新版綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及能效等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用分析

張煜

1 引言

研究資料顯示，若全球溫室氣體排放從目前的330億噸降至2050年的100億噸，則2050年前，節(jié)能和提高能效對(duì)全球二氧化碳減排的貢獻(xiàn)預(yù)計(jì)為37%[1]，高于可再生能源、核電、CO2捕獲利用與封存等技術(shù)的貢獻(xiàn)，位列第一，從中可以看出節(jié)能減排的重要性。其中，提升電氣自動(dòng)化水平是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的有效途徑。

在水泥工程建設(shè)中，建設(shè)綠色水泥工廠是實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的必然選擇，而綠色建筑是綠色工廠必不可少的重要組成部分。綠色建筑在其全生命期內(nèi)，節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境，為人們提供健康、適用、高效的使用空間[2]。在雙碳目標(biāo)下，最新發(fā)布并實(shí)施的GB/T 50378-2019《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》、GB 18613-2020《電動(dòng)機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》、GB 20052-2020《電力變壓器能效限定值及能效等級(jí)》是綠色建筑和設(shè)備能效等級(jí)的重要評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)水泥工程電氣設(shè)計(jì)工作具有極為重要的指導(dǎo)意義。

2 新版綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水泥工程電氣設(shè)計(jì)的新規(guī)定

GB/T 50378-2019《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡(jiǎn)稱“新版標(biāo)準(zhǔn)”）第4.1.8條中“應(yīng)具有安全防護(hù)的警示和引導(dǎo)標(biāo)識(shí)系統(tǒng)”，要求在建筑物中考慮應(yīng)急疏散照明。因此，在照明設(shè)計(jì)中需考慮在安全出口處設(shè)置標(biāo)志燈，在疏散通道上設(shè)置應(yīng)急方向指示燈。同時(shí)需注意，在具體項(xiàng)目中，消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須滿足GB 51309-2018《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》。

新版標(biāo)準(zhǔn)第5.1.5條是對(duì)建筑照明的相關(guān)規(guī)定，其中第二款規(guī)定“人員長(zhǎng)期停留的場(chǎng)所應(yīng)采用符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20145-2006《燈和燈系統(tǒng)的光生物安全性》規(guī)定的無危險(xiǎn)類照明產(chǎn)品”，第三款規(guī)定“選用LED照明產(chǎn)品的光輸出波形的波動(dòng)深度應(yīng)滿足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31831-2015《LED室內(nèi)照明應(yīng)用技術(shù)要求》的規(guī)定”。LED燈在水泥工程照明設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來越廣泛，但LED光源存在頻閃、藍(lán)光問題，因此在新版規(guī)范中，對(duì)有人員需停留場(chǎng)所的光源制訂了新的詳細(xì)參數(shù)。

新版標(biāo)準(zhǔn)第6.2.9條中“具有智能化服務(wù)系統(tǒng)，評(píng)價(jià)總分值為9分”，對(duì)不同的智能化功能均有評(píng)價(jià)分，如遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。若在設(shè)計(jì)中采用家電控制、照明控制、安全報(bào)警、環(huán)境監(jiān)測(cè)、建筑設(shè)備控制等服務(wù)功能，均可以得到相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。因此在設(shè)計(jì)中可考慮照明遠(yuǎn)程控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)、風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程控制等方案以達(dá)到新版標(biāo)準(zhǔn)中的相應(yīng)要求。

新版標(biāo)準(zhǔn)第7.1.4條中“公共區(qū)域的照明系統(tǒng)應(yīng)采用分區(qū)、定時(shí)、感應(yīng)等節(jié)能控制；采光區(qū)域的照明控制應(yīng)獨(dú)立于其他區(qū)域的照明控制”，對(duì)公共區(qū)域和采光區(qū)域的照明設(shè)計(jì)提出了明確的要求。因此，在照明設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮應(yīng)用聲、光、紅外等延時(shí)控制開關(guān)，同時(shí)，若一個(gè)房間內(nèi)燈的數(shù)量不少于兩盞時(shí)，還應(yīng)采用多聯(lián)開關(guān)，可有效提高節(jié)能效果。

新版標(biāo)準(zhǔn)第7.2.7條中“1.主要功能房間的照明功率密度值達(dá)到現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50034-2019《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的目標(biāo)值，得5分；2.采光區(qū)域的人工照明隨天然光照度變化自動(dòng)調(diào)節(jié)，得2分；3.照明產(chǎn)品、三相配電變壓器、水泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備滿足國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)能評(píng)價(jià)值的要求，得3分。”此條標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電氣設(shè)備的節(jié)能、照明設(shè)計(jì)的智能化和節(jié)能均提出了具體要求，需特別注意，在新標(biāo)準(zhǔn)中，照明功率密度值須達(dá)到GB 50034-2019《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的目標(biāo)值才能得分。對(duì)于目前照明常用的LED燈，國(guó)家已經(jīng)制定了相應(yīng)的能效限定值和能效等級(jí)，設(shè)計(jì)中采用的LED燈應(yīng)滿足GB 38450-2019《普通照明用LED平板燈能效限定值及能效等級(jí)》和GB 30255-2019《室內(nèi)照明用LED產(chǎn)品能效限定值及能效等級(jí)》的相關(guān)規(guī)定。

