冀北地区绿色变电站评价体系研究＊

刘素伊， 敖翠玲， 傅守强， 邹芳睿， 曹 晨

（1.国网冀北电力有限公司经济技术研究院，北京100055；2.天津生态城绿色建筑研究院有限公司，天津300467）

变电站在电网建设中是非常重要的环节，近几年来变电站能源浪费、环境污染现象时有发生，建设绿色、低碳、环保的变电站或对现有变电站进行绿色改造迫在眉睫.我国变电站在低碳、环保领域的发展起步较晚.2009年，广东省率先提出了进行绿色电网建设的初步设想.然而，绿色变电站缺乏系统科学评价指标体系这一问题显得尤为突出，造成绿色变电站的评价无法可依、无章可循，不利于绿色变电站的推广建设.同时，变电站由于其特殊的属性与功能，相比普通民用建筑之间存在较大差异，且不同地域之间的自然条件、技术要求迥异等问题，也使绿色变电站在推广过程中困难重重.本研究拟通过对冀北地区绿色变电站评价体系进行深入研究，提出一条适用于地区发展的绿色变电站的设计评价体系，指导冀北地区变电站走上绿色发展道路.

1 国内外评价方法研究

在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源、保护环境、减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑，是人们所认知的绿色建筑.建设绿色变电站应以绿色建筑为基础，是建设绿色电力的发展方向，也是顺应国家可持续发展方针的必然.

1.1 国外绿色建筑评价方法

目前，应用较为广泛的绿色建筑评价体系大多仅适用于民用建筑，而变电站属于工业建筑范畴.相较于民用建筑，工业建筑的评价方法除关注建筑本身的节能环保效果外，还关注建筑内工艺本身的节能环保属性.由于发达国家进入后工业时代的时期，工业以及工业建筑并不是时代发展的主要方向，因此仅英国的BREEAM体系颁布了绿色工业建筑标准.反观我国，工业化依然占据较大的比重，目前的当务之急是探寻适用于我国基本国情的绿色工业建筑评价方法.［1］

1.2 国内绿色建筑评价体系

2006年3月，我国住房城乡建设部（以下简称住建部）正式颁布实施了《绿色建筑评价标准》，该标准主要用于民用建筑的绿色建筑评价.为了满足工业建筑在节能、环保方面的诉求，2010年8月，住建部再次颁布了《绿色工业建筑评价导则》.与《绿色建筑评价标准》不同的是，《绿色工业建筑评价导则》更多的关注一些高能耗、高污染等行业.据统计，截止2014年2月底，共有17个工业建筑项目获得了绿色工业建筑的称号.从行业上看，绿色工业建筑项目主要涉及制造业等行业，像变电站这样的场站类工业建筑尚无可参考的案例.［2］

2 冀北地区变电站总体情况

2009年，广东电网公司出台了《南方电网公司3C绿色电网建设指南（变电站绿色部分）》，这是我国首个绿色变电站相关的建设指南，在此带动下绿色变电站在我国南方不断被积极探索和实践，形成了较为成熟和完善的建设体系和丰富的建设经验，然而北方地区尚无相关案例可以参考.

为了了解变电站的实际建设情况及绿色建筑相关技术应用情况，我们对冀北各地区变电站进行了实地调研，深入了解了变电站的相关设计要点，对建材、设备选用以及实际运营情况等进行了实地调研.首先，变电站按照功能大致可以分为设备室与辅助用房.与民用建筑和工业厂房相比，最大的区别在于变电站90%以上的空间用于电气设备及相关辅助设备构件的安放，人员长期工作的空间面积不足10%，这就决定了变电站在绿色建筑技术应用上与常规民用建筑、工业建筑存在很大的不同.其次，通过对冀北地区变电站绿色建筑技术应用情况进行梳理、归纳与分析（详见图1），以此得出冀北地区变电站常用绿色建筑技术包括：合理选址，合理设计厂区道路，采用节能型变压器，设置事故油池、化粪池，采用碎石、透水砖等多种形式的透水地面，外立面简洁大方等方面.综合分析，常用技术中与建筑规划相关技术、国家及国网系统内部有明文规定或政策鼓励的技术，均得到良好的采用及落实.再次，笔者亦对变电站不常用绿色建筑技术进行了归纳与分析（详见图2），可以看出冀北地区变电站在以下几个方面应用较少：废弃场地利用、可再生能源利用技术、非传统水源利用方式、节水器具、装配式建造、透水地面、场地生态化等.通过调研分析得出，采用率较低主要由于前期投入较高、后期维护复杂等原因.最后，为了了解冀北国家电网公司在绿色、低碳变电站方面的发展方向，笔者对国家电网公司旗下2012－2014年范围内的设计竞赛项目在绿色建筑技术使用方面相关情况进行了梳理，见图3.

