以绿色建筑为目标的建筑电气与智能化设计

2022-10-12江丽娜

城市建筑空间 2022年9期

江丽娜

（中亿丰建设集团股份有限公司，江苏苏州 215131）

0 引言

根据GB/T 50378—2019《绿色建筑评价标准》，绿色建筑是指在全寿命期内节约资源、保护环境、减少污染，为人们提供健康、适用、高效的使用空间，最大限度实现人与自然和谐共生的高质量建筑。为响应江苏省政府提出的城镇新建建筑按二星及以上绿色建筑标准设计建造的目标，建筑电气与智能化设计也应该满足绿色建筑国家标准及省级标准中的相关指标。

建筑电气设计包括变配电系统、照明、防雷接地设计，建筑电气系统确保供电电源安全可靠，将能量输送至建筑的照明、动力设备等用电单位。建筑智能化包括建筑设备管理系统、公共安全系统、信息化应用系统等，建筑智能化系统感知环境的各种信息，分析协调各电力、设备系统与外界环境发生交互作用。建筑的绿色、节能、环保也需要建筑电气与智能化系统设计合作统一。

1 项目概况

本项目为办公综合体，包括总部办公楼地下2层，地上23层，建筑高度99.9m，地上建筑面积4.58万m2；研发楼地下2层，地上14层，建筑高度61.4m，地上建筑面积2.01万m2；联合办公楼地下2层，地上6层，建筑高度23.8m，地上建筑面积为1.09万m2；地下车库共2层，建筑面积为3.58万m2。为响应国家“碳达峰”“碳中和”的目标，本项目建设方确定本项目总部办公楼按三星绿色建筑标准设计建造，其他建筑按二星绿色建筑标准设计建造。

2 绿色建筑对建筑电气与智能化设计的具体要求

绿色建筑评价应遵循因地制宜的原则，结合建筑所在地域的气候、环境、资源、经济和文化等特点，对建筑全寿命期内的安全耐久、健康舒适、生活便利、资源节约、环境宜居等性能进行综合评价。建筑电气与智能化设计时考虑到江苏地区夏热冬冷、自然环境优越、经济发达、文化兼容并蓄的特点，为满足绿色建筑的相关指标，对空调节能计量、变压器低损低噪、电梯最优控制、水质节水管理、室内风、声、热、空气环境指标都有要求。为达成绿色建筑三星目标，建设方聘请了专业的工程研究院就绿色建筑对电气与智能化设计提出具体指标要求。

3 建筑电气与智能化设计为达成绿色建筑目标在项目中的具体措施

为满足绿色建筑的相关指标，将空调节能计量、变压器低损低噪、电梯最优控制、水质节水管理、室内风、声、热、空气环境等指标要求具体落实到项目，以减小建筑在建造过程中对资源和环境产生的影响，需要协调建筑功能与节能、节地、节水、节材之间既对立又统一的关系。方案设计阶段在建筑电气设计提出智能化专项设计内容的同时，EPC项目管理部统筹安排，智能化专项设计方在方案设计阶段就介入，协助建筑电气设计方提资。建筑电气设计与智能化设计两方在以下相关方面沟通协调，形成统一设计意见，为达成绿色建筑目标实行以下具体措施。

3.1 机房位置与面积

智能化数据机房设置于总部办公楼3层信息机房，作为整个项目弱电系统的核心，机房面积197.9m2。监控机房设置在研发楼1层，机房面积36.1m2，主要用于本项目安保设备的存放和管理。

通过对数据中心基础设施的容错系统配置筛选，分析包括操作失误、设备故障、正常电源中断等意外事故对电子信息设备基本运行的影响，提出采用2套核心交换机组成双核心的数据机房基础设施配置。在满足当下运营管理需求的情况下，考虑未来扩展的需要预留1套机组的扩容空间，按照模块化的建设思路进行设备平面布置节省出更多的建筑空间。监控机房与消防控制室合并设置共享一套运维管理人员，降低运营期间人员成本支出。

3.2 智能化系统供电

智能化信息机房供电与监控机房供电皆采用双重电源放射式配电末端自投，电源引自2台变压器的低压出线侧，确保当一个电源发生故障时，另一个电源不同时受到损坏。智能化信息机房用电容量为360kW，监控机房用电容量30kW。因智能化专项设计提资准确，在电缆和路径桥架的选择上建筑电气设计不考虑过多余量预留，达到节材效果。

