高層樓宇建筑電氣節(jié)能技術(shù)研究王亮

1、- 25 -鄭州電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)生論文題目：高層樓宇建筑電氣節(jié)能技術(shù) 系別 電力工程系 專業(yè) 建筑電氣工程技術(shù) 班級(jí) 12建筑電氣 學(xué)號(hào) 20122608 姓名 王亮 論文成績(jī)指導(dǎo)教師李超答辯成績(jī)主答辯教師綜合成績(jī)答辯委員會(huì)主任高層樓宇建筑電氣節(jié)能技術(shù)研究【摘 要】目前我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷發(fā)展，高層建筑已成為節(jié)約土地解決住房的首要方法之一，隨著高層建筑的迅速發(fā)展，在高層建筑中，節(jié)能工作也成為了重中之重。我國(guó)當(dāng)前節(jié)能建筑電氣設(shè)計(jì)已隨著節(jié)能減排工作在建設(shè)系統(tǒng)中的普及成為了電氣設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)建筑電氣節(jié)能的方式有多種多樣，必須分析建筑電氣的整體特點(diǎn)和供配電系統(tǒng)的線路和主要電氣設(shè)備的電能

2、損耗的形式，同時(shí)還應(yīng)進(jìn)一步對(duì)設(shè)備的選擇或者是經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理等方面降低電能損耗，并通過一些節(jié)電技術(shù)提出相關(guān)的措施和方法，以達(dá)到建筑電氣安裝節(jié)能的目的。本文通過工程實(shí)例探討了建筑電氣安裝的節(jié)能措施，以保證電氣節(jié)能降耗的可持續(xù)發(fā)展。 【關(guān)鍵詞】高層樓宇；建筑電氣；節(jié)能技術(shù) ，loan management (post) review: 1, approval criteria have been implemented; 2, the contract is correct; 3, in line with the contract, payment; 4, no other major cases

3、against loan security;、Reviewed by: date of record form 9: qilu bank borrowing by single years of maximum amount a maximum no-loan borrowers: borrowers: . Borrower name number, line of credit expiry date year month day to year month day maximum number of years in the loan contract are the top line o

4、pened, the borrowed and requested your bank opened credit lines above, is hereby requested. Borrower signature: date agreed to open credit lines. Customer Manager signature: date agreed to open credit lines. Loan review signature: date line cancellation-I did not use the loan amount, your bank credi

5、t lines to be cancelled. -Credit loan principal repayment, your bank credit lines to be cancelled. Borrower signature: date-unused credit lines, agree to write off loans. -Credit loan principal repayment, agree to write off loans. Customer Manager signature: date case, agree to write off loans. Loan

6、 review signature: date of record form 16: qilu self credit for credit card cancellation application form name of borrower ID number and credit limit expiration date year month day to year month day year contract number self-service card-I do not use credit, your bank credit lines to be cancelled. -

7、Credit loan principal repayment, your bank credit lines to be cancelled. Borrower signature: date-unused credit lines, agree to write off loans. -Credit loan principal repayment, agree to write off loans. Customer Manager signature:2222² 目 錄 ² 第一章 緒論1第一章 緒論1n 1.1 建筑電氣節(jié)能技術(shù)的研究背景 1n 1.2 建筑電氣節(jié)

8、能技術(shù)的研究意義2n 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀2n 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀2n 1.4 國(guó)內(nèi)外建筑電氣節(jié)能技術(shù)概述 3n 1.5 主要研究?jī)?nèi)容4² 第二章 樓宇自動(dòng)化電氣系統(tǒng)智能管理節(jié)能總體方案6n 2.1樓宇建筑電氣系統(tǒng)組成6n 2.2 建筑電氣系統(tǒng)能耗組成6n 2.3 建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能控制管理目標(biāo)體系 7n 2.3.2 建筑電氣節(jié)能控制管理研究直接目標(biāo)7n 2.3.3 建筑電氣節(jié)能控制管理研究間接目標(biāo)8n 2.4 建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能研究實(shí)施框架8² 第三章 建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)研究10n 3.1 高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)不合理現(xiàn)狀10² 第四章 建筑電氣空調(diào)系統(tǒng)及

9、新能源節(jié)能新技術(shù)研究18n 4.1 冰蓄冷空調(diào)電氣節(jié)能技術(shù) 18n 4.2 冷熱電聯(lián)產(chǎn)電氣節(jié)能技術(shù)19n 4.3 風(fēng)能太陽能新能源電氣節(jié)能技術(shù)20² 第五章 大廈電氣節(jié)能方案21n 5.1 供電系統(tǒng)概況21n 5.2公共區(qū)域室外照明節(jié)能設(shè)計(jì)方案21n 5.3 空調(diào)系統(tǒng)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)方案22n 5.4冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)22n 5.5 建筑電氣新能源節(jié)能設(shè)計(jì)22² 結(jié)束語22² 參考文獻(xiàn)23² 致謝24III 第一章 緒論 1.1 建筑電氣節(jié)能技術(shù)的研究背景 目前能源問題是世界共同的難題，而我國(guó)又是一個(gè)能源消耗大國(guó)；作為二次能源的電能，如何降低損耗、高效利

10、用，如何將節(jié)能技術(shù)合理應(yīng)用到工程項(xiàng)目當(dāng)中，也就成為建筑電氣設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。電氣節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：滿足建筑物的功能、考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)省無謂消耗的能量。 總之，節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)把握“滿足功能、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)”的原則。具體說來，可重點(diǎn)從以下多個(gè)方面采取節(jié)能措施，將節(jié)能技術(shù)合理應(yīng)用到實(shí)際工程中。 隨著城市建設(shè)現(xiàn)代化步伐的不斷加快、人們生活水平的日益提高、以及供需矛盾日劇加劇的能源緊張問題，降低高層樓宇建筑物綜合使用能耗，提高建筑內(nèi)部能源系統(tǒng)綜合使用效率，增強(qiáng)樓宇住宅居住舒適性，開展高層樓宇建筑節(jié)能工作已成為世界各國(guó)政府緩解能源緊張的重要舉措1。我國(guó)在建筑節(jié)能方面的研究較國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家而言，起步相

11、對(duì)較晚，大致起步于二十世紀(jì)八十年代，以1986 年建設(shè)部批準(zhǔn)頒發(fā)的第一版居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為代表，并以此為基礎(chǔ)在工程實(shí)踐中得到進(jìn)一步完善。在最近 10 年的發(fā)展期間，建設(shè)部先后根據(jù)工程實(shí)際應(yīng)用需求和建筑節(jié)能重要點(diǎn)，分別批準(zhǔn)頒布了公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)的 21 項(xiàng)建筑節(jié)能國(guó)家重要規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，給建筑節(jié)能設(shè)計(jì)、施工和后期運(yùn)營(yíng)管理提供了重要技術(shù)指導(dǎo)性文件。為了保證建筑節(jié)能工作高效穩(wěn)定的開展，國(guó)家也頒布了相關(guān)法律法規(guī)為建筑節(jié)能提供保障性依據(jù)。1998 年，在節(jié)約能源法頒布實(shí)施后，尤其是在 2007 年進(jìn)一步修訂完善的中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法 （修訂案）的頒布實(shí)施，將建筑節(jié)能工作提到了國(guó)家能源

12、管理的重要議程，作為 21 世紀(jì)我國(guó)能源經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)在結(jié)合我國(guó)節(jié)能基本國(guó)情的基礎(chǔ)上，于 2004 年12 月頒布了節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃 報(bào)告， 并提出的十大節(jié)能降耗工程， 其中第七項(xiàng)就是建筑節(jié)能降耗工程，可見建筑節(jié)能在能源可持續(xù)發(fā)展中的重要性。1.2 建筑電氣節(jié)能技術(shù)的研究意義 宇智能化系統(tǒng)是樓宇建筑智能服務(wù)水平的重要保證基礎(chǔ)， 它是融合了供配電技高層術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)為一體的優(yōu)良產(chǎn)物。通過提高高層樓宇住宅安全防范、物業(yè)管理、以及信息智能服務(wù)等方面的綜合自動(dòng)化水平，使住宅用戶得到一個(gè)安全、舒適、方便快捷的起居、工作、學(xué)

