绿色建筑电气设计要点分析王建山

绿色建筑电气设计要点分析王建山

王建山

（中广电广播电影电视设计研究院北京100045）

摘要：随着社会经济的飞速发展，如何最大限度的节约能源是各个行业都非常重视的问题，绿色建筑的概念也应运而生，我国也在大力推进绿色建筑的实施。绿色建筑涉及到诸多方面，本文简单分析了在建筑设计阶段要实现绿色建筑目标电气专业必须遵循的一些相关要点。

关键词：绿色建筑；电气设计

由于我国科学技术水平的飞速发展，在目前的建筑电气设计过程中，对生态环境的保护已经被考虑的越来越多。绿色建筑电气设计工作主要就是指在保证工程建设质量的前提下，能够尽可能的节约能源并减小对环境的破坏，达到可持续发展的一种设计思路和理念。本文主要从以下三个方面对绿色建筑电气设计过程中的理念和思路进行阐述和分析：首先是对我国绿色建筑在设计过程中的相关特征进行详细的分析；其次是针对电气设计找出在绿色建筑设计过程中需要遵循的主要原则；最后是对绿色建筑工程设计过程中电气专业的设计内容进行详细的分析和阐述。通过上述三个方面的阐述以及分析，能够较为全面地阐述绿色建筑工程中的建筑电气设计的内容和要点。

1绿色建筑工程在设计过程中的主要特征

在建筑工程设计的过程中，绿色建筑工程最主要的特征就是要保障居住居民的安全性以及舒适性，换句话说，就是要保障建筑物在使用的过程中不能够对人们的正常的生产生活以及身体健康造成损害。以绿色建筑工程中电气专业设计为例，在电气设计的过程中我们要让建筑物有良好的采光性能，这样能够在很大程度上利用自然条件进行杀菌消毒。建筑的通风措施也要保障通风顺畅，保障建筑物内部的空气流通，保障控制质量。在建筑物内电气材料选择的过程中我们要选择辐射、有毒有害物质达标的材料，这样才能进一步的保障居民的身体健康。最重要的一点是在保障上述问题的基础上我们所选择的电气材料要确保能源消耗少，在生产以及施工的过程中要减少粉尘以及相应的污染物产生，最大限度上保护环境。绿色建筑的另外一个特征就是要确保建筑物的高效，某种程度上也要求建筑物在建设的过程中要有效的提升能源资源的有效利用率，在电气设计的过程中要最大限度的选择可再生资源来进行建筑物的建设，最大限度的做到建筑成本低，污染小，使建筑工程能够实现最大化的经济效益以及社会效益。

2在绿色建筑工程设计过程中电气专业设计的主要原则

在绿色建筑电气设计的过程中，需要遵循的原则主要有三个：第一个就是要根本上保障建筑物的使用功能。建筑物的供配电系统要保障在运行中的每一个环节运行顺畅，故障率最低，同时满足建筑物的特殊功能需求。照明系统要保障房间内光线的色温以及亮度，最直观的就是利用灯光凸显建筑内特殊及重要空间如大厅的艺术性。电气设计的过程中第二个要保障就是施工的经济性，不仅仅要考虑节能问题，还应该在节能的基础上使建筑物达到相应的功能和效果。在电气设计的过程中要充分的保障电气施工的成本能够实现节能目标的同时还能够产生一定的经济回报，需要注意的是在电气设计的过程中一定不能够使施工及使用中出现浪费的情况，这样既不符合绿色建筑电气设计的要求，也违背了绿色建筑设计的初衷。第三个就是要有效的规避无谓的浪费，这种无谓浪费最主要指的就是不能造成能源的浪费。例如在建筑电气设计的过程中没有针对性的进行照明设计，而是采用了大面积的泛光照明设计，这样就会造成严重的电力资源浪费。因此我们要求在电气设计的过程中要采用先进的节能技术来有效的降低电力资源以及其他能源的浪费，最大限度的保证可再生能源的有效利用，保证环境的进一步可持续发展。

3在绿色建筑工程设计过程中电气专业设计工作的主要内容

3.1绿色建筑电气设计过程中的供配电系统的相关设计

供配电系统：在进行绿色建筑电气设计中，在供电系统方面，我们应该根据用电负荷的容量、用电设备的特点以及建筑的实际用电负荷的分布等等因素充分的考虑供电系统的设计，从而实现供电系统在实际运行中的最优化。对绿色建筑的供配电系统设计主要有以下几个方面。一，供配电系统应该尽最大可能的简单和安全。二，应该选择合适的变压器的级别和容量。在变压器负载率方面，较为适合的数值范围是0.7到0.85左右。

