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摘要:随着中国的社会发展及城镇化水平的提高,建筑量的发展迅速,建筑能源消耗急剧上升。我们更加要秉承:保护环境,爱护环境,减少污染这个宗旨,需加快建设节约型社会,大力推进能源节约。尤其是在实施绿色建筑设计过程中,绿色建筑规范应贯彻健康、节能、环保、绿色的理念,并加以落实,这也是实现绿色建筑的关键所在。
关键词:绿色建筑;电气节能;设计
中图分类号: S611 文献标识码: A
一、绿色建筑的含义与特征
绿色建筑是新时代城市建设下的产物,在建筑学上来说拥有一个广泛的概念,绿色建筑并不是指建筑中的绿化,而是指充分利用自然资源并且对环境无害、尊重生态平衡下的建筑,又称可持续发展建筑、节能环保建筑等。绿色建筑从建材的生产到对建筑物的规划、设计、管理等内容都是消耗最少的地球资源,并且其建筑的垃圾也是最少的,绿色建筑具有下列几项特征:使用材料性能高;对资源消耗较少;生命周期长;对环境污染低,绿色建筑在建造和使用的过程中,对高科技的技术进行充分的使用,并且有效的利用资源,是建筑对于资源的损耗与环境的污染达到最低,并且尽量的使用本地的材料,尊重本土的人文风情与气候条件。
二、电气节能设计应遵循的原则
1、和谐原则
建筑是人的活动对自然的影响,但是由于建筑在空间的选择、建筑和建造的过程以及拆除等环节都存在着能源消耗、环境扰动和破坏等问题,因此建筑必须重视与周围环境的和谐发展。
2、节约原则
建筑设计的一个重要原则就是要体现“节约能源、节省土地”原则。建筑在规划设计阶段就要协调和分配建筑用地在生产、生活、道路、绿化和景观等用地之间的比例关系,达到既提高了土地使用率又能够满足社会发展需要的目的。节能的技术原理是通过对蓄热等措施,减少能源消耗并提高能源使用率,并且尽可能的使用可再生能源和非化石能源。如太阳能、风能、水利能、生物能等。此外,在建筑设计中需要考虑不同地理区域的特点,掌握当地太阳、风向规律,合理利用太阳光和风能等措施达到减少耗能和污染的目的。
3、舒适原则
舒适的建筑与资源的占用和消耗是成正比的。而绿色建筑的原则是强调低耗能、环保的前提下,不能牺牲建筑物的舒适度。绿色建筑仍然以满足人类居所的舒适度为要求。例如采用现代材料来保证建筑物的蓄热和绝热,既能达到节约能源的目的,也能提高舒适度。
4、经济原则
绿色建筑的建造、使用以及维护涉及到十分复杂的技术性问题。高投入和高技术的绿色建筑虽然能带来较高的生活舒适度,但是成本过高导致了这类建筑丧失了普及性。而且绿色建筑并不完全是靠高技术和高投入实现的,而适宜的技术水平与地方化材料以及地域特点的建造同样能够发展绿色经济。满足建筑物的功能即满足照明的照度、色温、显色指数;满足舒适性空调的温度及新风量,也就是舒适卫生;满足上下、左右的运输通道畅通无阻;满足特殊工艺要求,如娱乐场所的一些电气设施的用电,展厅的工艺照明及电力用电等。
三、绿色建筑的电气设计
1、供电系统设计
在绿色建筑的设计中,要求供配电系统必须简单而且可靠,在绿色建筑中,同一电压的变配电的级数应少于或等于二级,从而避免由于电级数过多而导致的电能的无端损耗。而且变配电所要尽可能的靠近负荷中心,并合理分配供电网络,从而减少电路铺设过程中的浪费并有效降低线路的电压损失,保证供电的稳定性和供电效率。
此外在供电系统中还要合理选择变压器的容量和级数。变压器的负载率一般要控制在0.7-0.85之间,这样的负载率保证了变压器可以适应用电负荷的波动并延长变压器的使用寿命。变压器的挑选过程中要尽可能的选择和使用节能型变压器,节能型变压力能够降低空载损耗,并有效降低空载时候的电流以及电流过大产生的噪音。在输送一定功率电流的过程中,电压越高,则电流越小,因而产生的电热损失也越小,因此在变压器的选择中要平衡变压器在不同负荷条件下的损耗,合理选择变压器。此外还要合理选择配电干线所使用的电缆。电缆的使用要综合考虑电压的损失、热稳定性等技术指标,并考虑电缆的经济成本,合理选择电缆型号。高层建筑中变配电室的设置应该靠近电器竖井,这样做的好处是减少了电缆的有效长度,降低了热损耗,而建筑面积大的电器竖井则要尽可能得设置在中部,原理一样。
