绿色公共建筑电气节能设计措施概述

绿色公共建筑电气节能设计措施概述

钟磊

浙江工业大学工程设计集团有限公司310000

摘要：近几年，支持绿色建筑发展的政策陆续出台，绿色建筑已然上升到了国家战略的高度。政府对节能减排工作的高度重视，而建筑作为节能降耗的重要领域，加快推进绿色建筑刻不容缓。在实施绿色建筑过程中，电气设计的健康、绿色、

节能是实现绿色建筑的重要保证，本文从建筑电气设计专业角度阐述实现绿色建筑的诸多元素，力求达到提高照明效率，节约能源，保护环境的目的。

关键词：公共建筑；电气设计；节能措施

一、绿色建筑电气设计的原则分析

绿色建筑电气设计的原则首先应该确保建筑的功能。照明系统应该确保色度和照度等。空调系统应该确保室内的空气的转换和室内的温度的调节。其次，绿色建筑电气设计的第二个原则应该是要充分的考虑经济价值。节能是一方面，但是也要根据建筑的实际的情况充分的考虑经济上的价值。不能单方面的满足节约能源的要求而过多的耗费资金。我们应该尽量做到在节能方面投放的资金能够在建筑运行后通过节能而收回成本。再次，绿色建筑电气设计的第三个原则就是要尽可能的避免能源的浪费。我们应该找到建筑物本身的能源消耗的部分，然后通过先进的技术达到节约能源的目的。例如：变压器的功率的损耗和电路的损耗等，都是能源的损耗。采用大面积的高强度的照明导致大量的能源的消耗。因此，就应该采用先进的技术进而降低能源的消耗，促进环境的可持续发展。

二、绿色公共建筑电气设计过程中存在的问题

1、配电系统设计中存在的问题

在进行公共建筑电气设计的时候，需重点关注变配电房的选址问题。在实际设计过程中，部分设计人员将变电所设置偏离了负荷的中心，导致供电的半径增大，进而引发线路的损耗相应增加。同时不合理的选择变压器的型号。例如选择有功损耗较大的变压器，并安排不合理的负荷，造成不必要的电能损耗。在配电系统方面，由于三相不平衡，不仅会增加线路和变压器的电能损耗，同时还会导致零序电流的产生，严重威胁到用电设备的安全运行。此外，伴随着公共建筑中不断增多的电子设备和电器设备，3次及以上的奇次谐波越来越多，不仅增加了供电线路的附加损耗，还严重的污染了共用电网，影响到电气设备的正常运转。因此在电气设计时需尽量减少或者消除奇次谐波。

2、照明系统设计中存在的问题

照明设计是公共建筑必不可少的一项，但在该设计过程中也存在不少问题。如对照明重视不够；目前节能已经成为社会问题，照明也不例外，照明能耗在建筑能耗中占相当大比例，应该根据不同场合选用满足场所要求的光源产品，不可千篇一律。有的在选择灯具方面缺乏不同场所对灯具的防护等级、亮度限制等因素的综合考虑。不同的灯具有不同的配光曲线、不同的效率，在达到相同照度下，将有不同的灯具数量，因此在灯具选择方面，应紧密结合该场所的具体要求而定。

3、公共建筑能耗计量、管理问题

随着我国城市化加速和经济快速发张，大型民用建筑越来越多，随之能源消耗也是与日俱增，对电能的依赖日益凸显。在国家推行低碳节能减排的政策下，对电能的分项计量就凸显出其价值了。通过能耗分项计量，可搭建出建筑能耗分析平台，通过数据采集、分析，可对今后制定节能措施提供重要的参考数据。因此在电气设计中，不应将不同用途的负荷混合同回路配电。

三、对公共建筑电气进行绿色设计的合理建议

1、电气设备节能控制

公共建筑内能源机电设备的能耗占公共建筑能耗的绝大部分。随着公共建筑智能化的发展，楼宇自动化系统（BAS）的广泛应用，采用节能控制，综合应用信息通信、计算机网络、自动化控制等智能化技术对公共建筑内能源机电设备实施集中监控和能效管理，从而实现系统的最优化控制和管理，达到提高能效、降低能耗的节能目标。

