莫干山旅游區，沿阜溪而建，共7個地塊，分兩期開發。總建筑面積約90 000 m2，項目縱深達到了1.2 km。集成了沿街商業、辦公、青年聯合體、劇場、美術館、酒店等多種建筑業態，單體子項接近50個。該項目豐富了當地旅游配套，是連接城市與鄉野，人造與自然的節點。本文圍繞其中一個超低能耗建筑（青年聯合體）的電氣節能措施進行介紹。

該單體為多層公共建筑，地上5層，地下1層。總建筑面積2 168.64 m2，其中地上面積1 765 m2，建筑高度19.53 m，屬人員密集場所。地下1層主要由消防水池、泵房、設備機房、布草間、儲藏間組成。1層由大廳、電氣化廚房、走廊、衛生間、設備管井組成。2層～5層由客房、辦公組成。屋頂布置了空調室外機及光伏板。

2 照明及控制

本建筑在滿足功能需求情況下減少建筑形體進退，優化建筑開窗位置與室內墻柱的位置關系，立面上開窗連續、不中斷，由此改善辦公區域的自然采光，相對節約了照明能耗。

功能場所照明燈具布置計算公式如下［1］：

N=EA/（ΦUK）

（1）

式中： N——光源數量;

E——工作面上的平均照度;

A——工作面面積;

Φ——光通量;

U——利用系數;

K——燈具維護系數。

按照GB 50034—2013《建筑照明設計標準》以及GB 55015—2021《建筑節能與可再生能源利用通用規范》中照明節能指標的相關要求，單體照明節能指標及控制方式如表1所示［2］。

所有區域的照明燈具均采用高效LED光源，辦公、設備房等區域采用支架燈，公共走道采用吸頂燈，客房屬于后期裝飾界面，可根據功能區域劃分采用組合燈具。

在燈具選型的時候須關注燈具的光效指標。以某品牌系列1吸頂燈（12 W/840 lm）、系列2吸頂燈（12 W/1 100 lm）為例，取本建筑一段走廊（面積27 m2）計算，燈具安裝高度均按2.6 m執行，在滿足照度指標和功率密度的前提下，系列1的燈具需要8盞，系列2的燈具只需要6盞，由此可見燈具的光效指標越高，越節能。

本建筑樓梯間等場所采用人體感應自動控制開關。在大廳及公共照明配電箱內，安裝聯網型網絡型開閉執行器，相應場所安裝智能燈光控制面板，結合系統元件箱內的數據采集器，實現該區域燈光開閉管理、場景控制和定時控制。大廳智能照明控制系統如圖1所示。標準層智能照明控制系統如圖2所示。

3 建筑室內環境和能耗監測

根據GB/T 51350—2019《近零能耗建筑技術標準》第7.1.38條“應設置室內環境質量和建筑能耗監測系統”的要求［3］，本建筑在暖通機組處配置智

能控制單元及空氣質量采集單元（采集PM2.5/10、

CO2、溫濕度、TVOC），實現對新風機組的起停、遠程控制;結合空氣質量傳感器，自動控制風機的節能運行，并監測環境質量。在多聯機室外機處配置多聯機室外機控制單元，實現對室內機的起停、溫度調節，遠程控制并實現多聯機能耗計量統計的功能，結合人體移動感應器，實現對室內機的節能運行控制。智能照明及空氣質量監測系統如圖3所示，其他樓層相仿。

此外，本建筑每個客房設控制模塊，實現客房內照明開關、空調控制、電動窗簾、房態監視（請勿打擾/請速打掃、插卡取電、SOS）。接入無線傳感器，有效地探測工作區域內的使用環境變化情況（如門/窗是否開啟，使用區域內是否有人），智能調節空調的運行工作狀態。標準層客控系統如圖4所示。

本建筑設能耗監測系統，主機設于地塊內其他單體的監控室內。該系統將電、水等能源計量裝置數據上傳至后臺能耗監測主機。根據浙江省地方標準DB 33/1090—2017《公共建筑用電分項計量系統設計標準》的要求，本建筑為一級能耗節點［4］。公共場所照明、非公場所照明、空調、電梯、給排水系統用電單獨計量，本建筑多功能電表均帶RS-485通信功能，將數據傳至當地主管部門監管平臺。用電分項計量系統能耗結構如圖5所示。