13、習(xí)的良好環(huán)境。1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀 自從上世紀(jì) 70 年代發(fā)生全球性能源緊缺危機(jī)后，世界各國(guó)政府就開始投入大量的人力、 物力和財(cái)力對(duì)本國(guó)的能源結(jié)構(gòu)和綜合利用情況進(jìn)行全面統(tǒng)計(jì)分析研究，并形成一個(gè)共識(shí)，建筑能耗是能量消耗的一個(gè)重要組成部分，必須根據(jù)本國(guó)實(shí)際情況制度完善的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)方案和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)作為建筑設(shè)計(jì)、施工、以及后期運(yùn)行維護(hù)的指導(dǎo)性文件資料，并頒布了相關(guān)的法律法規(guī)給予保障，這樣各國(guó)分別制定了不同的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。1974 年，法國(guó)率先制定和頒布了建筑節(jié)能相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)， 并明確規(guī)定新建樓宇住宅的采暖能耗必須比傳統(tǒng)樓宇住宅建筑節(jié)約35%以上的能源消耗，這一節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)后來被歐洲很多國(guó)家作為其建

14、筑節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)楷模。法國(guó)在實(shí)施該標(biāo)準(zhǔn)后，其建筑節(jié)能效果十分明顯，為了充分挖掘出樓宇建筑中的節(jié)能潛力， 于 1982 年和1989 年又分別兩次確定了公共建設(shè)和已建舊樓宇住宅的建筑節(jié)能技術(shù)升級(jí)改造節(jié)能指標(biāo)為 25%。1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 城市現(xiàn)代化建設(shè)步伐的不斷加快， 我國(guó)樓宇建筑住宅發(fā)展整體呈現(xiàn)面積總量持續(xù)增大、住宅需求量增加、公共建筑面積增速提高等特性。隨著人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)居住建筑的舒適、智能服務(wù)水平等均提出更高的要求，建筑能耗需求相應(yīng)也急劇增加。我國(guó)建筑能耗呈現(xiàn)明顯增長(zhǎng)趨勢(shì)，我國(guó) 1996 年-2001年建筑能耗占全國(guó)能源消耗總量的比值變化趨勢(shì) 。 1.4 國(guó)內(nèi)外建筑電氣節(jié)

15、能技術(shù)概述 高層樓宇建筑物內(nèi)使用電能的電氣系統(tǒng)主要包括暖通空調(diào)系統(tǒng)、 電梯拖拽系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、以及水泵風(fēng)機(jī)等各類機(jī)電設(shè)備、安防監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等，這些用電設(shè)備構(gòu)成一個(gè)完整的區(qū)域范圍內(nèi)的電能供配電網(wǎng)，通過電力變壓器、開關(guān)柜、繼電保護(hù)控制屏、電纜等電能傳輸、分配調(diào)度設(shè)備向各電氣設(shè)備提供電源。因此建筑電氣系統(tǒng)節(jié)電涉及到樓宇智能服務(wù)、用電監(jiān)測(cè)、機(jī)電設(shè)備運(yùn)行維護(hù)管理、設(shè)備改造、新技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用等一系列措施。建筑電氣系統(tǒng)安全節(jié)能用電體系應(yīng)滿足樓宇建筑各智能服務(wù)系統(tǒng)高效穩(wěn)定安全運(yùn)行要求； 應(yīng)滿足居民對(duì)舒適、和諧的辦公、學(xué)習(xí)和起居生活環(huán)境要求；應(yīng)滿足建筑電氣安全用電及節(jié)能降耗環(huán)保等技術(shù)要求。近年來

16、，建筑電氣節(jié)能技術(shù)在國(guó)內(nèi)外得到廣泛的推廣使用，并形成了一系列有特色的建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)方案體系： （1）樓宇自動(dòng)化智能管理系統(tǒng) 通過對(duì)建筑電氣暖通空調(diào)系統(tǒng)、送排風(fēng)系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、電機(jī)拖拽系統(tǒng)、 照明系統(tǒng)等機(jī)電設(shè)備能量轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和優(yōu)化后期運(yùn)行管理模式， 提高建筑電氣系統(tǒng)中機(jī)電設(shè)備電能綜合利用效率和綜合維護(hù)檢修管理水平，使各機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)始終處于最佳運(yùn)行工況條件下，降低系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的不必要電能損耗浪費(fèi)，達(dá)到建筑電氣系統(tǒng)節(jié)電降耗的目的。 （2）“冰蓄冷”空調(diào)系統(tǒng)電氣節(jié)能技術(shù) 空調(diào)系統(tǒng)是為高層樓宇建筑營(yíng)造舒適、 宜人的人性化服務(wù)環(huán)境的重要保證系統(tǒng)，同時(shí)其耗 電量也是建筑能耗中最多

17、的部分，大約占整個(gè)建筑物總能耗的50%-60%左右。在高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)中，尤其是在暖通空調(diào)子系統(tǒng)中，大約有60%-70%的能量是在輸送和分配系統(tǒng)冷熱量的水泵風(fēng)機(jī)所消耗掉，而暖通空調(diào)系統(tǒng)中很多風(fēng)機(jī)、水泵機(jī)組其綜合能源利用效率相當(dāng)?shù)停移渥詣?dòng)控制基礎(chǔ)設(shè)施較為簡(jiǎn)陋，自動(dòng)化控制水平較低，這是導(dǎo)致建筑電氣系統(tǒng)能耗過高的主要原因之一。 能緊缺的當(dāng)今社會(huì)發(fā)展背景下， 給建筑暖通空調(diào)節(jié)能降耗的建設(shè)發(fā)展提出了更高的要求。當(dāng)前建筑節(jié)能工作開展中，如何發(fā)展與應(yīng)用冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)已成為建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能工作開展的重要舉措，結(jié)合工程實(shí)際情況，深入研究電氣系統(tǒng)“節(jié)能”技術(shù)特點(diǎn)，發(fā)展冰蓄冷空調(diào)已成為我國(guó)建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能降

18、耗技術(shù)開展研究的一個(gè)重要課題。 （3）冷、熱電聯(lián)產(chǎn)電氣節(jié)能技術(shù) 高層樓宇建筑冷熱電聯(lián)產(chǎn)分布式電源（Building Cooling,Heating and Power Generation Distributed System,以下縮寫為 BCHP）供電模式，在解決建筑能源供應(yīng)緊張等方面具有非常大的獨(dú)特優(yōu)越性。 利用系統(tǒng)供配電大電網(wǎng)與高層樓宇建筑分布式小型 BCHP 相結(jié)合的建筑電氣供電模式，被能源、電力專家等認(rèn)為是一種投資較省、能耗較低、運(yùn)行可靠性較高的靈活建筑能源供應(yīng)系統(tǒng)，有望成為21世紀(jì)建筑電氣系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)重要方向。BCHP 已在上海市黃浦區(qū)中心醫(yī)院、 浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)等高層樓宇建筑中成功

19、投運(yùn)， 并取得了非常良好的應(yīng)用效果。 （4）LED照明燈具電氣節(jié)能技術(shù) 從前面分析可知，照明系統(tǒng)耗電量大約占整個(gè)建筑物總耗能的 20%-40%左右，節(jié)約照明燈具耗電量對(duì)建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能具有非常大的工程實(shí)際意義。從大量工程實(shí)踐來看， 降低建筑物照明系統(tǒng)用電的主要途徑就是在工程中選用高效節(jié)能光源、燈具，并設(shè)計(jì)出高水平的節(jié)能照明控制系統(tǒng)。LED 光源是目前節(jié)能燈具研發(fā)的一個(gè)重要方向，其不僅具有使用壽命長(zhǎng)，能源利用效率高等特點(diǎn)，而且其發(fā)光光譜可以在大范圍內(nèi)進(jìn)行選用，適用范圍非常廣。目前 LED 節(jié)能燈具一次性投資成本較高，且其能源利用效率也無法與熒光類節(jié)能燈具相比，但是 LED 節(jié)能燈具必將是建筑電氣

