详解电气相关《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB55015-2021

《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB55015-2021规范中，跟我们电气专业关系密切的有能效等级、照明SPD值、太阳能系统三方面的新规定。电气设计人员务必关注，这也是审图老师经常提意见的地方。

该规范实施日期是2022年4月1日。设计人员首先要注意将该规范列入设计依据中。并建议设计人员在写设计说明时务必注意以下几个方面新规范对电气专业的要求。

一、应有电气设备能效等级限定

55015规范的3.3.1条中要求：电力变压器、电动机、交流接触器和照明产品的能效水平应高于能效限定值或能效等级3级的要求。

该条文规定了电气设备能效等级限定。建议在设计说明中列出条文内容。另外需要注意变压器的能效等级要求。新的SCB变压器型号是SCB12和SCB14，若绿建要求2级能效需选择SCB14。

二、应列出各场所照明照度及与之匹配的LPD值

55015规范第3.3.7条要求：建筑照明功率密度应符合表3. 3. 7-1～表3. 3. 7-12的规定；当房间或场所的室形指数值等于或小于1时，其照明功率密度限值可增加，但增加值不应超过限值的20％；当房间或场所的照度标准值提高或降低一级时，其照明功率密度限值应按比例提高或折减。

表3. 3. 7-1～表3. 3. 7-12中给出了住宅、办公、旅馆等建筑相关场所的照度标准值和照明功率密度限值。对应了规范《建筑照明设计标准》GB50034-2013中的表6.3.1~表6.3.13.我对比了一下，发现几个不同之处。比如50034中的表给出了现行值和目标值，而新规55015的表中只给了一个功率密度值且对应50034中的目标值；车道和车位的功率密度值稍有不同，55015中为1.9W/平米，50034中目标值为1.8W/平米。

另外旅馆建筑中，55015新规对于客房又细分了三个分区：一般活动区、床头、卫生间。

新旧规范均给出了不同建筑各区域的照度和功率密度限制，建议设计说明列表时以及平面设计时均按照55015新规来执行。

三、新建建筑应安装太阳能系统

55015规范第5.2.1条要求：新建建筑应安装太阳能系统.

该条文对于建筑设计各专业都有一些影响，以后所有新建建筑都需要考虑太阳能系统。尤其对于电气专业而言，不知道如何入手。刚开始，我们还可以通过设置太阳能路灯来打擦边球，但后面审图越来越严格，已经逐渐不认可太阳能路灯的形式，必须采用太阳能光伏发电系统等形式才能满足新规范的要求。

5.2.1条文解释如下：为完成我国2030年达到碳排放高峰，2060年达到碳中和的目标，必须强化太阳能等清洁可再生能源在建筑中的推广应用力度。太阳能系统可分为太阳能热利用系统、太阳能光伏发电系统和太阳能光伏光热（PV/T）系统，这三类系统均可安装在建筑物的外围护结构上，将太阳辐射能转换为热能或电能，替代常规能源向建筑物供电、供热水、供暖/供冷，既可降低常规能源消耗，又可降低相应的二氧化碳碳排放，是实现我国碳中和目标的重要技术措施。

从条文解释可以看到，太阳能利用有三种形式。我们最常见的利用方式是太阳能光伏发电系统。为了更加形象具体的介绍太阳能光伏发电系统的设计，我以一个最近的学校建筑项目为例进行说明。

在教学楼屋顶找了一个区域用来布置太阳能光伏板，这个需要向建筑和结构提资，需要建筑专业的确认，不会影响到建筑效果。

由于目前规范还没有对太阳能光伏系统的规模做出具体要求，故本项目欲设计太阳能光伏系统来给位于该区域三层的走道照明配电箱进行并网供电。本设计选取250W/片、1500x900的硅片板，项目装机容量1.25kWp，光伏发电系统预测发电量：1103 kWh/a。走道照明配电箱为5kW，光伏发电系统通过并网箱接入走道照明配电箱。

