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核心提示:文章總結(jié)了建筑電氣節(jié)能設(shè)計方法,結(jié)合在施工圖審查中發(fā)現(xiàn)的電氣節(jié)能設(shè)計中常見問題進(jìn)行交流分析。
節(jié)能減排、綠色環(huán)保是一項基本國策,大力推進(jìn)節(jié)能減排和深度開發(fā)綠色能源是國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的保證。我國正處在快速城市化的過程中,是目前世界上每年新建建筑量最大的國家,平均每年要建20億平方米左右的新建筑,相當(dāng)于全世界每年新建建筑的40%.正因如此,我國所有的新建建筑都必須嚴(yán)格按照節(jié)能50%或65%的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計建造。電氣節(jié)能設(shè)計是建筑節(jié)能的重要環(huán)節(jié),涉及的內(nèi)容也比較多。筆者總結(jié)建筑電氣節(jié)能設(shè)計方法,結(jié)合在電氣施工圖審查中發(fā)現(xiàn)的電氣節(jié)能設(shè)計中常見問題,提出來供同行交流討論。
1 電氣節(jié)能專篇
標(biāo)準(zhǔn)中電氣節(jié)能專篇是用來明確整個項目的節(jié)能措施的。
(1)工程概況
a.可再生能源利用包括太陽能熱水系統(tǒng)、地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)與/或光誘導(dǎo)系統(tǒng)。其中,太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、光誘導(dǎo)系統(tǒng)與電氣專業(yè)關(guān)系最為密切。
b.江蘇省新建國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑(建筑面積大于20000m2)時,應(yīng)進(jìn)行能耗監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計。
c.擬申報綠色建筑時,以“★”個數(shù)表示星級數(shù)。
(2)設(shè)計依據(jù)
a.《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB50034-2004)
b.《民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(GB50364-2005)(第5.6節(jié))
c.《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》(JGJ16-2008)
d.《住宅建筑規(guī)范》(GB50368-2005)
e.《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB50189-2005)
f.《民用建筑太陽能光伏系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(JGJ203-2010)
g.《民用建筑綠色設(shè)計規(guī)范》(JGJ/T229-2010)
h.《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50378-2006)
i.《35kV及以下客戶端變電所建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》(DGJ32/J14-2007)(第6.2節(jié))
j.《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(DGJ32/J96-2010)
k.《公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》(DGJ32/TJ111-2010)
l.《太陽能光伏與建筑一體化應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(DGJ32/J87-2009)
m.國家、省、市現(xiàn)行的其它建筑節(jié)能相關(guān)的法律、法規(guī)
上述i項到l項是江蘇省省標(biāo)。設(shè)計人員應(yīng)該在上述規(guī)范中根據(jù)項目性質(zhì)增減,及時更新規(guī)范,一般不需要全部列出。還需注意新舊標(biāo)準(zhǔn)的更替,如照明新標(biāo)準(zhǔn)即將實施。
(3)照明節(jié)能設(shè)計、供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計、能耗監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計、綠色建筑電氣設(shè)計的指標(biāo)性要求和基本要求也應(yīng)在節(jié)能專篇中提出。
2 照明節(jié)能設(shè)計
(1)照明節(jié)能指標(biāo)及措施。
(2)明確所采用燈具功率因數(shù)均要求大于0.9,鎮(zhèn)流器應(yīng)符合國家能效標(biāo)準(zhǔn)。
(3)照明系統(tǒng)采取節(jié)能延時開關(guān)控制、定時控制、照度調(diào)節(jié)等節(jié)能控制措施。應(yīng)急照明在應(yīng)急時要求強(qiáng)制點(diǎn)亮。
上述(1)、(2)、(3)條應(yīng)在節(jié)能專篇中明確。
照明節(jié)能設(shè)計是比較成熟的,公共建筑在江蘇省主要按照《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(DGJ32/J96-2010)設(shè)計,其它建筑按照國標(biāo)《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》)GB50034—2004設(shè)計。
裝修項目按《標(biāo)準(zhǔn)》中的第6.1.8條要求,將實際采用的裝飾性燈具總功率的50%計入照明功率密度值的計算。
在設(shè)有重點(diǎn)照明的商店營業(yè)廳,按《標(biāo)準(zhǔn)》6.1.9條,該樓層營業(yè)廳的照明功率密度值每平方米可增加5W.
