浅谈绿色建筑电气设计之我见

曾永尚

摘 要:本文作者对绿色建筑进行了简单的介绍，阐述绿色建筑的电气设计的基本原则,最后探讨了绿色建筑的电气设计问题。

关键词: 绿色建筑；建筑电气设计；

中图分类号：S611 文献标识码： A

1. 绿色建筑的特征

首先,保证舒适是绿色建筑的第一个特征。要确保人们生活、生产所必须的舒适与安全。其次,绿色建筑的另外一个重要特征是确保健康。也就是说,建筑本身必须对人的身体与心理健康有益。最后,节能、高效、环保是绿色建筑的第三个特征。节能、高效的含义,就是说在建筑物的整个寿命周期中,尽量降低原材料与资源的耗费, 要积极的选用高效能源和提高资源利用效率。环保就是要做到把对自然环境的不良影响降到最低, 要积极的选用清洁能源或可再生资源，尽量减少粉尘、二氧化碳、固体污染物等的制造与排放,实现建筑物本身与自然环境的和谐统一。

2.绿色建筑电气设计基本原则

绿色建筑是一种多学科的综合体，涉及建筑、结构、暖通、给排水、电气等诸多专业，下面笔者仅从电气方面介绍绿色建筑电气设计的一些基本原则。

2.1 保证建筑的实际使用功能

绿色建筑首先要保证建筑的实际使用功能。脱离实际使用功能的建筑只能是空中楼阁，也毫无“绿色”之意。绿色建筑本旨应该是在不降低相关使用功能和舒适性的前提下，最大限度地节约资源、保护环境，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，而不能仅为了达到节能要求而牺牲相关实际使用功能为代价。

2.2 充分考虑实际运行价值

实际运行价值在这里指的是统筹考虑投资、运行、甚至回收利用等整个寿命周期中的综合价值。一方面不应该因为满足运行节能需求而使投资过于庞大,另一方面也不应该因为节省初期投资而使运行成本高昂,而且要对环境的不良影响降到最低，充分环保。简而言之就是要找到最佳平衡点，力争以较低的成本来赢取较大的经济效益与社会价值。

3. 绿色建筑的电气设计

绿色建筑的电气设计主要从节能、高效、环保为着力点，从电气专业的角度出发，在满足建筑实际使用功能的前提下，使建筑物的整个寿命周期中,最大限度节约能源,高效利用资源，保护环境和减少污染。笔者从以下几方面简单介绍绿色建筑的电气设计问题。

3.1 电气设备的选择

首先, 电气设备的选择要尽量选择节能、高效、环保的设备。比如说选用非晶合金铁芯节能变压器取代传统铁芯变压器；采用节能高效电机取代传统普通电机；采用节能灯、细管径荧光灯、LED灯等高效光源取代传统光源的荧光灯、白炽灯等等。选择电线电缆时，在满足允许载流量、电压损失、热稳定性等技术指标的前提下,尽可能按经济电流密度比选的方式来选用电线电缆，以达到节能的效果。总之是从源头上减少设备使用自身的损耗，在电气设计时严禁选用国家明令淘汰落后的设备产品，要选用节能高效的推荐设备产品，并尽可能地选用太阳能、风能等各种绿色环保的可再生自然能源的设备产品。

其次, 电气设计时要尽量使设备在最佳效率状态下运行。大多数设备在不同的运行状态下其效率也不尽同。比如电动机运行特征是负载大小的波动会影响运行的效率,电动机在其稳定运行的情况下效率最高。这就要求在电气设计时，选择合理的电机容量，以最大可能避免出现电机空载、轻载或者过载的情况运行,以提高电机的效率。变压器的负载率较适宜为0.7～0.85,这样可以适应负荷的变化,让变压器始终处于最经济运行的状态，提高效率避免不必要的损耗。

