绿色建筑电气设计的理论与实践

莫敬波（东莞市建筑设计院有限公司，广东东莞523000）

绿色建筑电气设计的理论与实践

莫敬波（东莞市建筑设计院有限公司，广东东莞523000）

本文以建筑电气设计为基础，从构造绿色建筑的电气系统各种素材入手，重点分析及理解现阶段规范要求绿色建筑的电气设计基本思想和原则，并以实际工程为例子，对绿色建筑电气设计进行了实践。

建筑设计；绿色建筑；现代绿色建筑；电气设计；电气设计技术

引言

我国正处于建筑工业化，城乡一体化，建筑业的快速发展消耗了大量的能源资源，并排放大量的废水、废料，严重污染了周边的环境。限电跳闸、雾霾围城的现像不绝于耳，正如此，我国制定并实施了《绿色建筑评价标准》（GB/T50378－2014）等相关规范。我们东莞市政府也发布了 《绿色建筑行动实施方案》的通知，明确要求新建大型公共建筑、住宅小区工程必须强制执行绿色建筑标准。

绿色建筑概括起来就是最大效率利用资源、减少污染排放量，即：①减少非再生资源的使用；②充分利用可再生能源和材料；③回收材料的再利用；④减少污染物的排放量。绿色建筑的建造过程，必然涉及到电气系统的设计及设备的选型，所以电气设计是绿色建筑设计不可缺少的一部分。

1 绿色建筑电气设计的根本要求

1.1 建筑及照明设计避免产生光污染

《城市夜景照明设计规范》（JGJT163-2008）的第七章节，规定了光污染的限制值及应采取的处理方法：①住宅建筑的景观照明装置，在室外表面产生的垂直照度不应大于规范要求值。②景观照明灯饰往小区住宅方向的发光亮度不应大于规范要求值。③机动车驾驶员因公路两旁的非公路照明产生的眩光阈值增加量不应大于15%。④行人和非机动车人不应因住宅区和人行区的景观照明灯饰造成眩光。景观照明灯饰的眩光限制值应小于规范要求值。⑤灯饰的上射光通量比限制值不能超过规范要求值。⑥景观灯饰照明照射在标识面及建筑垂直面的平均亮度不能超过规范要求值。

1.2 中央空调、热泵等输配送系统与照明等各部分功耗要独立分开计量

对于小间办公室的分体空调回路是否另设计量表，现有两种不同的意见：①严格按规范要求安装单独计量表，分别统计用电量；②不需要分别统计用电量，不需安装计量表。单仅从中文语言上理解《绿色建筑评价标准》（GB/T50378－2014）的5.1.3条规定“冷热源、输配送系统和照明等各部分能耗应进行独立分项计量”，确实是需要分开计量。但从减少资源使用来说，每间办公室或商业的租售单元都已安装了一个计量表，再另为它室内空调增设计量表，就显得多余，且要增加电缆，断路器等器件，增加了系统的复杂性。当统计办公室用电量时，也要分别统计两个电表后进行相加，增加了工作量。有违背绿色建筑的初衷，资源利用最大化，所以笔者认为小间办公室、公寓式办公室或商业的租售单元，已有独立电表，不必另增加分项计量。

有趣的，是在《中小学设计规范》（GB50099-2011）10.3.2条第二款，要求学校内的电梯、水泵、风机、空调等动力设备要独立电表及运用节能措施。字面上又好像要求小间办公室分体空调需要分项计量，与笔者上述意见冲突。但笔者认为此类办公室和租售办公室不同，不存在单独计量电表，此时可以在低压配电室用专用供电回路，集中给学校各办公室分体空调供电，以实现分体空调统一计量。

笔者查阅了住建部印发的 《绿色建筑减隔震建筑施工图设计文件技术审查要点的通知》，也提到了仅需在下面地方安装分项计量：

（1）每栋独立的建筑物应设置电能计量装置，并根据实际需要是否采用复费率电能表，以满足执行峰谷分时电价的要求；

（2）首先从电气系统上设置分项计量，在以下低压配电柜馈电回路设置分项计量装置：①变压器低压侧馈电回路；②需要单独计量的向外馈电回路；③特殊场所馈电回路；④中央空调机组主回路；⑤集中供电的冷热源系统附属泵回路；⑥集中供电的室内分体空调回路；⑦照明插座主回路，且尽量不要在照明配电箱、动力设备配电柜等末端配电箱内配置电能计量表；⑧电梯、扶梯主回路；⑨其他应需要单独计量的用电回路；

（3）个别较分散的用电设备可以不独立分项计量（如潜污泵、卫生间排气扇、卫生间用小型热水器等）；

（4）办公室、出租小间或商铺应以每户为单位设置电表计量设备；

（5）可再生能源发电机等应设置独立分项电能计量装置。

1.3 照明功率密度值不小于国家标准《建筑照明设计标准》（GB50034-2013）中规定的目标值

注意的是，此要求是目标值，不是现行值。现行值是所有建筑物，照度都要满足的最低限值，目标值相对来说，要加严格，是努力的方向。为达到此要求，现在电气行业，根本都取用了发光二极管灯具。在我们东莞市，政府也出台了《关于在我市建筑工程中推广应用LED照明产品的通知》，硬性要求新建、改造的市府机关、国资单位等有关的照明工程，此范围内的室外机动车道路照明、行人道照明和夜景灯全部采用发光二极管产品；项目范围内的室内公共部位，如地下汽车库、出入口、疏散走道、电梯大厅、疏散楼梯间等照明优先采用发光二极光管灯具。