3.3 智能化系统防雷接地

建筑电气设计智能化系统进线管线预埋时考虑屏蔽需求，管线入户前穿金属管埋地敷设，穿管长度不应小于15m。智能化设计各系统线路于进线处在相应端口安装适配的防雷电涌保护装置。建筑电气设计各类机房内设置等电位联结箱，建筑各系统共用同一接地装置，机房内独立接地系统与联合接地端可靠连接。因防雷接地系统大部分利用建筑结构柱内主筋组成，也部分达到节材目的。

3.4 智能化系统的消防设计

机房采用无管网式气体灭火系统，避免普通水灭火系统对精密昂贵设备的损害。其启动方式可由同一防护区域内探测器报警联动启动，也可手动启动按钮控制启动。智能化门禁系统的安防优先级低于火警疏散的优先级，建筑电气火灾报警系统预留门禁接入模块，智能化设计要求火灾时打开疏散通道上由门禁系统控制的门。强电消防与智能化系统的协作设计保证了人员的安全疏散。智能化信息机房因面积不大且无大量人员疏散要求，机房内不设置消防应急照明和疏散指示系统，避免过度设计带来的浪费。

3.5 智能化系统与其他专业设计的分工界面和接口条件

智能化机房对建筑空间面积、层高、耐火等级、安全出口数量等的要求，前期建筑方案设计时已予以考虑。因机房设备对温、湿度、空气含尘浓度等有严格要求，本项目精密空调设计纳入智能化专项设计范围。两方设计明确水暖电与智能化系统无关的管道，皆不穿越机房区域。因智能化专项设计明确提出无需考虑金属屏蔽结构，本项目机房的结构荷载最终核定为1.0kN/m2，节省了大量因荷载不明确导致的建材损失。

3.6 建筑电气设计及其他专业设计中的智能化专项设计

建筑电气设计时确定了建筑物能耗监测系统、智能照明监控系统、建筑设备监控系统等系统的原理图和基本功能要求，智能化专项设计根据要求深化设计。地库的CO浓度监测已在暖通与电气设计时配置到位，监测信号接入智能化系统。依据智能化专项设计提资，机电各专业在电表、水表、空调等表计的设计选型中注明端口需开放通信协议，表计带远传接口；景观专业、海绵城市专业有智能化控制监测需求的，设备需开放端口协议；建筑在电梯选型中注明要求电梯开放端口协议，电梯厂家配套随行电缆需满足显示屏、摄像机、五方通话等供电及数据传输要求。设计图纸的深化、完整，避免了项目后期因不明确项增加的费用，也使设备采购时有据可依，采购合同更严谨规范。

4 建筑电气与智能化设计为达成绿色建筑目标在项目中的具体落实

本项目绿色建筑评价以建筑群为评价对象，评价对象根据国家及江苏省绿色建筑设计标准提出的绿色发展要求落实并深化指标要求；涉及系统性、整体性指标，基于建筑所属工程项目的总体整体控制指标进行评价。为达成绿色建筑目标，建筑电气与智能化设计在以下方面得到具体落实。

1）电梯采取变频调速拖动方式有效降低电梯能耗，集中排列设计的电梯设置电梯群控装置，并设有自动转为节能运行方式的功能。

2）变电所设置在负荷中心，降低线路损失。变压器选用12型及以上节能环保型产品，满足相关国家能效能级要求。

3）地下室设置CO浓度检测装置，与排风设备联动，每个防火分区设置多个监测点，确保地下室内空气质量良好并达到节约能源的目的。

4）能耗监测系统按水、电、燃气、集中供热/供冷和太阳能光伏发电等分类分项计量，其中电力检测又分为照明插座用电、空调用电、动力用电和大容量设备用电等分项计量。能耗监测系统按要求设置在线监测、实时采集与动态分析功能，数据采集30min一次。

5）水质远传计量系统对各类用水准确计量，掌握本项目水系管网分布，各类用水设备分布和运转等情况，避免管道持续漏损可能，为节水管理措施提供可靠现实数据。水质在线监测系统对浊度、余氯、pH值等指标进行监测，及时发现水质异常变化保证用水安全。

6）项目创新性地在建筑规划阶段至建筑施工阶段的全建设过程中全程引入BIM建筑信息模型技术，使建筑项目信息在规划、设计、建造全过程充分共享，无损传递，令设计人员和工程技术人员能够对各种建筑信息做出正确的应对，形成了发现问题解决问题的快速闭环管理模式。BIM建筑信息模型技术在建筑工程全寿命期内实现信息管理和应用，建筑工程建设的各阶段、各专业间协作配合皆有赖于BIM的数据交换和共享。BIM帮助本项目充分利用各自资源，避免数据不通畅导致的重复性劳动，提高工程质量和效率，降低成本节约原材料。BIM效果如图1所示。