新版標(biāo)準(zhǔn)第9.2.6條中“應(yīng)用建筑信息模型（BIM）技術(shù)，評(píng)價(jià)總分值為15分。在建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建造和運(yùn)行維護(hù)階段中的一個(gè)階段應(yīng)用，得5分；兩個(gè)階段應(yīng)用，得10分；三個(gè)階段應(yīng)用，得15分?！贝藯l標(biāo)準(zhǔn)明確提出，根據(jù)BIM技術(shù)在電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)用的深度可以給不同的加分，因此在項(xiàng)目執(zhí)行階段，應(yīng)充分利用數(shù)字化手段，盡量按照全生命周期（規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工階段和運(yùn)行維護(hù)階段）進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工，有效利用BIM技術(shù)賦能水泥工程建設(shè)。

目前國(guó)內(nèi)項(xiàng)目在綠色建筑方面均有明確要求，同時(shí)國(guó)家在工程建設(shè)項(xiàng)目中也出臺(tái)了最新的綠色建筑設(shè)計(jì)水平及施工水平的評(píng)價(jià)辦法與評(píng)價(jià)指標(biāo)。因此，在水泥工程項(xiàng)目建設(shè)中，尤其是在廠前區(qū)，如辦公樓、宿舍、食堂、銷售中心等設(shè)施的設(shè)計(jì)中均應(yīng)執(zhí)行新版《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》。

3 新版能效等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水泥工程中電動(dòng)機(jī)和變壓器的新要求

3.1 GB 18613-2020《電動(dòng)機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》對(duì)電動(dòng)機(jī)的新要求

電動(dòng)機(jī)是水泥工程中重要的電氣設(shè)備，在“雙碳”目標(biāo)下，世界各國(guó)均升級(jí)了電動(dòng)機(jī)能耗要求，如歐盟自2017年1月1日起，小型電動(dòng)機(jī)需達(dá)到IE3能效等級(jí)或在達(dá)到IE2能效等級(jí)的同時(shí)加裝變頻器等；美國(guó)自2010年12月17日起，執(zhí)行IE3超高效能效限定值；日本自2015年4月1日起，小型電動(dòng)機(jī)需達(dá)到IE3能效標(biāo)準(zhǔn)；韓國(guó)自2015年10月1日起，小型電動(dòng)機(jī)需達(dá)到IE3能效標(biāo)準(zhǔn)。可見，歐盟及美、日、韓等國(guó)家已將IE3作為強(qiáng)制性能效標(biāo)準(zhǔn)。

我國(guó)原有的電動(dòng)機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)是GB 18613-2012《中小型三相異步電動(dòng)機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》和GB 25958-2010《小功率電動(dòng)機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》。在“雙碳”目標(biāo)下，我國(guó)將以上兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了合并，并發(fā)布了GB 18613-2020《電動(dòng)機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》（以下簡(jiǎn)稱“新版電動(dòng)機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)”），該標(biāo)準(zhǔn)于2021年6月1日開始執(zhí)行。新舊標(biāo)準(zhǔn)與IEC 60034-1標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比如表1所示，新標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行后，電動(dòng)機(jī)的最低執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的是IE3能效標(biāo)準(zhǔn)。因此，在項(xiàng)目執(zhí)行過程中，應(yīng)及時(shí)調(diào)整電動(dòng)機(jī)技術(shù)要求，不再使用IE2電動(dòng)機(jī)，條件允許時(shí)，標(biāo)桿性項(xiàng)目應(yīng)使用IE4或IE5電動(dòng)機(jī)。

表1 新舊版電動(dòng)機(jī)能效等級(jí)與IEC 60034-1標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