2、照明节能措施
某大楼所有变配电系统设备采用节能、高效型设备,实现变配电系统的经济运行;合理选择电缆截面,降低电缆损耗;在低压配电系统设功率因数自动补偿装置,补偿后功率因数大于0.9,减少无功损耗;所有照明灯具、光源、电气附件等均选用高效、节能型,提高照明效率。一般场所选择高效、节能、寿命长的LED直管荧光灯或节能型光源;采用智能照明控制系统,通过时钟定时控制、管理室、配电室现场手动控制、回路隔灯控制、中控室软件集中控制等方式,对大堂、电梯前室、走道等部分大空间办公区域、大会议厅等公共场所的照明进行自动控制,以达到节能、延长灯具寿命、美化照明环境和方便管理维护的作用。
3、智能外遮阳技术
在外窗遮阳对建筑能耗影响的模拟中发现,当外窗综合遮阳系数降低时,该建筑的制冷能耗大幅度降低了,从而降低空调负荷,节省空调的运行费用。
同时,可调节外遮阳能根据室外气象状况和室内人员需求进行灵活调节,可有效的遮挡太阳光引起的眩光等现象,对提高室内居住舒适性有显著的效果,避免过强的日光对办公人员视觉和精神上的影响。既起到采光、隔热节能,又营造了“活动的立面”效果。
4、节能电器设计
随着城市的发展,土地的拥挤程度不断增加,因此大型建筑也不断出现,而规模较大建筑的排水、空调、供暖、电梯等也耗费了大量的能源。这就需要在大型建筑物中采用楼宇的自动控制系统来加强对这些电器设备的控制,从而可以节省大量的能源。在具体设备的选择上,应选用节能型的电动机以及变频空调、水泵等节能设备,从而达到节能的效果和目的。而对于电梯、自动扶梯等设备,必须设置电感应控制系统,从而在客流较少的时候节约能源。车库可以设置一氧化碳感应装置,并链接风机、自动联排排风机。
5、电磁干扰设计
在生活中大量的电器设备的使用会导致电磁波的干扰以及污染,这种干扰不仅会造成能耗,而且也会阻碍电器设备的正常使用,更为严重的是,还会引发火灾或对人身的健康安全产生影响。电磁屏蔽是常用的防止电磁干扰的技术。电磁屏蔽可以阻止交流电以及磁场的影响。未来可以尝试使用新型屏蔽的材料,如具有屏蔽功能的混凝土和涂料。
四、太阳能光伏发电系统的应用
某大楼地下车库公共区域采用屋顶太阳能高效非逆变技术进行太阳能光伏-LED(PV-LED)照明。根据项目的特色,设计了3套车库系统,屋顶太阳能光伏安装总功率为2880Wp。项目采用PV-LED太阳能公共照明技术,其中太阳能直流电力直接使用LED常亮灯的新型光源和LED灯感应控制,为项目的地下車库公共区域照明提供了新能源的电力,可实现超高的节电率,同时也可以节省公共照明的维护费用;太阳能属于可再生能源,是新能源的主流,是各级政府大力支持的节能方向。采用LED照明灯具,也是现代照明的必然趋势。太阳能光伏与LED灯相结合,这种非常低碳照明方式,更将是现代建筑照明的发展方向。
结束语
绿色建筑是为人们提供健康、安全、舒适的环境,同时在建筑全生命周期中既要最大限度的延长房屋建筑的使用寿命,发挥出房屋建筑的使用价值,又要最大程度的利用自然资源,减少建筑排放,从而实现建筑节能的目的,进而改善人民生活,促进社会经济健康发展。
参考文献
[1]杨榕,宋凌,马欣伯.国外和港台地区绿色建筑政策法规概述与启示[J].住宅产业,2012(7).
[2]胡建文.深圳绿色建筑发展:政策与措施[J].建设科技,2012(8).
[3]刘玉明.北京市发展绿色建筑的激励政策研究[J].北京交通大学学报(社会科学版),2012(2).