设计时需要在强电系统图中增加“光伏发电设计说明”和相应大样图。设计说明如下：

光伏发电设计说明

1、太阳能系统基本参数

1.1、太阳能组件：1500x900硅片板，250W/片。

1.2、本项目装机容量1.25kWp，光伏发电系统预测发电量：1103 kWh/a。

2、设计原则、依据

国家现行有关设计标准、规范及规程。

GB55015-2021 建筑节能与可再生能源利用通用规范

GB 50797-2012 光伏发电站设计规范

GB/T 29319-2012 光伏发电系统接入配电网技术规定

GB/T 19964-2012 光伏发电站接入电力系统技术规定

GB/T 19939-2005 光伏系统并网技术要求

GB/T 20046-2006 光伏（PV）系统电网接口特性

GB/T 50796-2012 光伏发电工程验收规范

Q GDW 1617—2015 光伏发电站接入电网技术规定

JGJ/T 264-2012 光伏建筑一体化系统运行与维护规范

GB/T 51368-2019 建筑光伏系统应用技术标准

GB2297—89 太阳能光伏能源系统术语

3、设计范围

3.1 设计范围包括光伏组件接线、汇流逆变系统、配电系统、防雷系统等。

3.2 本设计为光伏发电系统的系统原理、电气参数要求、设备安装位置、预留线路敷设通道等， 待确定光伏系统成套厂家后，由中标厂家作深化设计。

4、并网系统方式

4.1 光伏方阵经逆变后接入电井内的并网箱。

4.2 采用220V低压并网，并网接入点设置在公共照明配电箱的进线主断路器下端。

五、并网保护

5.1 并网逆变器应具备过载能力。在1．0倍～1．2倍额定输出电流时，光伏系统连续可靠工作时间不应小于1min，在10min以内将光伏系统与电网断开。

5.2 光伏发电系统接入配电网时，应符合下列规定：

1） 光伏发电系统的并网方式和安全保护要求应符合现行国家标准《光伏发电接入配电网设计规范》GB/T 50865和《光伏发电站接入电力系统设计规范》GB/T 50866等的规定；

2） 当光伏发电系统采用非逆流并网时，配置逆向功率保护装置；当检测到逆向电流超过额定输出的5%时，光伏发电系统应在2s内停止向电网送电；

3） 监测并网点的电能质量参数，超限时应自动将光伏系统与配电网安全解列；

4） 光伏发电系统与配电网之间的开关应具有同时切断相导体和中性导体的功能；

5） 光伏发电系统应配置防孤岛保护，当检测到孤岛时，断开与配电网的连接；

6） 光伏发电系统配置电能计量装置；

7） 并网处设置的并网箱应设置警示标识，箱内设置具有明显断点的隔离开关和断路器；

8） 光伏发电系统总容量不超过上一级配电箱额定容量的25%

9） 光伏发电系统额定电流与并网点的三相短路电流之比不高于10%；

10） 光伏系统接入配电电网采用专线或T接的方式。

5.3 光伏系统应在与电网或负载连接的交流配电柜中设置具有隔离、保护、控制和监测功能的并网总断路器。并网总断路器选型及安装应符合下列规定：

1） 根据短路电流水平选择设备开断能力，并应留有一定裕度；

2） 具备过电流保护功能，并具备反映故障及运行状态的辅助接点及同时切断中性线的功能；

3） 安装时，将电网看作电源，将光伏幕墙系统看作负载。

5.4 光伏系统应能够自动检测电网的各项电参数，如电压、电流、频率等。当光伏系统与电网发生故障或异常时，系统应能与电网安全断开。

5.5 由于超限状态导致光伏系统停止向电网送电后，在电网的电压和频率恢复到正常范围后的20s到5min,光伏系统不应向电网送电。

5.6 太阳能光伏发电系统中的光伏组件设计使用寿命应高于25年，系统中多晶硅、单晶硅、薄膜电池组件自系统运行之日起，一年内的衰减率应分别低于2.5%、3%、5%，之后每年衰减率应低于0.7%。