其中，空调系统是公共建筑物中的耗能大户，其用电量约占整个公共建筑用电量的50%，因此中央空调系统的节能控制显得尤为重要，其主要内容包括：热交换系统温差与流量的优化控制；定风量全空气系统的空调机组的优化控制；变风量空调系统的优化控制；冷冻水与冷却水系统的优化控制；冰蓄冷系统的优化控制；水蓄冷系统的优化控制，等等。

2、绿色公共建筑的照明设计

公共建筑照明节能主要有以下三种途径：一是充分利用自然采光，以降低白天时人工照明对能源的消耗；二是合理选用光源、灯具及附件；三是采用智能化的照明控制系统来提高能源的利用率、降低能耗总量。

首先，充分利用自然采光。充分利用自然光源是照明节能工程中的一个重要内容。白天尽可能利用天然光源，使公共建筑物内获得稳定的光照条件。

其次，合理选用光源、灯具及附件。其一，选择高效、节能、环保的光源。其二，选用配光合理、效率高的灯具。其三，节能镇流器的选用。应尽可能采用节能型电子镇流器或节能型电感镇流器，以达到节能的目的。

最后，采用智能化的照明控制系统。采用智能化的照明控制系统，可以提高照明质量，减少不必要的开灯时间、数量和过高的照度，有利于照明的节能。

3、对绿色公共建筑的能耗计量和管理

在配电系统设计时，应将照明、空调、动力设备、特殊用电均设独立系统配电并进行分项计量。在变压器低压侧出线回路安装多功能智能电表。多功能智能电表应具有测量三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、视在功率、功率因素等，应具有计量正向有功电度、正向无功电度、反向有功电度、反向无功电度的功能；有RS-485标准串行电气接口，具备数据远传功能。只有电能计量越详细、精确，才能越有利于建筑节能的决策和实施。通过各类建筑各个分项用能状况的公示，使大楼的管理者发现问题，从而激励各种节能措施的实施。

4、提高系统功率因数

提高设备的自然功率因数。供配电设计中应通过正确选择电动机、变压器以及照明灯具，降低线路感抗，提高用电设备的自然功率因数。应优先考虑采用功率因数较高的同步电机，荧光灯可采用高次谐波系数低于15%的电子镇流器等。

补偿电容法提高功率因数。当自然功率因数偏低时，在变压器低压侧设置集中无功补偿装置，采用共补+分补方式，使10kV侧功率因数在0.95以上，并采用智能型补偿控制器，具有自动循环投切、过零投切、分相补偿等功能。对供电点较远、容量较大的设备采用就地补偿。当配电系统中谐波电流较严重时，应考虑在低压侧设置有源滤波器或在大功率变频器输出回路设置无源滤波器。

5、对绿色公共建筑引进可再生能源的使用

可再生能源是指可连续再生、永久持续利用的能源如水力、风能、太阳能、生物质能等。在如今建设资源节约型社会、实现可持续发展的要求下，在绿色公共建筑中引进可再生能源的使用是一种必然的趋势。目前南方城市经常运用的有太阳能热水系统、太阳能光伏发电系统、地源热泵系统等。案例：某科技馆，采用太阳能光伏发电技术，在屋面设置太阳能光伏电池板，安装面积约360m2，系统装机容量50kWp，年发电量约5.96万kWh，占整个建筑年耗电量的3.0%（该项目年耗电量约196.5万kWh，用能标准为61kWh/（m2・a））该项目将太阳辐射能直接转换为电能，提供给建筑内的车库及公共照明负荷。由此可见，利用可再生能源转化为电能在建筑内使用是可行的，既可节省资源，减少废气排放，又保护了地球环境，在节能环保方面具有重大的意义。

四、结语

总之，公共建筑物的能源消耗量巨大，在建筑电气设计中应遵循国家法律法规和标准规范的规定，在满足建筑物基本功能的基础上，采取提高能源利用率、降低能源的消耗等多种电气设计节能方法和措施，从而使建筑在电气设计方面能够做到生态和环保。在日后的电气设计中，我们应该不断的研发新技术，从而使绿色建筑能够更加的节能，实现最大的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]荆绍莹.工业企业电气设计中的节能技术[A]建筑技术，2015（2）.

[2]邹汉谦.谈供配电系统节电技术措施[J].深圳土木与建筑，2017（12）.