淺析綠色建筑評價標準中的電氣設(shè)計

彭曉玲

(中國建筑東北設(shè)計研究院有限公司，沈陽 110006)

0 引言

雖然人們不斷提倡綠色、節(jié)能、環(huán)保，但由于綠色建筑評價標識的申報一般是由建筑物的業(yè)主單位、房地產(chǎn)開發(fā)單位來提出的，往往設(shè)計人員在進行項目的設(shè)計時并未考慮到綠色建筑這一方面，僅是按照業(yè)主的要求以及涉及節(jié)能、環(huán)保的有關(guān)規(guī)范、規(guī)定來設(shè)計。本人在設(shè)計韓國樂天百貨店項目時，就是遵循上述原則，出乎意料的是，該項目不久前居然被評為沈陽市二星級綠色建筑。因本人有幸參加了該項目的綠色建筑評價標識的申報及評價會，現(xiàn)淺析一下電氣設(shè)計在綠色建筑等級評價中所涉及的內(nèi)容。

1 評價指標

從國家規(guī)范《綠色建筑評價標準》(GB/T 50378—2006)中可以看出，綠色建筑評價指標體系包括以下六個方面：節(jié)地與室外環(huán)境、節(jié)能與能源利用、節(jié)水與水資源利用、節(jié)材與材料資源利用、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量、運營管理，且每類指標均包括控制項、一般項與優(yōu)選項。然而，真正與電氣設(shè)計有關(guān)的指標僅為節(jié)能與能源利用、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量、運營管理這三個方面。

2 節(jié)能與能源利用

2.1 控制項

2.1.1 《綠色建筑評價標準》中5.2.4：各房間或場所的照明功率密度值不高于現(xiàn)行國家標準《建筑照明設(shè)計標準》GB50034規(guī)定的現(xiàn)行值

為了滿足節(jié)能要求，本工程中的照明光源采用了稀土三基色熒光燈和LED(發(fā)光二極管)燈。

隨著國家發(fā)改委與聯(lián)合國開發(fā)計劃署、全球環(huán)境基金共同開展的“中國逐步淘汰白熾燈、加快推廣節(jié)能燈”合作項目的實施，我國白熾燈逐步退出歷史舞臺，節(jié)能燈已占據(jù)市場的主導(dǎo)地位。有資料表明，采用節(jié)能燈替代白熾燈可節(jié)電60%～80%。緊湊型節(jié)能燈是一種將電子鎮(zhèn)流器全密封在螺旋式或插拔式燈頭內(nèi)的異形熒光燈，因燈頭與白熾燈相同，所以可以直接替換白熾燈。由此可見，一體化的緊湊型節(jié)能燈既具有熒光燈的省電、壽命長的優(yōu)點，又具有白熾燈的體積小、顯色性好、使用方便的特點。而根據(jù)熒光粉種類的不同，目前熒光燈可分為三基色熒光燈和普通熒光燈。三基色熒光燈比起普通熒光燈發(fā)光效率提高30%，顯色性提高20%(Ra80-85)，色彩還原能力強，視覺更舒適，并且壽命更長，汞含量更少。

本工程在辦公室、地下停車庫、廚房、設(shè)備用房等處均采用直管稀土三基色細管徑熒光燈，在走廊、衛(wèi)生間、商場營業(yè)廳、餐廳等處采用稀土三基色緊湊型節(jié)能燈，在樓梯間采用稀土三基色吸頂熒光燈。此外，在裝飾照明、室外廣告牌、園區(qū)景觀照明中采用了LED(半導(dǎo)體照明)燈具。

LED燈是一種綠色環(huán)保光源，半導(dǎo)體照明自身對環(huán)境不會造成任何污染。因其光譜中不含紅外線和紫外線，屬于冷光源，沒有輻射污染。且其可見光區(qū)域不含蟲子喜好的波段，不易招惹蚊蟲。此外，因其不含汞等污染物質(zhì)，不會污染環(huán)境。LED燈顯色性高并且具有很強的發(fā)光方向性，對光的利用率可達到100%。在同樣亮度下，LED燈耗電量僅為普通白熾燈的1/10，熒光燈管的1/2。LED燈直流驅(qū)動，沒有頻閃，且調(diào)光性能好，色溫變化時不會產(chǎn)生視覺誤差。LED景觀照明燈具有持久耐用、亮度高、體積小、色彩多變等特點，是景觀照明的最佳選擇。