6防雷、接地及安全防护

6.1 在人员有可能接触或接近光伏系统带电设备的位置，应设置明显的防电击警示标识。标识应标明“警告”、“高压危险”等提示性文字和符号，并应符合下列规定：

1） 逆变器和交流配电柜或专用低压开关柜的标识应标明“警告”、“双电源”等提示性文字和符号；

2） 光伏汇流设备设置警示标签，标明在逆变器隔离断开后，设备内带电部分仍可存在带电危险；

3） 标识的形状、颜色、尺寸和高度符合现行国家标准《安全标志及其使用导则》GB2894的规定。

4） 光伏组件温度超过90℃时，光伏系统应指示故障，并宜断开光伏方阵与逆变器的连接或关闭逆变器。

6.2 与电涌保护器连接的导线应短而直，引线总长度不宜超过0.5m。电涌保护器安装线路上应设置过电流保护器件，该过电流保护器件应具备如下能力：

1） 分断SPD安装线路的预期短路电流；

2） 耐受通过SPD的电涌电流不断开；

3） 分断SPD内置热保护所不能断开的工频电流。

6.3 施工安装人员应采取防触电措施，并符合下列规定：

6.3.1 穿绝缘鞋、戴低压绝缘手套、使用绝缘工具；

6.3.2 当光伏系统安装位置上空有架空电线时，采取保护和隔离措施；

6.3.3 不在雨、雪、大风天作业。

6.4 光伏发电系统防雷与接地，应符合下列规定：

6.4.1 光伏汇流箱内应设置限压型电涌保护器；

6.4.2 光伏发电系统应设置总等电位联结母排；

6.4.3 当敷设保护等电位联结导体时，应使其与直流电缆和交流电缆以及附件平行，并尽可能紧密接触；

6.4.4 在直流侧，不得采用不接地的局部等电位联结保护。

6.5 建筑物屋面及外立面安装的光伏板等有金属框架的物体，应将其每个单元的金属框架与建筑物防雷装置可靠连接。

6.6 发电区域以组件金属边框及支架作为接闪器，用-50x5热镀锌扁钢将支架之间未连接的部分连为一体，与组件钢架连接后，引接至附近避雷带。接地干线采用-50x5热镀锌扁钢。

6.7 所有电力设备及金属构件均应按《交流电气装置的接地》的要求接地，其施工应满足 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-2016）。

6.8 屋面安装光伏系统时，光伏构件最低点距屋面完成面不宜小于300mm.

主要设备清单如下：

电能质量要求和在电网电压异常时的响应要求分别如下：

走道照明配电箱与光伏发电系统主接线如下图所示：

逆功率保护控制原理图如下所示：

需要附上光伏发电防雷设计大样图如下。并附上以下附注：

1、建筑光伏系统的防雷设计作为建筑防雷设计的一部分，防雷等级与原建筑防雷一致。

2、光伏组件金属框架、金属支承结构，布线用的金属管、槽盒、线缆金属外皮、信号线路屏蔽层、浪涌保护器接地端进行可靠的电气连接，且与建筑物共用接地系统相连。

3、光伏设备保持接地的连接性和可靠性，当任一光伏组件被移除，不应影响其他组件及其金属结构的接地。

4、光伏系统的控制及信号传输等线路采用屏蔽线、穿金属管或敷设在金属槽盒内进行屏蔽保护，线路屏蔽层首尾电气贯通，并就近与光伏组件金属构件、设备金属外壳等进行等电位连接。

5、控制室、配电室等处应设置等电位连接端子板。

6、光伏设备金属外壳、金属框架和支承结构等就近与接闪带连接。用于直击雷防护的光伏组件金属其材料和最小尺寸应符合《建筑物防雷设计规范》GB 50057的相关要求。

光伏发电监测系统原理图如下。并附上以下附注。

1.本图监控系统图原理框图、监控系统需专业厂家二次深化，具体以厂家图纸为准；

2.各设备厂家在施工前应详细沟通，施工时互相配合，确保接线无误；

3.整个系统主要由：监控主机、网络交换机、数据采集器、485中继器、逆变器、电量计量表、后台监控软件等构成。

4.配置1台工业级电脑作为监控系统的主机，负责所有各类数据的接收、分析、处理、命令的发布、数据库的建立及管理、并提供用户各类人机界面、数据报表、曲线、报警等应用功能。基本监测功能：太阳能光伏发电系统的发电量、光伏组件背板表面温度、室外温度、太阳总辐射量。

5.光伏电站配置1台数据采集器，用于实现与逆变器、并网柜等的数据通信，并将采集的数据通过网络传输给监控主机，达到数据集中采集的目的。

最后附上“数据采集信息”。

另外，需在设计说明中的“涉及范围”部分加上一条：太阳能光伏发电系统本次设计仅做示意，同时预留管线及设备安装条件，具体设备规格型号、实际装机容量及年发电总量等以专业厂家深化设计为准。

以上太阳能光伏系统设计与具体的厂家有关，仅供参考。如有意见建议欢迎讨论。

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