GB55015—2021《建筑节能与可再生能源利用通用规范》中电气相关条文探讨
2023-11-06陈琦
陈琦
(苏邑设计集团有限公司,南京 210012)
1 引言
GB 55015—2021 《建筑节能与可再生能源利用通用规范》[1](以下简称《通用规范》)自2022 年4 月1 日起实施,其中对电气专业的要求所占篇幅相对较少,但在实施过程中,有些问题引起了人们的广泛讨论,笔者针对几个主要问题,总结自己的理解和建议。
2 第3.3.1 条,对电力变压器、电动机、交流接触器和照明产品的能效水平的要求
从降低建筑能耗的角度出发,《通用规范》第3.3.1 条要求建筑中使用的电力变压器、电动机、交流接触器和照明产品的能效水平要严于现有产品标准中规定的能效限定值(或能效等级3 级)的数值要求。
对于电力系统而言,我国电网损耗占总发电量的7.2%,其中,变压器损耗占比较大。因此,采用节能型变压器、降低变压器的损耗是电力系统节能工作中的重要内容。
设计工作中,我们应根据GB 20052—2020《电力变压器能效限定值及能效等级》[2]中规定的三相电力变压器的能效限定值、能效等级和试验方法,选择符合条文要求的电力变压器。民用建筑常用的干式变压器能效等级一、二、三级的型号共有6 种,其中三级能效等级包括SCB12 系列干式变压器、SCB13系列干式变压器、SCBH15 系列非晶合金干式变压器;二级能效等级包括SCB14 系列干式变压器、SCBH17 系列非晶合金干式变压器;一级能效等级仅有SCB18 系列干式变压器。
通过表1 可以看出,SCB14 型二级能效变压器空载损耗及负载损耗比SCB12 型三级能效变压器分别降低15%和10%,SCB13 型三级能效干式变压器比SCB12 型干式变压器空载损耗及负载损耗均降低10%,也就是说,同容量的二级能效和三级能效的干式变压器,不同型号的节能效果还是有明显区别的,从节能效果看,SCB14 变压器>SCB13 变压器>SCB12 变压器。另外,从经济性看,SCB13 变压器价格比SCB14变压器便宜,省电性比SCB12 系列变压器又有明显优势。
照明产品能效标准GB 30255—2019《室内照明用LED 产品能效限定值及能效等级》中,规定了LED 筒灯、定向集成式LED 灯、非定向自镇流LED 灯的能效等级,它们均包含3 个能效等级,1 级能效等级最节能;3 级是入门级。它们的能效限定值均定为3 级。GB 38450—2019《普通照明用LED 平板灯能效限定值及能效等级》 中规定,LED 平板灯是一种采用LED 光源,仅向下发光的平面发光灯具,LED 平板灯也有3个能效等级,与GB 30255 一样,1 级能效等级最节能;3 级是入门级。其能效限定值也是3 级。因此,在设计中选用时要严格考虑这些照明产品的选型。
提高产品的能源利用效率是电气和照明节能的基础手段,根据“促进能源资源节约利用”的要求,从降低建筑能耗的角度出发,《通用规范》设置第3.3.1 条,以便提高建筑电气产品能源利用效率。第3.3.1 条不仅要求建筑中使用的电力变压器要符合本条款要求,其他诸如电动机、交流接触器和照明产品的能效水平也一样要严于现有产品标准中规定的能效限定值(或能效等级3 级)的数值要求。
设计中,应注意第3.3.1 条中的“高于”一词,“高于”为“优于”之意,能效限定值或能效等级3 级是最基础的要求,是入门要求,达不到该要求是不能出厂销售的,设计也不能选用。
3 第3.3.4 条,对水泵、风机等设备应采取节能自动控制措施的要求
在公共建筑和居住建筑中,大量使用的水泵及风机等设备耗能较大,当采用调速措施,或采用比较成熟的变频技术时,就可以取得很好的节能效果。在以前的设计之中,人们已经注意到了这个问题,尤其是在一些地方标准中,已经将水泵、风机的节能控制要求放到了地方法规或者及设计文件(如绿色建筑设计专篇)中重点要求了,本次《通用规范》中,对于建筑中常用的其他一些机电设备或装置也提出了要求,应有针对性地采取一些节能控制措施。例如,日常生活中最常见的公共建筑中的电开水器等电热设备,日常使用过程中不断地循环加热耗费电能,无形之中就浪费了一定量的电能,如果能采用时间控制模块(设备生产时自带或配电设计回路增加),能让这些电热设备在无人使用的时间段内暂时停机,长此以往,就能节约大量的能源。
另外,在空调系统的耗电中,水泵消耗量的比重也比较大,约占20%,如果可以节省这一部分电能,那么将会节约很多能源。因此,设计时也需要增加一些节能自动控制措施,例如,自动合理调节阀门开度,减少过滤器的阻力,自动调节水泵转速等,都能在一定程度上减少水泵的耗电。