由此可見，本工程所采用的光源滿足了規(guī)范中所要求的應(yīng)選用發(fā)光效率高、顯色性好、使用壽命長、色溫適宜并符合環(huán)保要求的光源。

本工程中的熒光燈燈具均采用帶反射器的開敞式燈具，其效率可達到75%以上。另外，因電子鎮(zhèn)流器可提高燈管光效和降低鎮(zhèn)流器的自身功耗，使燈的總輸入功率下降約20%，有利于節(jié)能，故本工程中的直管形熒光燈均選用了電子鎮(zhèn)流器。

為了更好地提高節(jié)能效果，本工程采用了智能照明控制系統(tǒng)，且在不同區(qū)域采用了不同的控制方式。例如，在地下停車庫、辦公室采用了時間控制，即根據(jù)一定的時間段來調(diào)整燈光的亮度。地下停車庫按照商場營業(yè)時間調(diào)節(jié)燈具明暗變化，辦公室則根據(jù)上下班時間定時開關(guān)燈。在樓梯間采用了聲光感應(yīng)控制，即通過對聲音和光線亮度的探測進而點亮或熄滅燈具，做到人來燈亮，人走燈滅。在商場營業(yè)廳采用了定時與亮度傳感器相結(jié)合的控制，即根據(jù)營業(yè)時間開關(guān)室內(nèi)照明燈具，又因營業(yè)廳具有通過外墻的玻璃窗和屋頂天窗的自然采光，可根據(jù)室外自然光線的強弱來調(diào)整室內(nèi)燈光的明暗，維持室內(nèi)的恒定照度。在室外景觀照明采用了場景控制，即預(yù)先設(shè)置多個不同場景，在場景切換時淡入、淡出，既可實現(xiàn)燈具的開關(guān)控制和明暗調(diào)節(jié)，又能實現(xiàn)色溫的調(diào)節(jié)及色彩變幻。除此之外，在大空間均采用了分區(qū)控制，即將大空間劃分成若干個小空間，每個小空間內(nèi)的燈具均采用單獨的照明回路供電，便于靈活控制，保證最大限度的節(jié)能。

因在設(shè)計中充分考慮到節(jié)能方面的要求，故照明功率密度值均低于現(xiàn)行值。

2.1.2 《綠色建筑評價標準》中5.2.5：新建的公共建筑，冷熱源、輸配系統(tǒng)和照明等各部分能耗進行獨立分項計量

本工程在10 kV變電所內(nèi)中壓側(cè)兩路10 kV電源進線處均設(shè)置專用計量表進行集中計量，另外，根據(jù)負荷性質(zhì)不同分別給照明負荷、空調(diào)負荷、一般電力負荷設(shè)置單獨的變壓器供電，且在每臺變壓器低壓側(cè)設(shè)置計量表進行電能計量。此外,在出租的各個小商鋪內(nèi)如廚房、美食等處分別設(shè)置低壓計量表對用電負荷實行分戶計量。本工程的主要設(shè)計原則是除了便于不同業(yè)主之間對用電負荷的管理，還可對不同負荷性質(zhì)的用電設(shè)備進行能耗統(tǒng)計，并分析各項能耗指標是否合理，從而發(fā)現(xiàn)問題并改進，最終達到節(jié)能的目的。

2.2 優(yōu)選項

2.2.1 《綠色建筑評價標準》中5.2.16：建筑設(shè)計總能耗低于國家批準或備案的節(jié)能標準規(guī)定值的80%

建筑設(shè)計總能耗是指包括建筑圍護結(jié)構(gòu)以及采暖、通風(fēng)、空調(diào)和照明用能源的總消耗，其中涉及電氣專業(yè)的是照明和電力系統(tǒng)的能耗。上面提到，本工程在照明節(jié)能方面采用了節(jié)能光源和智能照明控制系統(tǒng)，因此能夠最優(yōu)化地實現(xiàn)照明的節(jié)能控制。

