李清宏
(廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院,廣東廣州510623)
綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內(nèi),最大限度地節(jié)約資源,保護(hù)環(huán)境和減少污染,為人們提供健康、舒適和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑物。所以,在綠色建筑電氣設(shè)計(jì)工程中,需要采用更多的節(jié)能方法、措施來滿足綠色建筑的要求。
在本文中,筆者結(jié)合自身工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),從供配電系統(tǒng)節(jié)能減耗、照明節(jié)能措施、自控系統(tǒng)節(jié)能措施、可再生能源的利用四個(gè)方面分享了住宅綠色建筑電氣設(shè)計(jì)方面的技術(shù)措施。
供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮如下幾點(diǎn):
(1)變電所設(shè)置應(yīng)合理布局,深入用電負(fù)荷中心,同時(shí)低壓配電級數(shù)不應(yīng)多于三級,配電半徑控制在150~200 m,可有效地降低配電系統(tǒng)自身的能耗。
(2)所選的變配電系統(tǒng)設(shè)備采用節(jié)能、高效型設(shè)備,實(shí)現(xiàn)變配電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。變壓器宜選用SCB12系列二級能效節(jié)能型干式電力變壓器,負(fù)荷率不應(yīng)超過0.85,從而有效降低空載損耗。
(3)變壓器設(shè)計(jì)時(shí)宜按兩臺一組,低壓側(cè)采用單母線分段方式運(yùn)行,設(shè)置母聯(lián)開關(guān)。充分考慮空調(diào)等季節(jié)性負(fù)荷由獨(dú)立的低壓母線配電,使業(yè)主可以根據(jù)各個(gè)時(shí)間段的負(fù)荷變化,靈活地投切變壓器。
(4)在低壓配電系統(tǒng)設(shè)功率因數(shù)自動補(bǔ)償裝置(電容加電抗),補(bǔ)償?shù)礁邏簜?cè)的功率因數(shù)不低于0.92,減少無功損耗。
(5)選用低油耗、高效率的柴油發(fā)電機(jī)組。
(6)如選有金屬鹵化物燈、熒光燈等功率因數(shù)較低的設(shè)備,應(yīng)在設(shè)備末端設(shè)無功補(bǔ)償裝置。
(7)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使三相負(fù)荷盡可能平衡,減少因三相配電不平衡產(chǎn)生的諧波。
(8)常用的電梯、空調(diào)器、水泵等設(shè)備,應(yīng)采用節(jié)能型電動機(jī),提高電動機(jī)的能效。同時(shí)電動機(jī)應(yīng)符合GB 18613—2012《中小型三相異步電動機(jī)能效限定值及能效等級》要求。
(9)對于動態(tài)變化的負(fù)荷,如電梯、自動扶梯和部分水泵等電機(jī)采用變頻器控制,使用時(shí)可根據(jù)負(fù)荷大小實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電能供應(yīng)。
(10)選用一些低損耗的電氣元器件,如節(jié)電信號燈、節(jié)電接觸器,使系統(tǒng)盡可能節(jié)省能耗。
(11)按照經(jīng)濟(jì)電流合理選擇電纜截面,降低線路損耗。電力干線的最大工作壓降不宜大于2%,分支線路的最大工作壓降不宜大于3%。
(12)當(dāng)項(xiàng)目設(shè)有自動扶梯的,應(yīng)在自動扶梯入口處設(shè)紅外感應(yīng)裝置,有人時(shí)自動運(yùn)行,無人時(shí)自動停機(jī)。
照明節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮如下幾點(diǎn):
(1)按照GB 50034—2013《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)范,嚴(yán)格控制建筑內(nèi)各個(gè)場所的照度值與照明功率密度值,使照明功率密度值滿足《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)范目標(biāo)值的要求。
(2)室內(nèi)外照明宜采用直接照明為主的方式,且應(yīng)選用高效、節(jié)能型燈具,提高照明效率。
(3)地下車庫、大堂、門廳等公共場所首先考慮采用LED燈、三基色T5/T8直管形熒光燈和緊湊型熒光燈。
(4)設(shè)計(jì)所選的燈具應(yīng)選用低能耗、性能優(yōu)的光源用電附件。
(5)根據(jù)各區(qū)域的不同使用功能,分別采取以下照明控制方式:
1)住宅公共大堂、門廳、會所等人員較多的地方及地下車庫:采取智能照明系統(tǒng)或BA進(jìn)行集中控制。
2)建筑立面照明應(yīng)在室外設(shè)置照度傳感器,系統(tǒng)可根據(jù)設(shè)定的時(shí)間或室外照度情況,自動開啟或關(guān)閉立面照明。同時(shí)系統(tǒng)宜提供黃昏、前半夜、后半夜、節(jié)日、慶典等照明場景控制模式供業(yè)主選擇。
3)公共樓梯間照明應(yīng)配紅外感應(yīng)開關(guān),平時(shí)自動開關(guān)控制,火災(zāi)時(shí)可強(qiáng)制點(diǎn)亮。
自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮如下幾點(diǎn):
