建筑节能系统提出的背景

建筑物的耗能是惊人的，无论是电力、燃气还是燃油，每天都会大量消耗。在国家日益提倡节能环保的背景下，全社会都在重视这项工作，通过各种方法减少能源的浪费和对环境的污染。因此提出了绿色建筑的概念，希望在建筑物的尽可能的节约能源。

中诚四方基于对大量客户的调查了解，根据各类建筑的实际能源使用情况，开发了整套的建筑节能系统。该系统尤其是针对建筑物中的能源进行监测分析，对照明、空调、电梯、办公等耗能设施、设备进行统一的节能控制和管理，达到建筑节能目的。

建筑物的能源流失

建筑物内存在大量浪费能源的因素，归结起来，一方面是管理使用层面的，一方面是技术层面的，具体包括如下四方面：

(1)人为浪费

     人们在建筑内使用各类设施、设备时，不注意节约，直接造成各类能源、资源的浪费。例如，离开办公室不关灯、不关空调、不关饮水机和各类办公设备，造成大量电能的浪费；不使用水时，忘记关掉水龙头，造成水资源的浪费。

(2)运行管理不善

    建筑物内有很多公共的设施、设备需要统一运行管理。如果这方面的管理不完善，也会造成能源的浪费。例如，中央空调系统本身消耗大量能源，如果在夏季启用空调，科学的管理方法是根据需要设置合理的制冷温度，使人既感到舒适又不浪费电能；如果设置过低，不仅人们不舒适，还会费电。又如公共照明系统，最好能根据时段决定开启哪些灯具，根据自然光线调整灯具亮度等，反之不论什么情况都开启大量灯具，并使用最大功率，则必然造成电能的不必要消耗。

(3)设备落后

    如果建筑内采用一些落后的高耗能设备，就会浪费很多能源。例如，照明系统采用了大量白炽灯，就会比节能型灯具消耗更多的电能；中央空调系统如果没有采用变频调速，也会浪费很多电能。

(4)设计不合理

     在建筑物的设计过程中，如果设计不合理，也会导致能源的浪费。例如变配电系统，变压器的选型不合理，导致它没有运行在经济区间，就会浪费很多电能。

建筑物的节能原理

(1) 减少浪费

     通过强化节能管理制度，减少人为的能源浪费。例如，离开房间必须关灯关空调等。制定严格的奖惩措施，对于浪费能源的人员要进行处罚。可以采用远程控制等技术手段辅助减少人为浪费。

(2) 提高管理运行水平

    对于照明、空调、电梯等公用设施，提高运行管理水平。一方面要加强管理、操作人员的水平，另一方面采用自动化的运行管理技术。

(3) 采用先进的节能设备和技术

对于中央空调、照明灯具等设备，可以采用进行节能改造，例如采用变频技术、蓄冷技术等对空调系统进行节能改造，采用节能灯具替换高耗能的灯具、安装智能照明系统等。

建筑节能系统技术方案

1．建筑节能系统的总体结构

     建筑节能系统首先要对能源进行监测与分析，其次对每一项用能设施进行节能管理或改造。系统结构如下：

建筑节能系统的构成

1. 能源监测与分析系统

为了提高建筑节能管理水平，需要对建筑物内部的每一项能源进行精确地监测。以电能为例，需要监测每一类设备、每一个楼层甚至每一个房间的耗电情况。通过统计分析，可以达到如下目的：

（1）有助于及时发现建筑用能存在的问题，找到能耗过高或不合理运行的设备，指导提出科学用能的管理办法，通过管理的办法来实现节能。

（2）可作为节能技术应用成效的客观评价依据，可以进行节能改造前后的能耗数据对比，判断节能技术是否有效。

（3）可以实现管理节能，低投入高回报。

能源监测与分析系统的基本功能包括：

l  建筑能源结构分析：分析每种能源（电、煤、燃气等）消耗的总量、分布、费用等数据

l  总体能耗水平对比分析：分析不同时段（每年、每月、每日等）的能源消耗情况

l  分项能耗比例分析：分析每种能源的消耗情况，例如电能中的照明、空调、办公设备、电梯等的具体用电数量、比例等

l  区域能源对比分析：分析每个办公区域甚至每个房间的能源消耗数据，例如某办公室在某段时间消耗电能的情况，以及其中用于照明、办公设备的电能的比例等。

2. 照明节能系统

    在照明方面进行节能改造，最直接的方法是用节能型灯具（如LED灯）替换高耗能的灯具。除了更新灯具本身，采用技术手段，避免浪费是非常有效的方法。

建筑中的每一个房间以及走廊、停车场都会安装照明灯具。人们经常在离开办公室的时候会忘记关灯；而走廊和停车场中的灯具通常不需要全部开启，也会满足照明需要。因此，照明系统浪费电能是普遍现象。