20、系統(tǒng)照明節(jié)能發(fā)展的一個(gè)重要方向。 （5）建筑電氣輸配電系統(tǒng)節(jié)能技術(shù) 變壓器長(zhǎng)期處于過負(fù)荷運(yùn)行工況、供配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)混亂、變壓器安裝位置偏離負(fù)荷中心等，均能造成建筑電氣供配電系統(tǒng)運(yùn)行在低效運(yùn)行工況下，造成大量的電能損耗。因此，供配電系統(tǒng)優(yōu)化也是建筑電氣節(jié)能研究的一個(gè)重點(diǎn)。 1.5 主要研究?jī)?nèi)容 從大量文獻(xiàn)資料表明， 我國(guó)高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)能耗遠(yuǎn)高于國(guó)外先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑電氣能耗，長(zhǎng)期以來，由于國(guó)內(nèi)建筑電氣普遍存在布線不合理、供配電網(wǎng)損耗大、諧波嚴(yán)重、室內(nèi)照明舒適狀況欠佳等問題，系統(tǒng)能耗相當(dāng)大，不僅影響到高層樓宇內(nèi)部各種綜合智能服務(wù)單元功能的正常發(fā)揮， 同時(shí)還造成了巨大的電能資源浪費(fèi)，增加了用

21、戶的綜合使用成本。建筑電氣節(jié)能是貫徹國(guó)家能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重大舉措，是建筑節(jié)能工作開展的重要組成部分。但由于我國(guó)開展建筑電氣節(jié)能工作起步較晚，在節(jié)能技術(shù)措施、節(jié)能意識(shí)等方面還比較落后，存在很多實(shí)際問題，加上能借鑒的示范工程經(jīng)驗(yàn)不多，本人將通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料、節(jié)能技術(shù)歸納總結(jié)、數(shù)據(jù)分析等技術(shù)手段對(duì)該課題進(jìn)行調(diào)查研究，掌握建筑電氣節(jié)能研究的最新動(dòng)態(tài)。本課題將從高層樓宇建筑節(jié)能背景、意義、現(xiàn)狀及主要研究?jī)?nèi)容入手，結(jié)合工程實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，由淺入深，層層遞進(jìn)地闡述建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)和建筑電氣節(jié)能新材料新技術(shù)的應(yīng)用， 然后聯(lián)系上海地區(qū)建筑節(jié)能管理實(shí)際情況，重點(diǎn)闡述上海市建筑電氣節(jié)能技術(shù)的推廣應(yīng)用。以上

22、海市建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)實(shí)例為例， 對(duì)上海中心大廈的電氣節(jié)能整體方案進(jìn)行設(shè)計(jì)分析研究,著重進(jìn)行了以下多個(gè)方面的研究工作： （1）歸納總結(jié)了國(guó)內(nèi)外建筑節(jié)能的現(xiàn)狀和必要性，結(jié)合建筑電氣節(jié)能在建筑節(jié)能中的重要地位，引出建筑電氣節(jié)能技術(shù)研究的重要性，并歸納了國(guó)內(nèi)外建筑電氣節(jié)能中常采用的樓宇自動(dòng)化智能管理、“冰蓄冷”空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)、照明系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)等幾種建筑電氣節(jié)能技術(shù)。 （2）對(duì)建筑電氣系統(tǒng)基本組成進(jìn)行了分析研究，并結(jié)合建筑電氣能耗基本組成，從建筑電氣節(jié)能控制管理研究中心目標(biāo)、直接目標(biāo)和間接目標(biāo)三個(gè)方面介紹建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能控制管理目標(biāo)體系。 （3）對(duì)高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)中配電變壓器、供配電線路、照明系統(tǒng)

23、、照明系統(tǒng)、電機(jī)拖拽系統(tǒng)等節(jié)能現(xiàn)狀進(jìn)行歸納總結(jié)后，結(jié)合建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能基本原則，對(duì)高層樓宇建筑電氣節(jié)能常采用的技術(shù)措施進(jìn)行認(rèn)真分析研究。（4）介紹了建筑電氣中的冰蓄冷空調(diào)電氣節(jié)能技術(shù)、冷熱電三聯(lián)產(chǎn)電氣節(jié)能技術(shù)、以及太陽能風(fēng)能等新能源電氣節(jié)能技術(shù)。 （5）分析了上海中心大廈電氣系統(tǒng)中供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電新能源系統(tǒng)等電氣初步設(shè)計(jì)節(jié)能方案。 (6) 在詳細(xì)方案的基礎(chǔ)上， 給出了高層樓宇建筑電氣節(jié)能技術(shù)研究課題進(jìn)一步解決的思路和方法。 第二章 建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)研究2.1 高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)不合理現(xiàn)狀 2.1.1 變壓器的節(jié)能問題 配電變壓器是城市供配電電網(wǎng)與高層樓宇建筑供配電

24、系統(tǒng)間進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換的中間媒介，同時(shí)也是電能分配調(diào)度的核心電氣設(shè)備。在高層樓宇建筑中，變壓器一般采用35kV將電源從城市變配電所中引入， 然后在各設(shè)備層采用 10kV 配電變壓器向各機(jī)電設(shè)備饋電。隨著配電變壓器運(yùn)行時(shí)間的不斷加長(zhǎng)，變壓器損耗在整個(gè)高層樓宇建筑供配電系統(tǒng)損耗中所占的電能損耗已經(jīng)達(dá)到10%以上，加上現(xiàn)代高層樓宇智能水平的不斷提高， 很多配電變壓器已經(jīng)不能滿足高層樓宇建設(shè)發(fā)展的需求，應(yīng)該被淘汰。但在很多早期（尤其是20世紀(jì)90 年代以前）修建的高層樓宇建筑，使用的配電變壓器大多是役齡超過 20 年的“64”和“73”系列的高損耗供配電變壓器，這與現(xiàn)代節(jié)能建筑中推廣使用的 S10、S11

25、 系統(tǒng)的節(jié)能型配電變壓器先比，變壓器空載損耗要高出 70%以上，而且負(fù)載損耗也要高出 20%以上，加上變壓器長(zhǎng)期不合理運(yùn)行，缺乏有效維護(hù)管理，其老化現(xiàn)象十分嚴(yán)重，這就大大增加了變壓器運(yùn)行的綜合能耗。 2.1.2 供配電線路的節(jié)能問題 在高層樓宇建筑中，使用各型號(hào)的供配電導(dǎo)線電纜不計(jì)其數(shù)。由于供配電線線路較多，運(yùn)行時(shí)其所消耗的有功功率是非常大的，減少供配電線路損耗是建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能的主要部分。然而在一些早期建設(shè)的高層樓宇建筑中，普遍存在導(dǎo)線截面選型不合理，布線迂回混亂，絕緣老化嚴(yán)重等問題，造成高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)電能浪費(fèi)十分嚴(yán)重。 同時(shí)隨著高層樓宇建筑各機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)對(duì)電能需求量的不斷增加， 就會(huì)

