绿色建筑电气设计论文

绿色建筑电气设计探讨
摘要：我国正处于经济快速发展阶段，作为大量消耗能源和资源的建筑业，必须发展绿色建筑，改变当前高投入、高消耗、高污染、低效率的模式，承担起可持续发展的社会责任和义务。

本文介绍了绿色建筑的设计原则，探讨了绿色建筑电气设计要点。

关键词：绿色建筑电气设计定义原则措施
中图分类号：f407.6 文献标识码：a 文章编号：
绿色建筑是“为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动的空间，同时在建筑全生命周期中实现高效率地利用资源(节能、节地、节水、节材)、最低限度地影响环境的建筑物。

”这个定义包含了绿色建筑的几个重要要素。

即：健康、节能、安全、舒适。

每个方面都和建筑电气设计密切相关。

现代建筑电气技术综合应用了电工、电子、控制与信息技术，建筑电气的设备制造、工程设计及实施形成了成熟的产业链。

绿色建筑的实施过程，也是电气设计绿色化的过程。

一、绿色建筑的设计原则
1、关注建筑的全寿命周期
建筑从最初的规划设计到随后的施工建设、运营管理及最终的拆除，形成了一个全寿命周期。

关注建筑的全寿命周期，意味着不仅在规划设计阶段充分考虑并利用环境因素，而且确保施工过程中对环境的影响最低，运营管理阶段能为人们提供健康、舒适、低耗、无害空间，拆除后又对环境危害降到最低，并使拆除材料尽可能再
循环利用。

2、适应自然条件，保护自然环境
（1）充分利用建筑场地周边的自然条件，尽量保留和合理利用现有适宜的地形、地貌、植被和自然水系。

（2）在建筑的选址、朝向、布局、形态等方面，充分考虑当地气候特征和生态环境。

（3）建筑风格与规模和周围环境保持协调，保持历史文化与景观的连续性。

（4）尽可能减少对自然环境的负面影响，如减少有害气体和废弃物的排放，减少对生态环境的破坏。

3、创建适用与健康的环境
（1）绿色建筑应优先考虑使用者的适度需求，努力创造优美和谐的环境。

（2）保障使用的安全，降低环境污染，改善室内环境质量。

（3）满足人们生理和心理的需求，同时为人们提高工作效率创造条件。

二、绿色建筑电气设计要点
1、供电配电系统
(1)供电配电系统要尽可能的简单安全，同一个电压变配电级数不应该超过2级，应该尽可能地避免变电级数多而产生的电能消损，变配电所需要尽可能的接近负荷重心，进行供电网络的合理分布，降低线路电压所产生的损耗，增强供电网络的供电质量，提高供电
配电系统的效益。

(2)选择合理的变压器容量与级别。

变压器的负载率较适宜为
0.7～0.85，这样可以适应负荷的变化，让变压器始终处于最优秀的状态。

另外还应该挑选节能型变压器，以降低变压器的空载消耗，降低空载电流和噪音同等传输状况下，电压越高，损耗就越小。

所以，在设计时就要平衡变压器在不相同的负荷下的铁损和铜损，合理选择电压。

(3)选择合理的配电主线电缆。

首先，要满足允许载流量，在这个前提下，综合电压损失、热稳定性等技术指标，综合有色金属使用的经济指标。

然后，根据敷设条件选择电缆型号，并选择合理的导线截面。

在高层建筑里，变配电室要修建在电气竖井旁边，这样可以使主线电缆长度有效减少。

如果是大面积的建筑物，电气竖井就应该建设在建筑物的中间，这样可以降低水平电缆的长度。

2、减少线路的损耗
（1）用电导率较小的材质做导线。

铜芯最佳，但又要贯彻节约用铜的原则。

因此，在负荷较大的二类、一类建筑中采用铜导线，在三类或负荷量较小的建筑中采用铝芯导线。

（2）减小导线长度。

首先，线路尽可能走直线，少走弯路，以减少导线长度；其次，低压线路应不走或少走回头线，以减少来回线路上的电能损失；第三，变压器尽量接近负荷中心，以减少供电距离；第四，在高层建筑中，低压配电室应靠近竖井，而且由低压配电室提供给每个竖井的干线，不至于产生支线沿着干线倒送的现
象。

（3）增大导线截面。

首先，对于比较长的线路，除满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面，再加大一级导线截面，所增加的费用为ｍ，由于节约能耗而减少的年运行费用为ｍ，则ｍ／ｍ为回收年限，若回收年限为几个月或一、二年，则应加大一级导线截面。

