新版绿色建筑评价标准及能效等级标准的应用分析

2022-07-27张煜

水泥技术 2022年4期

张煜

1 引言

研究资料显示，若全球温室气体排放从目前的330亿吨降至2050年的100亿吨，则2050年前，节能和提高能效对全球二氧化碳减排的贡献预计为37%[1]，高于可再生能源、核电、CO2捕获利用与封存等技术的贡献，位列第一，从中可以看出节能减排的重要性。其中，提升电气自动化水平是实现节能减排的有效途径。

在水泥工程建设中，建设绿色水泥工厂是实现双碳目标的必然选择，而绿色建筑是绿色工厂必不可少的重要组成部分。绿色建筑在其全生命期内，节约资源，保护环境，为人们提供健康、适用、高效的使用空间[2]。在双碳目标下，最新发布并实施的GB/T 50378-2019《绿色建筑评价标准》、GB 18613-2020《电动机能效限定值及能效等级》、GB 20052-2020《电力变压器能效限定值及能效等级》是绿色建筑和设备能效等级的重要评价标准，对水泥工程电气设计工作具有极为重要的指导意义。

2 新版绿色建筑评价标准对水泥工程电气设计的新规定

GB/T 50378-2019《绿色建筑评价标准》（以下简称“新版标准”）第4.1.8条中“应具有安全防护的警示和引导标识系统”，要求在建筑物中考虑应急疏散照明。因此，在照明设计中需考虑在安全出口处设置标志灯，在疏散通道上设置应急方向指示灯。同时需注意，在具体项目中，消防应急照明系统的设计必须满足GB 51309-2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》。

新版标准第5.1.5条是对建筑照明的相关规定，其中第二款规定“人员长期停留的场所应采用符合现行国家标准GB/T 20145-2006《灯和灯系统的光生物安全性》规定的无危险类照明产品”，第三款规定“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GB/T 31831-2015《LED室内照明应用技术要求》的规定”。LED灯在水泥工程照明设计中的应用越来越广泛，但LED光源存在频闪、蓝光问题，因此在新版规范中，对有人员需停留场所的光源制订了新的详细参数。

新版标准第6.2.9条中“具有智能化服务系统，评价总分值为9分”，对不同的智能化功能均有评价分，如远程监控功能。若在设计中采用家电控制、照明控制、安全报警、环境监测、建筑设备控制等服务功能，均可以得到相应的分数。因此在设计中可考虑照明远程控制、环境监测、风机远程控制等方案以达到新版标准中的相应要求。

新版标准第7.1.4条中“公共区域的照明系统应采用分区、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”，对公共区域和采光区域的照明设计提出了明确的要求。因此，在照明设计中应考虑应用声、光、红外等延时控制开关，同时，若一个房间内灯的数量不少于两盏时，还应采用多联开关，可有效提高节能效果。

新版标准第7.2.7条中“1.主要功能房间的照明功率密度值达到现行国家标准GB 50034-2019《建筑照明设计标准》规定的目标值，得5分；2.采光区域的人工照明随天然光照度变化自动调节，得2分；3.照明产品、三相配电变压器、水泵、风机等设备满足国家现行有关标准的节能评价值的要求，得3分。”此条标准对电气设备的节能、照明设计的智能化和节能均提出了具体要求，需特别注意，在新标准中，照明功率密度值须达到GB 50034-2019《建筑照明设计标准》规定的目标值才能得分。对于目前照明常用的LED灯，国家已经制定了相应的能效限定值和能效等级，设计中采用的LED灯应满足GB 38450-2019《普通照明用LED平板灯能效限定值及能效等级》和GB 30255-2019《室内照明用LED产品能效限定值及能效等级》的相关规定。

新版标准第9.2.6条中“应用建筑信息模型（BIM）技术，评价总分值为15分。在建筑的规划设计、施工建造和运行维护阶段中的一个阶段应用，得5分；两个阶段应用，得10分；三个阶段应用，得15分。”此条标准明确提出，根据BIM技术在电气设计中应用的深度可以给不同的加分，因此在项目执行阶段，应充分利用数字化手段，尽量按照全生命周期（规划设计、施工阶段和运行维护阶段）进行设计与施工，有效利用BIM技术赋能水泥工程建设。

