绿色建筑中的电气设计

绿色建筑评价标准中的电气设计

引言

虽然人们不断提倡绿色、节能、环保，但由于绿色建筑评价标识的申报一般是由建筑物的业主单位、房地产开发单位来提出的，往往设计人员在进行项目的设计时并未考虑到绿色建筑这一方面，仅是按照业主的要求以及涉及节能、环保的有关规范、规定来设计。本人在设计韩国乐天百货店项目时，就是遵循上述原则，出乎意料的是，该项目不久前居然被评为沈阳市二星级绿色建筑。因本人有幸参加了该项目的绿色建筑评价标识的申报及评价会，现浅析一下电气设计在绿色建筑等级评价中所涉及的内容。

1评价指标

从国家规范《绿色建筑评价标准》(GB/T50378—2006)中可以看出，绿色建筑评价指标体系包括以下六个方面：节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量、运营管理，且每类指标均包括控制项、一般项与优选项。然而，真正与电气设计有关的指标仅为节能与能源利用、室内环境质量、运营管理这三个方面。

2节能与能源利用

2.1控制项

2.1.1《绿色建筑评价标准》中5.2.4：各房间或场所的照明功率密度值不高于现行国家标准《建筑照明设计标准》GB50034规定的现行值

为了满足节能要求，本工程中的照明光源采用了稀土三基色荧光灯和LED(发光二极管)灯。随着国家发改委与联合国开发计划署、全球环境基金共同开展的“中国逐步淘汰白炽灯、加快推广节能灯”合作项目的实施，我国白炽灯逐步退出历史舞台，节能灯已占据市场的主导地位。有资料表明，采用节能灯替代白炽灯可节电60%～80%。紧凑型节能灯是一种将电子镇流器全密封在螺旋式或插拔式灯头内的异形荧光灯，因灯头与白炽灯相同，所以可以直接替换白炽灯。由此可见，一体化的紧凑型节能灯既具有荧光灯的省电、寿命长的优点，又具有白炽灯的体积小、显色性好、使用方便的特点。而根据荧光粉种类的不同，目前荧光灯可分为三基色荧光灯和普通荧光灯。三基色荧光灯比起普通荧光灯发光效率提高30%，显色性提高20%(Ra80-85)，色彩还原能力强，视觉更舒适，并且寿命更长，汞含量更少。

本工程在办公室、地下停车库、厨房、设备用房等处均采用直管稀土三基色细管径荧光灯，在走廊、卫生间、商场营业厅、餐厅等处采用稀土三基色紧凑型节能灯，在楼梯间采用稀土三基色吸顶荧光灯。此外，在装饰照明、室外广告牌、园区景观照明中采用了LED(半导体照明)灯具。

LED灯是一种绿色环保光源，半导体照明自身对环境不会造成任何污染。因其光谱中不含红外线和紫外线，属于冷光源，没有辐射污染。且其可见光区域不含虫子喜好的波段，不易招惹蚊虫。此外，因其不含汞等污染物质，不会污染环境。LED灯显色性高并且具有很强的发光方向性，对光的利用率可达到100%。在同样亮度下，LED灯耗电量仅为普通白炽灯的1/10，荧光灯管的1/2。LED灯直流驱动，没有频闪，且调光性能好，色温变化时不会产生视觉误差。LED景观照明灯具有持久耐用、亮度高、体积小、色彩多变等特点，是景观照明的最佳选择。

由此可见，本工程所采用的光源满足了规范中所要求的应选用发光效率高、显色性好、使用寿命长、色温适宜并符合环保要求的光源。

本工程中的荧光灯灯具均采用带反射器的开敞式灯具，其效率可达到75%以上。另外，因电子镇流器可提高灯管光效和降低镇流器的自身功耗，使灯的总输入功率下降约20%，有利于节能，故本工程中的直管形荧光灯均选用了电子镇流器。

