了得網工業技術_雙碳節能建築電氣應用導則

編輯推薦

1.本書是由中國建築節能協會電氣分會、中國城市發展規劃設計咨詢有限公司組織編寫。行業專家團隊共同協作而成。
2.中國工程院院士李立浧（cheng）院士為這本書做了點評：“該書緊扣區域能源規劃、低壓直流、光儲直柔、智慧用能及綜合能源等多項前沿技術要點，指明了雙碳戰略下建築電氣繫統的發展趨勢，前瞻性高、指導性好。”

內容簡介

編本書對碳達峰和碳中和路徑進行分析，介紹國內外的“雙碳”政策，分析“雙碳”和建築、能源的關繫，對建築能源繫統進行解構，從低碳能源規劃、光伏發電、低碳儲能及充電樁、低碳建築電氣的設計原則與方法、低碳照明、智慧用能管理繫統架構和多能流綜合能源等多個維度對建築實現節能、降碳、增效的方法和手段進行深度剖析，重構以建設新型電力繫統為電力繫統改革目標下的低碳節能建築能源體繫，尤其是對低壓直流技術、“光儲直柔”建築繫統特點進行詳細闡述。本書還提供了公共建築、工業建築和居住建築的一些應用案例供讀者理解和參考。
本書贈送超值視頻，詳解專業關鍵點。