3 绿色变电站评价体系构建

3.1 评价指标选取

通过对冀北地区变电站以及国家电网创新型项目中绿色建筑技术应用情况的分析可以看出，其宗旨还是围绕着“四节一环保”的设计理念进行的.

节地方面，选址规划、场地设计（包括地形利用、道路宽度利用、设备合理布置等）、透水地面以及废弃场地利用是属于节地方面的内容，其中选址规划、地形利用、设备布置合理对于变电站来说，属于基本要求，应该大力推广.而透水地面的应用，根据变电站的特殊性，需要保障站内的安全性，也应该被提倡利用.根据变电站的特性，在有条件的情况下，在变电站选址方面可优先考虑废弃场地，同时合理开发利用地下空间.

节能方面，首先变电站的外围护结构应至少满足国家以及当地规范的要求，在满足规范要求的前提下，应鼓励围护结构优化设计及建筑形体优化，有助于大幅减少建筑能耗.鉴于变电站除控制室外，其余房间对照度的要求较低，因此建议控制室推广使用节能灯具，同时各房间采用智能照明控制方式.由于变电站内的电气设备对通风散热有着极高的要求，因此对于绿色变电站的建设，应大力提倡智能通风系统的应用.由于投资回收期较长以及变电站建设规模较小无法大面积使用等问题，导致可再生能源在变电站中应用不是很广泛，但是随着现代科技的发展，可再生能源已经越来越多地应用于建筑工程中，因此建议在一些示范项目中采用.

节水方面，尽管变电站选址多远离市区，但是考虑到节水以及卫生方面的要求，还是建议变电站采取市政水源；同时，由于变电站内用水需求单一，故可在各个变电站中大力推广节水龙头、节水便器等.按照中国水利水电科学研究院水资源所公布的我国多年平均降水量图可知，冀北地区年均降雨量在400～600mm之间，且降雨量全年分布不均，夏季偏多，冬季偏少.以上自然条件均不利于建筑进行雨水回收利用，同时考虑到雨水系统前期投入高、运行成本较高等问题，因此在冀北地区变电站中不易大范围推广.然而，在调研中我们也发现，部分变电站由于位置偏远导致水源问题无法解决，因此可根据项目实际需求、场地条件等因地制宜采用雨水利用技术.

国家电网公司全面开展“两型一化”（资源节约型、环境友好型、工业化）变电站建设［3］，以进一步提高变电站建设效益和效率.其中，突出表现为变电站外立面要求简洁大方，不采用装饰性构件，内部土建装修应该一体化设计施工，做到节约成本，建材方面应大力提倡使用高强度钢筋（HRB400及以上），使用预拌混凝土和预拌砂浆等.由于变电站多采用钢筋混凝土结构，其中可再循环材料所占比例较小，建议未来可在示范项目中采用钢框架结构、轻钢龙骨隔墙等技术提高可再循环材料利用比例.

作为变电站建筑，应该秉承保护环境以及可持续发展的选择，同时考虑到站内的安全性，因此我们提倡每个站区内尽量设置事故油池和化粪池，设置一些污染物防护的措施，并在装修时使用低碳环保的装修材料，建筑物的隔声性能应至少满足规范的低限要求，变电站外围护结构中增加钢丝屏蔽网等防辐射措施，来降低变电站对周边环境产生的不利影响.

3.2 评价指标体系内容

通过对BREEAM等国际绿色工业建筑评价体系以及《绿色工业建筑评价标准》（GBT50878－2013）、《3C绿色电网建设评价标准》国家、行业标准进行综合分析，同时充分兼顾冀北地区现有变电站以及创新型项目的工程特点，以体现经济、社会和环境各方效益为出发点和立足点，建立冀北地区绿色变电站评价指标体系.该体系包括目标层，5个二级指标层，21个三级指标层.

