绿色建筑电气设计探析

姚冬平

（贵州正业工程技术投资有限公司，贵州贵阳 550000）

我国2019 年8 月1 日起实施的《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378—2019），其对绿色建筑定义为：在全寿命周期内，节约资源、保护环境、减少污染，为人们提供健康、适用、高效的使用空间，最大限度地实现人与自然和谐共生的高质量建筑。其含义涉及建筑安全耐久、健康舒适、生活便利、资源节约（节地、节能、节水、节材）和环境宜居等方面的综合性能。我国的人均资源较少，且能源利用效率较低，为了实现长久发展，节能减排成为必经之路。在此环境下，绿色建筑开始突显其优点，成为建筑市场新的发展方向。

建筑电气设计作为绿色建筑设计的重要组成部分，如何加强绿色设计理念的应用，如何提升建筑电气设计的科学性及合理性，以达到实现资源的最小消耗，达到节能、绿色、环保的目的。本文就此思路做了以下论述，主要从能源节约为其基本设计思路，从配电系统、照明、设备选型等几个方面进行阐述。

1 变配电系统

变配电系统的节能设计首先考虑方案的合理性，进行设计时，需要对变配电系统的负荷进行精准计算和科学分析，这是电气设计的基石，根据分析计算结果进行变压器容量的合理选择，合理设计供电电压和供配电系统，尽量简单可靠，同一电压变配电级数不宜多于两级，尽量减少变电级数过多产生的电能损耗。有效安排机房和竖井，变配电所应尽量靠近负荷中心，合理分布配电网络，减少线路电压损失，提高配电网络的供电质量及网络运行的经济效益。对于必须使用的电感性用电设备可选用有补偿电容器的用电设备，以提高其功率因数。同时变配电系统产生的谐波要符合现行国家标准《电能质量公用电网谐波》的规定，设计中根据谐波源选择合理的谐波抑制和治理方案，一般情况下可采用电源侧集中治理方案，对于有明显谐波源且占比较大的场合，可采用负荷侧就地治理方案。三相平衡也是配电系统的重要原则，配电系统设计应尽量满足三相负荷的平衡要求，对于单相负荷占比大的配电系统，一定要做好单相负荷的分配设计。

2 照明系统

2.1 采用高效照明灯具

高效的照明灯具是照明节能设计的基础，对于必须要使用人工灯具进行照明的区域，需要选用控光性能合理，反射系数高，透射系数好，控光性能过关的灯具，要确保照明灯具以及相关电气附件具有节能、高效的特点。一般场所可以选择具有较长使用寿命，且节能高效的LED 节能光源或者是细管三色荧光灯进行使用，相比于白炽灯，这些灯具在电能消耗上能够节约80%以上，且寿命长得多，而且LED 灯具有较高的稳定性，不存在有害金属汞等问题，环保效果较好。需注意的是选用LED 照明产品的光输出波形的波动深度应满足现行国家标准《LED 室内照明应用技术要求》（GB/T 31831—2015）的规定。

2.2 采用合理配光方式

一般来说照明通常分为常规照明、局部照明以及混合照明三种，不同场所对照明会有不同要求，比如当照明场所又窄又高时，要选用窄配光灯具，如集照型灯具或者深照型灯具；在宽而高的房间中要选用宽配光灯具，例如正弦分布灯具等。同时建筑室内的照度值、统一眩光值、一般显色指数等指标应该满足《建筑照明设计标准》（GB 50034—2013）的规定，各房间或场所的LPD 值至少应达到《建筑照明设计标准》（GB 50034—2013）中的现行值规定，推荐达到目标值规定。照度计算时，根据不同使用场合应合理选择工作面高度，设计过程中应将照明的效果与人的需求尽量结合起来考虑，注重室内墙面和物体的表面反射率，根据反射率选择合理的灯具利用系数，可建议采用浅色的装修材料，提高反射率。

在做室外夜景照明设计时，应特别注意光污染的限制应符合《城市夜景照明设计规范》（JGJ/T 163—2008）的相关规定。楼座泛光照明不应对周边建筑物产生光污染。泛光照明设计时，根据表面材料的反射比和色彩吸收情况，适当选择宽光谱辐射的光源，使用高光效的高压钠灯，提高泛光照明效率。在室外景观照明灯的控制上，可以对各种场景控制模式加以分析应用，对实际使用中的不同场景进行科学预设，针对不同的场合或时间，对场景进行切换控制，如节假日、晚上的时间段等等，避免不必要的浪费，同时保证达到实际使用的效果，在灯具布置方面，应做到科学计算合理布置，在保证照明效果的前提下灯具选型、数量、控制、使用维护最环保。