[4]祖黎虹.深圳市绿色建筑发展综述[J].建设科技,2012(6).
[5]王清勤.世界绿色建筑概况与发展重点[J].深圳土木与建筑,2012(1).
关键词:绿色建筑;电气节能;设计
中图分类号: S611 文献标识码: A
一、绿色建筑的含义与特征
绿色建筑是新时代城市建设下的产物,在建筑学上来说拥有一个广泛的概念,绿色建筑并不是指建筑中的绿化,而是指充分利用自然资源并且对环境无害、尊重生态平衡下的建筑,又称可持续发展建筑、节能环保建筑等。绿色建筑从建材的生产到对建筑物的规划、设计、管理等内容都是消耗最少的地球资源,并且其建筑的垃圾也是最少的,绿色建筑具有下列几项特征:使用材料性能高;对资源消耗较少;生命周期长;对环境污染低,绿色建筑在建造和使用的过程中,对高科技的技术进行充分的使用,并且有效的利用资源,是建筑对于资源的损耗与环境的污染达到最低,并且尽量的使用本地的材料,尊重本土的人文风情与气候条件。
二、电气节能设计应遵循的原则
1、和谐原则
建筑是人的活动对自然的影响,但是由于建筑在空间的选择、建筑和建造的过程以及拆除等环节都存在着能源消耗、环境扰动和破坏等问题,因此建筑必须重视与周围环境的和谐发展。
2、节约原则
建筑设计的一个重要原则就是要体现“节约能源、节省土地”原则。建筑在规划设计阶段就要协调和分配建筑用地在生产、生活、道路、绿化和景观等用地之间的比例关系,达到既提高了土地使用率又能够满足社会发展需要的目的。节能的技术原理是通过对蓄热等措施,减少能源消耗并提高能源使用率,并且尽可能的使用可再生能源和非化石能源。如太阳能、风能、水利能、生物能等。此外,在建筑设计中需要考虑不同地理区域的特点,掌握当地太阳、风向规律,合理利用太阳光和风能等措施达到减少耗能和污染的目的。
3、舒适原则
舒适的建筑与资源的占用和消耗是成正比的。而绿色建筑的原则是强调低耗能、环保的前提下,不能牺牲建筑物的舒适度。绿色建筑仍然以满足人类居所的舒适度为要求。例如采用现代材料来保证建筑物的蓄热和绝热,既能达到节约能源的目的,也能提高舒适度。
4、经济原则
绿色建筑的建造、使用以及维护涉及到十分复杂的技术性问题。高投入和高技术的绿色建筑虽然能带来较高的生活舒适度,但是成本过高导致了这类建筑丧失了普及性。而且绿色建筑并不完全是靠高技术和高投入实现的,而适宜的技术水平与地方化材料以及地域特点的建造同样能够发展绿色经济。满足建筑物的功能即满足照明的照度、色温、显色指数;满足舒适性空调的温度及新风量,也就是舒适卫生;满足上下、左右的运输通道畅通无阻;满足特殊工艺要求,如娱乐场所的一些电气设施的用电,展厅的工艺照明及电力用电等。
三、绿色建筑的电气设计
1、供电系统设计
在绿色建筑的设计中,要求供配电系统必须简单而且可靠,在绿色建筑中,同一电压的变配电的级数应少于或等于二级,从而避免由于电级数过多而导致的电能的无端损耗。而且变配电所要尽可能的靠近负荷中心,并合理分配供电网络,从而减少电路铺设过程中的浪费并有效降低线路的电压损失,保证供电的稳定性和供电效率。
此外在供电系统中还要合理选择变压器的容量和级数。变压器的负载率一般要控制在0.7-0.85之间,这样的负载率保证了变压器可以适应用电负荷的波动并延长变压器的使用寿命。变压器的挑选过程中要尽可能的选择和使用节能型变压器,节能型变压力能够降低空载损耗,并有效降低空载时候的电流以及电流过大产生的噪音。在输送一定功率电流的过程中,电压越高,则电流越小,因而产生的电热损失也越小,因此在变压器的选择中要平衡变压器在不同负荷条件下的损耗,合理选择变压器。此外还要合理选择配电干线所使用的电缆。电缆的使用要综合考虑电压的损失、热稳定性等技术指标,并考虑电缆的经济成本,合理选择电缆型号。高层建筑中变配电室的设置应该靠近电器竖井,这样做的好处是减少了电缆的有效长度,降低了热损耗,而建筑面积大的电器竖井则要尽可能得设置在中部,原理一样。
