绿色建筑电气设计要点分析

2015-11-04王海东

建材与装饰 2015年38期

关键词：电气设计灯具电能

王海东

（安徽省黄山市建筑设计研究院　安徽黄山　242700）

绿色建筑电气设计要点分析

王海东

（安徽省黄山市建筑设计研究院安徽黄山242700）

随着城市建设的快速发展，绿色建筑是当前我国各大城市发展的主要方向。绿色建筑的理念就是要建设安全、节能、环保的建筑，进而改善城市的生态环境。在建筑设计中，电气设计是其重要的内容，是建筑实现智能化的重要影响因素。为了提高我国建筑电气设计水平，本文对我国绿色建筑设计中电气设计的要点进行探讨。

绿色建筑；电气设计；节能

1　引言

随着我国城市环境问题的不断增多，人们逐渐追求绿色环保的生活方式。在建筑行业中，绿色建筑设计的研究和应用是实施可持续发展战略的积极响应。电气设计是绿色建筑设计的重要组成部分，是保证建筑高效稳定运行的基础系统；同时，在建筑总能耗中建筑电气耗能占据绝大部分，因此，对建筑电气设计要点的分析和电气节能技术的应用对整个绿色建筑来说具有非常重要的意义。

2　绿色建筑电气设计基本原则

2.1保证建筑的实际使用功能

绿色建筑首先要确保充分发挥建筑的实际使用功能。绿色建筑的宗旨是在满足相关实际使用功能和舒适性的条件下，最大限度的节约资源、保护环境，为人们提供适用、舒适、高效的工作和生活空间，但不能只为了实现建筑节能要求而降低建筑相关实际使用功能。利用采光器设备，充分利用自然光，白天尽量采用自然光照明减少电灯对能源的消耗。同时，还可以利用智能电力控制系统，对各用电设备的用电时间和用电量进行合理的控制，也可以实现绿色建筑电气装置的智能化控制。

2.2节能性

节能性是绿色建筑电气设计的理念之一，同时也是绿色建筑设计过程中的核心原则。在绿色建筑设计的过程中，首先应满足建筑物内部的电能供给需求，采用现代节能技术最大限度的降低电能的消耗。特别是对变压器、输电线路和建筑内部用电设备产生的电能损耗，对于大型公共建筑来说，应采用先进的节能照明设备实现大面积光照的需求。

2.3可持续发展

可持续发展是当前我国绿色建筑设计中必须遵循的一项重要原则。电气设计人员在进行电气设计的过程中，确保电气设计的方式、设计理念满足我国可持续发展的原则，不能只一味的追求实现绿色建筑要求而违背可持续发展原则，应以整体为出发点，顾及全局。

3　绿色建筑中的电气设计要点

3.1合理选择配电变压器

变配电机房的位置应设置在负荷中心处，根据表1确定所需变配电机房的数量。在绿色建筑供配电系统中，配电变压器是绿色建筑中最主要的电能分配设备和转换设备，同时自身也需要消耗很大的电能。因此，合理选择变压器的型号和容量，就能够大大的提高配电变压器电能转换的效率，进而降低变压器的运行能耗。在电气设计的过程中，应结合绿色建筑所需的实际负荷，变压器容量应适当高于最佳负荷率，通常来说，变压器的最佳负荷率通常在70%左右。此外，在进行配电变压器选择时，尽量选择空载损耗小、负载损耗小的节能型设备。根据绿色建筑设计标准来看，比如某一个具体的系列或型号的变压器来说，新型号的电能损耗相比于前一个型号来说，可以降低10%左右的能耗。比如：在空载和负载损耗中，S10型号的变压器要比S9型号的能耗量降低10%。因此在进行电气设计的过程中，尽可能的选择高效节能的配电变压器，这样不但能够降低变压器运行过程中的能耗，而且还能提高电能的转换效率，同时，还可以在一定程度上提高变压器的使用寿命。表2是当前我国主要建筑变压器设备的相关参数。

