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摘要:本文主要叙述了绿色建筑电气设计存在的问题、绿色建筑电气设计的基本原则以及对绿色建筑的电气设计措施进行了初步探讨。
关键词:电气设计;绿色建筑;基本原则;措施等;
0引言
我国“十二五”规划提出“绿色发展建设资源节约型、环境友好型社会”的目标。目前,在我国发展绿色建筑,降低建筑的建造和使用过程中的能耗,减少与建筑有关的空气污染、光污染、电磁污染等已经成为意义重大而十分迫切的任务。
绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源, 保护环境和减少污染,为人们提供健康,适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。作为目前我国建筑业最高水平的绿色认证,绿色建筑三星标识吸引了越来越多品牌项目的目光,对于绿色建筑的研究也将成为未来建筑设计重要的课题。
绿色建筑设计是一个系统工程,绿色建筑电气设计作为绿色建筑设计当中重要的一环,涵盖到绿色建筑的室外环境、节能与能源利用、室内环境质量和运营管理等各个环节。由于绿色建筑电气设计有较强的先进性、复杂性、技术性,要求设计师和工程师应当有扎实的专业基础、较宽阔的技术视野、较丰富的工作经验和较强的分析判断能力,保证建筑电气设计优质的同时,将先进的节能环保技术应用工程实践中,达到建筑绿色、环保、节能的要求。
1绿色建筑电气设计中存在的问题
当前,很多电气设计师对绿色建筑还存在一些不少错误的认识,从而对绿色建筑设计的系统性、合理性和先进性造成很大的影响。
错误认识一:认为绿色建筑设计主要是其它专业的内容,电气专业也就是电气节能。其实电气节能只是绿色建筑电气设计的一个部分。绿色建筑不仅在节能方面提出要求,在对环境的污染的控制、材料的可再生、居住空间的舒适度等方面均对电气设计提出了要求。绿色建筑设计是一个综合的设计,需要各专业统筹考虑、相互合作才能实现。
错误认识二:认为绿色建筑措施成本高。目前在在建筑电气设计过程中,建筑电气设计师根据以往经验尽量适应客户的需求,把前期投资的经济利益放在首位。而忽视对环境的影响,忽视后期运行环境的节能与环保。
错误认识三:认为绿色建筑就是高科技技术与产品的堆砌。绿色建筑的电气设计需要采用一些科技含量高的产品和系统,但绝不是简单的堆砌,需要从整个建筑的生命周期考虑经济效益、社会效益和环境效益。绿色建筑的电气设计还要结合当地实际情况和资源状况,同时满足建筑物最优功能。绿色建筑的电气设计需要辩证的分析和比较,提出具体可行的解决方案,最终实现效益的最大化、设计方案的最优化。
2绿色建筑电气设计应当遵循的基本原则
绿色建筑电气设计应当考虑经济、环境以及社会等因素,运用先进合理的技术,合理利用可再生资源,实现能源消耗的最小化,提高用能设备以及工艺能量的利用效率,减少环境污染,创造优质环保的室内外环境。
2.1实用原则
满足建筑物的功能。绿色建筑电气设计应当满足建筑物功能需要、符合人们工作生活的需求。要满足建筑物照明的照度、色温以及显色指数,同时也应当满足居住的舒适、健康、安全和建筑物的运输通道保证通畅无阻等。
2.2符合实际经济效益的原则
建筑电气设计不可由于绿色建筑要求而使得投资过大,后期运行维护费用加大。建筑电气节能设计应当从技术老化的部分入手,投资可在较短时间内用节能所减少的费用回收资金。
2.3技术合理的原则
建筑电气设计应当秉承技术合理的原则,对于各种先进技术,要进行分析、探讨,最后再考虑采用适合的措施。同时应用成熟的设计技术,优化设计方案,同时在每个设计细节充分优化设计。比如变电站深入负荷中心、合理选择线路敷设路径、照度设计的合理性等虽然都是设计师掌握的技术,可是由于各种原因,实际设计过程中设计师往往加以忽视。其实这些合理的优化设计也是绿色建筑电气设计重要的一环。
2.4可持续发展的原则
可持续发展是绿色建筑设计中重要的原则,可持续发展的理念更要贯彻与绿色建筑电气设计师的思想里。切莫为了达到规范标准的条文要求生搬硬套。比如建筑智能化系统设计复杂,却忽视运营管理人员的操控能力,造成很多功能行同虚设。
3绿色建筑电气设计措施
3.1建筑物照明部分的设计
3.1.1充分利用自然采光是照明设计首先考虑的内容.
