浅谈绿色节能建筑电气设计

摘要:绿色节能建筑是当代建筑设计的重要项目，电气设计作为保障建筑基本服务功能的重要组成部分，同样也是绿色建筑设计的重点。本文对绿色建筑的电气设计进行简单探讨。

关键词：绿色建筑；电气设计；建筑电气设计；节能建筑

中图分类号：TS958文献标识码： A

一．引言

随着我国经济的快速发展，人们生活水平逐渐提高。生活水平提高同时对环境保护越来越重视，由于建筑耗能较高，能够实现低能耗的绿色建筑受到大众关注。在绿色建筑设计过程中，电气设计是其中重要环节。在坚持节能降耗的基本原则下，通过合理进行电气设计，提升建筑服务功能，从而更好为业主提供服务。

二．节能建筑电气设计基本原则

1.电气设计要能满足节能建筑的基本使用功能

节能建筑无论是商业建筑还是民用建筑，都具有不同的使用功能。进行电气设计时，要从满足建筑基本功能出发，通过保证一定的色温、照度及显色指数，从而提升居住舒适度及卫生要求，满足温度、湿度、进风量及舒适性要求，同时要考虑人们对于休闲设施及娱乐设备的特殊工艺要求，从而为绿色建筑提供稳定电力供应。

2.绿色建筑电气设计要和实际的经济效益相符合

节能建筑中的节能措施及节能技术要确保同建筑建设的经济效益相符合，同时对节能建筑的电气设计也要保持同建筑的经济效益相符合。在电气设计过程中，要从我国实际国情出发，从实际经济效益方面进行综合考虑，避免造成过度投资及过度消耗。在电气的节能设计中，要从技术老化的部分入手，尽量降低投资时间，从而减少资金回收时间。

3.绿色建筑电气设计要符合技术先进性原则

在节能建筑电气设计过程中，要采取各种节能措施，避免造成不必要的能源损耗。设计中要深入分析，仔细研讨电气系统中能耗项目，考虑能够采用的节能措施。如在电能传输线路中，变压器功率损耗及有功损耗都为不必要的能源损耗，必须要设计专门优化方案，从而将能耗降至最低。

4.电气节能和环境保护相结合基本原则

目前，节能降耗已逐渐成为世界各界都普遍关注的话题。在节能建筑电气设计过程中，环保同样是一个世界性话题。随着我国PM2.5 的极具变化，要对其进行密切关注是较为切合实际的问题，所以在建筑电气设计上要实现节能与环保相结合，在相互作用下实现节能和环保双重目的。

三.节能建筑的电气设计策略

1.供电电源选择

建筑电气供电电源选择使用双电源，其目的是防止一个供电电源突然中断时影响整个建筑的用电，而一个供电电源中断时切换到另外一个电源通常称为应急电源；因此，对于绿色建筑而言，为了保证住户用电的安全、可靠性，应在建筑电气设计时必须设置两个独立电源；其中两个独立的电源应满足以下两个条件：①一路电源需经变电站变压后引入两条10kV的高压入户线；②备用电源应采用经过降压并稳定的低压进户供电电源，能够满足绿色建筑各种电气设备的正常用电需求。在绿色建筑电气中最为常用的备用电源类型可分为，供电电源自带蓄电池、柴油发电机发电以及EPS电源柜供电。

2.供配电技术方案的选择

绿色建筑中的电气设备较多，自动化水平一般也都较高，如空调、电梯、弱电设备、消防设备等现代化的电气设备，都需要配电系统的支持，这要求供配电系统的高压电源深入负荷中心，对电能质量及可靠性要求较高。

在现代绿色建筑中，高压电源一般采用两路独立的10kV及以上的电源同时进行供电，并采用单母线分段的供电方式，设置自动或手动切换开关，两路电源互为备用。对于建筑密集的地区，对可靠性的要求更高时，所有的配电设施应该满足N-1的安全准则，使线路在发生故障或者检修时保证非故障段或非检修段能够可靠送电，在进行供配电系统的设计时应结合建筑物形式和当地供电条件综合考虑变配电所的设置。

3.电气低压配电系统的接地保护设计

绿色建筑电气低压配电系统的接地保护模式主要有三种：即IT、TN、TT。TT系统主要设置在建筑电气设备的外漏导电部分；其主要功能作用是对故障回路电流自动切断，保护电气设备不遭受破坏；IT系统一般设置在电网的外漏导电部分，如果电网外漏导电部分出现故障时，IT系统的接地保护不会切断供电，而是通过自身的报警装置发出报警信号，报警信号传输到电力控制中心，由电力技术人员对分段线路进行断电处理；不至于因分段线路出现故障而影响整个电力系统的运行。TN系统接地主要是通过电流保护器对电路负荷与电流短路的保护装置，也可对建筑电气低压配电系统因接地故障起到保护作用。

4.照明设计

首先，应当要加大对于高效性质的光源应用力度，尽可能的要避免使用白炽灯，这类灯具呈现出的照度度过低，不仅浪费能源，照明效果也较差。最佳选择对象便是荧光灯，尤其是要金属卤化物钠灯。除此之外，灯具本身的功率也应当要控制在合理范围内。确保其光通量具有良好的维持率，且能够较高的利用光系数。再者应采用合理的照明方式与照度标准，对于要求照度较高场所应用混合照明方式，而不采用一般照明，还可适应性选用分区照明方式，利用各类集光装置或天然光源进行采光，例如光导纤维、反射镜与光导管等，还可依据建筑结构优势获取充分天然光，例如采用天井空间、开顶部大面积天窗或利用屋顶进行良好采光。电光源的选择主要依据其性能指标：发光效率、平均寿命，显色性、启动与再启动时间来选择。高压钠灯、金属卤化物灯、低压荧光灯，发光效率较高；高压钠灯与高压汞灯，寿命相对长些；白炽灯、荧光灯、氙气灯显色性好，可瞬间点燃，但后两者启动稳定要1～3秒时间。电压波动、表面亮度、频闪效应、耐振性能都对光源的选择有一定的影响。也要考虑初始投资，日常运行及维护费用。

5.配电线路的节能设计

绿色建筑内的供电配线应尽量简单，要尽量选用电阻率低的导线。由于绿色建筑的规模越来越大，变配电所应深入负荷中心，以减少线路过多而且过长带来的附加线路损耗。配电线路有电阻，电流通过时产生功率损耗，电网输送电能时产生功率损耗。由于功率损耗与线路长短、线组大小及电流量有关，因此降低电网中的线路损耗主要有以下途径：合理选择线路路径，减小导线长度；合理确定电气功能用房的位置，变压器尽量接近负荷中心，以减少供电半径；选择导线应该根据用途而定，高压输电线路一般用铝，家用电线一般用铜；导线截面的选择，除了满足载流量的要求，还应适量大一些，以满足未来经济发展需要；利用某些季节性负荷的线路，将某一阶所需负荷集中在一起，使同样大的干线截面传输电流，减小了线路数量，从而减小线损，达到节能功效。

四．结束语

节能建筑是未来建筑行业的发展方向，在建筑施工中大力推行电气节能技术，减少电能的损耗，提高电气资源的使用效率，实现建筑施工的节能环保目标，这对于建筑行业和国家经济的发展都有积极意义。为此，在节能建筑电气工程的设计、施工和使用各个阶段，应积极研究电气节能技术的有效措施，制定合理的设计、运行方案，合理高效的利用电气资源。

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