在施工圖審查中常見裝飾電氣設(shè)計人員節(jié)能專篇中的照度值和照明功率密度值按規(guī)范填寫,而實際的照明功率密度值并沒有按《標(biāo)準(zhǔn)》6.1.8條、6.1.9條調(diào)整。
3 供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計
(1)變電所、電氣豎井設(shè)置在負(fù)荷中心。
(2)選用10型及以上節(jié)能環(huán)保型、低損耗、低噪音,接線組別為Dyn11的干式變壓器,變壓器自帶強(qiáng)迫通風(fēng)裝置。
(3)變壓器低壓側(cè)設(shè)置低壓無功補(bǔ)償裝置,要求補(bǔ)償后高壓側(cè)功率因數(shù)不小于0.95。(低壓電源進(jìn)線處設(shè)置無功補(bǔ)償裝置,要求補(bǔ)償后功率因數(shù)不小于0.9)。無功補(bǔ)償裝置具過零自動投切功能,并有抑制諧波和抑制涌流的功能;分相補(bǔ)償容量不小于總補(bǔ)償容量的40%.
(4)電動機(jī)采用高效節(jié)能產(chǎn)品,其能效應(yīng)符合《中小型三相異步電動機(jī)能效限定值及能效等級》(GB18613)節(jié)能評價值的規(guī)定。三相配電變壓器采用高效節(jié)能產(chǎn)品,應(yīng)符合《三相配電變壓器能效限定值及能效等級》(GB20052-2013)節(jié)能評價值的規(guī)定。
(5)風(fēng)機(jī)、水泵、電梯應(yīng)有節(jié)能控制要求。
(6)10kV及以下電力電纜、電線截面應(yīng)結(jié)合技術(shù)條件、運(yùn)行工況和經(jīng)濟(jì)電流的方法來選擇,以減少線路損耗。
上述(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)條在節(jié)能專篇中明確,并在具體的施工圖設(shè)計中予以體現(xiàn)。
4 能耗監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計
(1)能耗監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)對分類和分項能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集,并實時上傳至上一級數(shù)據(jù)中心。計量裝置具有數(shù)據(jù)通信功能。
(2)對電、水、燃?xì)獾仍O(shè)置分類計量,水、燃?xì)庥嬃勘碛嬘上嚓P(guān)專業(yè)設(shè)置,能耗監(jiān)測系統(tǒng)預(yù)留通訊接口。
(3)按區(qū)域或樓層,對照明和插座、室外景觀照明、空調(diào)用電、動力用電、特殊用電進(jìn)行分項計量。
上述(1)、(2)、(3)條在節(jié)能專篇中明確。
擴(kuò)大城市公共建筑能耗在線監(jiān)測范圍,并建立公開披露和獎懲機(jī)制。公共建筑實時能耗監(jiān)測和能耗公開排名將帶給建筑擁有者和管理者巨大的壓力,這種壓力會使城市的未來更加綠色。
江蘇省的項目能耗檢測系統(tǒng)應(yīng)按《公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》(以下簡稱《技術(shù)規(guī)程》)(DGJ32/TJ111-2010)附錄C的要求,明確上報省市數(shù)據(jù)中心的能耗數(shù)據(jù)(見表1)。
這個表其實很重要,它會具體指導(dǎo)設(shè)計的能耗監(jiān)測點(diǎn)設(shè)在何處,以避免重復(fù)設(shè)置。
5 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)(光誘導(dǎo)系統(tǒng))
太陽能作為一次能源,也是可再生能源,它資源豐富,可免費(fèi)使用,又無環(huán)境污染,它的研究與應(yīng)用得到國家的高度重視。因此,國家出臺了一系列優(yōu)惠政策和法規(guī),推廣太陽能的應(yīng)用。太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)就是根據(jù)國內(nèi)實際情況發(fā)展起來的。
甲類建筑應(yīng)按《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(DGJ32/J96-2010)第7.0.1條設(shè)置可再生能源利用系統(tǒng)。當(dāng)甲類建筑僅采用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)/光誘導(dǎo)系統(tǒng)作為可再生能源利用裝置時,其總功率應(yīng)高于或等于建筑物總變壓器裝機(jī)容量的0.2%.
