本文轉(zhuǎn)自《建筑創(chuàng)作》2024年第5期摘要：
在我國(guó)“雙碳”發(fā)展戰(zhàn)略背景下，建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)逐步提高，在超低能耗住宅中，機(jī)電能耗控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅要符合居住環(huán)境參數(shù)指標(biāo)，還要符合當(dāng)?shù)卣贫ǖ挠嘘P(guān)節(jié)能建筑的標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)施細(xì)則。本文結(jié)合工程案例，從管線敷設(shè)、智能外遮陽(yáng)、能耗監(jiān)測(cè)、新能源利用等角度對(duì)超低能耗住宅建筑電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容加以闡述。
關(guān)鍵詞：超低能耗住宅；電氣設(shè)計(jì)
正文：
一、項(xiàng)目概況
本項(xiàng)目實(shí)例是某地產(chǎn)公司開(kāi)發(fā)的超低能耗住宅小區(qū)，位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市，是嚴(yán)寒地區(qū)超低能耗居住類建筑?？偨ㄖ娣e約8萬(wàn)㎡，其中地上建筑面積約6.4萬(wàn)㎡，地下建筑面積約1.6萬(wàn)㎡。小區(qū)內(nèi)包括11棟一類高層住宅樓、地下車(chē)庫(kù)以及其他配套建筑。項(xiàng)目經(jīng)測(cè)評(píng)能效指標(biāo)為：建筑能耗綜合值56kWh/(㎡·a)、供暖年耗熱量6.75kWh/(㎡·a)、供冷年耗冷量4.2kWh/(㎡·a)，獲得中國(guó)建筑節(jié)能協(xié)會(huì)頒發(fā)的超低能耗建筑認(rèn)證證書(shū)及設(shè)計(jì)標(biāo)識(shí)。
二、超低能耗住宅的優(yōu)勢(shì)
超低能耗住宅是指適應(yīng)氣候特點(diǎn)和場(chǎng)地條件，通過(guò)主動(dòng)技術(shù)措施，最大限度地提高能源設(shè)備和系統(tǒng)效率，充分利用可再生能源，以最少的能耗提供舒適的室內(nèi)環(huán)境，其室內(nèi)環(huán)境參數(shù)和能效指標(biāo)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的住宅建筑。超低能耗住宅通過(guò)被動(dòng)式設(shè)計(jì)，能夠最大限度地降低建筑采暖、空調(diào)和照明的需求。超低能耗住宅通過(guò)將建筑結(jié)構(gòu)保溫、隔熱、氣密性能提高，對(duì)主動(dòng)式能耗的依賴降到最低，從而使建筑達(dá)到節(jié)能90%以上的目標(biāo)，比我國(guó)現(xiàn)行建筑節(jié)能75%的標(biāo)準(zhǔn)要高出許多，節(jié)能效果顯著。相比于常規(guī)住宅，超低能耗住宅建筑具有超低能耗、超微排放、超高舒適度等優(yōu)勢(shì)。
三、管線敷設(shè)
在一般建筑的設(shè)計(jì)中，電氣管線通常就近就便敷設(shè)，數(shù)量多且分散的管線穿過(guò)超低能耗建筑的氣密層會(huì)產(chǎn)生熱橋，如底層頂板、頂層屋面、外立面等部位。為減少熱橋，本項(xiàng)目在配電線路設(shè)計(jì)時(shí)采取以下措施：首先，讓電纜保護(hù)管集中穿越氣密層并用密封膠封堵。以照明系統(tǒng)為例，將各塔樓公區(qū)照明配電箱設(shè)在B1層配電間內(nèi)，B1層照明劃分為獨(dú)立回路配電，不向首層上引管線，地上樓層的照明管線在電井內(nèi)穿保護(hù)管集中穿越氣密層，管線安裝完成后封堵；其次，由室內(nèi)引向室外的電線保護(hù)管選用導(dǎo)熱性較低的PVC管，電線保護(hù)管穿外墻做法見(jiàn)圖1。
圖1 電線保護(hù)管穿外墻做法
四、智能外遮陽(yáng)
傳統(tǒng)外遮陽(yáng)設(shè)備僅具有阻擋太陽(yáng)直射的功能，而對(duì)太陽(yáng)能和天空輻射沒(méi)有更好的利用。智能外遮陽(yáng)系統(tǒng)主要采用選擇透過(guò)性外遮陽(yáng)，按照與太陽(yáng)的高度角和方位角實(shí)時(shí)合理地調(diào)節(jié)遮陽(yáng)角度，以做到在夏季引入天空的冷輻射，并遮蔽太陽(yáng)直射，在冬天則反之。本項(xiàng)目在住宅樓的東西向外窗設(shè)置智能外遮陽(yáng)系統(tǒng)，外遮陽(yáng)設(shè)備由電機(jī)驅(qū)動(dòng)、智能感應(yīng)控制，可根據(jù)陽(yáng)光照射強(qiáng)度及其角度變化，自動(dòng)升降百葉和調(diào)節(jié)百葉角度，調(diào)節(jié)入射光線角度和光通量。例如在夏天需要制冷時(shí)，智能外遮陽(yáng)設(shè)備在太陽(yáng)光輻射到達(dá)玻璃前，將其遮擋在外；在大風(fēng)、雨雪等天氣時(shí)，遮陽(yáng)設(shè)備自動(dòng)收起，保證在室內(nèi)得熱減少時(shí)不降低采光效果，避免出現(xiàn)此消彼長(zhǎng)的能耗問(wèn)題。
五、能耗監(jiān)測(cè)
