建筑电气节能设计的几点思考

建筑电气节能设计的几点思考

目前，国内外能源短缺，建筑电气节能越来越受到重视，新技术、新产品和新方案相继出现。在建筑电气设计阶段进行节能优化设计显得尤为重要。建筑电气节能既不能以牺牲建筑功能、损害使用需求为代价,也不能盲目增加投资。如何降低能耗,将节能技术合理地应用到工程项目当中,成为建筑电气设计的焦点。中建国际设计顾问有限公司电气总工程师、中国建筑学会建筑电气分会电气节能专业委员会主任李炳华先生承担过国家体育场(鸟巢)电气总设计的任务,在建筑电气节能设计方面有着十分丰富的经验。为此,本刊记者请李炳华先生对建筑电气节能的相关问题做出解答。优化设计，实现健身房的节能体育场馆照明控制系统的节能技术李炳华:体育场馆有其自身的一些特点,在进行电气设计时要遵循《体育建筑设计规范》。在《体育建筑设计规范》中将体育场馆进行分级、分类,例如承办奥运会、亚运会的场馆划分为特级,按承办运动会的规模大小还依次划分为甲级、乙级和丙级。分类则是按照场馆能容纳观众的数量划分为特大型、大型、中型和小型。基于这种情况,在进行节能设计时首先要对场馆的等级进行准确定位。如果场馆等级定位过高,则电气设计所依据的标准也随之提高,容易造成电能的浪费。另外还要解决好比赛时和比赛后场馆的利用问题,通常设计某个场馆的电气系统是按照其承办运动会的规模来进行的,但是大部分时间是没有赛事的,则如何解决赛后闲置问题需要受到重视。需要合理配置永久电气系统和临时电气系统,当举办高水平赛事时可以利用临时电气系统来满足需要。照明系统是体育场馆中最重要的电气系统,照明水平与举办的赛事息息相关,因此需要格外受到重视。体育场馆的照明系统可以分为永久照明系统和临时照明系统,永久照明系统是指在体育建筑、体育设施中配备的长期使用的体育照明系统,在做电气设计时通常要采用永久照明系统。但是,现在大型体育场馆建设的投资及回报问题越来越受到人们的关注。采用临时照明系统可以用最少的投资达到举办运动会标准的场馆照明要求,同时避免不必要的浪费。临时照明系统包括临时照明和补充照明两部分,一个完整的临时照明系统只会在运动会期间,提供给没有永久照明系统的临时场地使用,运动会结束以后将其拆除。另一类是补充照明系统,即当永久照明系统不符合比赛要求时,用于增加场地照度使照明水平符合比赛要求的照明系统,运动会结束后将补充照明系统拆除,恢复成原有的永久照明系统。临时照明系统和永久照明系统设计是有差别的,其设计原则也有所不同。高等级场馆照明宜采用永久照明系统与临时照明系统相结合的方式,遵循“以永久照明系统为基础,以临时照明系统为补充”的原则。在体育场馆中,也可以应用节能环保的产品和智能控制系统来进行电气节能。以鸟巢为例,因其空间大,房间、区域众多,如果利用人工去控制照明的开关势必效率低下,造成照明系统电能的浪费,而采用智能照明控制系统可以很好地解决这一问题。采用智能照明节能控制系统的优越性如下:1)节能效果显著。照明设备控制系统能够利用智能时钟管理器,根据不同日期、不同时间按照各个功能区域的运行情况预先进行光照度的设置,不需要照明时保证将灯关掉,用最经济的能耗提供最舒适的照明。2)延长光源寿命。照明设备控制系统能成功地抑制电网的冲击电压和浪涌电压,使灯具不会因过电压原因而过早损坏。还可通过系统人为地设定电压限制,提高灯具寿命。照明设备控制系统采用了软启动和软关断技术,避免了开启灯具时电流对灯丝的热冲击,使灯具寿命进一步得到延长。3)减少安装布线的开支。智能照明控制系统与传统的照明控制系统不同,在其总线网络中,用成本不高的双绞线就可把输入设备和输出设备连接起来。系统联网后,用户可以灵活控制模块上的所有负载,由于网络上连接的所有控制器件具有“独立存储”功能,故可任选区域安装,既简便灵活,又减少了不必要的布线浪费。4)可实现多种照明效果。智能照明控制系统可对白炽灯、荧光灯、节能灯及石英灯等多种光源进行调光控制,对各种场合的照明进行控制,满足各种环境对照明控制的要求。多种照明控制方式,可以使同一建筑物具备多种灯光艺术效果,为场馆增色不少。led室内照明市场在其他行业、企业的应用都将逐渐成熟李炳华:LED照明近几年确实发展较快,前些年其主要应用于室外,例如夜间建筑景观、建筑外立面及路灯等。LED照明在室内的应用是从2010年开始逐渐升温的,但是目前并不是十分成熟,这也是发展的必然阶段。LED照明在室内主要应用于走廊、大厅等对照度要求不高的场所,办公室、车间这些区域则应用得比较少。LED室内照明市场现在处于众多厂家互相竞争的阶段,推出的产品也是良莠不齐,待经历过优胜劣汰的淘汰阶段后,这个行业才会逐渐规范起来,所应用的产品也会越来越成熟。