2、照明节能措施
某大楼所有变配电系统设备采用节能、高效型设备,实现变配电系统的经济运行;合理选择电缆截面,降低电缆损耗;在低压配电系统设功率因数自动补偿装置,补偿后功率因数大于0.9,减少无功损耗;所有照明灯具、光源、电气附件等均选用高效、节能型,提高照明效率。一般场所选择高效、节能、寿命长的LED直管荧光灯或节能型光源;采用智能照明控制系统,通过时钟定时控制、管理室、配电室现场手动控制、回路隔灯控制、中控室软件集中控制等方式,对大堂、电梯前室、走道等部分大空间办公区域、大会议厅等公共场所的照明进行自动控制,以达到节能、延长灯具寿命、美化照明环境和方便管理维护的作用。
3、智能外遮阳技术
在外窗遮阳对建筑能耗影响的模拟中发现,当外窗综合遮阳系数降低时,该建筑的制冷能耗大幅度降低了,从而降低空调负荷,节省空调的运行费用。
同时,可调节外遮阳能根据室外气象状况和室内人员需求进行灵活调节,可有效的遮挡太阳光引起的眩光等现象,对提高室内居住舒适性有显著的效果,避免过强的日光对办公人员视觉和精神上的影响。既起到采光、隔热节能,又营造了“活动的立面”效果。
4、节能电器设计
随着城市的发展,土地的拥挤程度不断增加,因此大型建筑也不断出现,而规模较大建筑的排水、空调、供暖、电梯等也耗费了大量的能源。这就需要在大型建筑物中采用楼宇的自动控制系统来加强对这些电器设备的控制,从而可以节省大量的能源。在具体设备的选择上,应选用节能型的电动机以及变频空调、水泵等节能设备,从而达到节能的效果和目的。而对于电梯、自动扶梯等设备,必须设置电感应控制系统,从而在客流较少的时候节约能源。车库可以设置一氧化碳感应装置,并链接风机、自动联排排风机。
5、电磁干扰设计
在生活中大量的电器设备的使用会导致电磁波的干扰以及污染,这种干扰不仅会造成能耗,而且也会阻碍电器设备的正常使用,更为严重的是,还会引发火灾或对人身的健康安全产生影响。电磁屏蔽是常用的防止电磁干扰的技术。电磁屏蔽可以阻止交流电以及磁场的影响。未来可以尝试使用新型屏蔽的材料,如具有屏蔽功能的混凝土和涂料。
四、太阳能光伏发电系统的应用
某大楼地下车库公共区域采用屋顶太阳能高效非逆变技术进行太阳能光伏-LED(PV-LED)照明。根据项目的特色,设计了3套车库系统,屋顶太阳能光伏安装总功率为2880Wp。项目采用PV-LED太阳能公共照明技术,其中太阳能直流电力直接使用LED常亮灯的新型光源和LED灯感应控制,为项目的地下車库公共区域照明提供了新能源的电力,可实现超高的节电率,同时也可以节省公共照明的维护费用;太阳能属于可再生能源,是新能源的主流,是各级政府大力支持的节能方向。采用LED照明灯具,也是现代照明的必然趋势。太阳能光伏与LED灯相结合,这种非常低碳照明方式,更将是现代建筑照明的发展方向。
结束语
绿色建筑是为人们提供健康、安全、舒适的环境,同时在建筑全生命周期中既要最大限度的延长房屋建筑的使用寿命,发挥出房屋建筑的使用价值,又要最大程度的利用自然资源,减少建筑排放,从而实现建筑节能的目的,进而改善人民生活,促进社会经济健康发展。
参考文献
[1]杨榕,宋凌,马欣伯.国外和港台地区绿色建筑政策法规概述与启示[J].住宅产业,2012(7).
[2]胡建文.深圳绿色建筑发展:政策与措施[J].建设科技,2012(8).
[3]刘玉明.北京市发展绿色建筑的激励政策研究[J].北京交通大学学报(社会科学版),2012(2).
[4]祖黎虹.深圳市绿色建筑发展综述[J].建设科技,2012(6).
[5]王清勤.世界绿色建筑概况与发展重点[J].深圳土木与建筑,2012(1).