前言
第1章總則
1.1“雙碳”戰略發展路徑分析
1.1.1碳彙與碳達峰、碳中和基本概念
1.1.2碳中和的發展路徑
1.1.3中國“3060”目標和發展戰略
1.2“雙碳”政策
1.2.1國際政策
1.2.2國家政策
1.2.3地方政策
1.3“雙碳”與能源、建築的關繫
1.3.1“雙碳”目標下的能源結構
1.3.2“雙碳”目標下的區域能源規劃
1.3.3多能流綜合能源繫統前言
第1章總則
1.1“雙碳”戰略發展路徑分析
1.1.1碳彙與碳達峰、碳中和基本概念
1.1.2碳中和的發展路徑
1.1.3中國“3060”目標和發展戰略
1.2“雙碳”政策
1.2.1國際政策
1.2.2國家政策
1.2.3地方政策
1.3“雙碳”與能源、建築的關繫
1.3.1“雙碳”目標下的能源結構
1.3.2“雙碳”目標下的區域能源規劃
1.3.3多能流綜合能源繫統
1.3.4建築的“雙碳”路徑
1.4低碳建築電氣繫統的創新與發展方向
1.4.1以新能源為主體的新型電力繫統
1.4.2低碳建築電氣繫統的創新與發展
第2章低碳能源規劃
2.1能源規劃
2.1.1城市規劃體繫與能源規劃概述
2.1.2城市能源的特征、轉型與挑戰
2.1.3能源規劃方法
2.2負荷預測與可再生能源評估
2.2.1負荷預測
2.2.2可再生能源評估
2.3區域能源繫統
2.3.1能源繫統總體方案
2.3.2繫統優化配置
2.3.3碳捕獲與封存技術
2.3.4區域能源繫統規劃建模方法
2.3.5區域能源繫統控制策略
2.3.6區域能源繫統評價指標
2.4模塊化綜合能源繫統
2.4.1組成與架構
2.4.2模塊化能源繫統與傳統能源繫統的比較
2.4.3應用案例
2.5綜合能源服務平臺規劃
2.5.1綜合能源服務平臺功能規劃
2.5.2綜合能源服務平臺架構
2.5.3綜合能源服務需求側響應案例
第3章低碳建築電氣設計原則與方法
3.1低碳建築電氣繫統背景
3.1.1建築電氣繫統的現狀
3.1.2低碳建築電氣繫統的特點
3.1.3低碳建築電氣繫統的設計原則
3.2分布式發電接入
3.2.1分布式發電繫統種類
3.2.2分布式發電繫統的接入
3.2.3電梯能量回饋繫統的接入
3.3低碳建築供配電繫統
3.3.1供配電繫統的設計方法
3.3.2電氣低碳節能技術
3.3.3電能質量與治理
3.3.4專業協同保障設計
3.4直流配電繫統
3.4.1低碳建築中引入低壓直流配電的意義
3.4.2直流配電繫統接線和接地形式選擇
3.4.3直流配電繫統保護
3.4.4直流配電繫統線纜選擇
3.4.5空調共直流母線配電繫統
3.5光儲直柔微網
3.5.1光儲直柔微網的意義
3.5.2光儲直柔微網的組成
3.5.3電能路由器
第4章光伏發電繫統
4.1光伏發電的意義
4.1.1光伏發電的背景
4.1.2光伏產業發展情況及預測
4.1.3光伏建築在碳達峰、碳中和路徑中的重要意義
4.2光伏發電原理及繫統組成
4.2.1光伏電池分類及性能分析
4.2.2光伏發電繫統的形式
4.2.3光伏發電繫統的其他關鍵設備
4.3建築光伏發電繫統設計要點
4.3.1建築與光伏一體化的定義
4.3.2建築與光伏一體化的特點
4.3.3繫統設計步驟及內容
4.3.4繫統設計與計算
4.4建築光伏發電繫統施工要點
4.4.1主要設備施工與安裝
4.4.2光伏發電繫統的調試
4.4.3光伏發電繫統的維護
4.4.4光伏發電繫統驗收要點
4.5建築光伏發電繫統其他重點問題
4.5.1電纜失配的影響
4.5.2光伏發電對供電安全造成的影響
4.5.3光伏組件溫度效應問題
4.5.4光伏組件光污染問題
4.5.5光伏組件清洗問題
4.6光伏發電在建築中的應用
4.6.1太陽能光伏發電在公共建築上的應用
4.6.2太陽能光伏發電在民用建築上的應用
第5章低碳儲能繫統
5.1儲能繫統技術
5.1.1儲能的意義及發展趨勢
5.1.2儲能技術分類
5.1.3物理儲能
5.1.4化學儲能
5.2儲能電池的選擇
5.2.1儲能電池的發展
5.2.2儲能電池的類型及性能
5.2.3儲能電池的成本
5.3儲能繫統設計要點
5.3.1儲能繫統集成技術
5.3.2電池狀態監測及管理技術
5.3.3儲能繫統熱管理設計
5.3.4儲能繫統消防安全設計要點
5.4儲能繫統施工要點
5.4.1選址施工
5.4.2設備安裝
5.4.3驗收
5.5儲能繫統專項及典型案例
5.5.1儲能全生命周期運維管理
5.5.2儲能繫統評價指標
5.5.3電池本體回收
5.5.4儲能典型實施案例
第6章電動汽車充電設施繫統
6.1電動汽車對於“雙碳”戰略的意義
6.1.1汽車電動化與能源變革
6.1.2電動汽車的發展現狀及趨勢
6.1.3電動汽車充電設施的相關政策
6.2充電設施繫統設計要點
6.2.1負荷分級與計算
6.2.2供電電源
6.2.3配電繫統
6.2.4消防繫統
6.2.5監控及管理繫統
6.3充電設施的布置與安裝要點
6.3.1一般要求
6.3.2典型停車位充電設備的布置
6.3.3充電設備的安裝
6.4專項研究及典型案例
6.4.1電動汽車有序充電控制策略
6.4.2電動汽車充、放電繫統
6.4.3大功率充電設備
6.4.4充電站實施案例
第7章低碳照明繫統
7.1低碳照明繫統的意義
7.1.1低碳照明繫統的背景
7.1.2低碳照明繫統簡述
7.1.3照明繫統的低碳化的路徑
7.2智能照明控制繫統
7.2.1智能照明控制繫統功能
7.2.2智能照明控制繫統設計
7.2.3調光控制方法簡介
7.2.4典型應用場景介紹
7.3物聯網照明繫統
7.3.1物聯網照明繫統與智能照明繫統的差異
7.3.2物聯網照明繫統功能
7.3.3物聯網照明繫統設計
7.3.4典型應用場景介紹
7.4室內直流照明繫統
7.4.1直流照明繫統
7.4.2直流照明繫統燈具選擇
7.4.3直流照明供電繫統
7.4.4部分應用場景介紹
7.5智慧路燈繫統
7.5.1智慧路燈繫統的功能
7.5.2智慧路燈供電設計
7.5.3智慧路燈智慧化實現的方式
7.5.4典型應用場景介紹
第8章智慧用能繫統
8.1智慧用能繫統概念、規劃及要求
8.1.1智慧用能繫統的概念
8.1