3.2绿色建筑电气设计过程中电动机供配电的相关设计

在绿色建筑电气设计的过程中，电动机的供配电设计是一个非常重要的环节。这主要由电动机的重要性来体现。由于电动机是感性负载，电动机在运行的过程中能够产生滞后性的无功电流，能够通过高压或低压线路将电流传输到末端的电气设备，这样会在电流传导的过程中造成大量的无功电流损耗。因此为了有效的控制这一问题，我们要在电动机供配电设计的环节上，提升供配电系统的有功功率，这样才能够有效的对电动机电流传输损失进行电力补偿。同时我们还可以在电气系统的供配电系统中设置电容器来进行电机无功功率的补偿。电动机在运行的过程中最主要的特征就是负载的变化会很大程度上影响电动机的运行效率。从电气设计角度来分析，电动机的运行效率越高，就意味着电动机的功率因数越高，无功损耗也就越低。

3.3变配电室的设计要求

3.3.1合理选择变配电室的位置

变配电室应根据用电负荷的情况设置在负荷中心。住宅建筑中，当设在建筑物内时不应设在住户的正上方、正下方、贴邻和疏散出口的两侧；设在建筑物外时，其外侧与建筑的外墙间距满足防火、防噪音、防电磁辐射的要求。公共建筑中配变电所应采取有效的减振降噪及电磁辐射屏蔽等安全防护措施。

3.3.2合理选择变压器

电力变压器应选用10型及以上、非晶合金等节能环保、低损耗和低噪声的变压器。变压器的长期工作负载率不宜大于0.85，在选择变压器容量和台数时，应灵活根据负荷变化情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷合理分配，选取容量与电力负荷相适应的变压器，以实现其经济运行，减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。

3.3.3提高供电系统功率因数

在每台变压器的低压侧装设一组自动补偿电容器柜，根据实际情况设置电容器组的容量，保证实际运行功率因数不小于0.92。

3.4合理设计供配电系统

供配电系统的运行情况对能源的损耗具有直接的影响，所以在进行供配电系统设计时，要从用户的需求出发，进行科学合理的设计，从而保证供配电系统处于最佳的运行状态，这样也可以有效的减少能源的损耗。

3.4.1供配电系统应简单可靠，配电级数不宜过多。同一用户内，高压配电级数不宜多于两级；变压器低压侧至末端用电设备处的低压配电级数不宜超过三级。由两路进线供电的系统，宜采用两路电源同时运行的方式，以减少正常运行时的线路损耗。

3.4.2减少线路能量损耗

在满足允许载流量、电压损失、短路电流热稳定等技术指标前提下，应结合技术条件和经济电流密度合理校验、选择导线截面，从而达到降低电能损耗、减少投资和节约材料的目的。

3.5照明设计要求

3.5.1建筑室内照度、统一眩光值、一般显色指数等指标应满足现行国家标准《建筑照明设计标准》GB50034中的有关要求。各房间或场所的照明功率密度值不高于现行国家标准《建筑照明设计标准》GB50034规定的现行值。

3.5.2采用高效照明光源、高效灯具和低损耗镇流器等附件，并合理采用节能控制方式。选择光源时，应在满足显色性、启动时间等要求条件下，根据光源、灯具及镇流器等的效率、寿命和价格在进行综合技术经济分析比较后确定。除特殊用途外，不应选用白炽灯光源，应采用节能光源。例如：三基色荧光灯、LED光源等。在满足眩光限制和配光要求条件下，应选用效率高的灯具并应符合GB50034-2013《建筑照明设计标准》3.3.2条的规定。镇流器的选择应符合GB50034-2013《建筑照明设计标准》3.3.5条的规定。

公共部位的灯具控制宜采用光电、人体红外感应等能自动延时关闭的控制开关或定时开关，在有条件时可采用I-BUS等总线制照明控制系统；在有自然采光的区域设定时或光电控制。在光照充足的地区应考虑太阳能照明，在风力充足的地区可考虑风力发电照明等。在照明系统设计的过程中，还需要根据实际情况灵活地选择照明的方案。通常情况下照明会分为一般照明、混合照明以及局部照明，设计人员需要根据绿色建筑的需求合理选择照明方式。设计时，可以将一般照明和局部照明相结合，达到较好的照明效果，而对于大型的空间来讲，则需要进行分区照明，这样能够有效地降低能耗，提升照明质量。而对于照度要求较高的场合来讲，则需要将一般照明和局部照明相结合，并要加强照明效果，保证照度。