为了避免浪费，需要对照明系统进行进行精细化管理。具体的方法是对照明线路进行精确的用电计量及控制。

所谓用电计量，是指针对照明区域、线路、楼层甚至每一个房间，进行照明用电的计量。计量装置将生成用电数据，为节电管理提供依据。

照明系统的节电控制可以采用多种技术，包括日程控制、红外传感器或声控传感器控制、照度传感器控制等。日程控制是指根据作息时间控制灯具的开启或关闭；红外传感器控制是指通过传感器感应人是否在停留房间中或在走廊中经过，不需要时自动关灯；照度传感器控制是指通过照度传感器感应自然光线的变化，决定需要开启那些灯具。通过这些自动化的照明控制技术，可以最大限度地减少人为用电浪费。

照明控制器

照明系统精确电度计量和控制需要对原有系统进行改造，必须根据实际的情况进行工程设计。通常，需要在每层楼的照明配电箱内加装控制器，这种控制器既可以计量每一路的照明用电，又可以控制其通断。控制器通过有线或无线的方式与远程的控制中心通讯，将电度数据上传，并接收控制中心的指令，控制照明电的通断。

3. 空调节能系统

     大型建筑普遍安装中央空调系统。针对中央空调，可以采用两类技术进行技能改造。一是变频技术，二是蓄冷技术。

(1)变频技术

中央空调变频改造以变频器为核心器件，采用智能控制系统，根据气候、空调负荷、制冷\制热实际需求等设计控制策略，智能调节水泵和风机的转速，从而大幅度达到空调节能的效果，其控制原理如图所示：

中央空调变频节能改造示意图

      对中央空调的变频改造主要是对冷冻泵、冷却泵、冷却塔风机增加变频调速装置，改造过程工期短、投入少、效果明显。

(2)蓄冷技术

蓄冷空调与传统中央空调的主要区别在于，增加了一个蓄冷装置——蓄冷池（水槽或冰槽）。这样，夜间启动制冷机组制冷，将冷量以结冰的形式存储在蓄冷池当中，白天需要的时候释放出来，就可以利用国家的峰谷电价政策，节省空调制冷所需的电费了。

  如果建筑内的中央空调系统没有采用蓄冷技术，则可以其进行蓄冷改造。通常需要增加蓄冷水池（可以利用消防蓄水池）、蓄冷水泵、放冷水泵等。

4. 燃气锅炉节能系统

   冬季一般采用燃气锅炉供暖，通常这类供暖系统不具备智能控制能力，当室外气温较高时，燃气锅炉仍然供应高温热水，不仅浪费能源，也会导致室温过高，人员不舒适。如果能根据气候条件，自动调节热水的流量、温度，则可以节省大量燃气。

对燃气锅炉供暖系统的节能改造，基本原理是加装智能控制系统，采集气候数据，自动调节管道阀门，从而调节供水流量。这样，在气温较高时，燃气锅炉会减少燃气的消耗，达到大幅度节能的目的。

5. 办公设备节能系统

对于办公室中的电脑、打印机、复印机、饮水机等办公设备，可以采取与照明系统相同的控制方式，一方面进行精确的电度计量，另一方面进行远程的控制。方法同样是在区域或楼层的配电箱中加装控制器。控制器包含电度计量与线路通断控制两个主要的功能。

6. 变配电节能系统

建筑物内通常会配备几组10kv变压器，这些变压器自身消耗大量电能。通常，变压器在设计选型时，容易出现余量过大的现象，与实际需求较远。因此，可以根据实际用电负荷，停用部分变压器。此外，将型号老旧，耗能高的变压器替换为新型节能变压器也能起到很好的节能效果。

此外，建筑物内使用大量电器设备，导致电能质量不稳定，通常表现为功率因素低、供配电网络中存在大量谐波等，这些现象会导致浪费电能，并且降低电器使用寿命，导线绝缘老化，甚至引发火灾等严重后果。因此，需要对电能质量进行监测和治理。通过在供配电网络中的关键节点配置无功补偿和滤波装置，通常可以达到节电10%的效果。