而在電力系統(tǒng)節(jié)能方面，本工程采取了下列措施：1)10 kV變電所內(nèi)選用低損耗、低噪音、節(jié)能型的干式變壓器SCB10。由于具有較高的熱容性，故其過載能力強，強迫風(fēng)冷時可達到150%額定負載運行。因其安全、難燃防火、無污染，可直接安裝在負荷中心，從而減少線路損耗。2)合理選擇變壓器容量，使得各臺變壓器負載率均在81%～85%之間。根據(jù)計算容量確定變壓器容量時，應(yīng)綜合考慮變壓器最佳負載率、最大效率、能效及技術(shù)經(jīng)濟評價、經(jīng)濟運行的條件等多種因素。3)在10KV變電所內(nèi)低壓側(cè)采用電容器進行無功補償，提高設(shè)備的功率因數(shù)，可降低變壓器和線路損耗，并削弱諧波的影響。4)裝設(shè)諧波處理裝置，即在電容器回路串聯(lián)電抗器，可以減少諧波危害及提高供電品質(zhì)。此外，變壓器繞組選用了D,yn11型接線，可以有效地抑制三次諧波。5)為了改善啟動特性，大容量電動機采用了軟啟動器、變頻器。軟啟動器通過控制雙向晶閘管導(dǎo)通角調(diào)節(jié)電動機端電壓，使電動機平滑啟動，通過限流節(jié)約電能。軟啟動器能實現(xiàn)在輕載時，通過降低電機端電壓，提高功率因數(shù)，減少電機的銅耗、鐵耗，達到輕載節(jié)能的目的。變頻器通過改變電動機電源的頻率來實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)，具有效率高、無附加轉(zhuǎn)差損耗等優(yōu)點，因風(fēng)機、泵的軸功率與轉(zhuǎn)速、風(fēng)機風(fēng)量、泵流量的三次方成正比，采用調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速可以使其工作在最佳節(jié)能狀態(tài)。

2.2.2《綠色建筑評價標準》中5.2.18：根據(jù)當?shù)貧夂蚝妥匀毁Y源條件，充分利用太陽能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉矗稍偕茉串a(chǎn)生的熱水量不低于建筑生活熱水消耗量的10%，或可再生能源發(fā)電量不低于建筑用電量的2%

本工程中的園區(qū)內(nèi)路燈、庭院燈、草坪燈等室外景觀照明采用了風(fēng)光互補照明發(fā)電系統(tǒng)，即白天由小型風(fēng)能發(fā)電機(將交流電轉(zhuǎn)換為直流電)和太陽能電池板各自給蓄電池組充電，晚上由蓄電池組中存儲的直流電給LED(發(fā)光二極管)燈供電，并通過智能照明控制系統(tǒng)進行照明開關(guān)控制。充分利用晴天光照強，陰雨天風(fēng)力較大，夏天太陽照射強，冬天風(fēng)力較大的特點，將風(fēng)能和太陽能有機地結(jié)合起來。風(fēng)光互補照明發(fā)電系統(tǒng)不需要從電網(wǎng)供電，大大地節(jié)約了電能，且不需要鋪設(shè)電纜，節(jié)省了線路損耗，是一種無污染、零損耗、綠色環(huán)保的新型能源利用方式。

雖然本工程室外景觀照明采用了太陽能和風(fēng)能這兩種可再生能源，但其用電量卻遠遠達不到建筑總用電量的2%，除非在極特殊的日照特別充足的炎熱地帶或能夠充分利用風(fēng)能發(fā)電的區(qū)域，一般來說該項是極不容易達到指標的。

2.2.3 《綠色建筑評價標準》中5.2.19：各房間或場所的照明功率密度值不高于現(xiàn)行國家標準《建筑照明設(shè)計標準》GB50034規(guī)定的目標值

本工程的照明功率密度值在設(shè)計時是按照規(guī)范中的目標值進行設(shè)計的，且采用了智能照明控制系統(tǒng)，因此，能夠滿足該項指標。

3 室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量

3.1 控制項

3.1.1 《綠色建筑評價標準》中5.5.5：賓館和辦公建筑室內(nèi)背景噪聲符合現(xiàn)行國家標準《民用建筑隔聲設(shè)計規(guī)范》GBJ 118中室內(nèi)允許噪聲標準中的二級要求；商場類建筑室內(nèi)背景噪聲水平滿足現(xiàn)行國家標準《商場(店)、書店衛(wèi)生標準》GB 9670的相關(guān)要求