在新版電動(dòng)機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)中刪除了原標(biāo)準(zhǔn)中電動(dòng)機(jī)目標(biāo)能效限定值、電動(dòng)機(jī)節(jié)能評(píng)價(jià)值，采取全文強(qiáng)制執(zhí)行，體現(xiàn)出了國(guó)家提升電動(dòng)機(jī)能效，建設(shè)綠色制造體系的力度。同時(shí)，應(yīng)注意新標(biāo)準(zhǔn)的使用范圍是，額定電壓1 000V以下，50Hz三相交流電源供電，額定功率在120W～1 000kW范圍內(nèi)，極數(shù)為2極、4極、6極和8極，單速封閉自扇冷式、N設(shè)計(jì)、連續(xù)工作制的一般用途電動(dòng)機(jī)或一般用途防爆電動(dòng)機(jī)[3]。如，制動(dòng)電動(dòng)機(jī)、變頻電動(dòng)機(jī)類電動(dòng)機(jī)并不在標(biāo)準(zhǔn)適用范圍內(nèi)，IC611、IC81W等冷卻方式因不是單速封閉自扇冷式，也不在標(biāo)準(zhǔn)適用范圍內(nèi)。

3.2 GB 20052-2020《電力變壓器能效限定值及能效等級(jí)》對(duì)變壓器的新要求

隨著我國(guó)用電量的不斷上升，相應(yīng)輸配電的損失量也在不斷增加，據(jù)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院統(tǒng)計(jì)，我國(guó)配電變壓器損耗占輸配電損耗的40%～50%，而輸配電損耗占全國(guó)發(fā)電量的6.6%左右，以2018年全國(guó)發(fā)電總量6.99萬億千瓦時(shí)計(jì)算，配電變壓器損耗約2 300億千瓦時(shí)，相當(dāng)于三峽水電站2018年發(fā)電量的2.3倍左右。因此，提升變壓器能效標(biāo)準(zhǔn)，降低其能量損耗，對(duì)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要意義。

我國(guó)于2021年6月1日起始實(shí)施GB 20052-2020《電力變壓器能效限定值及能效等級(jí)》（以下簡(jiǎn)稱“新版變壓器能效標(biāo)準(zhǔn)”），取代了原有的GB 20052-2013《三相配電變壓器能效限定值及能效等級(jí)》和GB 24790-2009《電力變壓器能效限定值及能效等級(jí)》標(biāo)準(zhǔn)。新版變壓器能效標(biāo)準(zhǔn)取消了目標(biāo)能效限定值和變壓器節(jié)能評(píng)價(jià)值等推薦性條款，采用全文強(qiáng)制執(zhí)行，該標(biāo)準(zhǔn)與2013版相比，能效變化情況如表2～4所示。新版變壓器能效標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行后，硅鋼變壓器1級(jí)油變、非晶變壓器1級(jí)油變均優(yōu)于歐盟、美國(guó)及日本的能效標(biāo)準(zhǔn)，硅鋼變壓器1級(jí)、2級(jí)干變能效和非晶變壓器1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)干變能效均優(yōu)于歐盟和美國(guó)的能效標(biāo)準(zhǔn)。

表2 10kV硅鋼變壓器技術(shù)變化比較

由此可見，我國(guó)變壓器相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)已與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)接軌，更利于我們?cè)陧?xiàng)目投標(biāo)或?qū)嶋H執(zhí)行中應(yīng)用。但JB/T 3837-2016《變壓器類產(chǎn)品型號(hào)編制方法》尚未修訂，其與新版變壓器能效等級(jí)部分內(nèi)容有沖突，全國(guó)變壓器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)初步擬定了《電力變壓器損耗水平代號(hào)確定辦法》，以解決工程中的變壓器選型問題，見表5、表6。根據(jù)《CQC 31-461212-2020-電力變壓器節(jié)能認(rèn)證規(guī)則》，須在變壓器產(chǎn)品型號(hào)尾部標(biāo)注能效等級(jí)，如，達(dá)到能效等級(jí)1級(jí)的標(biāo)注“-NX1”，達(dá)到能效等級(jí)2級(jí)的標(biāo)注“-NX2”。建議在《變壓器類產(chǎn)品型號(hào)編制方法》正式修訂前，各項(xiàng)目電氣設(shè)備表中的變壓器型號(hào)按“S20-1600/10-NX2”格式標(biāo)注，以清楚表達(dá)設(shè)備的選型信息。

表3 10kV非晶變壓器技術(shù)變化比較

表4 35kV～500kV電力變壓器技術(shù)變化比較

表5 10kV三相油浸式電工鋼鐵心無勵(lì)磁調(diào)壓配電變壓器損耗水平代號(hào)

表6 10kV三相干式非晶合金鐵心無勵(lì)磁調(diào)壓配電變壓器損耗水平代號(hào)

4 結(jié)語

通過對(duì)新版綠色能效標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行深入解讀，并結(jié)合工程項(xiàng)目電氣設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用分析，電氣設(shè)計(jì)工程師可以更好地使用新版標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)符合國(guó)家綠色工程評(píng)價(jià)要求的水泥工程項(xiàng)目，進(jìn)一步推動(dòng)水泥工程項(xiàng)目的綠色化、智能化、數(shù)字化。