4 可再生能源應用

光伏發電系統的設計按整個地塊考慮，核算

方式按照DBJ 33/T 1105—2022《民用建筑可再生

能源應用核算標準》第4.0.2條的要求：當地塊容積率不大于4.0時，可再生能源綜合利用量核算值應滿足［5］：

QL≥e×AOR

（2）

式中： QL——可再生能源年綜合利用量核算值;

AOR——計容建筑面積;

e——公共建筑可再生能源綜合利用量核算因子。

建筑可再生能源綜合利用量核算如表2所示。

經計算，本項目一期和二期可再生能源年綜合利用量為538 567.6 kWh/a，預留太陽能光伏板總面積為2 076.5 m2;根據每棟樓的建筑條件及方案需求，本單體屋頂共布置了110.4 m2太陽能光伏板。全年的發電量約為20 700 kWh/a，取電力（等價值）為0.330 kgce/kWh，理論節煤6.83 tce/a。本工程光伏系統采用并網措施，所有發電量均并入市政電網系統，并單獨裝設表計計量。屋面光伏板采用單晶硅，單塊尺寸為1 650 mm×992 mm，共43片，采用平鋪形式。屋面光伏板布置如圖6所示。

5 其他節能措施

除了以上主要節能措施外，本項目的供電方案綜合考慮了供電半徑的經濟性。因項目占地面積大，建筑比較分散且大體量建筑少。供電方式采用室內專變+室外箱變結合的方式，按地塊區域劃分供電，箱變的設置結合景觀方案的布置，盡量做到與環境融合且滿足供電需求，供電半徑基本能控制在150 m范圍內，本建筑室外箱變至單體的供電距離僅為60 m，一定程度降低了壓降損耗，節省了電纜成本。

本建筑垂直電梯采取群控、變頻調速、能量反饋等節能措施［6］;水泵、風機、電梯等動力設備配置的電動機能效滿足《中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級》規定的節能評價值。

此外，本項目還設置了一套建筑設備監控系統，對冷熱源系統、空調及通風系統、給水排水系統、供配電系統、照明系統、電梯系統進行實時監控，可對機電設備進行綜合管理、調度、監視、操作和控制，達到節能的目的。

6 結 語

超低能耗建筑的設計牽涉到各個專業，包括建筑的氣密性，維護結構的設計，暖通空調系統的設計，可再生能源的利用等。電氣雖然只是其中的一個環節，但作為建筑的配套專業，需要從方案階段重視同各個專業密切配合，尤其是空調節能控制系統的設置和可再生能源的選擇與安裝條件的確定。在設計過程中應選擇合理的電氣系統、電氣管材線材，以及低碳節能的終端設備，盡可能為超低能耗建筑評審提供有力的支撐。

［1］ 北京照明學會照明設計專業委員會.照明設計手冊［M］.第二版.北京：中國電力出版社，2006.

［2］ 中華人民共和國住房和城鄉建設部.建筑節能與可再生能源利用通用規范：GB 55015—2021［S］.北京：中國建筑工業出版社，2021.

［3］ 中華人民共和國住房和城鄉建設部.近零能耗建筑技術標準：GB/T 51350—2019［S］.北京：中國建筑工業出版社，2019.

［4］ 浙江省住房和城鄉建設廳.公共建筑用電分項計量系統設計標準：DB 33/1090—2017［S］.2018.

［5］ 浙江省住房和城鄉建設廳.民用建筑可再生能源應用核算標準：DBJ 33/T 1105—2022［S］.2022.

［6］ 浙江省住房和城鄉建設廳.綠色建筑設計標準：DB 33/1092—2021［S］.2021.

收稿日期： 2024-07-05

Application of Electrical Energy-Saving Measures in

Ultra-Low Energy Buildings

SHI Jun

［CCDI（Suzhou） Exploration amp; Design Consultant Co.， Ltd.， Suzhou 215000， China］

Abstract：

This article mainly introduces the electrical energy-saving measures in an ultra-low energy consumption building in Deqing，Zhejiang Province.Description from the perspectives of lighting and control，indoor environment，energy consumption monitoring，and renewable energy applications.It can be reference for similar projects for peers.

Key words：

ultra low energy consumption; photovoltaic; low carbon and energy-saving; lighting