在節(jié)能專篇中應(yīng)明確下列5.1、5.2條內(nèi)容。
(1)明確是設(shè)置光伏發(fā)電系統(tǒng)還是光誘導(dǎo)系統(tǒng),并明確光伏發(fā)電系統(tǒng)/光誘導(dǎo)系統(tǒng)總功率及占總變壓器裝機(jī)容量的百分比。
(2)明確太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)為并網(wǎng)光伏系統(tǒng),系統(tǒng)應(yīng)有防逆流和防孤島效應(yīng)保護(hù)。
光伏發(fā)電系統(tǒng)的一次投資比較大,為了實現(xiàn)最大利用并網(wǎng)發(fā)電確保光伏系統(tǒng)所發(fā)的電能全部被有效地消耗,光伏系統(tǒng)接入點(diǎn)應(yīng)接入大負(fù)載系統(tǒng),這樣基本不會出現(xiàn)逆流饋送至市電網(wǎng)絡(luò)的情況。另外,由于有防逆流保護(hù)裝置,逆功率檢測器安裝于并網(wǎng)點(diǎn)上一級配電回路,防逆流控制器會隨時監(jiān)控負(fù)載配電回路的電壓、電流,一旦發(fā)現(xiàn)向電網(wǎng)饋送電能,會立即控制逆變降低輸出電流,減少光伏系統(tǒng)的發(fā)電量。當(dāng)出現(xiàn)通信故障或其它系統(tǒng)故障時,防逆流控制器會斷開并網(wǎng)接觸器,停止向電網(wǎng)供電。
施工圖審查中常見問題如下:
a.未明確光伏系統(tǒng)中各部件的性能與使用壽命應(yīng)滿足國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求,并應(yīng)獲得相關(guān)認(rèn)證;
b.在人員有可能接觸或接近光伏系統(tǒng)的位置,未明確設(shè)置防觸電警示標(biāo)識;
c.光伏系統(tǒng)在供電負(fù)荷與并網(wǎng)逆變器之間和公共電網(wǎng)與負(fù)荷之間未設(shè)置隔離裝置(包括隔離開關(guān)和斷路器),或者設(shè)置了隔離裝置卻不具有明顯斷開點(diǎn)指示及斷零功能;
d.光伏系統(tǒng)未配置一定容量的無功補(bǔ)償裝置,未使其具有無功功率的調(diào)節(jié)能力;
e.未明確無隔離變壓器的并網(wǎng)逆變器應(yīng)具備直流接地檢測功能;
f.設(shè)置在室外的光伏接線箱未明確應(yīng)具有防水、防腐措施,其防護(hù)等級應(yīng)在IP65以上。
6 綠色建筑的電氣設(shè)計要求
在進(jìn)行綠色建筑設(shè)計時,先根據(jù)擬建綠色建筑等級按《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡稱《評價標(biāo)準(zhǔn)》)(GB/T50378-2006)確定設(shè)計內(nèi)容,是民用建筑的再按《民用建筑綠色設(shè)計規(guī)范》(JGJ/T229-2010)進(jìn)行具體的設(shè)計。
《評價標(biāo)準(zhǔn)》明確綠色建筑評價指標(biāo)體系由節(jié)地與室外環(huán)境、節(jié)能與能源利用、節(jié)水與水資源利用、節(jié)材與材料資源利用、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量和運(yùn)營管理六類指標(biāo)組成。每類指標(biāo)包括控制項、一般項與優(yōu)選項。
綠色建筑應(yīng)滿足《評價標(biāo)準(zhǔn)》第四章住宅建筑或第五章公共建筑中所有控制項的要求,并按滿足一般項數(shù)和優(yōu)選項數(shù)的程度劃分為三個等級,等級劃分按表2、表3確定。
(1)《評價標(biāo)準(zhǔn)》第四章住宅建筑或第五章公共建筑中所有與電氣有關(guān)的控制項羅列如下:
a.住宅水、電、燃?xì)夥謶?、分類計量與收費(fèi)。
b.公共建筑各房間或場所的照明功率密度值不高于國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50034)規(guī)定的現(xiàn)行值。
c.新建的公共建筑,冷熱源、輸配系統(tǒng)和照明等各部分能耗進(jìn)行獨(dú)立分項計量。
d.公共建筑室內(nèi)照度、統(tǒng)一眩光值、一般顯色指數(shù)等指標(biāo)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50034)中的有關(guān)要求。