前言

2020年9月，我國承諾：中國二氧化碳排放力爭於2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。2021年，國務院發布了《關於加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體繫的指導意見》；生態環境部發布了《碳排放權交易管理辦法（試行）》《碳排放權登記管理規則（試行）》《碳排放權交易管理規則（試行）》《碳排放權結算管理規則（試行）》等文件；住房和城鄉建設部也發布了“雙碳”政策相關文件。
目前，我國經濟已由高速增長階段轉向高質量發展階段，發展與減排的壓力巨大。有關數據顯示：全球2020年碳排放總量約為330億t，中國排放總量占30%，歐盟約占6%。2018年民用建築建造的碳排放總量約為18億t CO2，其中建材生產運輸階段碳排放量占65%，水泥生產工藝過程的碳排放量占30%。研究表明，我國建築業既是國家發展的支柱產業，也是碳排放的重點行業，制定可持續的低碳節能建築標準，大力發展綠色低碳節能技術，建設低碳環保智慧建築，節能可以降低碳排放，是實現“雙碳”目標的重要措施之一。
建築業的碳排放分布於建材的生產過程、建築的建造過程及使用過程，即貫穿於整個建築的全生命周期，同時在不同的時間和空間，以不同的方式和強度排放。因此，實現“雙碳”目標也需要繫統思維、科學論證、技術支撐、精準實施、閉環管控。對於實現“雙碳”目標的主要要求、方法、路徑及措施有以下幾點思考：
一、實現“雙碳”目標的主要要求2020年9月，我國承諾：中國二氧化碳排放力爭於2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。2021年，國務院發布了《關於加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體繫的指導意見》；生態環境部發布了《碳排放權交易管理辦法（試行）》《碳排放權登記管理規則（試行）》《碳排放權交易管理規則（試行）》《碳排放權結算管理規則（試行）》等文件；住房和城鄉建設部也發布了“雙碳”政策相關文件。
目前，我國經濟已由高速增長階段轉向高質量發展階段，發展與減排的壓力巨大。有關數據顯示：全球2020年碳排放總量約為330億t，中國排放總量占30%，歐盟約占6%。2018年民用建築建造的碳排放總量約為18億t CO2，其中建材生產運輸階段碳排放量占65%，水泥生產工藝過程的碳排放量占30%。研究表明，我國建築業既是國家發展的支柱產業，也是碳排放的重點行業，制定可持續的低碳節能建築標準，大力發展綠色低碳節能技術，建設低碳環保智慧建築，節能可以降低碳排放，是實現“雙碳”目標的重要措施之一。
建築業的碳排放分布於建材的生產過程、建築的建造過程及使用過程，即貫穿於整個建築的全生命周期，同時在不同的時間和空間，以不同的方式和強度排放。因此，實現“雙碳”目標也需要繫統思維、科學論證、技術支撐、精準實施、閉環管控。對於實現“雙碳”目標的主要要求、方法、路徑及措施有以下幾點思考：
一、實現“雙碳”目標的主要要求
1國際能源署《2050年淨零排放：全球能源行業路線圖》提出了七個解決方案：可再生能源、能源效率、電氣化、生物能源、碳捕集利用與封存（CCUS）、氫和氫基燃料、行為改變。
2國家發展改革委提出了“雙碳”任務要求：產業布局集聚化，利用方式低碳化，技術裝備先進化，模式機制創新化，運營管理規範化。
3國家發展改革委提出了“雙碳”保障措施：大力調整能源結構，推動產業結構轉型，提升能源利用效率，加速低碳技術研發推廣，健全低碳發展體制機制，努力增加生態碳彙。
二、實現“雙碳”目標的主要方法
1“雙碳”政策導向：盡快編制能源效率標準，制定低碳節能的獎勵辦法。通過政策引導，標準落地，有章有度，循序漸進，用好“雙碳”機遇，推進能源革命，構築綠色低碳循環發展的經濟體繫。
2“雙碳”經濟支撐：國家應提供相應的資本資金，通過碳交易產生資金，面向市場制定商業模式，經濟協同，金融保障，積極構建有力促進綠色低碳發展的財稅政策體繫，進一步完善生態保護補償制度機制，以及與環保相關的稅收制度。
3“雙碳”技術措施：提倡智能化的技術，創新低碳節能的新技術和新產品。提倡技術創新、技術整合、跨界融合和持續提升。研究可再生能源發電技術，碳捕集利用與封存（CCUS）技術，儲能和智能電網技術，CO2溫室氣體減排技術等。
4“雙碳”評價體繫：盡快制定低碳產品效能和“雙碳”節能改造技術認證體繫。設置管理閉環、引導示範、雙向反饋、循環發展，構建中國特色ESG（環境、社會和治理）評價體繫，強制ESG信息披露，推進全球ESG標準統一。
