绿色建筑电气设计要点分析

罗大巍

摘 要：当今时代，智能化技术、信息化技术被广泛应用于各个行业当中，绿色、智能化成为建筑行业发展的必然趋势。绿色建筑是指在建筑的整个生命周期内，能够实现空间、能源等各项资源的高效利用，同时减少对周边环境造成的污染，实现建筑与自然环境共赢。

关键词：绿色建筑;电气设计;要点

我国碳排放量在全球中处于第一位，占到全球碳排放总量的18%，在交通领域、建筑领域、工业领域增强节能减排、使用低碳技术已经成为了迫在眉睫的事情。特别是建筑行业消耗能源量占到了30%。中国政府为了应当全球气候变化承诺至2020年二氧化碳的排放量要比2005年减少40%至45%，这对于我国的节能减排有着很大的压力，特别是我国规模比较大的城市，中国实现节能减排的目标的关键突破点就在于实现建筑的节能、绿色设计。

一、工程概况

某工程为新型绿色建筑，采用了先进的绿色建筑设计理念，想要建设成为结合节能与环保为一体的标志性绿色建筑。该建筑周边均为高层商业建筑，能耗较大，故将先进的节能技术作为设计重点，通过节能减排和提高能源利用率与新区的能源供应相协调。

二、绿色建筑电气设计要点

（一）照明系统的节能设计

照明系统的节能在于多采用自然光，节约能源。本工程采用了导光管采光系统解决地下空间白天无光的问题。导光管能够采集室外的日光，通过导光管的传输与反射，由漫反射器将日光均匀地散射到市内，实现同室外光照同条件的效果。本项目采用10套DS530导光管采光系统，经过电气专业的相关人员确定需要采光的区域，并对采光孔的位置进行设计，保证采光系统的安装顺利。图1为导光管安装示意图。

该设计給地下层带来了充足的自然光，节约了建筑室内用电。此外，本项目在无特殊要求的照明区域采用了LED光源，与传统采用的T5光源比较，该光源具有寿命长、光效相同的特点，在采用光源的技术参数上，应当在考虑光效和寿命之外综合评价。工程在各个区域均采用了智能照明控制系统，通过不同的智能设置在中央监控界面上进行设置，实现分段控制，在改善照明功能环境、提高员工效率以及降低维修率方面都有着重要的功能。

（二）供配电系统的节能设计

1）供配电系统。供配电系统的节能首先需要减少电线的使用量和降低设备的能耗。想要达到这个目的，需要对电压的等级进行合理选用，并设计变电站的位置，让其靠近供电核心区域并科学选择相关的变压器。在技术上可以采用合理的功率补偿和谐波抑制的方式来提高能源利用率，降低能源损耗。供电线路应当尽可能为直线供电，减少配电环节并科学分配电荷负载。电缆的直径应当根据计算选用。实际工程项目需要根据周边的条件选择电压等级，该项目周边供电电压为10kV，因此采用相对独立、分散布置的方法设置多个10kV开闭站，将高压配电集中在主站，周边分配分变电站，实现供电核心区域位于中心的设定。

2）变压器与能耗设计。本工程采用干式节能变压器，设计要求空载损耗标准和负载损耗标准不高于规定的限值，相关的参数见表1。

根据相关标准，变压器的电能损耗公式为△WT=△P0×t+△Pk×β2×τ，△P0为变压器空载有功损耗，kW;△Pk为变压器满载有功损耗，kW;t为变压器全年运行投入小时数，h;β为平均负载系数;τ为最大负荷年损耗小时数，这个数值可以参考最大负荷的年利用小时数Tmax和功率因数cosφ，从Tmax和τ的关系曲线图查找。如果选择的变压器能效达到1级，负载率为75%，那么两台同样的变压器年损耗量为75100kW·h，采用两台硅钢片变压年损耗量为92800kW·h，两种变压器的区别在于空载能耗，新型变压器能够通过降低空载能耗实现节能。根据计算结果可以得出，1级能效变压器的损耗最低，在上述计算中，采用了75%的负载，其实这个负载率还是比较高的，能耗也大，但是如果负载较低，变压器自身的损耗也比较大，变压器的效率较低，所以在设计上需要保证在使用中变压器的负载和空载能耗相同，这样总损耗最小，效率最高。

（三）智能化设计

该工程主要采用的智能化设备为设备监控系统和能耗监测系统。监控系统能够对不同的机电设备进行实时监视和控制，降低运行的成本。受控的设备有空调设备、通风设备、给排水设备、电梯和照明系统。能耗监测系统能够及时全面地掌握建筑能耗数据，对建筑内的水、电、暖等资源的损耗进行分项和分类计量，实现实时数据采集和分析并实现实施监管。本工程采用HRR型设备监控系统，设置在楼体的各个中央集成控制处，这些设备能够对设备的运行状态进行监控，并采用了CHD型能耗监测系统，监控与监测系统在楼体设备运行时能够识别有效负荷和无谓能耗，并对能源的运行状态进行判定，从而对该大楼的能源分配进行规划，实现有效节能。除了在供电变电站上进行计量外，该楼还在各层的用电箱和配电箱上设置了DB型智能计量仪表，进行实时统计。

（四）可再生能源的应用

（1）独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，控制器的主要功能是对蓄电池的重放电控制，其主要适用于无电网的边远地区，如家庭和村级的太阳能光伏电站。最常见的太阳能路灯是利用太阳能电池版，白天接收太阳辐射能并转化为电能经过充放电控制器储存在蓄电池中，夜晚当照度逐渐降低，充放电控制器侦测到这一值后动作，蓄电池对灯头放电，蓄电池放电10h后，充放电控制器动作，蓄电池放电结束。

（2）光伏发电并网系统就是和公共电网通过标准接口联通，由太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后，在满足自我需求的同时，有盈余的情况下，接入公共电网，电流不足的情况下，由公共电网供电。光伏发电系统以微网的形式接入到大电网并网运行，并网光伏发电系统比离网型光伏发电系统投资减少25%。

三、结语

综上所述，绿色建筑是未来发展主要方向，只有大力推广绿色节能建筑才能够切实有效达到节能降耗的目标，而电气节能设计是绿色建筑设计的重中之重，在设计过程中应当充分考虑配电的科学性，制定合理的配电方案，以期进一步推动绿色建筑环保低碳的发展目标。

参考文献：

[1]韩花雷.绿色建筑电气设计的探讨[J].住宅与房地产，2018（05）.

[2]张庭婷.简要分析绿色建筑电气设计[J].中国新技术新产品，2017（11）.

[3]冉鹏.建筑电气节能设计及绿色建筑电气技术分析[J].绿色环保建材，2018（07）.