2.3 采用合理控制方式

照明控制方式的设计也是落实绿色理念的关键，除对灯具实施分组控制，布置灯具的过程中一般情况下应该将其平行于窗，每组开关对于灯具的控制数量要进行合理设计，不应过多等这些基本概念外，具有天然采光的区域，照明设计应结合天然采光条件进行人工照明布置并进行独立分区控制，同时采用合理措施改善室内或地下空间的自然采光效果，如采用采光井、反光板、日光导管等设备改善地下空间的采光。针对公共区域的照明系统可采用分区、定时、感应等节能控制，采光区域的照明控制应独立于其他区域的照明控制等。

另外智能照明控制系统的应用十分关键，对于公共区域，或者是部分空间较大的办公区域，可设置自动照明控制，如通过时钟定时控制、管理室手动控制、软件集中自动控制等方式，对大堂、电梯前室、走道、地下车库等以及大空间办公区域、大会议厅等需要控制场所的照明进行控制，例如，商业综合体地下车库的照明设计，可根据商业综合体的营业时间对灯具亮度进行调节，以达到节能的目的。对于智能照明控制系统，它不仅要控制照明光源的发光时间、亮度来配合不同应用场合做出相应的灯光场景，同时也要考虑智能化和操作简单化以及灵活运用未来照明布局和控制方式变更等需求，好的智能照明控制系统可以提高照明环境的品质，改善人们工作、学习、生活的条件和质量。

3 变压器选型

首先要对变压器容量进行合理选择，在选择变压器容量时，应对变压器的运行效率、最佳负载率、负载运行特点以及经济运行条件进行综合的考虑，尽量使变压器的负载率能够处在75%～85%之间，选用具有良好节能效果的变压器，如SCB13 等。其次对季节性负荷因素需要加以考虑，如空调负荷，具有较强的季节性，且容量较大，在进行变压器设计时，应该结合实际情况，设置与空调负荷相匹配的变压器，在不需要对空调进行使用的季节，可以将该变压器停运，以此来降低电能的消耗。三相配电变压器还应满足《三相配电变压器能效限定值及能效》（GB 20052—2013）的要求。

4 其他

（1）太阳能的应用在建筑物中是节约能源的一种很好的方式，利用太阳能取代一些常规电力能源，十分符合绿色环保理念。常见的有太阳能发电系统、太阳能热水器、太阳能灯光等的应用。

（2）电动机在电气系统中，同样是一类比较重要的设备。电动机的工作效率及能耗比等与节能息息相关。在电动机设备上，运用绿色节能技术的电动机能够达到节能的目的。

（3）能耗监测对建筑物空调通风系统、照明系统、其他动力用能系统采用分项计量（耗电分项计量），通过分项计量结果，可反映各环节的能耗情况，为运营管理节能控制提供分析依据。

（4）智能外遮阳技术，采用此技术可使建筑在夏季时的制冷能耗大幅度降低，从而减轻空调负荷，节省空调的运行费用。同时，外遮阳技术能根据室外气象状况和室内人员需求进行自动调节，对提高室内居住舒适性有显著效果，可避免过强的日光对办公或居住人员视觉和精神上的影响，起到采光、隔热节能，营造舒适环境的功效。

（5）设置室内空气质量监控系统，保证健康舒适的室内环境，对地下室以及室内主要功能空间的二氧化碳、空气污染物的浓度进行监测，实现浓度超标报警及与室内通风系统联动，实现自动通风调节以达到清洁空气环境、利于人们身心健康的作用。

（6）合理选择电缆截面，减少电缆损耗。在满足允许载流量前提下，综合电压损失、热稳定性等各种技术指标，以及有色金属使用的经济指标，合理选择线缆截面，并根据敷设条件合理选择电缆型号。

（7）垂直电梯应采取群控、变频调速或能量反馈等节能措施；自动扶梯应采用变频感应启动等节能控制措施。

5 结束语

经济的提高以及科学技术的不断发展，给人们带来更加优质的居住体验环境，同时建筑能源消耗亦急剧上升，带来严峻的资源问题和环境问题，这就需要大力提倡绿色建筑，人们更加要秉承“保护环境，爱护环境，减少污染”的宗旨，加快建设节约型社会，大力推进能源节约。建筑电气设计应严格遵循经济性、适用性、节能性等技术应用原则，将新型节能环保技术应用到建筑电气中去，实现建筑节能的目的，推动我国建筑行业的不断进步同时带动我国社会经济的持续发展做一份贡献。