本項(xiàng)目按照被動(dòng)式超低能耗綠色建筑技術(shù)導(dǎo)則的要求，設(shè)置了一套能耗監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，對(duì)公共區(qū)域、典型戶型的耗電量、用水量、空氣質(zhì)量等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以實(shí)現(xiàn)超低能耗的目標(biāo)。能耗監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)由能效管理平臺(tái)、數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集單元、通訊設(shè)備和多功能智能型儀表組成。按照不同采集信息類型，本項(xiàng)目設(shè)置水、電、空氣質(zhì)量三類數(shù)據(jù)信息采集單元。終端信息采集設(shè)備采用RS485通訊、MODBUS協(xié)議的智能型遠(yuǎn)傳儀表，讀取電耗、用水量和空氣質(zhì)量的數(shù)據(jù)并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送至上級(jí)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。1#~11#住宅樓的公共區(qū)域均設(shè)置智能遠(yuǎn)傳電表進(jìn)行詳細(xì)的分類分項(xiàng)用電計(jì)量，如公區(qū)照明插座、應(yīng)急照明、管道電伴熱、電梯及消防電梯、其他動(dòng)力設(shè)備、太陽(yáng)能光伏等。
同時(shí)選取1#住宅樓的1層、11層、22層不同朝向的12個(gè)戶型作為典型戶型，對(duì)戶內(nèi)的照明、插座、廚衛(wèi)、環(huán)控一體機(jī)、電采暖等用電量進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量，同時(shí)監(jiān)測(cè)典型戶型的用水量和空氣質(zhì)量。能耗監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)在1#樓首層，可準(zhǔn)確及時(shí)地獲得公共區(qū)域及典型戶型的能耗數(shù)據(jù)。
這些數(shù)據(jù)可對(duì)住戶開(kāi)放，有助于住戶明確自身的用能水平、提高公共節(jié)能意識(shí)。對(duì)于物業(yè)管理部門(mén)，能耗數(shù)據(jù)可互相借鑒，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況和潛在風(fēng)險(xiǎn)，更細(xì)致地把握不同公用設(shè)施用電項(xiàng)目和用電行為的能耗情況，提高管理水平。同時(shí)，還可以了解超低能耗建筑的實(shí)際能耗情況，為超低能耗建筑運(yùn)行的后續(xù)優(yōu)化提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并對(duì)超低能耗建筑的實(shí)際使用效果進(jìn)行評(píng)估。
六、新能源利用
超低能耗建筑通常采用多種策略和技術(shù)手段來(lái)利用新能源，如設(shè)置太陽(yáng)能光伏電池板、太陽(yáng)能熱水器、風(fēng)力發(fā)電裝置等，將太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔的可再生能源轉(zhuǎn)化成可供建筑物使用的電能或熱能。同時(shí)，建筑還可以結(jié)合地形條件，利用地源熱泵等技術(shù)，從地下或水體中吸收熱能，為建筑提供供暖或制冷。本項(xiàng)目設(shè)置太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)，在各住宅樓屋面可利用位置采用鋼支架鋪設(shè)太陽(yáng)能光伏板，光伏控制柜就近設(shè)在屋頂?shù)碾娞輽C(jī)房?jī)?nèi)，電纜經(jīng)強(qiáng)電井引下至地下一層配電間內(nèi)的并網(wǎng)柜。
本項(xiàng)目光伏系統(tǒng)主要為住宅樓內(nèi)的公共照明供電，通過(guò)合理設(shè)計(jì)和布局，可以實(shí)現(xiàn)樓內(nèi)公共照明的能源自給自足，減少對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)的依賴，降低能源成本和碳排放。此外，還可以在屋頂、平臺(tái)等區(qū)域安裝導(dǎo)光管系統(tǒng)，改善地下車(chē)庫(kù)等地下空間的采光。通過(guò)利用自然光照明，減少照明光源的使用。導(dǎo)光管系統(tǒng)在減少碳排放和環(huán)境污染的同時(shí)，還能顯著降低地下車(chē)庫(kù)的照明能耗，節(jié)能環(huán)保效益好，其效果顯著。在實(shí)際應(yīng)用中，可以通過(guò)對(duì)比使用導(dǎo)光管系統(tǒng)前后的能耗數(shù)據(jù)，評(píng)估系統(tǒng)的節(jié)能效果和對(duì)環(huán)境的貢獻(xiàn)。
結(jié)語(yǔ)：本文通過(guò)上述工程實(shí)例，介紹了超低能耗住宅的電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容。超低能耗住宅通過(guò)被動(dòng)式設(shè)計(jì)能夠最大程度地降低對(duì)能源的消耗，在未來(lái)將面臨巨大市場(chǎng)需求和廣闊發(fā)展前景。在今后的電氣設(shè)計(jì)中將逐步完善管線氣密性、立面外遮陽(yáng)、能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、光伏建筑一體化等措施，探索更先進(jìn)的技術(shù)路線，挖掘更多可再生能源技術(shù)，實(shí)現(xiàn)資源的有效利用、能源的節(jié)約和環(huán)境的保護(hù)，為人們創(chuàng)造更美好的居住環(huán)境。