26、導(dǎo)致原設(shè)計(jì)的供配電線路經(jīng)濟(jì)截面與電氣系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)實(shí)際需求經(jīng)濟(jì)截面間存在嚴(yán)重不匹配情況，造成供配電線路長(zhǎng)期運(yùn)行在低效工況狀態(tài)，線路損耗大大增加，不僅影響到建筑物內(nèi)部各機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的正常運(yùn)行，降低了高層樓宇建筑的綜合服務(wù)水平， 同時(shí)線路上巨大的電能損耗還會(huì)給住宅用戶增添額外用電負(fù)擔(dān)。 2.1.3 照明系統(tǒng)的節(jié)能問題 照明燈光效果主要目的是營(yíng)造一個(gè)溫馨舒適的環(huán)境， 來調(diào)節(jié)人的工作、 學(xué)習(xí)、以及休閑心情，緩解緊張的工作壓力。但在很多高層樓宇建筑照明系統(tǒng)中，由于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念及設(shè)計(jì)方案沒有很好與現(xiàn)代高層樓宇建筑發(fā)展有效接軌， 很多樓宇建筑電氣系統(tǒng)中存在照明系統(tǒng)光源和燈具類型選擇不合理，匹配性能差、照度設(shè)計(jì)不

27、達(dá)標(biāo)、智能節(jié)能控制管理水平低、綜合服務(wù)差，能耗較大等問題，從而導(dǎo)致高層樓宇建筑照明系統(tǒng)不能發(fā)揮出其應(yīng)有的燈光效果，不僅造成巨大的電能資源浪費(fèi)，同時(shí)還大大影響人們正常的工作、學(xué)習(xí)、以及休息質(zhì)量水平。在早期高層樓宇建筑中，有很多地方依然使用白熾燈，這樣不利于建筑物長(zhǎng)遠(yuǎn)的節(jié)能經(jīng)濟(jì)發(fā)展。2.1.4 電機(jī)拖拽系統(tǒng)的節(jié)能問題 電機(jī)拖拽系統(tǒng)是現(xiàn)代高層樓宇建筑智能人性化服務(wù)水平的直接體現(xiàn)， 同時(shí)也是建筑電氣系統(tǒng)一個(gè)較大的電能消耗單元。在日常運(yùn)行維護(hù)過程中發(fā)現(xiàn)，電機(jī)拖拽系統(tǒng)普遍存在運(yùn)行方案設(shè)計(jì)不合理、需求調(diào)度智能分配自動(dòng)化水平低、綜合維護(hù)措施不到位等情況，造成建筑電氣系統(tǒng)中電機(jī)拖拽系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行在低效工況區(qū)，不僅

28、造成大量的電能浪費(fèi)，同時(shí)還由于電機(jī)拖拽系統(tǒng)長(zhǎng)期處于不平衡運(yùn)行工況，大量發(fā)熱降低電機(jī)系統(tǒng)綜合使用壽命。 2.1.5 日常運(yùn)行維護(hù)管理措施的節(jié)能問題 在很多高層樓宇建筑中普遍存在非長(zhǎng)明燈沒有得到實(shí)時(shí)控制長(zhǎng)期處于運(yùn)行狀態(tài)；辦公室人員節(jié)能意識(shí)不強(qiáng)，沒有養(yǎng)成隨手關(guān)燈、關(guān)風(fēng)扇、關(guān)空調(diào)、關(guān)電腦等習(xí)慣，經(jīng)常出現(xiàn)電腦、空調(diào)、甚至燈具等 24 小時(shí)運(yùn)行情況；空調(diào)溫度調(diào)節(jié)過高或過低，一方面降低了空調(diào)系統(tǒng)的舒適性能，另一方面增加了額外大量電能損耗，增加了建筑電氣系統(tǒng)能耗。因此，在日常工作中，培養(yǎng)辦公室、工作人員等的節(jié)能降耗意識(shí)。2.3.1.3 確定變壓器間負(fù)載經(jīng)濟(jì)分配 由于高層樓宇建筑通常是由幾臺(tái)變壓器同時(shí)分列運(yùn)行供

29、電， 即在建筑電氣系統(tǒng)中變壓器有功功率和無功功率總損耗為所有變壓器損耗的總和。 從大量文獻(xiàn)資料和實(shí)際設(shè)計(jì)工作經(jīng)驗(yàn)可知，在建筑物內(nèi)部用電負(fù)荷總量不變，且變壓器運(yùn)行方式也處于不變條件下， 變壓器間負(fù)載量的分配不同其變壓器系統(tǒng)總有功損耗和無功損耗也會(huì)有很大差別。因此，在多臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行或并列運(yùn)行模式下，需要對(duì)變壓器間的總負(fù)載進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分配，從而使各變壓器均運(yùn)行在最優(yōu)工況條件下，使變壓器總有功功率損耗和無功功率損耗降到到系統(tǒng)最低值。 2.3.1.4 保持配電變壓器三相負(fù)荷實(shí)時(shí)平衡 當(dāng)配電變壓器三相負(fù)荷處于不平衡狀態(tài)時(shí)，就會(huì)造成變壓器三相壓差過大，從而產(chǎn)生負(fù)序電壓，導(dǎo)致供配電系統(tǒng)電壓發(fā)生波動(dòng)，影響電壓質(zhì)

30、量和供配電系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。由于變壓器某相繞組中負(fù)荷電流過大，就會(huì)導(dǎo)致該繞組的銅損增大，增大變壓器損耗；負(fù)荷三相不平衡還會(huì)造成變壓器內(nèi)部磁路發(fā)生不平衡，從而形成大量的漏磁通，且在流經(jīng)銅皮、變壓器鐵心夾件等部件，就會(huì)發(fā)生發(fā)熱現(xiàn)象，增大變壓器內(nèi)部雜散損耗。因此，在高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工、以及后期運(yùn)行維護(hù)過程中，應(yīng)該對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行充分統(tǒng)計(jì)分析，設(shè)計(jì)出高效經(jīng)濟(jì)合理的供配電系統(tǒng)布線方案，并采取先進(jìn)的技術(shù)手段措施，保持變壓器運(yùn)行時(shí)其三相負(fù)荷長(zhǎng)期處于近似平衡工況；變壓器選擇應(yīng)盡量選在負(fù)荷中心位置。并在后期運(yùn)行維護(hù)過程中通過監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)供配電系統(tǒng)電壓水平， 并對(duì)不合理運(yùn)行工況進(jìn)行及時(shí)調(diào)整；對(duì)于高層

31、樓宇建筑中的大容量單相電氣設(shè)備，應(yīng)設(shè)專用單相變壓器， 并直接接在供配電系統(tǒng)的高壓網(wǎng)絡(luò)上； 同時(shí)采取相應(yīng)無功補(bǔ)償及消諧裝置，提高供配電系統(tǒng)功率因素，保證高層樓宇建筑電氣供配電系統(tǒng)安全穩(wěn)定、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的高下運(yùn)行。 2.3.1.5 選用新型節(jié)能變壓器 從大量實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)來看， 當(dāng)配電變壓器運(yùn)行過程中其過電壓水平達(dá)到額定電壓值5%時(shí)，其內(nèi)部鐵損量將會(huì)增加到15%；而當(dāng)配電變壓器的過電壓水平達(dá)到額定電壓值的 10%運(yùn)行，其內(nèi)部鐵損量則會(huì)急劇增高到額定時(shí)的 50%以上，且變壓器內(nèi)部空載電流值也會(huì)大幅度增加，從而增大了供配電系統(tǒng)中的無功損耗總量。因此，選用新型節(jié)能配電變壓器對(duì)提高建筑電氣系統(tǒng)電能使用效率具有非