一般而言，导线截面小于70mm2，线路长度超过100m 的增加一级导线截面比较容易实现上述条件。

其次，利用某些季节性负荷的线路，这些用户不用时，可提供给常期用户作供电线路使用，以减少线路和电阻。

例如，将空调风机、风机盘管与照明、电开水等计费相同的负荷，集中在一起，采用同一干线供电，既可便于用一个火警命令切除非消防用电，又可在春秋两季空调不用时，使同样大的干线截面传输较小的电流，从而减小了线路损耗，这就相当于充分利用了季节负荷的线路。

3、照明系统的节能
（1）灵活选择照明方案
照明分为一般照明、局部照明和混合照明3 种，应根据不同设计对象灵活选择。

其中一般照明可结合局部照明，对于大型空间，实施分区照明。

对于照度要求高的场合，利用一般照明加局部照明加强照明效果，实现按需布置、保证照度。

照明电源线路应尽量采用三相四线制供电，同时设计三相对称照明负载以减少电压损失，减小中性线电流。

（2）选择高效光源和节能灯具
在设计中，需要推广应用发光均匀、波长一致、平均寿命长的节能型led(发光二极管)光源。

相对于白炽灯光源，白光led 光效高、能耗低、稳定性高，局限于目前的昂贵价格，未能得到广泛应用，但led光源的自身特性决定它会成为目前理想的替代光源。

灯具选择上，选用高反射率高纯电化铝作为底反射器，变质速度较慢的材料(玻璃)作为控光器的灯具，以减少光能衰减。

4、电动机的节能
电动机的节能措施只能贯彻在运行过程中，除了用就地补偿电容器以减少线路由于输送超前无功而引起的有功损耗外，还应减少电机轻载和空载运行。

可采用变频调速器，使其在负载下降时，采用变频的方式，自动调节转速，使其与负载的变化相适应。

这样，可提高电机在轻载时的效率，达到节能的目的。

但是，这种设备的价格仍偏高，因此在应用中受到一定的限制。

还可以采用软起动器，软起动器设备是按起动时间逐步调节可控硅的导通角，以控制电压的变化。

由于电压可连续调节，因此起动平稳，起动完毕，则全压投入运行。

此设备也可采用测速反馈、电压负反馈或电流正反馈，利用反馈信息控制可控硅导通角，以达到速度随负载的变化而变化。

它可用在电动机容量较大，又需要频繁起动的设备，以及附近用电设备对电压的稳定要求较高的场合。

5、太阳能光伏发电
（1）独立在线运行方式
其工作原理如下：白天太阳能电池方阵产生的电能，经过独立在
线控制运行方式，实现与市电的同步（同相位，同频率）跟踪，并通过电流控制的模式完成与市电的并联，以太阳能优先使用，市电补充太阳能瞬时功率不足的方式，完成向指定负载供电的能量传输及能量控制；白天太阳能电池方阵产生的电能除提供给指定负载外，多余的电能也将通过独立在线控制运行设备给蓄电池组进行太阳能的储存充电，进入夜间，指定负载的用电将由蓄电池组通过独立在线控制运行方式提供。

独立在线型发电系统的另一个重要功能是在市电停电的应急情况下，可以通过太阳能电池板及蓄电池组共同为负载提供数小时的临时应急供电。

（2）并网发电自用运行方式
其工作原理如下：白天太阳能电池方阵产生的电能，经过太阳能功率调节器并网输出功能，实现与市电的同步（同相位，同频率），完成与市电电网的并网工作运行功能，指定负载优先使用太阳能发电能量。

当太阳能的发电量小于指定负载的用电量时，通过市电补充供电方式，完成向指定负载补充供电的能量传输及能量控制；当太阳能的发电量大于指定负载的用电量时，通过功率调节器检测负载的用电量，自动调节太阳能系统输出功率，仅满足负载的正常使用需求。

（3）并网发电上送运行方式
其工作原理如下：白天太阳能电池方阵产生的电能，经过太阳能功率调节器并网输出功能，实现与市电的同步（同相位，同频率），
完成与市电电网的并网运行功能，并通过并网发电的最大功率跟踪功能，最大化的输出发电电量。

太阳能发电的电能则优先上送到市电电网，当负载使用时可从市电电网重新取电使用。

此运行方式有利于太阳能光伏发电上网电价补贴政策出台后，通过太阳能发电系统向电网卖电，以获取最大的经济收益。

总之，在进行绿色建筑电气设计时应结合国家政策、现行的国家标准、规范进行设计，并采用高效、节能设备及产品，采用正确的设计方法设计出合格、节能的绿色建筑。

参考文献：
[1] 苏萍秀.建筑电气设计常见问题剖析[j]. 黑龙江科技信息. 2011(24)。