4 评价标准的确定

目前，我国针对绿色变电站这种特殊类型的工业建筑的评价缺乏规范化和标准化，仍然属于不断探索的时期.纵观《绿色建筑评价标准》、《绿色工业建筑评价标准》等国家标准规范在推行之初，均采用了以条文判定的评价方式确定参评建筑的绿建星级［4］.2013年，中国南方电网出台的《3C绿色电网建设评价标准》（变电站绿色部分）同样采用了此种评价方式［5］.

综上所述，同时考虑到冀北地区绿色变电站建设处于起步阶段，《冀北地区绿色变电站标价标准》的评价方式定为条文判定方式.为使评价指标更具有可操作性与绿色级别的可区分性，将每类指标划分为控制项、一般项与优选项.控制项为绿色变电站的必达目标；一般项和优选项为划分绿色变电站等级的可选目标，其中优选项是绿色等级较高的可选目标（表1）.

表1 划分冀北地区绿色变电站等级的项数要求Tab.1 Division of Hebei north green substation level number of requirements

5 标准具有的特点

《标准》在结合了国内外数个绿色建筑评价体系优点的基础上，综合调研冀北地区变电站的结果以及创新型项目的情况，具有如下几个方面的特点：（1）突出了绿色建筑的共性.《标准》考虑与国家现行标准、行业标准充分衔接的同时，注重低碳、生态、节能、环保等理念，突出了绿色建筑建设的特点和共性要求，为电力行业进行绿色变电站评价提供了的依据.（2）体现了绿色变电站的特性.在国内首次提出绿色变电站的概念，相对于国内其他绿色建筑评价体系，更加突出了变电站的特点，符合现阶段国家电网在低碳、环保领域的发展需求，填补了北方地区变电站评价标准的空白.（3）充分兼顾了冀北地区的自然条件及变电站的发展情况.为了使《标准》的评价内容更加符合冀北地区的现状，在编制过程中，充分调研了变电站的现状以及未来发展方向，确保了评价指标的具有针对性且符合冀北地区变电站发展的实际需求.

6 总 结

《标准》通过科学规划、环保施工、节能运行、智能调度和精细管理，降低变电站在建设过程中对自然景观和周边环境的影响，同时能够进一步降低变电站的能源损耗及减少环境污染，实现节地、节材、节能降耗，一经颁布实施将成为引导和规范北方地区绿色变电站发展建设的重要指标.

由于绿色变电站评价标准的研究在北方地区电网尚属首次，虽然制定了较为完善的评价指标体系，仍然难保其100%合理.同时，我们也看到《标准》的普及和推广也还需要一个过程，因此，《标准》仍需要在实践中不断地加以修正.通过实践的积累和评价指标的不断完善，冀北地区绿色变电站的建设一定会有广阔的发展前景.

［1］李洪欣，沈超，于小婷，等.我国绿色工业建筑的评价方法研究［J］.四川建筑科学研究，2014（4）：332－334.

［2］郭丹丹，郭振伟，李丛笑.我国绿色工业建筑标识评价工作综述［J］.建设科技，2014（5）：17－20.

［3］吴琛.绿色变电站评价指标体系的初步研究［J］.华南理工大学，2011（20）：50－72.

［4］国家电网公司“两型一化”试点变电站建设设计导则［S］.

［5］绿色工业建筑评价导则［S］.

［6］3C绿色电网建设评价标准（变电站绿色部分）［S］.

［7］EDNA S，SVETLANA P.Green building standards－visualization of the building as layers according to lifetime expectancy［J］.Renewable Energy，2014（5）：4－10.

［8］SABIR M，FARES Z，ISSAM G.Design of MV／LV substation transformer［J］.Engineering，2013，5（1）：20－25.

［9］张秦，路新瀛.建筑工程全生命周期［J］.河北大学学报（自然科学版），2015（5）：22－26.

［10］陈丽，侯晨伟，张晋国.基于全寿命周期成本的配电网多阶段无功规划［J］.河北大学学报，2015（6）：12－17.