32、常大的工程實(shí)際意義。 自動(dòng)調(diào)壓器是一種可以自動(dòng)跟蹤供配電系統(tǒng)中輸入電壓值的變化（主要由電力系統(tǒng)中負(fù)載波動(dòng)引起）值而通過內(nèi)部電壓的自動(dòng)調(diào)節(jié)，保證整個(gè)電壓輸出穩(wěn)定。自動(dòng)調(diào)壓器實(shí)際就是一個(gè)恒定輸出的三相自耦變壓器，它可以在供配電系統(tǒng)電壓處于20%波動(dòng)范圍內(nèi)，利用內(nèi)部相應(yīng)控制器對(duì)整個(gè)電壓進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)， 保證其輸出電壓的恒定， 從而有效提高供配電系統(tǒng)的供電電能質(zhì)量水平，保證建筑電氣系統(tǒng)高效穩(wěn)定的運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。 2.3.2 供配電線路節(jié)能技術(shù)方案 在進(jìn)行高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)， 應(yīng)該根據(jù)建筑物內(nèi)部機(jī)電設(shè)備負(fù)荷容量及分布、供電距離、機(jī)電設(shè)備特性等因素，進(jìn)行科學(xué)合理布線。整個(gè)供配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)盡

33、量簡(jiǎn)單清晰可靠，且各機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)配電級(jí)數(shù)不宜超過三級(jí)。供配電線路是整個(gè)高層樓宇建筑電能輸送直接載體，其動(dòng)力干線、支線等線路是一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的交叉性互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，其總長(zhǎng)度較長(zhǎng)，通常在數(shù)萬米甚至幾十萬米以上，線路上電能總損耗量相當(dāng)大，所以供電線路節(jié)能技術(shù)方案研究也是建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能研究的一個(gè)重點(diǎn)。 （1）合理選用導(dǎo)線類型 從技術(shù)經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)，選用電導(dǎo)率較小的新型材質(zhì)導(dǎo)線。在工程實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)銅芯電纜傳輸電能效率最佳，但由于銅的成本較高，因此在進(jìn)行線路布線方案設(shè)計(jì)時(shí)，要充分結(jié)合節(jié)約用銅，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠原則。對(duì)于負(fù)荷容量較大的一類、二類建筑中應(yīng)選用銅導(dǎo)線， 而對(duì)于三類或負(fù)荷量較小的其它建筑物中宜選用鋁芯導(dǎo)線，以

34、提高其經(jīng)濟(jì)性能。 （2）減少輸電線路長(zhǎng)度 在進(jìn)行變配電所選址規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量將其設(shè)置在靠近負(fù)荷中心位置，且變配電所的低壓配電室應(yīng)盡量靠近建筑物強(qiáng)電豎井部位， 以縮短饋電線路的供電距離，減少線路中電能損耗，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。 （3）增大線纜截面 在高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，不可避免的會(huì)出現(xiàn)某些機(jī)電設(shè)備距離饋電系統(tǒng)較遠(yuǎn)的情況， 這樣在進(jìn)行較遠(yuǎn)線路選型設(shè)計(jì)時(shí)，除了要滿足線路基本載流量、動(dòng)熱穩(wěn)定、電壓降、以及保護(hù)配合需要等基本功能條件下，應(yīng)可根據(jù)工程實(shí)際情況選擇大一級(jí)線纜截面，從而減少線路損耗。從大量工程實(shí)際數(shù)據(jù)來看，當(dāng)饋電線纜的截面小于 70m2時(shí)，如果其饋線線路總長(zhǎng)度超過 100m，增加饋電

35、線路一級(jí)線纜截面可以達(dá)到很好的節(jié)能經(jīng)濟(jì)效果。 （4）采取就地?zé)o功補(bǔ)償措施 高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)中， 如果向供電點(diǎn)較遠(yuǎn)且無功功率需求較大的電氣設(shè)備供電時(shí)，除了采取上述措施外，還應(yīng)采用就地?zé)o功補(bǔ)償措施以減少線路上相應(yīng)無功傳輸損耗，保證電氣設(shè)備高效穩(wěn)定的運(yùn)行，到達(dá)節(jié)能降耗的目的。 在高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)供配電線路設(shè)計(jì)，應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況，積極采取上述各項(xiàng)節(jié)能降耗技術(shù)措施，保證線路輸電電能綜合質(zhì)量水平，有效減少輸電線路上的電能損耗，達(dá)到供配電線路節(jié)能降耗的目的。 2.3.3.2 合理確定建筑電氣系統(tǒng)照明方案 （1）合理選擇照明搭配方案 i）應(yīng)安裝技術(shù)經(jīng)濟(jì)型、適用性、實(shí)際性等原則進(jìn)行建筑藝術(shù)照明設(shè)計(jì)，切

36、不可為了片面追求藝術(shù)形式，而降低照明系統(tǒng)的綜合經(jīng)濟(jì)可靠性； ii)在進(jìn)行智能高層樓宇建筑照明設(shè)計(jì)時(shí)，在有空調(diào)的房間中應(yīng)盡量選用照明空調(diào)組合式節(jié)能系統(tǒng)； iii）按照建筑物分區(qū)設(shè)置一般照明和混合照明系統(tǒng)； iv）在進(jìn)行需要高照度或改善光色要求的特殊場(chǎng)合照明設(shè)計(jì)時(shí)，宜結(jié)合場(chǎng)地實(shí)際情況，采用 2 種以上光源組成一個(gè)完善的混光照明系統(tǒng)。2.3.3.3 合理選擇高效經(jīng)濟(jì)光源 光源選擇是整個(gè)照明系統(tǒng)選型設(shè)計(jì)的主要部分， 在工程實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該結(jié)合工程實(shí)際情況、燈具使用場(chǎng)所、人員對(duì)照明設(shè)備視覺要求、以及照明數(shù)量和質(zhì)量等技術(shù)要求來合理選擇燈具光源類型。應(yīng)在滿足照明區(qū)域顯色性、啟動(dòng)時(shí)間等技術(shù)要求的前提下，優(yōu)選發(fā)光

37、效率高、顯色性好、綜合使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)行安全可靠、安裝維護(hù)簡(jiǎn)單方便、性價(jià)比較高的發(fā)光光源，具體選擇原則為： (1)對(duì)于安裝高度較低的場(chǎng)所應(yīng)選用熒光燈。目前，工程實(shí)際應(yīng)用中的熒光燈包括直管熒光燈和緊湊型熒光燈兩類,它們均具有非常高的光效性能，且壽命較長(zhǎng)，顯色性較高等優(yōu)點(diǎn)。但從大量科學(xué)研究和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)表明，直管熒光燈在使用壽命、 光通維持效率水平、以及性價(jià)比等方面均比緊湊型熒光燈較為優(yōu)越。3.3.3.4 采用高效率節(jié)能燈具 在高層樓宇建筑電氣照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，以上各類光源均很少單獨(dú)使用，而是將各種光源相互搭配,利用各種光源的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行互補(bǔ)，才能在工程實(shí)際應(yīng)用中真正體現(xiàn)各種光源的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，才能在發(fā)

38、揮照明系統(tǒng)應(yīng)有功能效果基礎(chǔ)上，構(gòu)筑節(jié)能降耗的完善合理方案。在照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，不僅要注意選用控光效果好、能量轉(zhuǎn)換效率高的燈具，同時(shí)還應(yīng)注意各種燈具的配光曲線，保證整個(gè)照明系統(tǒng)具有高效節(jié)能的燈光效果。燈具搭配不當(dāng)、燈具使用效率太低等均可能使照明系統(tǒng)浪費(fèi)高達(dá)30% 40%電能資源，而且一旦燈具安裝就位后，除了重新選型搭配安裝外，無其他方法可以補(bǔ)救，造成巨大能源浪費(fèi)或投資資金損失；另一方面如果整個(gè)照明系統(tǒng)燈具使用效率和轉(zhuǎn)換效率均非常高， 則不但可以使照明區(qū)域單位面積的耗電量大大下降,降低建筑電氣照明系統(tǒng)綜合投資，同時(shí)后期運(yùn)行維護(hù)控制管理較為靈活可靠，有效實(shí)現(xiàn)了電氣照明系統(tǒng)節(jié)能目的。在高層樓宇建筑照