风机、水泵常规的节能控制要求,可采用如下措施:平时用的排风机采用现场手动控制/CO 浓度监测技术,手动控制/自动控制排风机的启、停,达到节能的目的;排水泵采用液位控制技术,根据液位高低自动控制排水泵的启、停,达到节能的目的。
随着社会经济的发展,建筑规模越来越大,每个建筑内部的耗能产品的数量也越来越庞多,如果对每一类耗能产品都能有针对性地加以节能控制,日积月累,积少成多,在项目的运行和维护中,将会节约大量的能耗。
4 第3.3.7 条,关于建筑照明功率密度的要求
《通用规范》 废止了GB 50034—2013 《建筑照明设计标准》中的12 个条款,其中比较明显的变化是取消了原建筑规范中对照明功率密度值“现行值、目标值”的划分方式,统一调整为“照明功率密度值限值”。相关设计人员在设计工作中应注意做相应的调整,保证设计文件的标准化。
另外,对车道和车位的照度值以及照明功率密度值LPD的调整需要谨慎对待。GB 50034—2013《建筑照明设计标准》第6.3.1 条对住宅车库的要求是(不分车道、车位)统一为:照度30 lx,LPD≤1.8 W/m2(目标值),第6.3.13 条公共建筑通用房间对公共车库的要求是(不分车道、车位)统一为:照度50 lx,LPD≤2.0 W/m2(目标值)。
而《通用规范》对居住建筑公共机动车库和公共建筑公共机动车库的照度和照明功率密度值做了统一的要求(分车道、车位有不同的标准),具体要求见表2 和表3。
表2 居住建筑公共机动车库照明功率限值
表3 公共建筑和工业建筑非爆炸危险场所通用房间或场所照明功率限值(局部)
但是,针对公共机动车库,还有另外的专业规范有相对应的要求,如JGJ 100—2015《车库建筑设计规范》第7.4.3 条的要求见表4。
表4 照明标准值
JGJ 100—2015《车库建筑设计规范》对车库内车道和车位的要求中,照度要求跟《通用规范》是一致的,但对车道和车位的照明功率密度值的要求却有所不同,JGJ 100—2015 要求车道LPD≤2.0(目标值),车位LPD≤1.8(目标值),车道的照明功率密度值高于《通用规范》要求,按照标准执行要求,新规范高于老规范,则按《通用规范》的LPD≤1.9 来执行,而车位的照明功率密度值却是老规范高于新规范的要求的,那么,在设计中,针对居住建筑以外的公共机动车库,车位的照明功率密度值,就不能按照新规范的≤1.9 来执行,而是要参照JGJ 100—2015《车库建筑设计规范》中更严格的LPD≤1.8(目标值)来执行了。
5 《通用规范》5.2 太阳能系统中的条款“新建建筑应安装太阳能系统”
太阳能系统将太阳辐射能转换为热能或电能,替代常规能源向建筑物供电、供热水、供暖、供冷,既可降低常规能源消耗,又可降低相应的二氧化碳碳排放,是实现我国碳中和目标的重要技术措施。
在《通用规范》实施之前,GB 50189—2015《公共建筑节能设计标准》[3]规定:鼓励和扶持在新建建筑和既有建筑节能改造中采用太阳能、地热能等可再生能源。在一些地方的标准中,细化了建筑太阳能的要求和具体做法,包括太阳能的形式和总量。但是对哪些建筑须设置可再生能源均有前提条件,如政府投资公共建筑和大型公共建筑,大于20 000 m2或5 000 m2的甲类重要公共建筑等,而《通用规范》中用“新建建筑应安装太阳能系统”一言以概之。
那么,是否所有的新建建筑都需要安装太阳能系统呢?
《通用规范》第一章“总则”中1.0.2 条的条文解释中明确了“不适用于没有设置供暖、空调系统的工业建筑”,那么,没有设置供暖、空调系统的工业建筑,就不需要安装太阳能系统。
同时,针对这一条款中“新建建筑”的概念,是指单体建筑,还是整个项目?这也是《通用规范》实施后,实际工作中出现的问题。以前的项目设计,大家都是达成共识了,是针对整个项目而言的。《通用规范》施行后,笔者工作中已经遇到数次的审图意见对此提出意见,建筑审图专家要求,按单体建筑,均要设置太阳能系统。那么,具体到门卫、公共厕所等小型建筑,是否也必须为了满足规范而设置安装太阳能系统呢?如果设置的话,按什么形式、多大的量来设计?这些问题,在《通用规范》中并未做详细要求,亟待各个地方政府文件能做出相应的要求,以便在设计中有据可循,有法可依。
6 结语
本文主要对《通用规范》中与电气专业相关的值得注意的部分进行阐述。对一个新标准的理解和执行,需要时间和智慧的积累,新标准中的条款,也需要广大设计师在日常的工作中去验证其可行性。笔者对《通用规范》实施过程中遇到的一些关键问题进行探讨和总结,力求促进人们对新规范条文的理解和执行,希望对同行能起到抛砖引玉之效。