一些国外的公司对待LED室内照明产品的态度是非常慎重的,并不急于推出相关产品,这并不代表这些公司没有进行相关研发,而是因为在技术等各方面还未成熟前不敢贸然推向市场。相比之下,就能看出国内外企业的差别。国内一些企业为了推销自己的产品,宣传其LED室内照明产品具有光效高等一些优点,实际上提高光效并不是十分困难,只要提高LED灯工作电流就可以。但是光效虽然可以提高,LED寿命却会大为减少,这就会带来新的问题,从节能的角度来讲也是不值得提倡的。随着技术的不断进步,产品的不断完善、成熟,LED室内照明应用前景还是光明的,但是道路是曲折的。麻黄照明产品在国内产品和国外品牌之间存在一些差距,这也是造成照明不足的一个问题李炳华:体育场馆照明从现阶段来看,主要还是以中大型功率的照明灯具居多,当然不排除以后会应用新型的光源。中大型功率的照明灯具有发热量比较大的特点,灯具打开以后温度会非常高。在做鸟巢电气设计的时候,曾经在晚上做过一些试验,将大功率灯具打开以后,一些飞虫会被光线吸引过来。由于灯罩温度过高,飞虫撞上会立即死亡。这个问题如果处理不好,轻则会影响到灯具的寿命,重则会引起火灾。国内企业生产的大功率照明灯具对于散热问题还没有很好解决,在中小功率方面的产品情况要好一些,照度要求不高的练习场馆和健身场馆应用国内产品还是比较多的,而国外品牌产品在解决散热问题上要更好一些。大功率照明灯具散热问题如果不能很好解决,还会引发一系列问题,灯具内的附件寿命将会缩短,对于光源参数例如显色指数、色温等也都会受其影响,如果赛事有电视转播则将无法满足照明要求。另外一大问题就是国内生产的反射器与国外品牌存在差距。体育场馆照明的特点之一是灯具安装在上方,光照的投射距离就会比较远,如果反射器对光的控制不够精准就会出现问题,反射器从材料到制造工艺上都存在一定难度。在品牌的影响力方面,国内品牌与国际品牌存在一些差距,这也给其应用带来了一些障碍,所以国产大功率体育场馆照明产品还有很长一段路要走。不过最近也有很大的进步,前段时间某国内企业和亚奥理事会签署了战略合作协议,希望能够在体育照明领域上有所突破。完善标准，促进建筑电气节能绿色建筑能源消耗与质量要求的关系李炳华:随着我国城市化的快速发展,建筑能源消耗不断增加,中国已经成为美国之后的世界第二大能源消耗国,在这种情况下节能减排显得十分必要,在建筑电气节能方面还有许多工作要做。首先要完善行业内标准,这样电气设计师在进行节能优化设计时可以有据可循。之前有某项绿色建筑认证只要满足总评分即可,而对分项则没有要求。国内的一些建设单位为了节省投资,在耗费资金较多的分项上降低标准,而在耗费资金较少的分项上提高标准。这样虽然也能够满足绿色建筑认证的要求,但是能耗却并不比一般建筑低。所以绿色建筑节能评价标准应该在各个分项上都严格要求,杜绝上述现象的产生。在标准中尽量采用定量指标,少用定性指标,用硬性指标来衡量是否满足节能要求。另外国家政策的支持对于绿色建筑的发展也能起到非常大的推动作用,通过专项补贴基金奖励节能建筑用户,实施物业税优惠政策,使绿色建筑的业主得到相应的实惠,提高公众参与建筑电气节能的积极性。在降低建筑能源消耗的同时,还有一点不能忽视就是不降低建筑物的舒适度。施耐德电气位于巴黎的总部按照国内的标准是属于5A级的高档写字楼,舒适程度是相当高的,但是年平均能耗只有85kW·h/m2,而我国普通办公楼平均能耗是111kW·h/m2。我国建筑电气节能还有许多工作要做,避免以降低舒适度为代价来降低能耗,做到合理利用能源。节能减排对中国的影响李炳华:国外知名企业确实加大了在中国节能降耗市场上的投资力度,有的公司专门成立了相应的部门,而且也取得了不错的业绩。出现这种情况,一方面是国家加大了节能减排的力度,给节能降耗领域带来很多机遇;另一方面是我国单位GDP能耗为1t标准煤左右,相比欧美国家高出很多,所以还有很大的提升空间。国外大型企业进入中国节能市场,能够带来一些节能的新理念和新技术,对于我国的节能减排事业可以起到推动作用,对于国内相关企业也能够起到促进作用。如果国内企业能够抓住这一机遇,不断提高技术水平和产品质量,那么相信也是会取得成功的。推广和普及节能知识对高校的节能教育李炳华:主要工作还是要使电气从业人员提高对节能的重视,通过举办“建筑电气节能技术论坛”等相关平台,使行业内相关人员在技术上进行交流,在经验上互相借鉴,对节能新技术、新方案进行分析,深入研讨行业节能、节电相关标准,介绍当前新颁布的节能政策和法规。在推广普及方面,还要把电气节能意识和相关知识传输到高校,会有专