当房厅或场地的使用面积很少，或灯具安装的位置较高，而引起照明利用系数较小时，可根据 《建筑照明设计标准》（GB50034-2013）第6.3.14条及6.3，16条适当调整功率密度目标值，即，当房厅或场地的室形指数值不超过1时，它的照明功率密度限值可以增加，但允许增加量不得超过原限值的20%；如有装饰性灯具场地，要把实际使用的装饰性灯具总功率的50%归算到照明功率密度的计算。

当房厅或场地的照度标准值因实际需要，当比规范值提高或降低一基准水平时，它的LPD可以按原比例提高、折减。

1.4 疏散走道、楼梯间、出入口、大堂、大空间、地下汽车库等场地的照明系统采取分区、定时、感应等节电控制方案

现行标准《建筑照明设计标准》（GB50034-2013）第7章“照明配电及控制”、《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）第10章“电气照明”、《住宅设计规范》（GB50096-2011）第8.7节“电气”、《住宅建筑规范》（GB50368-2005）第10章“节能”均做出了相关规定，现概括如下：

①合理进行照明系统分区设计，依据自然光可利用性分区、功能分区、作息差异分区等进行照明设计；②住宅电梯厅、疏散楼梯间具有天然采光的，其照明可以采取声音控制、光亮度控制、时间控制、人体感应控制等一种或集成多种的控制装置；③疏散走道、楼梯间、出入口、大堂、大空间、地下汽车库等所有公共区域，以及较大空间场所，应设计利用定时、感应等多种结合的节电控制措施，或运用照度自动调控的节电装置。

1.5 适当选用电梯、自动扶梯，并运用电梯群控、扶梯自动感应启停等节电控制措施

笔者认为此要求应包含三层意思：第一层是电梯、自动扶梯的选用，要充分考虑电梯数量、载客量、速度等参数；第二层是电梯、自动扶梯产品节能特性：是否采用能量再生回馈或变频调速拖动等节电措施；第三层是节电控制措施：包括扶梯人体感应启停、电梯群控、轿厢自动熄灯技术。

1.6 合理选用节能型电气设备，三相配电变压器满足现行国家标准《三相配电变压器能效限定值及能效等级》（GB20052-2013）节能评价值要求；水泵、风机等设备，及其他电气装置满足相关现行国家标准的节能评价值要求。

值得注意的是，在（GB20052-2006）版中，允许变压器的空载与负载损耗单项不大于-7.5%的偏差，总负偏差不大于5%。所以，SCB10型变压器基本上都满足此参数要求，但到了最新的GB20052-2013版中，SCB10的参数并不符合规范要求。

2 绿色建筑电气设计的实践运用

我们东莞市生态园公租房项目，按照东府办〔2014〕88号文件规定，“落实绿色生态城（园）区试点建设，园区新建建筑绿色建筑比例达到100%”，鉴于此项目为市重点工程和示范工程，故按绿色建筑二星级设计。

选用Dyn-11接线环氧树脂浇注干式SCB12型电力变压器，其空载损耗和负载损耗均低于规范要求值；客梯选用奥的斯GeN2型电梯，具有ReGenTM能源再生变频器，可减少75%的能源消耗；建筑照明按照东莞政府文件 （东建节能〔2012〕42号）规定执行，室内外，全部选用LED灯具。

此项目为住宅居住类，没有集中空调，且每户均有计量表，故空调回路不需独立计量，只需在低压配电柜所有出线回路设置分项计量表，即可满足照明与公共动力类的分项计量。走廊、楼梯间、门厅、大堂等地方，照明采用声光控，为尽量减少成本，采用单独的四线制声光控开关，分区分组控制LED灯，且能够使用其强启线作值班照明开关，一举两得。

图1 电梯厅照明控制示意图

一住宅的餐厅，长4m，宽3m，灯具安装高度为2.75m，则室形指数为：

因RI小于1，所以其功率密度限值充许增加，但增加值不应超过限值的20%，LPD＝（1+20%）×5W/m2＝6W/m2。

现设计使用一盏餐灯（功率为12W，光通量为1050Lm的三个LED光源）和一盏装饰壁灯 （功率为7W，光通量为550Lm的一个LED光源）。餐灯维护系数取0.7，利用系数取0.8，考虑装饰壁灯的利用系数较低，可取0.45，而维护系数同样可取0.7，则平均照度计算如下：

在规范值150lx的±10%之内，符合要求，功率密度计算如下：

小于计算要求值6W/m2，也符合要求。

3 结语

绿色建筑是一个较宽泛的概念，在建筑物的设计到使用、维护内，应总体做到经济和环保两个方面。经济方面就是总体省钱，环保方面就是减少污染。但如果设计采用了不成熟的技术或产品，哪只是个噱头，反面增加成本，增加污染，应用循环经济的科学发展观，科学有效地利用资源和高新技术成果。

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB/T50378-2014绿色建筑评价标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2014.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50034-2013建筑照明设计标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.

[3]中国建筑标准研究院.全国民用建筑工程设计技术措施-电气节能专篇[S].北京：中国建筑工业出版社，2007.

[4]住房城乡建设部.减隔震建筑施工图设计文件技术审查要点[M].北京：住房城乡建设部中国建筑科学研究院，2015.

TU85

A

2095-2066（2016）05-0019-02

2016-1-20

莫敬波（1979-），男，注册电气工程师，大学本科，主要从事建筑电气设计工作，任电气总工。