为了更好地提高节能效果，本工程采用了智能照明控制系统，且在不同区域采用了不同的控制方式。例如，在地下停车库、办公室采用了时间控制，即根据一定的时间段来调整灯光的亮度。地下停车库按照商场营业时间调节灯具明暗变化，办公室则根据上下班时间定时开关灯。在楼梯间采用了声光感应控制，即通过对声音和光线亮度的探测进而点亮或熄灭灯具，做到人来灯亮，人走灯灭。在商场营业厅采用了定时与亮度传感器相结合的控制，即根据营业时间开关室内照明灯具，又因营业厅具有通过外墙的玻璃窗和屋顶天窗的自然采光，可根据室外自然光线的强弱来调整室内灯光的明暗，维持室内的恒定照度。在室外景观照明采用了场景控制，即预先设置多个不同场景，在场景切换时淡入、淡出，既可实现灯具的开关控制和明暗调节，又能实现色温的调节及色彩变幻。除此之外，在大空间均采用了分区控制，即将大空间划分成若干个小空间，每个小空间内的灯具均采用单独的照明回路供电，便于灵活控制，保证最大限度的节能。

因在设计中充分考虑到节能方面的要求，故照明功率密度值均低于现行值。

2.1.2《绿色建筑评价标准》中5.2.5：新建的公共建筑，冷热源、输配系统和照明等各部分能耗进行独立分项计量

本工程在10kV变电所内中压侧两路10kV电源进线处均设置专用计量表进行集中计量，另外，根据负荷性质不同分别给照明负荷、空调负荷、一般电力负荷设置单独的变压器供电，且在每台变压器低压侧设置计量表进行电能计量。此外,在出租的各个小商铺内如厨房、美食等处分别设置低压计量表对用电负荷实行分户计量。本工程的主要设计原则是除了便于不同业主之间对用电负荷的管理，还可对不同负荷性质的用电设备进行能耗统计，并分析各项能耗指标是否合理，从而发现问题并改进，最终达到节能的目的。

2.2优选项

2.2.1《绿色建筑评价标准》中5.2.16：建筑设计总能耗低于国家批准或备案的节能标准规定值的80%建筑设计总能耗是指包括建筑围护结构以及采暖、通风、空调和照明用能源的总消耗，其中涉及电气专业的是照明和电力系统的能耗。上面提到，本工程在照明节能方面采用了节能光源和智能照明控制系统，因此能够最优化地实现照明的节能控制。而在电力系统节能方面，本工程采取了下列措施：1)10kV变电所内选用低损耗、低噪音、节能型的干式变压器SCB10。由于具有较高的热容性，故其过载能力强，强迫风冷时可达到150%额定负载运行。因其安全、难燃防火、无污染，可直接安装在负荷中心，从而减少线路损耗。

2)合理选择变压器容量，使得各台变压器负载率均在81%～85%之间。根据计算容量确定变压器容量时，应综合考虑变压器最佳负载率、最大效率、能效及技术经济评价、经济运行的条件等多种因素。3)在10KV变电所内低压侧采用电容器进行无功补偿，提高设备的功率因数，可降低变压器和线路损耗，并削弱谐波的影响。4)装设谐波处理装置，即在电容器回路串联电抗器，可以减少谐波危害及提高供电品质。此外，变压器绕组选用了D,yn11型接线，可以有效地抑制三次谐波。5)为了改善启动特性，大容量电动机采用了软启动器、变频器。软启动器通过控制双向晶闸管导通角调节电动机端电压，使电动机平滑启动，通过限流节约电能。软启动器能实现在轻载时，通过降低电机端电压，提高功率因数，减少电机的铜耗、铁耗，达到轻载节能的目的。变频器通过改变电动机电源的频率来实现速度调节，具有效率高、无附加转差损耗等优点，因风机、泵的轴功率与转速、风机风量、泵流量的三次方成正比，采用调节电动机的转速可以使其工作在最佳节能状态。

2.2.2《绿色建筑评价标准》中5.2.18：根据当地气候和自然资源条件，充分利用太阳能、地热能等可再生能源，可再生能源产生的热水量不低于建筑生活热水消耗量的10%，或可再生能源发电量不低于建筑用电量的2%

本工程中的园区内路灯、庭院灯、草坪灯等室外景观照明采用了风光互补照明发电系统，即白天由小型风能发电机(将交流电转换为直流电)和太阳能电池板各自给蓄电池组充