商業綜合體綠色建筑電氣設計研究

劉炳苡

（煙臺市建筑設計研究股份有限公司，山東 煙臺 264001）

針對有多樣化業態、復雜結構、大體量特征的商業綜合體，如何實現其能耗降低，是當前綠色建筑發展過程中必須解決的一個重點問題。商業綜合體中，電氣系統是能耗較高的部分。鑒于此，商業綜合體電氣設計中應充分考慮節能設計要求，通過提高電氣系統節能性來實現商業綜合體整體能耗的降低。

1 商業綜合體電氣設計的具體要求

1）滿足商業綜合體的使用功能

商業綜合體是為商業活動提供服務的功能型建筑，對電氣系統要求較高。商業綜合體電氣設計中應注重電氣系統合理設計，包括照明系統、供配電系統、弱電系統等，確保商業綜合體應有的使用功能，滿足舒適度要求、安全用電要求等[1]。

2）保障商業綜合體的經濟效益

商業綜合體是一個建筑項目，具備一定的經濟效益。因此，商業綜合體電氣設計中應制定相應的效益目標，對成本進行有效控制，不可一味追求節能效果而不計成本，應在經濟合理的基礎上提升商業綜合體電氣系統的節能效果。

3）盡量控制無效益消耗

商業綜合體電氣設計中，應盡量控制無效益能耗，最大限度提高能源利用率。電氣設計中應全面掌握各種電氣設備的實際能耗情況，通過合理的設計減少不必要的能耗。

4）高度重視生態環境保護

商業綜合體電氣設計中也要充分考慮商業綜合體、電氣系統給生態環境造成的影響，只有盡量控制其給生態環境造成的不利影響，才是真正的綠色建筑。

2 基于綠色建筑理念的商業綜合體電氣設計策略

2.1 供配電設計

在商業綜合體電氣系統中，供配電系統占據核心地位。針對供配電系統開展節能設計時，可從以下方面入手。

1）對供電線路進行科學設計，降低線損。線損是電力傳輸過程中不可避免的損耗，雖然無法避免，但可以采取技術手段盡可能地降低。一般情況下，導線截面積較大，則線損較低，但大截面的導線價格較高；導線截面積較小，則線損較大，且性能不佳、壽命較短、隱患較多[2]。鑒于此，商業綜合體供配電設計中應以降低線損為原則，對導線進行合理選擇，優先選擇電阻率較小的導線，如銅芯導線、鋁芯導線等（見圖1、圖2），線路要盡量保持平直、減少彎曲。

圖1 銅芯導線

圖2 鋁芯導線

2）對電壓等級進行合理確定。由于商業綜合體業態較多，用電量較大，使得輸電線路的輸送量、輸送距離、電壓等級要求不斷提升。如不能合理把控上述要素之間的關系，會導致大量電能損耗。鑒于此，商業綜合體供配電設計中應對電力設備、負載容量進行綜合考量，科學確定供電電壓等級[3]。以某商業綜合體為例，其主要由商業購物中心、室內水樂園、室內海洋公園組成，集合購物、娛樂、休閑等功能為一體。供電系統在滿足特定功率的基礎上，電壓越高，電流越小，電纜截面積越小，線損也越低，該項目最終確定供電電壓等級為10Kv。經試運行發現，相比于6Kv，10Kv線損降低了64%，充分體現了電壓等級的重要性。

3）建立智能系統。商業綜合體供配電設計中應準確評估用電負荷量，根據用電負荷量計算結果合理選擇供電變壓器的型號、種類。在商業綜合體中，存在各種各樣的用電設備，且質量參差不齊。鑒于此，供配電設計中應構建完善的能源管理系統，以實現對不同類型用電設備的全面、實時、有效管理與控制。針對重要設備，為保障其用電安全性，應構建電能智能監測改善系統，實時在線分析、監測、改善大容量非線性負載回路等的電能質量。應建立空調智能監控管理系統，對空調系統中的用能設備，包括冷熱水泵、冷熱水機組、風機、冷卻塔的實際運行狀態進行動態化監測、智能化管控，減少空調系統的能耗[4]。

4）電動機節能。電動機在商業綜合體各系統包括供水系統、空調系統中均有應用，是能耗較大的設備。為實現電動機能耗的降低，應優先選擇變頻調速電動機（見圖3），即在電動機之前添加變頻調速器控制，其與普通電動機相比有著諸多優勢（見表1）。同時，變頻調速電動機對負載有良好適應性，可自動化調節，不會出現空載損耗。通過降低電動機的能耗，可實現供水系統、空調系統能耗的降低。

圖3 變頻調速電動機

表1 變頻調速電動機與普通電動機的區別

2.2 照明設計

在商業綜合體電氣系統中，照明系統占據關鍵地位。針對照明系統開展節能設計時，可從以下方面入手。

1）照度值。應全面考慮商業綜合體的特點、照明要求及行業標準、國家規范，合理選擇照度值。照度值不宜過高，也不宜過低。照度值過高，用電量會大幅度上升，無法達到節能的要求；照度值過低，會影響舒適度，降低用戶體驗。在商業綜合體中，如某些功能區域的照度值不達標，可將局部照明指數稍微調高，從而實現該區域照度值的提升，這種方法符合降耗、節能的要求[5]。同時，總用電效率也是照明設計中須重點考慮的因素，合理選擇照度值能降低照明系統的能耗，尤其是對電能，從而有效提高總用電效率。

2）增加對自然光源的利用。為減少照明系統對電力的消耗，照明設計中應盡量增加對自然光源的應用，白天盡量使用自然光源，夜晚則通過使用節能燈具等措施實現電力消耗的降低。商業綜合體中的樓梯、樓道等部位應盡量采用自然光源結合聲控燈的方式來減少電能消耗。

3）選擇智能照明系統。智能照明系統是智能技術與照明系統有機結合的產物。在經濟條件允許的情況下，應盡量選擇智能照明系統，在提高照明設備自動化、智能化運行能力的同時實現節能目標[6]。此外，智能照明系統與傳統照明相比，光線更柔和，無炫光，護眼效果較好，舒適感更強。

4）優先選擇低耗光源設備。商業綜合體照明設計中應充分考慮商業綜合體的特征、需求，對光源設備進行科學選擇，降低能源消耗。例如，電氣照明燈具種類不同，使用的鎮流器功耗也不同，熒光燈電感式鎮流器的功耗約是正常功耗的20%左右，而高強度電子鎮流器的功耗約是熒光燈額定功率的15%左右，可見電子鎮流器的功耗小于電感式鎮流器，為實現照明系統能耗的降低，應優先選擇滿足節能要求的低能耗電子鎮流器。

3 結語

綜上，商業綜合體電氣設計中需考慮的因素包括應滿足商業綜合體的使用功能、應保障商業綜合體的經濟效益、應盡量控制無效益消耗、應高度重視生態環境保護。在綠色建筑迅速發展的背景下，商業綜合體電氣設計應在供配電設計、照明設計中有機融入節能理念，建設符合綠色、節能要求的商業綜合體。