39、明系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，一般不宜選用效率低于 70%的燈具。當(dāng)選用裝有遮光柵格燈具時(shí)，要安裝調(diào)試過程中要特別注意遮光柵格保護(hù)角對(duì)燈具光效性能的影響；合理選用布置非對(duì)稱光分布燈具，由于此類燈具具有減弱工作區(qū)反射眩光的優(yōu)點(diǎn)，因此其能在一定的照度下，有效改善人員的視覺條件，從而獲得較為優(yōu)越的燈光效果；選用變質(zhì)速度較慢的外殼材料燈具，如玻璃燈罩、搪瓷反射罩等外殼保護(hù)的燈具，可以有效減少光能衰減率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。 2.3.3.5 優(yōu)選氣體放電光源啟動(dòng)照明設(shè)備 從大量工程數(shù)據(jù)來看， 熒光燈用電感鎮(zhèn)流器其運(yùn)行功耗一般為熒光燈額定功率的 20%左右，而用高強(qiáng)度氣體放電燈的鎮(zhèn)流器其運(yùn)行功耗約為額定功率的15%16%

40、左右。電子鎮(zhèn)流器啟動(dòng)熒光燈能耗要比電感鎮(zhèn)流器啟動(dòng)熒光燈能耗低，大約可以節(jié)約10%的電能，而其自身功耗大約可以降低到電感鎮(zhèn)流器自身能耗的60%75%左右，也就是電子式啟動(dòng)照明設(shè)備其節(jié)電效果十分明顯。因此，對(duì)于氣體放電光源而言，宜配用電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器，以降低照明燈具電能損耗。 2.3.3.6 優(yōu)化照明控制方式 在進(jìn)行高層樓宇建筑照明系統(tǒng)控制模式設(shè)計(jì)時(shí)， 應(yīng)根據(jù)建筑物內(nèi)部各房間使用功能特點(diǎn)和技術(shù)要求的不同有區(qū)別的對(duì)待。對(duì)于面積較小的房間或照明場(chǎng)所宜采用一燈一控或二燈一控模式； 而對(duì)面積較大的房間或照明場(chǎng)所， 由于燈具較多，宜對(duì)照明區(qū)域進(jìn)行功能劃分，根據(jù)實(shí)際情況采用多燈一控模式，而且每個(gè)開

41、關(guān)控制的總燈數(shù)數(shù)據(jù)不宜太多，同時(shí)要考慮人員方便等因素。建筑物內(nèi)部樓梯間、走廊等公共場(chǎng)所照明器宜選用定時(shí)聲控開關(guān)等進(jìn)行控制。在遠(yuǎn)離側(cè)窗自然采光性能較差的場(chǎng)所應(yīng)設(shè)計(jì)電氣照明。對(duì)于智能家居而言，宜采用光電控制的自動(dòng)調(diào)光集成控制系統(tǒng)，以隨自然光的照明變化而自動(dòng)地調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)內(nèi)部照度的強(qiáng)弱，保證整個(gè)室內(nèi)照明具有穩(wěn)定、舒適可靠、溫馨的燈光效果。對(duì)于建筑物室外照明系統(tǒng)宜采用光電自動(dòng)切換開關(guān)或光電定時(shí)控制開關(guān)進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。 2.3.4 電梯拖拽系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)方案 采用高效可靠、 節(jié)能經(jīng)濟(jì)的電氣控制方案是電機(jī)拖拽系統(tǒng)節(jié)能降耗的主要手段，常用的技術(shù)方案包括：利用變頻調(diào)速控制方式改變傳統(tǒng)的繼電器控制方式，從而根據(jù)系統(tǒng)

42、控制對(duì)象需求，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電源輸入端電源頻率，通過調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速使整個(gè)電機(jī)拖拽系統(tǒng)達(dá)到輸入與輸出間動(dòng)態(tài)平衡，從而達(dá)到提高系統(tǒng)功率因素、節(jié)能降耗的目的；改變電機(jī)驅(qū)動(dòng)容量，保證其達(dá)到最佳運(yùn)轉(zhuǎn)工況；合理群控呼梯節(jié)能控制系統(tǒng)的構(gòu)筑，通過對(duì)高層樓宇建筑內(nèi)部多部電梯進(jìn)行合理調(diào)度分配管理，防止電梯長(zhǎng)期運(yùn)行在空載或輕載工況下，降低電梯系統(tǒng)能耗，達(dá)到節(jié)能降耗的目的；電梯回饋技術(shù)，將電梯運(yùn)行過程中產(chǎn)生的一部分能耗反饋到供配電系統(tǒng)中，從而降低電梯系統(tǒng)能耗，達(dá)到節(jié)能降耗的目的等。 2.3.4.1 電梯群控呼梯分配節(jié)能技術(shù) 在高層樓宇建筑電梯群控系統(tǒng)中，主要有兩種類型電梯召喚信號(hào)，即：廳外召喚和轎廂內(nèi)召喚。電梯廳外召喚是由乘

43、客在各層電梯門廳外出通過按鈕觸發(fā)的電梯召喚信號(hào)； 而轎廂內(nèi)召喚信號(hào)是由乘客在電梯轎廂內(nèi)通過按鈕觸發(fā)的電梯召喚信號(hào)。處于同一群控系統(tǒng)下分配調(diào)度管理的電梯群，在各層電梯門廳外處使用一組公用呼電按鈕，用來給群控系統(tǒng)提供一個(gè)目標(biāo)指向?qū)?。在電梯群控系統(tǒng)中，由監(jiān)控上位主機(jī)實(shí)時(shí)掃描監(jiān)控廳外招呼信號(hào)，當(dāng)有相應(yīng)指向脈沖時(shí)，就會(huì)通過智能分析判斷，決定處于最佳響應(yīng)任務(wù)的電梯去執(zhí)行該任務(wù)，利用智能合理的電梯分配跳讀， 使整個(gè)電梯群始終保持較為優(yōu)越的運(yùn)行工況， 減少不必要的電能損耗， 達(dá)到電梯節(jié)能智能分配調(diào)度控制目的。 2.3.4.2 電梯回饋制能節(jié)能技術(shù) 隨著控制技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展， 變頻調(diào)速節(jié)能控制技術(shù)已在高層樓宇建

44、筑垂直載客群控電梯系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用， 但在運(yùn)行過程中電梯不可避免的會(huì)存在兩種特殊運(yùn)行狀態(tài)，也稱為特殊工況，即,輕載上行和重載下行。從電梯工作原理來看， 當(dāng)電梯運(yùn)行于這兩種特殊工況時(shí)，電梯的拖拽電機(jī)實(shí)際是處于制動(dòng)發(fā)電工況，這樣就會(huì)在電梯運(yùn)行過程中產(chǎn)生一定量的再生電能。 和重載下行時(shí)間持續(xù)較長(zhǎng)，這部分能量十分可觀。但由于電梯系統(tǒng)采用變頻器控制限制了再生能量的單相流動(dòng)，故這部分再生電能只能以其它形式消耗掉，而不能被回饋到電梯供配電電網(wǎng)系統(tǒng)中，從而造成大量電能浪費(fèi)。 從實(shí)際電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)來看，電梯運(yùn)行在特殊工況中所形成的再生電能，出于從整個(gè)控制系統(tǒng)元器件保護(hù)來考慮，通常采用投入能耗制動(dòng)電阻以發(fā)熱形

45、勢(shì)將這部分能量消耗掉目的。 這個(gè)采用電阻發(fā)熱保護(hù)方式， 雖然具有技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、檢修維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，但是電阻發(fā)熱不僅會(huì)惡化高層樓宇電梯控制機(jī)房的運(yùn)行環(huán)境，影響其它電子元器件的正常運(yùn)行性能；同時(shí)為了散熱增加了空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)載，從而造成巨大電能浪費(fèi)。為了收取這部分再生電能，降低電梯系統(tǒng)的綜合能耗，很多電梯生產(chǎn)廠家分別對(duì)該部分能量展開大量測(cè)試研究。據(jù)一些測(cè)試資料表明，對(duì)于一部普通的商住樓電梯而言，該電梯在特殊工況下運(yùn)行時(shí)，一年內(nèi)大約可以再生電能約3 萬度。且從測(cè)試數(shù)據(jù)中表明，樓層越高、運(yùn)轉(zhuǎn)速度越快的電梯系統(tǒng)，其在運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的再生能量資源也就越大。因此，電梯在特殊工況條件下運(yùn)行所產(chǎn)生再生能