最后，电气设计时可采取多种辅助设备或配套措施以提高效率，减少能耗。比如采用变频设备控制电动机，可以减少电动机起动时对电网的冲击和对电能的损耗；合理采用补偿设备，可以减少电网功率损耗，提高设备运行效率；尽可能选用电子镇流器、节能型电感镇流器等灯具配件，以减少灯具使用时的功率损耗。

3.2电气系统的优化

同样的设备在不同的使用条件或系统中，其节能效果大小与否也会大相径庭。这就要求在电气设计时，不单要合理选择节能高效的设备，还要根据系统用电容量、用电分布、用电规律等不同特点综合考虑来进行系统的合理设计,以实现系统运行最优化。

(1)供电配电系统要尽可能的简单安全,同一个电压变配电级数不应该超过2级,应该尽可能地避免变电级数多而产生的电能消损。变配电所需要尽可能的深入负荷中心,以降低线路上所产生的损耗。根据具体负荷分布情况，合理采用放射式、树干式、环网式等各种接线方式，增强供电网络的供电质量,提高供电配电系统的效益。

(2)选择合理的供配电系统运行和设备检修维护方式。比如在给多台空调主机配电时，可根据季节变化对空调主机使用的不同要求来选择接线方式，对变压器适当分组，以便于灵活投切相应的变压器，并满足设备检修维护的需要。在对体育场馆和会展场所等电气系统设计，要充分把握开馆和闭馆不同用电负荷的特点，把闲时或临时设备用电分类配电，方便不同时段投切相应设备，以节省能源，避免不必要的浪费和损耗。

3.3 电气设备运行管理和维护

科学管理、定期维护各种用能、耗能设备可以最大限度的实现节能高效的目的。

（1）最大限度地对风能、太阳能等可再生能源的高效开发利用，可以减少对传统能源的依赖。风力发电、太阳能发电技术日趋完善，其所占用能比例也会不断提升。在路灯中采用风能和太阳能补充系统已经在不少地方陆续采用；小型风力发电和屋顶太阳能利用等技术逐渐走入人们家庭生活。

（2）使用建筑设备自动监控，对照明实行分区分时段控制。使用建筑设备自动监控系统，可以优化建筑物内建筑设备的运行状态，节省建筑设备能耗，提高运行效率，减少运行费用。对大面积场所的照明实行分区控制，充分利用自然光或混光照明，可以提高照明效果，减少浪费。对道路照明或室外景观照明进行分时段控制，可以在深夜或不必要情况下减少灯具照明，以利节能。再比如在楼梯间、走廊等人们生活经常走动但是并不需要长时间照明的地方,可以选用声控开关或触摸感应开关来控制灯具的开闭，做到人走灯熄的节能要求。

（3）定期维护，加强清洁保养

通常，电器设备长时间工作后，会积淀环境造成的综合污染物，容易造成接触电阻明显增大，设备损耗严重，照明效果降低，可能导致高温烧蚀，损坏电器，甚至酿成事故。对电器设备进行定期维护，加强清洁保养，其节能高效的重要意义不容忽视。一方面消除安全隐患，减少和避免因此而造成设备损坏带来的经济损失；另一方面有助于提高设备的工作效率，提高能源利用效率；还可以降低电器设备自身的功耗，提高设备的工作效率。

结束语：

本文从电气专业角度简单介绍了绿色建筑及电气节能设计的相关问题，也是作者对绿色建筑电气设计的一些粗浅认识和思考。

参考文献

[1] 中国建筑协会建筑师分会建筑技术专业委员会, 等.绿色建筑与建筑技术[M].中国建材工业出版社,2006,6.

[2] (美)查尔斯·G·伍德.绿色建筑设计方法与实例[M].中国电力出社,2005,9.

[3] 邹汉谦.谈供配电系统节电技术措施[J].深圳土木与建筑,2008.

[4] 中国城市科学研究会，《绿色建筑》中国建筑工业出版社,2010.

[5] 住房和城乡建设部工程质量安全监管司，等.《全国民用建筑工程设计技术措施（电气）2009》中国计划出版社,2010.