自然采光需要建筑设计师与电气设计师、照明设计师相互协作,从建筑整体考虑。天然光采光方式除采用通常的顶部采光和侧向采光方式外,有条件时尚应利用成熟的技术措施将天然光引入室内进行照明。通常采用的措施有采用光导纤维和光导照明系统。
3.1.2照明部分的常用节能措施
在满足照度、色温以及显色指数等相要求基本,建筑物的照明节能设计可从下列几点入手:①严格遵循建筑物的照度标准。各类建筑物都应当依照《建筑照明设计标准》当中的要求进行合理设计与施工,对于照度要求較高的场所可采用混合照明方式,突出其重要部分,减少其他地方的浪费;②建筑物当中的照明设计可采用高效节能的光源。比如用T5直管荧光灯、小功率的陶瓷金属卤化物灯以及合理使用LED光源等;③建筑物的照明灯具选取应当合理。一般选用效率较高并且容易清扫以及更换的照明灯具;④合理利用照明周边环境。建筑物的照明环境在装修上,应当注重浅色、光泽的墙面,利用光的反射原理,增强室内的照明,减少光的消耗等。⑤照明控制合理。一般照明采用分区控制、定时控制、声光控制及场景设置的措施,并采用一般照明与可调节局部照明结合的方式。可选用成熟的智能照明控制系统。
3.1.3建筑照明的光污染控制
外立面与室外照明控制对夜空及周边建筑的光污染,合理选择灯具投射方向和截光角选择低反射表面和小角度点式灯。
室内照明控制合理的照度,限制眩光,营造舒适健康的照明环境。室内非应急照明在非办公时间自动控制关闭,在工作时间外提供手动控制措施;
3.2绿色建筑的供配电系统设计
3.2.1充分利用可再生能源发电
根据当地气候和自然资源条件,充分利用太阳能、地热能等可再生能源。
太阳能是可再生的能源,具有污染少、环保的优点。太阳能光伏发电系统是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的发电系统,由太阳能电池板、控制器以及蓄电池和逆变器组合而成的。太阳能光伏发电系统的应用场主要在建筑物的部分用电设备上、环境照明和体育场照明等。在系统的节能设计上,应当考虑下列几个主要因素:①用电负荷的性质以及用电的大小和每天所需的工作时间;②系统输出时电压的等级设计;③阴雨天气时,保证系统能够连续保持工作状态的设计;④建筑物所处位置的日照时间以及太阳能辐射量等。
采用风能、水能、地热发电往往需要特定的自然环境条件。
电梯能源再生技术是根据电梯的运行情况,通过将电梯轻载上行、重载下行时的机械能转换成电能,供给临近的同电网下其他电梯或用电设备使用,从而实现电梯节能30%。
3.2.2供配电的常用节能措施
绿色建筑的供配电系统设计应当确保有合理的方案、系统设备以及供电路线的能源消耗信息。①对用电负荷进行精准的计算后合理对其分配,应当选择变压器的负载率最佳,以保证能够降低电压器的容量、延长变压器的使用寿命;②运用集中式以及分散式的方案进行无功补偿,使得低压侧功率的因数有一定的提高,保持在0.9以上,从而保证变压器的损耗以及配电线路的损耗降到最低点;③对配电的位置进行明确,保证配电间和配电柜和负荷中心相近,从而使得电压损耗以及电能损耗减少;④对非线性的用电设备进行控制,使其所产生的高次谐波合理化;⑤峰谷调节能量控制措施的使用。在用电高峰期和低峰期进行有效的调节控制,保证减少电气能源的浪费等。
关键词:电气设计;绿色建筑;基本原则;措施等;
0引言
我国“十二五”规划提出“绿色发展建设资源节约型、环境友好型社会”的目标。目前,在我国发展绿色建筑,降低建筑的建造和使用过程中的能耗,减少与建筑有关的空气污染、光污染、电磁污染等已经成为意义重大而十分迫切的任务。
绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源, 保护环境和减少污染,为人们提供健康,适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。作为目前我国建筑业最高水平的绿色认证,绿色建筑三星标识吸引了越来越多品牌项目的目光,对于绿色建筑的研究也将成为未来建筑设计重要的课题。
绿色建筑设计是一个系统工程,绿色建筑电气设计作为绿色建筑设计当中重要的一环,涵盖到绿色建筑的室外环境、节能与能源利用、室内环境质量和运营管理等各个环节。由于绿色建筑电气设计有较强的先进性、复杂性、技术性,要求设计师和工程师应当有扎实的专业基础、较宽阔的技术视野、较丰富的工作经验和较强的分析判断能力,保证建筑电气设计优质的同时,将先进的节能环保技术应用工程实践中,达到建筑绿色、环保、节能的要求。
1绿色建筑电气设计中存在的问题
当前,很多电气设计师对绿色建筑还存在一些不少错误的认识,从而对绿色建筑设计的系统性、合理性和先进性造成很大的影响。
错误认识一:认为绿色建筑设计主要是其它专业的内容,电气专业也就是电气节能。其实电气节能只是绿色建筑电气设计的一个部分。绿色建筑不仅在节能方面提出要求,在对环境的污染的控制、材料的可再生、居住空间的舒适度等方面均对电气设计提出了要求。绿色建筑设计是一个综合的设计,需要各专业统筹考虑、相互合作才能实现。
错误认识二:认为绿色建筑措施成本高。目前在在建筑电气设计过程中,建筑电气设计师根据以往经验尽量适应客户的需求,把前期投资的经济利益放在首位。而忽视对环境的影响,忽视后期运行环境的节能与环保。
错误认识三:认为绿色建筑就是高科技技术与产品的堆砌。绿色建筑的电气设计需要采用一些科技含量高的产品和系统,但绝不是简单的堆砌,需要从整个建筑的生命周期考虑经济效益、社会效益和环境效益。绿色建筑的电气设计还要结合当地实际情况和资源状况,同时满足建筑物最优功能。绿色建筑的电气设计需要辩证的分析和比较,提出具体可行的解决方案,最终实现效益的最大化、设计方案的最优化。
2绿色建筑电气设计应当遵循的基本原则
绿色建筑电气设计应当考虑经济、环境以及社会等因素,运用先进合理的技术,合理利用可再生资源,实现能源消耗的最小化,提高用能设备以及工艺能量的利用效率,减少环境污染,创造优质环保的室内外环境。
2.1实用原则
满足建筑物的功能。绿色建筑电气设计应当满足建筑物功能需要、符合人们工作生活的需求。要满足建筑物照明的照度、色温以及显色指数,同时也应当满足居住的舒适、健康、安全和建筑物的运输通道保证通畅无阻等。
2.2符合实际经济效益的原则
建筑电气设计不可由于绿色建筑要求而使得投资过大,后期运行维护费用加大。建筑电气节能设计应当从技术老化的部分入手,投资可在较短时间内用节能所减少的费用回收资金。
2.3技术合理的原则
建筑电气设计应当秉承技术合理的原则,对于各种先进技术,要进行分析、探讨,最后再考虑采用适合的措施。同时应用成熟的设计技术,优化设计方案,同时在每个设计细节充分优化设计。比如变电站深入负荷中心、合理选择线路敷设路径、照度设计的合理性等虽然都是设计师掌握的技术,可是由于各种原因,实际设计过程中设计师往往加以忽视。其实这些合理的优化设计也是绿色建筑电气设计重要的一环。
2.4可持续发展的原则
可持续发展是绿色建筑设计中重要的原则,可持续发展的理念更要贯彻与绿色建筑电气设计师的思想里。切莫为了达到规范标准的条文要求生搬硬套。比如建筑智能化系统设计复杂,却忽视运营管理人员的操控能力,造成很多功能行同虚设。
3绿色建筑电气设计措施
3.1建筑物照明部分的设计
3.1.1充分利用自然采光是照明设计首先考虑的内容.
