商业综合体绿色建筑电气设计研究

刘炳苡

（烟台市建筑设计研究股份有限公司，山东 烟台 264001）

针对有多样化业态、复杂结构、大体量特征的商业综合体，如何实现其能耗降低，是当前绿色建筑发展过程中必须解决的一个重点问题。商业综合体中，电气系统是能耗较高的部分。鉴于此，商业综合体电气设计中应充分考虑节能设计要求，通过提高电气系统节能性来实现商业综合体整体能耗的降低。

1）满足商业综合体的使用功能

商业综合体是为商业活动提供服务的功能型建筑，对电气系统要求较高。商业综合体电气设计中应注重电气系统合理设计，包括照明系统、供配电系统、弱电系统等，确保商业综合体应有的使用功能，满足舒适度要求、安全用电要求等[1]。

2）保障商业综合体的经济效益

商业综合体是一个建筑项目，具备一定的经济效益。因此，商业综合体电气设计中应制定相应的效益目标，对成本进行有效控制，不可一味追求节能效果而不计成本，应在经济合理的基础上提升商业综合体电气系统的节能效果。

3）尽量控制无效益消耗

商业综合体电气设计中，应尽量控制无效益能耗，最大限度提高能源利用率。电气设计中应全面掌握各种电气设备的实际能耗情况，通过合理的设计减少不必要的能耗。

4）高度重视生态环境保护

商业综合体电气设计中也要充分考虑商业综合体、电气系统给生态环境造成的影响，只有尽量控制其给生态环境造成的不利影响，才是真正的绿色建筑。

2.1 供配电设计

在商业综合体电气系统中，供配电系统占据核心地位。针对供配电系统开展节能设计时，可从以下方面入手。

1）对供电线路进行科学设计，降低线损。线损是电力传输过程中不可避免的损耗，虽然无法避免，但可以采取技术手段尽可能地降低。一般情况下，导线截面积较大，则线损较低，但大截面的导线价格较高；
导线截面积较小，则线损较大，且性能不佳、寿命较短、隐患较多[2]。鉴于此，商业综合体供配电设计中应以降低线损为原则，对导线进行合理选择，优先选择电阻率较小的导线，如铜芯导线、铝芯导线等（见图1、图2），线路要尽量保持平直、减少弯曲。

图1 铜芯导线

图2 铝芯导线

2）对电压等级进行合理确定。由于商业综合体业态较多，用电量较大，使得输电线路的输送量、输送距离、电压等级要求不断提升。如不能合理把控上述要素之间的关系，会导致大量电能损耗。鉴于此，商业综合体供配电设计中应对电力设备、负载容量进行综合考量，科学确定供电电压等级[3]。以某商业综合体为例，其主要由商业购物中心、室内水乐园、室内海洋公园组成，集合购物、娱乐、休闲等功能为一体。供电系统在满足特定功率的基础上，电压越高，电流越小，电缆截面积越小，线损也越低，该项目最终确定供电电压等级为10Kv。经试运行发现，相比于6Kv，10Kv线损降低了64%，充分体现了电压等级的重要性。

3）建立智能系统。商业综合体供配电设计中应准确评估用电负荷量，根据用电负荷量计算结果合理选择供电变压器的型号、种类。在商业综合体中，存在各种各样的用电设备，且质量参差不齐。鉴于此，供配电设计中应构建完善的能源管理系统，以实现对不同类型用电设备的全面、实时、有效管理与控制。针对重要设备，为保障其用电安全性，应构建电能智能监测改善系统，实时在线分析、监测、改善大容量非线性负载回路等的电能质量。应建立空调智能监控管理系统，对空调系统中的用能设备，包括冷热水泵、冷热水机组、风机、冷却塔的实际运行状态进行动态化监测、智能化管控，减少空调系统的能耗[4]。

4）电动机节能。电动机在商业综合体各系统包括供水系统、空调系统中均有应用，是能耗较大的设备。为实现电动机能耗的降低，应优先选择变频调速电动机（见图3），即在电动机之前添加变频调速器控制，其与普通电动机相比有着诸多优势（见表1）。同时，变频调速电动机对负载有良好适应性，可自动化调节，不会出现空载损耗。通过降低电动机的能耗，可实现供水系统、空调系统能耗的降低。

图3 变频调速电动机

表1 变频调速电动机与普通电动机的区别

2.2 照明设计

在商业综合体电气系统中，照明系统占据关键地位。针对照明系统开展节能设计时，可从以下方面入手。

1）照度值。应全面考虑商业综合体的特点、照明要求及行业标准、国家规范，合理选择照度值。照度值不宜过高，也不宜过低。照度值过高，用电量会大幅度上升，无法达到节能的要求；
照度值过低，会影响舒适度，降低用户体验。在商业综合体中，如某些功能区域的照度值不达标，可将局部照明指数稍微调高，从而实现该区域照度值的提升，这种方法符合降耗、节能的要求[5]。同时，总用电效率也是照明设计中须重点考虑的因素，合理选择照度值能降低照明系统的能耗，尤其是对电能，从而有效提高总用电效率。

2）增加对自然光源的利用。为减少照明系统对电力的消耗，照明设计中应尽量增加对自然光源的应用，白天尽量使用自然光源，夜晚则通过使用节能灯具等措施实现电力消耗的降低。商业综合体中的楼梯、楼道等部位应尽量采用自然光源结合声控灯的方式来减少电能消耗。

3）选择智能照明系统。智能照明系统是智能技术与照明系统有机结合的产物。在经济条件允许的情况下，应尽量选择智能照明系统，在提高照明设备自动化、智能化运行能力的同时实现节能目标[6]。此外，智能照明系统与传统照明相比，光线更柔和，无炫光，护眼效果较好，舒适感更强。

4）优先选择低耗光源设备。商业综合体照明设计中应充分考虑商业综合体的特征、需求，对光源设备进行科学选择，降低能源消耗。例如，电气照明灯具种类不同，使用的镇流器功耗也不同，荧光灯电感式镇流器的功耗约是正常功耗的20%左右，而高强度电子镇流器的功耗约是荧光灯额定功率的15%左右，可见电子镇流器的功耗小于电感式镇流器，为实现照明系统能耗的降低，应优先选择满足节能要求的低能耗电子镇流器。

综上，商业综合体电气设计中需考虑的因素包括应满足商业综合体的使用功能、应保障商业综合体的经济效益、应尽量控制无效益消耗、应高度重视生态环境保护。在绿色建筑迅速发展的背景下，商业综合体电气设计应在供配电设计、照明设计中有机融入节能理念，建设符合绿色、节能要求的商业综合体。

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