表1　变压器装置指标

表2　变压器设备参数

3.2合理选择配电干线电缆

变压器确定后，接下来就是确定配电干线电缆。配电干线电缆的选择必须在满足允许载流量的前提下，综合考虑热稳定性、电压损失和有色金属使用的经济指标，确定导线的最佳截面，并根据绿色建筑的敷设条件选择电缆的型号。比如在高层建筑工程中，变配电室应尽量的靠近电气竖井；面积较大的单层建筑，应尽可能的将电气竖井设置在建筑的中部，进而最大化的减少主干线电缆的长度。

3.3照明设计

3.3.1公共部位照明

公共场所部位的照明应采用高效灯具、高效光源和低损耗镇流器等附件，并配以相应的节能措施，对于能利用自然采光的公共部位应设置定时或光电控制开关。根据《住宅设计规范》（GB50096-2011）8.7.5条的强制性规定：住宅公共部位的照明应采用高效灯具、高效光源和节能控制措施。因此，在进行灯具光源设计时，除特殊要求外，应尽量选择节能光源来代替白炽灯光源，比如可以采用LED光源、高效三基色荧光灯等。当采用气体放电灯具时应尽量采用具有节能效果的电子镇流器或电感镇流器。应采用光电、人体红外感等自动延时开关或定时开关对公共部位的灯具的开关进行控制，条件允许的话可以采用I-13US等总线制照明控制系统。对于有充足光照地区的绿色建筑来说可以采用太阳能发电照明，对风力充足地区的绿色建筑来说可以采用风力发电照明等。

3.3.2内部空间照明

室内照明应尽量选择高效节能的灯具和光源。在进行电气照明设计时，照明灯具应根据使用环境、房间的用途、光源分布等条件进行合理的选择，通常情况，应采用开启式灯具照明和直接照明，尽量选择维修方便、高效的节能型灯具。在进行灯具选择时，应选择用反射率高、纯电化铝高、变质速度慢的材料做成的底反射控光器，进而减少光能的衰减。客厅和卧室等部位应采用开启式灯具；对于厨房等可能出现大量烟尘的部位，应选择具有防尘密闭效果的灯具；在厕所、浴室等潮湿的部位，应选择具有防水功能的灯具；在走廊、楼梯间等公共通道部位，由于其不需要长时间的照明，因此可选择声控开关对灯具进行控制。

3.4节能电气设计

随着我国城市化建设步伐的不断加快，在加上城市土地的稀缺，一些大型建筑也不断的拔地而起，对于大规模的绿色建筑来说，其内部的供排水、电梯、空调、供暖等会耗费大量的能源。因此，在大型绿色建筑电气设计中，应采用自动控制系统对绿色建筑内部的电气设备进行有效的控制，从而可以实现节能、环保的要求。在进行设备选择时，应选用具有高效节能型的水泵、电动机、变频空调等。对电梯、自动扶梯等设备，应采用电感应控制系统，车库可采用一氧化碳感应装置，并和自动排风机进行连接。

4　太阳能光伏发电系统的应用

对于一些有充足太阳能资源的地区，绿色建筑电气设计中可以采用太阳能光伏发电系统为建筑提提供电源。在市电正常的情况下，太阳电池方阵利用太阳能发电，待电能转换后，首先为太阳能系统和市电电网并网点附近的用电负荷设备供电，当太阳电池方阵产生的电能大于绿色建筑中负荷设备所需要的电能时，则可以将过多的电能输送到市电电网中，通过市电电网为其他用电设备提供电能；当绿色建筑中用电负荷设备所消耗的电能大于太阳电池方阵产生的电能，则绿色建筑中用电负荷设备所需要的电能有太阳电池方阵和市电同时提供，但在进行电气设计时应优先考虑使用太阳电池方阵产生的电能。

在夜间市电通过并网用功率调节器的反向工作方式，为储能蓄电池自动的补充点电（白天储能蓄电池通常处于空载状态），充满后并网用功率调节器会自动的关闭电能的输出，为电能应急做好准备。

绿色建筑中采用太阳能发电系统为建筑提供电能的优点在于，如果市电电网突然发生停电现象，此时可以将太阳能发电系统作为绿色建筑中的应急电源使用，以保各用户和所有用电设备的正常运行，此外在绿色建筑中采用太阳能发电，提高了建筑内部的环境质量，同时也节约了能源，符合绿色建筑发展的宗旨。太阳能发电系统如图1所示。