46、量，其數(shù)量是十分巨大大，能量回收利用效益非?？捎^。從目前國(guó)內(nèi)外電梯節(jié)能試驗(yàn)樣機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)來看，如果將電梯該部分能耗量進(jìn)行有效回收利用，大約可以節(jié)約電梯 20%46%的能耗，這對(duì)現(xiàn)代高層樓宇建筑群控電梯系統(tǒng)而言， 意義十分重大而且也是建筑電氣節(jié)能研究的一個(gè)重要內(nèi)容。由于電梯再生能量是高壓直流電能，為了將該部分能量回饋入電梯供配電電網(wǎng)系統(tǒng)或供給它電氣設(shè)備使用，通常利用電能逆變技術(shù)將該部分能量轉(zhuǎn)換為通用電能，降低電梯系統(tǒng)能耗。但從大量研究發(fā)現(xiàn)，電梯回饋制能技術(shù)由于涉及到大功率逆變、諧波等問題，目前還不能具備實(shí)際應(yīng)用調(diào)節(jié)，仍處于測(cè)試研發(fā)階段，但電梯制能饋網(wǎng)技術(shù)其節(jié)能理論效率可以在35%左右，因此，其巨大

47、節(jié)能效果必將是建筑電氣電梯系統(tǒng)節(jié)能研究的一個(gè)熱點(diǎn)。 第三章 樓宇自動(dòng)化電氣系統(tǒng)智能節(jié)能 在對(duì)國(guó)內(nèi)建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能現(xiàn)狀和節(jié)能潛力進(jìn)行歸納總結(jié)后，本章將從建筑電氣節(jié)能的基本思想和實(shí)現(xiàn)目標(biāo)入手， 構(gòu)筑樓宇自動(dòng)化電氣系統(tǒng)智能管理節(jié)能總體方案體系。 3.1 高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)組成 高層樓宇建筑是多學(xué)科交融的多功能綜合體， 隨著人們對(duì)室內(nèi)環(huán)境舒適性質(zhì)量水平要求的不斷提高，為了滿足建筑物內(nèi)部相應(yīng)人性化服務(wù)功能需求，高層樓宇建筑中增設(shè)了許多種智能電氣控制系統(tǒng)。3.2 建筑電氣系統(tǒng)能耗組成 高層樓宇建筑人性化服務(wù)功能的實(shí)現(xiàn)， 均以各類電氣設(shè)備控制系統(tǒng)運(yùn)行為基礎(chǔ)，即高層樓宇建筑功能越多愈完善，相應(yīng)所需的電氣控制

48、系統(tǒng)類型也更多，電氣設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控管理系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)也變得愈復(fù)雜， 建筑電氣機(jī)電設(shè)備的總體耗能也就越大。隨著電力電子技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等快速發(fā)展，建筑電氣綜合自動(dòng)化水平有了很大提高，對(duì)應(yīng)能耗也增加了很多，也就是說 21 世紀(jì)是一個(gè)能源匱乏的時(shí)代， 能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略意義。高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)耗能主要集中在各類機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)在運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的能耗， 而宇自動(dòng)化能源智能監(jiān)控管理系統(tǒng)作為建筑物電氣系統(tǒng)節(jié)能的在線監(jiān)測(cè)工具和主要技術(shù)手段， 其與高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)間形成的節(jié)能關(guān)系是建筑電氣工作人員研究的一個(gè)重大課題。 樓宇自動(dòng)化能源智能監(jiān)控管理系統(tǒng)與研究建筑電氣節(jié)能系統(tǒng)有著極為密切的關(guān)系， 利用

49、各類傳感器或儀表檢測(cè)建筑物內(nèi)部各類機(jī)電系統(tǒng)能耗數(shù)據(jù)信息， 是高層樓宇能源集成監(jiān)視控制系統(tǒng)運(yùn)行的重要保證， 建立能耗數(shù)據(jù)庫(kù)是研究高層樓宇建筑電氣節(jié)能降耗系統(tǒng)的基礎(chǔ)樓宇自動(dòng)化中的集散控制系統(tǒng)(DCS)是完成建筑電氣中各子系統(tǒng)智能控制管理功能的主要網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，更是實(shí)施建筑電氣節(jié)能運(yùn)行控制管理的媒介。從前面分析來看，暖通空調(diào)、照明系統(tǒng)、電梯、給排水等機(jī)電設(shè)備子系統(tǒng)是建筑電氣節(jié)能研究重要對(duì)象。 3.3 建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能控制管理目標(biāo)體系 2.3.1 建筑電氣節(jié)能控制管理研究中心目標(biāo) 建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)研究的中心目標(biāo)就是在能夠維持高層樓宇建筑內(nèi)部各機(jī)電設(shè)備能夠穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，通過在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行負(fù)荷充分統(tǒng)計(jì)分

50、析、方案優(yōu)化技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較、采用先進(jìn)控制技術(shù)裝置等手段， 優(yōu)化運(yùn)行耗能大的空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)等設(shè)計(jì)方案，降低建筑電氣綜合能耗。在設(shè)計(jì)中要降低建筑電氣綜合能耗，重點(diǎn)在于通過優(yōu)化各類機(jī)電系統(tǒng)的運(yùn)行方式降低建筑電氣系統(tǒng)能耗。降低建筑物內(nèi)部各類機(jī)電設(shè)備綜合能耗，除了在設(shè)計(jì)中要優(yōu)化設(shè)計(jì)選型方案外，還要從系統(tǒng)運(yùn)行控制模式入手，對(duì)建筑電氣各類系統(tǒng)能耗產(chǎn)生的原因及改進(jìn)措施進(jìn)行詳細(xì)分析研究，在保證高層樓宇建筑各機(jī)電系統(tǒng)發(fā)揮出其應(yīng)有的功能水平外，有效降低機(jī)電設(shè)備綜合運(yùn)行能耗，使智能建筑電氣系統(tǒng)向節(jié)能化、智能控制化、安全可靠性、舒適性、快捷性、以及經(jīng)濟(jì)性等方面穩(wěn)健發(fā)展，從而推進(jìn)建筑節(jié)能工作的順利開展3.3.

51、2 建筑電氣節(jié)能控制管理研究直接目標(biāo) （1）空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能 空調(diào)系統(tǒng)是高層樓宇建筑內(nèi)部營(yíng)造舒適宜人環(huán)境的重要保障性系統(tǒng)， 是高層樓宇住宅居民供熱制冷的核心。從圖 2-2 和圖2-3 中可以看出，空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗大約占整個(gè)樓宇建筑電氣能耗的60%左右，也就是說空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能是建筑電氣節(jié)能研究的一個(gè)重要組成部分。 （2）照明系統(tǒng)節(jié)能 從圖2-2 和圖2-3 中分析可知， 照明系統(tǒng)能耗約占整個(gè)建筑電氣系統(tǒng)能耗的30%左右，也就是說照明系統(tǒng)也是建筑電氣節(jié)能研究的一個(gè)重要組成部分。就目前工程實(shí)際應(yīng)用來看， 建筑電氣系統(tǒng)中照明子系統(tǒng)節(jié)能措施主要有合理安排用電需求，利用峰谷差降低系統(tǒng)中的不必要用電；采用先進(jìn)的智