綠色建筑應(yīng)滿足上述所有控制項的要求。
(2)《評價標(biāo)準(zhǔn)》第四章住宅建筑或第五章公共建筑中所有與電氣有關(guān)的一般項簡述如下:
a.住宅建筑公共場所和部位的照明采用高效光源、高效燈具和低損耗鎮(zhèn)流器等附件,并采取其它節(jié)能控制措施,在有自然采光的區(qū)域設(shè)定時或光電控制。
b.住宅建筑智能化系統(tǒng)定位正確,采用的技術(shù)先進(jìn)、實用、可靠,達(dá)到安全防范子系統(tǒng)、管理與設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)與信息網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)的基本配置要求。
c.改建和擴(kuò)建的公共建筑,冷熱源、輸配系統(tǒng)和照明等各部分能耗進(jìn)行獨(dú)立分項計量。
d.公共建筑智能化系統(tǒng)定位合理,信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能完善。
e.公共建筑通風(fēng)、空調(diào)、照明等設(shè)備自動監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)合理,系統(tǒng)高效運(yùn)營。
f.辦公、商場類建筑耗電、冷熱量等實行計量收費(fèi)。
按表2、表3對綠色建筑等級的項數(shù)要求,選擇滿足一般項的要求,在江蘇省這些項應(yīng)予全部滿足。
(3)《評價標(biāo)準(zhǔn)》第四章住宅建筑或第五章公共建筑中所有與電氣有關(guān)的優(yōu)選項只有下面一條:
公共建筑各房間或場所的照明功率密度值不高于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50034)規(guī)定的目標(biāo)值。
按表2、表3對綠色建筑等級的項數(shù)要求,選擇滿足優(yōu)選項的要求,在江蘇省這一條應(yīng)予滿足。
綠色建筑應(yīng)采用新型節(jié)能高效光源、高效燈具,如無極燈、陶瓷金屬鹵化物燈、節(jié)能高天棚燈具、LED燈、光誘導(dǎo)系統(tǒng)。
綠色建筑應(yīng)根據(jù)《智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB50314)中所列舉的各功能建筑的智能化基本配置要求,并從項目的實際情況出發(fā),選擇合理的建筑智能化系統(tǒng)。在具體設(shè)計中采用智能照明系統(tǒng)、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)是有效的手段。建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的功能景觀照明設(shè)計應(yīng)按平日、節(jié)日、重大節(jié)日分組控制。光誘導(dǎo)系統(tǒng)應(yīng)有調(diào)光控制。
建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)用于對建筑物內(nèi)各類機(jī)電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測、控制及自動化管理,可以加強(qiáng)室內(nèi)溫度控制精度、更換部分循環(huán)設(shè)備、充分利用設(shè)備容量冗余、能源管理系統(tǒng)的應(yīng)用,以達(dá)到安全、可靠、節(jié)能和集中管理的目的。
實現(xiàn)自動監(jiān)視與自動調(diào)節(jié)以適應(yīng)室內(nèi)環(huán)境的變化;各類機(jī)電設(shè)備的啟/停和運(yùn)行進(jìn)行連鎖操作,以確保機(jī)組的安全運(yùn)行;各類機(jī)電設(shè)備的故障自動監(jiān)測,以保證設(shè)備的安全和及時維修;實現(xiàn)優(yōu)化控制以實現(xiàn)節(jié)能降耗;實現(xiàn)過程控制自動化以節(jié)約設(shè)備管理人員。
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