目前国内项目在绿色建筑方面均有明确要求，同时国家在工程建设项目中也出台了最新的绿色建筑设计水平及施工水平的评价办法与评价指标。因此，在水泥工程项目建设中，尤其是在厂前区，如办公楼、宿舍、食堂、销售中心等设施的设计中均应执行新版《绿色建筑评价标准》。

3 新版能效等级标准对水泥工程中电动机和变压器的新要求

3.1 GB 18613-2020《电动机能效限定值及能效等级》对电动机的新要求

电动机是水泥工程中重要的电气设备，在“双碳”目标下，世界各国均升级了电动机能耗要求，如欧盟自2017年1月1日起，小型电动机需达到IE3能效等级或在达到IE2能效等级的同时加装变频器等；美国自2010年12月17日起，执行IE3超高效能效限定值；日本自2015年4月1日起，小型电动机需达到IE3能效标准；韩国自2015年10月1日起，小型电动机需达到IE3能效标准。可见，欧盟及美、日、韩等国家已将IE3作为强制性能效标准。

我国原有的电动机能效标准是GB 18613-2012《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》和GB 25958-2010《小功率电动机能效限定值及能效等级》。在“双碳”目标下，我国将以上两项标准进行了合并，并发布了GB 18613-2020《电动机能效限定值及能效等级》（以下简称“新版电动机能效标准”），该标准于2021年6月1日开始执行。新旧标准与IEC 60034-1标准的对比如表1所示，新标准执行后，电动机的最低执行标准对应的是IE3能效标准。因此，在项目执行过程中，应及时调整电动机技术要求，不再使用IE2电动机，条件允许时，标杆性项目应使用IE4或IE5电动机。

表1 新旧版电动机能效等级与IEC 60034-1标准对比

在新版电动机能效标准中删除了原标准中电动机目标能效限定值、电动机节能评价值，采取全文强制执行，体现出了国家提升电动机能效，建设绿色制造体系的力度。同时，应注意新标准的使用范围是，额定电压1 000V以下，50Hz三相交流电源供电，额定功率在120W～1 000kW范围内，极数为2极、4极、6极和8极，单速封闭自扇冷式、N设计、连续工作制的一般用途电动机或一般用途防爆电动机[3]。如，制动电动机、变频电动机类电动机并不在标准适用范围内，IC611、IC81W等冷却方式因不是单速封闭自扇冷式，也不在标准适用范围内。

3.2 GB 20052-2020《电力变压器能效限定值及能效等级》对变压器的新要求

随着我国用电量的不断上升，相应输配电的损失量也在不断增加，据中国标准化研究院统计，我国配电变压器损耗占输配电损耗的40%～50%，而输配电损耗占全国发电量的6.6%左右，以2018年全国发电总量6.99万亿千瓦时计算，配电变压器损耗约2 300亿千瓦时，相当于三峡水电站2018年发电量的2.3倍左右。因此，提升变压器能效标准，降低其能量损耗，对实现“双碳”目标具有重要意义。

我国于2021年6月1日起始实施GB 20052-2020《电力变压器能效限定值及能效等级》（以下简称“新版变压器能效标准”），取代了原有的GB 20052-2013《三相配电变压器能效限定值及能效等级》和GB 24790-2009《电力变压器能效限定值及能效等级》标准。新版变压器能效标准取消了目标能效限定值和变压器节能评价值等推荐性条款，采用全文强制执行，该标准与2013版相比，能效变化情况如表2～4所示。新版变压器能效标准执行后，硅钢变压器1级油变、非晶变压器1级油变均优于欧盟、美国及日本的能效标准，硅钢变压器1级、2级干变能效和非晶变压器1级、2级、3级干变能效均优于欧盟和美国的能效标准。

表2 10kV硅钢变压器技术变化比较

由此可见，我国变压器相应标准已与国外标准接轨，更利于我们在项目投标或实际执行中应用。但JB/T 3837-2016《变压器类产品型号编制方法》尚未修订，其与新版变压器能效等级部分内容有冲突，全国变压器标准化技术委员会初步拟定了《电力变压器损耗水平代号确定办法》，以解决工程中的变压器选型问题，见表5、表6。根据《CQC 31-461212-2020-电力变压器节能认证规则》，须在变压器产品型号尾部标注能效等级，如，达到能效等级1级的标注“-NX1”，达到能效等级2级的标注“-NX2”。建议在《变压器类产品型号编制方法》正式修订前，各项目电气设备表中的变压器型号按“S20-1600/10-NX2”格式标注，以清楚表达设备的选型信息。