(1)采用建筑設(shè)備自動監(jiān)控系統(tǒng)對空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、電梯等機(jī)電設(shè)備進(jìn)行自動監(jiān)測與控制,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)節(jié)能。
(2)根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況合理設(shè)置BA系統(tǒng)各監(jiān)控點(diǎn)參數(shù),使系統(tǒng)始終處于高效、節(jié)能運(yùn)行狀態(tài)。
應(yīng)急調(diào)水期間,太浦河大流量下泄過程中部分水量經(jīng)河道進(jìn)入地勢低洼的嘉北地區(qū),對地區(qū)河網(wǎng)水位略有影響。浙江省有關(guān)部門通過工程控制運(yùn)行、加強(qiáng)巡查等措施,有效減少了部分農(nóng)田的受淹損失,杭嘉湖地區(qū)未受明顯影響。
(3)在住宅地下車庫設(shè)置CO2/CO監(jiān)控系統(tǒng),并與送排風(fēng)機(jī)進(jìn)行聯(lián)動,當(dāng)室內(nèi)CO2/CO濃度達(dá)到設(shè)定值時(shí),BA系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警提示信息并將打開相應(yīng)區(qū)域送排風(fēng)機(jī),當(dāng)監(jiān)測到CO2/CO濃度在允許范圍內(nèi)時(shí),關(guān)閉相應(yīng)區(qū)域送排風(fēng)機(jī)。
(4)當(dāng)住宅項(xiàng)目還設(shè)有裙樓、會所、商業(yè)時(shí):
1)在人員較多的裙樓、會所、商業(yè)設(shè)置CO2監(jiān)控系統(tǒng),并與新風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動,當(dāng)室內(nèi)CO2濃度達(dá)到設(shè)定值時(shí),BA系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警提示信息;當(dāng)濃度繼續(xù)升高超過設(shè)定值15%時(shí),BA系統(tǒng)將控制新風(fēng)機(jī)加大新風(fēng)量;當(dāng)監(jiān)測到二氧化碳濃度在允許范圍內(nèi)時(shí),將減小新風(fēng)機(jī)組的送風(fēng)量。
2)在過渡季節(jié),應(yīng)采取全新風(fēng)或增大新風(fēng)比運(yùn)行控制方式,有效節(jié)省空氣處理的能耗。
(5)自動控制系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電動機(jī)的運(yùn)行工況,使電動機(jī)最大限度地處于節(jié)能運(yùn)行工況。
(6)電梯應(yīng)采用變頻調(diào)速節(jié)能電梯,并配置電梯(2臺)并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)或電梯(3臺及3臺以上)群控系統(tǒng),使電梯輸送系統(tǒng)最大限度地運(yùn)行于高效、節(jié)能工況。
太陽能和風(fēng)能作為再生能源,清潔無污染。但由于風(fēng)力發(fā)電設(shè)施對場地要求較高,一般設(shè)置在地勢較高且空曠的場所,住宅項(xiàng)目一般不宜設(shè)置大型風(fēng)力發(fā)電裝置。而太陽能光伏發(fā)電在住宅小區(qū)項(xiàng)目中的應(yīng)用較為普遍,更具開發(fā)潛力。目前大部分項(xiàng)目的室外園林照明、路燈等會先用大陽能光伏發(fā)電,部分項(xiàng)目的地下室車庫照明會采用一部分光導(dǎo)管或光纖照明。別墅住宅項(xiàng)目還會選用太陽能熱水系統(tǒng),僅一些山地別墅項(xiàng)目會設(shè)小部分風(fēng)力發(fā)電機(jī)用于園林照明?,F(xiàn)結(jié)合筆者參與的一個(gè)項(xiàng)目分享如下:
(1)在一、三期別墅區(qū)的山頂公園設(shè)有三臺風(fēng)力發(fā)電裝置,將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能并儲存在蓄電池中,可滿足山頂公園從18:00到24:00共20 kW的園林用電。
(2)在二期地下室及裙房設(shè)有22套光導(dǎo)管和4套光纖照明,滿足部分公共區(qū)域照明,降低公共區(qū)域照明能耗。
(3)在四期花園設(shè)有太陽能草坪燈,安裝簡單且無須布線。白天通過太陽能電池將太陽光轉(zhuǎn)換成電能并儲存于蓄電池,到夜晚通過控制器將蓄電池的電能供LED燈具4~6 h的照明。
(4)在四期花園設(shè)有太陽能路燈,安裝簡單且無須布線。白天通過太陽能電池將太陽光轉(zhuǎn)換成電能并儲存在蓄電池中,到夜晚通過控制器將蓄電池的電能供LED燈具4~6 h的照明。
(5)一、三期別墅每戶均設(shè)有太陽能熱水系統(tǒng),預(yù)計(jì)每戶每年可節(jié)電2 000 kW·h。
綠色建筑是新時(shí)代城市建設(shè)下的產(chǎn)物,住宅綠色建筑電氣設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用對于人們生活質(zhì)量的提高和城市建設(shè)的進(jìn)步起著推動作用。筆者希望通過本文來拋磚引玉,使更多的同行一起不斷創(chuàng)新,促進(jìn)綠色建筑中電氣設(shè)計(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。
[1]綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn):GB/T 50378—2014[S].
[2]建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):GB 50034—2013[S].