3.6住宅内水、电、暖气、燃气分户、分类计量与收费；办公、商场等公共建筑冷热源、输配系统和照明等各部分能耗进行独立分项计量。

3.7地下车库、主要功能房间及人员密集场所应设置空气质量监控系统。

根据各场所内主要污染物选择相应的探测器进行布点、采样；在相关区域内设置一定数量控制器，对取得的数据进行分析和处理。控制器一方面可以显示室内当前污染物的浓度状态，对室内环境进行监测；另一方面根据当前污染物的浓度状态自动控制风机等设备的启停，以实现对空气质量的调节。

3.8政府办公建筑及大型公共建筑设置节能监测系统，并与建筑同步设计、安装。

3.8.1建筑节能监测系统构成

节能监测系统是指通过在建筑物内安装分类和分项能耗计量装置，实时采集建筑能耗数据，并具有在线监测、数据处理及数据远传功能的软件和硬件系统的统称。全省建筑节能监测系统是由各监测建筑内的节能监测子系统、市级数据中心省级数据中心以及网络通信与信息安全设施组成。

（1）建筑物节能监测子系统

建筑物节能监测子系统设立在被监测建筑（建筑群或园区）内，具有数据采集、数据处理、网络通信等功能，能自动保存实时监测到的建筑能耗原始数据，并能按监管体系的要求自动完成相应的数据统计和能耗分析工作。该子系统具有将建筑能耗原始数据和分析统计数据自动上传到上一级数据中心的功能，也能按指令要求传输任意时段的统计数据。设立建筑物节能监测子系统有利于数据分散存储、集中管理、降低系统风险及网络数据流量，缓解网络通信压力，减轻省市两级数据中心的工作量。

（2）市级数据中心

城市数据中心应能自动接收并存储来自本辖区内各建筑物能耗监测系统上报的节能监测数据，按建筑节能监管体系要求统计汇总本辖区内建筑能耗各类监测数据，生成各类统计报表及分析报告，并将能耗信息定时自动上传到省级数据中心。

（3）省级数据中心

省级数据中心负责接收和存储各城市数据中心上传的能耗监测信息，对上传能耗数据进行汇总和统计分析，生成全省建筑能耗统计分析数据及相关报表。按建筑节能监管体系的要求定时完成信息上报和信息发布。

3.9所有电梯均应使用节能型电梯，并采用节能控制方式。

现阶段在住宅建筑及公共建筑中普遍设置了电梯，因此使用节能电梯，并配备节能控制方式，可以节约大量电能，很简单的实现节约能源的目的。智能化系统定位应正确，采用的技术应先进、实用、可靠，达到安全防范子系统、管理与设备监控子系统与信息网络子系统的基本配置要求。住宅建筑的智能化系统的配置不应低于《居住区智能化系统配置与技术要求》CJ/T174的具体要求。

4结束语

绿色建筑的最主要的一个特征就是安全和健康，这也是在对绿色建筑进行设计时的设计理念。由于人们生活水平的不断提高，从而对于建筑物的健康和安全已经不再局限于建筑的结构。由于在生活中，使用的大量非线性设备而导致谐波污染和电磁的干扰，不仅会增加供电系统的损耗，而且还会引发用电系统产生火灾的风险。我们通过对电路的合理设计、采用滤波器以及进行合理的接地能够抑制导电性电磁的干扰。电气设计是绿色建筑在建筑设计阶段的重要组成部分，如何在设计阶段达到绿色建筑的要求，就要求电气设计人员对国家相关标准要有透彻的理解，加大对电气设计中关于绿色建筑的研究，与其他相关专业做好配合，在满足建筑使用功能的前提下，降低实际运行费用，真正实现绿色建筑。

参考文献：

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[2]邹汉谦.谈供配电系统节电技术措施[J].深圳土木与建筑，2008（12）.

[3]（美）查尔斯・G・伍德.绿色建筑设计方法与实例[M].北京：中国电力出版社，2005，9.