52、能照明控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)根據(jù)室內(nèi)光照度、居民起居等需求動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)控制照明系統(tǒng)，構(gòu)筑建筑電氣綠色節(jié)能照明系統(tǒng)。（3）電梯、給排水等系統(tǒng)節(jié)能 電梯、給排水等靠電機(jī)作為主要?jiǎng)恿Φ淖詣?dòng)控制系統(tǒng)，其主要能耗來自于系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)拖拽電機(jī)、水泵電機(jī)等造成的電能損耗。電梯、給排水等系統(tǒng)，相比空調(diào)系統(tǒng)而言，其控制目標(biāo)較單一、控制功能較簡(jiǎn)單，因此，此類系統(tǒng)主要采取變頻調(diào)速控制，利用水壓、電梯運(yùn)行模式等控制參數(shù)，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，讓電機(jī)拖拽系統(tǒng)始終保持輸入與輸出間動(dòng)態(tài)平衡， 使整個(gè)拖拽系統(tǒng)長(zhǎng)期在最優(yōu)運(yùn)行工況條件下運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。 3.4 建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能研究實(shí)施框架 從前面對(duì)建筑電氣系統(tǒng)能耗和建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能控制管

53、理目標(biāo)進(jìn)行認(rèn)真分析研究，并明確了建筑電氣節(jié)能的基本思想和需要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)體系后，基于建筑電氣子系統(tǒng)的控制模式、控制對(duì)象的基礎(chǔ)上，確定了建筑電氣系統(tǒng)中以機(jī)電設(shè)備運(yùn)行控制目標(biāo)和影響運(yùn)行能耗作為整個(gè)電氣節(jié)能系統(tǒng)的主要控制對(duì)象。 第四章 建筑電氣空調(diào)系統(tǒng)及新能源節(jié)能新技術(shù)研究 4.1 冰蓄冷空調(diào)電氣節(jié)能技術(shù) 冰蓄冷空調(diào)電氣節(jié)能技術(shù)原理，是在電力負(fù)荷較低的夜間，利用“低谷”區(qū)的電能資源采用制冷機(jī)進(jìn)行制冷，將電能轉(zhuǎn)換為冷量，然后利用冰的潛熱特性，利用相應(yīng)儲(chǔ)存容量將冷量?jī)?chǔ)存起來。而在電力負(fù)荷較高的白天電能需求高峰期，把冰中所儲(chǔ)存的冷量有機(jī)釋放出來， 以滿足建筑物制冷空調(diào)系統(tǒng)或其它制冷生產(chǎn)工藝的需求，從而達(dá)到添補(bǔ)

54、高峰電能供應(yīng)不足、利用峰谷電價(jià)差節(jié)省電費(fèi)、以及降低空調(diào)設(shè)備容量等目的。高層樓宇建筑中廣泛采用冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，主要是利用水-冰-水轉(zhuǎn)換變成中伴隨著熱量遷移的功能特性， 盡可能利用夜間電力負(fù)荷低谷區(qū)的廉價(jià)電能資源，讓制冷機(jī)在最優(yōu)工況條件下運(yùn)轉(zhuǎn)制冰，將樓宇制冷空調(diào)系統(tǒng)所需全部或部分冷源以潛熱形式儲(chǔ)存于固態(tài)或結(jié)晶狀冰體中， 這樣當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)過負(fù)荷工況時(shí)，冰就會(huì)自動(dòng)吸收相應(yīng)熱量融化，以低溫能量水提供空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)所需的冷源，從而實(shí)現(xiàn)將低谷電能資源向高峰電能資源轉(zhuǎn)換的目的，達(dá)到電能能源的充分利用，提高空調(diào)制冷設(shè)備的綜合利用率。在現(xiàn)代分時(shí)電價(jià)的廣泛實(shí)施過程中，有效將低谷廉價(jià)電能資源轉(zhuǎn)換到高峰時(shí)利用，將會(huì)取得

55、非常顯著的節(jié)約電費(fèi)的經(jīng)濟(jì)效益。冰蓄冷空調(diào)電氣節(jié)能技術(shù)主要包括以下優(yōu)點(diǎn)： （1）有利于電網(wǎng)峰谷電力負(fù)荷調(diào)節(jié)，減緩電廠和供配電設(shè)施的供電壓力； （2）利用冰蓄能技術(shù)，在空調(diào)過負(fù)荷期間，將冷量水提供給制冷主機(jī)，從而減少了制冷主機(jī)容量，同時(shí)減少空調(diào)系統(tǒng)相應(yīng)的配套系統(tǒng)增容費(fèi)用，減少了空調(diào)系統(tǒng)綜合投資； （3）將低谷期的電能資源有效儲(chǔ)存起來，利用電網(wǎng)峰谷荷電價(jià)差額，降低空調(diào)系統(tǒng)在高峰期的電能消耗，減少了高層樓宇建筑的空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用； （4）冷凍水溫度可以降到 1-4，從而實(shí)現(xiàn)了高層樓宇大溫差、低溫送風(fēng) 空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)造，同時(shí)節(jié)省了水、風(fēng)輸送系統(tǒng)的綜合投資和系統(tǒng)能耗； （5）冰蓄冷空調(diào)相對(duì)濕度較低，空調(diào)制冷品質(zhì)

56、得到有效提高，可有效防止常規(guī)中央空調(diào)綜合癥，增強(qiáng)空調(diào)系統(tǒng)的人性化服務(wù)水平； （6）冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)為高層樓宇空調(diào)系統(tǒng)提供了一個(gè)應(yīng)急冷源，從而提高了空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性； （7）冰蓄冷空調(diào)冷量全年均按一對(duì)一配置，系統(tǒng)電能資源綜合利用率較高，節(jié)約空調(diào)系統(tǒng)綜合能耗經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。 冰蓄冷空調(diào)電氣節(jié)能技術(shù)是高層樓宇建筑削峰填谷、 緩解供配電系統(tǒng)電能供應(yīng)壓力和新增用電點(diǎn)矛盾的有效解決節(jié)能降耗解決途徑，在建筑電氣節(jié)能領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用前景，有效推動(dòng)著建筑節(jié)能工作的順利開展。 4.2 冷熱電聯(lián)產(chǎn)電氣節(jié)能技術(shù) 冷、熱、電聯(lián)產(chǎn)(BCHP)技術(shù)是一種建立在能源梯級(jí)綜合利用理念的基礎(chǔ)上，集制冷、供熱(建筑物采暖

57、與供熱水)、以及發(fā)電三個(gè)過程為一體的多聯(lián)產(chǎn)能量綜合分配利用高效系統(tǒng)，與遠(yuǎn)程單獨(dú)送電工程相比，使能源資源利用效率得到了大大提高。據(jù)大量文獻(xiàn)資料和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)可知，大型發(fā)電廠的能源綜合利用發(fā)電效率僅有30% 55%，扣除廠用電和電能輸送線損率，到達(dá)終端的能源利用效率大約只有 35%47%，而 BCHP 三聯(lián)產(chǎn)技術(shù)其能源綜合利用效率大約可達(dá) 80%90%，且由于三聯(lián)產(chǎn)工程耗能用戶通常較近，幾乎沒有任何電能輸送損耗。對(duì)于熱電聯(lián)供系統(tǒng)而言，如果向系統(tǒng)輸入 100 個(gè)單位的能量，則一般可以獲得 30 個(gè)單位的電能輸出，也就是發(fā)電效率為 30%；但同時(shí)還可以收獲 50 單位的熱量資源，即獲得 50%的熱量，這樣整個(gè)系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化率可以高達(dá) 80%，總能量的損失率大約只有 20%。對(duì)于常規(guī)獨(dú)立能量供應(yīng)系統(tǒng)而言，如果需要 30 個(gè)單位的電能輸出，如果照能量轉(zhuǎn)換效率為 35%計(jì)算，則需要 85 個(gè)單位的能量輸入，總損失能量為55個(gè)單位；同理如果要獲得50 個(gè)單位熱量