自然采光需要建筑设计师与电气设计师、照明设计师相互协作,从建筑整体考虑。天然光采光方式除采用通常的顶部采光和侧向采光方式外,有条件时尚应利用成熟的技术措施将天然光引入室内进行照明。通常采用的措施有采用光导纤维和光导照明系统。
3.1.2照明部分的常用节能措施
在满足照度、色温以及显色指数等相要求基本,建筑物的照明节能设计可从下列几点入手:①严格遵循建筑物的照度标准。各类建筑物都应当依照《建筑照明设计标准》当中的要求进行合理设计与施工,对于照度要求較高的场所可采用混合照明方式,突出其重要部分,减少其他地方的浪费;②建筑物当中的照明设计可采用高效节能的光源。比如用T5直管荧光灯、小功率的陶瓷金属卤化物灯以及合理使用LED光源等;③建筑物的照明灯具选取应当合理。一般选用效率较高并且容易清扫以及更换的照明灯具;④合理利用照明周边环境。建筑物的照明环境在装修上,应当注重浅色、光泽的墙面,利用光的反射原理,增强室内的照明,减少光的消耗等。⑤照明控制合理。一般照明采用分区控制、定时控制、声光控制及场景设置的措施,并采用一般照明与可调节局部照明结合的方式。可选用成熟的智能照明控制系统。
3.1.3建筑照明的光污染控制
外立面与室外照明控制对夜空及周边建筑的光污染,合理选择灯具投射方向和截光角选择低反射表面和小角度点式灯。
室内照明控制合理的照度,限制眩光,营造舒适健康的照明环境。室内非应急照明在非办公时间自动控制关闭,在工作时间外提供手动控制措施;
3.2绿色建筑的供配电系统设计
3.2.1充分利用可再生能源发电
根据当地气候和自然资源条件,充分利用太阳能、地热能等可再生能源。
太阳能是可再生的能源,具有污染少、环保的优点。太阳能光伏发电系统是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的发电系统,由太阳能电池板、控制器以及蓄电池和逆变器组合而成的。太阳能光伏发电系统的应用场主要在建筑物的部分用电设备上、环境照明和体育场照明等。在系统的节能设计上,应当考虑下列几个主要因素:①用电负荷的性质以及用电的大小和每天所需的工作时间;②系统输出时电压的等级设计;③阴雨天气时,保证系统能够连续保持工作状态的设计;④建筑物所处位置的日照时间以及太阳能辐射量等。
采用风能、水能、地热发电往往需要特定的自然环境条件。
电梯能源再生技术是根据电梯的运行情况,通过将电梯轻载上行、重载下行时的机械能转换成电能,供给临近的同电网下其他电梯或用电设备使用,从而实现电梯节能30%。
3.2.2供配电的常用节能措施
绿色建筑的供配电系统设计应当确保有合理的方案、系统设备以及供电路线的能源消耗信息。①对用电负荷进行精准的计算后合理对其分配,应当选择变压器的负载率最佳,以保证能够降低电压器的容量、延长变压器的使用寿命;②运用集中式以及分散式的方案进行无功补偿,使得低压侧功率的因数有一定的提高,保持在0.9以上,从而保证变压器的损耗以及配电线路的损耗降到最低点;③对配电的位置进行明确,保证配电间和配电柜和负荷中心相近,从而使得电压损耗以及电能损耗减少;④对非线性的用电设备进行控制,使其所产生的高次谐波合理化;⑤峰谷调节能量控制措施的使用。在用电高峰期和低峰期进行有效的调节控制,保证减少电气能源的浪费等。