因室內(nèi)噪聲主要來自室內(nèi)電器，故本工程中建筑內(nèi)電氣設(shè)備主要采用了下述隔聲措施：1)變壓器采用了SCB10低噪音變壓器，其鐵心選用磁滯伸縮量較小的晶粒取向高導(dǎo)磁硅鋼片，并采取全斜接縫步進式搭接，以保證最佳性能和最低的噪聲水平，使得變壓器的噪聲水平均低于55 db。2)電動機采用低噪音的電動機，其噪聲值不大于52 db。3)照明選用噪音低的電子鎮(zhèn)流器，高品質(zhì)的電子鎮(zhèn)流器噪音可達35 db以下。4)電梯采用低噪音的電梯，電梯安裝時采取減振措施，保證電梯及電梯機房設(shè)備平穩(wěn)運行，降低噪聲污染。5)為了減少噪音，電氣設(shè)備、變壓器、柴油發(fā)電機、冷卻塔、水泵、冷水機組、空調(diào)機組等在安裝時設(shè)置了減震墊、減震吊鉤、避震喉等裝置。綜合其他專業(yè)的減震措施，本建筑的噪聲能夠滿足規(guī)范要求的商場內(nèi)背景噪聲級不超過60 db(A)。

3.1.2 《綠色建筑評價標準》中5.5.6：建筑室內(nèi)照度、統(tǒng)一眩光值、一般顯色指數(shù)等指標滿足現(xiàn)行國家標準《建筑照明設(shè)計標準》GB50034中的有關(guān)要求

本工程中各場所的照度、統(tǒng)一眩光值及顯色指數(shù)均按國家規(guī)范要求的照明標準值來設(shè)計的。為了限制眩光，除了限制燈具亮度，還選用了遮光角滿足規(guī)范要求的直接型燈具。因照明光源均采用三基色熒光燈和LED燈，其顯色指數(shù)(Ra)均在80以上。

3.2 優(yōu)選項

3.2.1 《綠色建筑評價標準》中5.5.13：采用可調(diào)節(jié)外遮陽，改善室內(nèi)熱環(huán)境

本工程中屋面天窗部位為了防止因夏季陽光直射使室內(nèi)溫度過高、改善采光效果，安裝了電動遮陽系統(tǒng)，進而提升室內(nèi)舒適度，節(jié)省室內(nèi)空調(diào)能耗。電動遮陽系統(tǒng)為天棚簾形式，其具有手動、無線遙控、紅外遙控三種控制模式，控制方式極為靈活。當夏季陽光直射強烈達到設(shè)定值時，該系統(tǒng)自動啟動；當陽光直射強度未達到設(shè)定值時，該系統(tǒng)自動恢復(fù)初始設(shè)定狀態(tài)。

3.2.2 《綠色建筑評價標準》中5.5.14：設(shè)置室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，保證健康舒適的室內(nèi)環(huán)境

本工程中的空調(diào)系統(tǒng)采用了建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(DDC控制)，在空調(diào)機組兼補風(fēng)控制箱內(nèi)設(shè)置了DDC控制器，室內(nèi)各個房間均設(shè)CO2探測器，進行空氣質(zhì)量監(jiān)測。通過對室內(nèi)CO2數(shù)據(jù)采集和分析，若濃度超標則發(fā)出警報，其余狀態(tài)則根據(jù)室內(nèi)CO2濃度進行自動調(diào)節(jié)新風(fēng)進入比例，從而改善室內(nèi)環(huán)境和空氣質(zhì)量。

4 運營管理

4.1 控制項

4.1.1 《綠色建筑評價標準》中5.6.1：制定并實施節(jié)能、節(jié)水等資源節(jié)約與綠化管理

本工程利用夜間用電低谷、電價較低時段進行制冰蓄冷，而在白天用電高峰、電價較高時，利用夜間存儲的冰融化時所釋放的冷量來制冷，滿足空調(diào)系統(tǒng)工藝技術(shù)的需要，從而節(jié)省電費。

4.2 一般項

4.2.1 《綠色建筑評價標準》中5.6.6：設(shè)備、管道的設(shè)置便于維修、改造和更換

本工程變電所及配電室均預(yù)留出設(shè)備維護及操作距離，且預(yù)留出經(jīng)過走廊、地下車庫及其坡道這條通道，可將變壓器推出，便于日后更換。電氣豎井均設(shè)置在公共區(qū)域的樓梯間附近，便于日常維修與更換電氣設(shè)備，不會影響到其他用戶。

4.2.2 《綠色建筑評價標準》中5.6.8：建筑智能化系統(tǒng)定位合理，信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能完善

本工程的建筑智能化系統(tǒng)包括：信息設(shè)施系統(tǒng)、信息化應(yīng)用系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)、智能化系統(tǒng)集成。

其中，信息設(shè)施系統(tǒng)包括：通信接入系統(tǒng)、電話交換系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、室內(nèi)移動通信覆蓋系統(tǒng)、有線電視及衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、會議系統(tǒng)、信息導(dǎo)引及發(fā)布系統(tǒng)。信息化應(yīng)用系統(tǒng)包括：商業(yè)經(jīng)營信息管理系統(tǒng)、物業(yè)運營管理系統(tǒng)、公共服務(wù)管理系統(tǒng)、智能卡應(yīng)用系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)安全管理系統(tǒng)。建筑設(shè)備管理系統(tǒng)包括：建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、電力設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明控制系統(tǒng)、電梯控制系統(tǒng)。公共安全系統(tǒng)包括：火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、入侵報警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、巡查管理系統(tǒng)、汽車庫管理系統(tǒng)。

本工程的建筑智能化系統(tǒng)采用了基于TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸，它提供了統(tǒng)一的IP數(shù)據(jù)包格式，以消除各通信子網(wǎng)的差異，用來給各種不同的子網(wǎng)或局域網(wǎng)提供一個互連平臺。采用這種工作方式，可以實現(xiàn)多網(wǎng)合一，跨越局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。為了實現(xiàn)遠程監(jiān)控、集中管理、資源共享以及聯(lián)動控制等要求，將各自相關(guān)的子系統(tǒng)進行系統(tǒng)集成。

本工程的信息網(wǎng)絡(luò)采用星型拓撲結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)，分為內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)作為辦公、生產(chǎn)業(yè)務(wù)處理和信息管理的平臺，而外部網(wǎng)絡(luò)則承擔(dān)對外公告及訪問Internet服務(wù)，這樣，既可滿足內(nèi)部局域網(wǎng)各用戶之間的信息交換，又可從外部的Internet獲得各種寬帶業(yè)務(wù)服務(wù)。信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠滿足商業(yè)建筑內(nèi)前臺和后臺管理以及顧客消費的需求。

4.2.3 《綠色建筑評價標準》中5.6.9：建筑通風(fēng)、空調(diào)、照明等設(shè)備自動監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)合理，系統(tǒng)高效運營

本工程采用了下述設(shè)備自動監(jiān)控系統(tǒng)：1)通風(fēng)空調(diào)自控：通過建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的主機對建筑物內(nèi)所有空調(diào)機組兼補風(fēng)的運行實時監(jiān)控，并檢測所屬區(qū)域的溫度用以調(diào)整空調(diào)機組制進行制冷或制熱，另外，通過探測二氧化碳的濃度來調(diào)節(jié)新風(fēng)量進入的比例，并充分利用熱交換機組回收廢氣所含的熱量，進而達到最佳的節(jié)能效果。2)照明控制：利用智能照明控制系統(tǒng)主機可遠程控制照明系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)某一區(qū)域的功能、每天不同時間的用途和室外光亮度自動控制照明，并可進行不同場景預(yù)設(shè)，最終實現(xiàn)節(jié)約電能的目的。3)電力控制：通過建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的主機對風(fēng)機、水泵、照明等電氣設(shè)備的用電量、電壓、電流等進行實時監(jiān)測并儲存數(shù)據(jù)，對各系統(tǒng)可實現(xiàn)自動化控制，并能滿足節(jié)能要求。

4.2.4 《綠色建筑評價標準》中5.6.10：辦公、商場類建筑耗電、冷熱量等實行計量收費

本工程除了設(shè)置在10 kV電源進線處均設(shè)置專用計量表進行總用電量計量外，還分別給照明負荷、空調(diào)負荷、一般電力負荷的變壓器單獨設(shè)置計量表進行電能計量，并對出租的各個小商鋪的用電量實行分戶計量及收費，這樣可以引起業(yè)主和用戶對所用電能的重視，通過統(tǒng)計分析對不合理的電能損耗進行對癥下藥，利于節(jié)能降耗。

5 結(jié)語

綜上所述，在電氣設(shè)計時僅是按照業(yè)主的要求以及涉及節(jié)能、環(huán)保的有關(guān)規(guī)范、規(guī)定來進行，基本上也能夠滿足綠色建筑評價標準的要求。

[1]全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施(2009)電氣[S].

[2]智能建筑弱電工程設(shè)計與施工(上冊)09X700[S].

[3]全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施 節(jié)能專篇(2007)電氣[S].

[4]GB/T 50378—2006,綠色建筑評價標準[S].