三、實現“雙碳”目標的主要路徑
1國家層面：制定“雙碳”政策，金融支持，戰略考核，分解目標。轉變能源發展方式，加快推進清潔和電能替代，解決好能源開發、配置和消納問題，制定定性定量的“雙碳”總量目標。
2行業層面：制定“雙碳”標準，研究低碳措施，宣傳推廣“雙碳”新理念。優化經濟和能源結構，提高能源效率，增加吸碳固碳和實施標準，大力推進終端用能電氣化。
3企業層面：研發“雙碳”新技術、新產品、新繫統，承擔社會責任。承諾生產和運營所需電力均來自可再生能源，及早轉身擁抱零碳轉型，推動自身業務結構零碳轉型。
4個人層面：從我做起，綠色出行，光盤行動，簡約生活，節約資源，為低碳目標做貢獻。認真做好垃圾分類，節約用水，少用一次性物品，購買和使用電動汽車和節能環保型電器，積極參與植樹活動。
四、實現“雙碳”目標的主要措施
1數據中心的低碳節能解決技術方案：提倡電力脫碳（綠電購買），終端電氣化及清潔化，節能提效，排放綠化；提出一整套數據中心的低碳節能解決方案。計世資訊（ICT Research）預測：到2025年，數據中心面積由現在3000萬m2增至6000萬m2。從數據中心的建設標準、建設模式、建設布局、技術創新和資源調度等五個方面探索數據中心節能降耗空間，測算顯示：到2025年，中國數據中心年用電量可由4000億度（1度=1kWh）降至3000億度，約3000萬噸標準煤。
2建築智慧預約用電節能解決方案：研究優化供電容量、供電方式、電能調度，確保設備正常使用；建立能源管理平臺，優化空調繫統能耗；建立用電預約管理繫統；研究建立用電監控繫統，實時監測用電數據；進行供電繫統負荷分析優化、綜合分析優化，優化電氣繫統設備（如高效能的低碳節能變壓器、節能電動機、變頻電梯等），持續優化電能調度。
3智慧照明節能控制繫統解決方案：將低碳照明節能的兩個方面——天然光與人工光相結合，應用智能照明控制繫統。通過高效燈具、節能光源和管理繫統，實現照明低碳節能。
4建築智慧能源節能管理繫統解決方案：據有關統計數據，我國建築運行階段能耗已占建築全生命周期能耗近50%，建築設備管理平臺是在傳統的智能化集成繫統（IBMS）基礎上，利用BIM技術、智能AI技術、GIS、5G等手段，實現機電數據可視化、能源消耗分時分區統計分析等功能，為建築運行階段的節能減排工作提供數據依據，進而實現“雙碳”目標。
5新能源發電繫統節能解決方案：提倡采用太陽能光伏發電，風力發電、水力發電、生態能源發電等多種新能源繫統，實現低碳發電。
6低碳節能方式：通過控制繫統，進行大數據分析，實現節能化，成本相對合理，高。關鍵是運營節能管理，提倡定性定量的節能方式。樹立全過程、全方位、全人員的節能意識，實現低碳節能。
7節能優化階段技術：節能優化分為三個階段：前期設計優化節能占40%，中期調試優化節能占30%，後期運營優化節能占30%。低碳節能技術包括：技術節能占50%（含機電設備節能占25%和控制繫統節能占25%）和管理節能占50%（含工藝優化節能占25%和運維管理節能占25%）。
為全面研究和解析“雙碳”節能建築的電氣設計技術，中國建築節能協會電氣分會聯合中國城市發展規劃設計咨詢有限公司，組織編寫了智慧建築電氣叢書之三《雙碳節能建築電氣應用導則》，由全國各地在電氣設計領域具有豐富一線經驗的青年專家組成編委會，由全國知名電氣行業專家作為審查人，共同就“雙碳”節能建築相關政策規劃、低碳建築電氣和節能措施和數據分析、設備與新產品應用、低碳節能典型實例等內容進行了繫統的梳理，旨在進一步推廣新時代“雙碳”節能建築電氣技術進步，助力雙碳節能建築建設發展新局面，為業界提供一本實用工具書和實踐項目參考。
本書編寫原則為前瞻性、準確性、指導性和可操作性；編寫要求為正確全面、有章可循、簡單扼要、突出要點、實用性強和創新性強。本書內容包括總則、低碳能源規劃、低碳建築電氣設計原則與方法、光伏發電繫統、低碳儲能繫統、電動汽車充電設施繫統、低碳照明繫統、智慧用能繫統、多能流綜合能源繫統、“雙碳”節能建築電氣應用案例等10章。
本書力求為政府相關部門、建設單位、設計單位、研究單位、施工單位、產品生產單位、運營單位及相關從業者提供準確、全面、可引用、能決策的數據和工程案例信息，也為創新技術的推廣應用提供途徑，適用於相關產業的電氣設計人員、施工人員、運維人員等相關產業進行建築電氣設計及研究時參考。
在本書編寫過程中，得到了中國建築節能協會電氣分會和中國勘察設計協會電氣分會的企業常務理事和理事單位的大力支持。在此，對ABB（中國）有限公司、施耐德電氣（中國）有限公司、華為技術有限公司、廣東博智林機器人有限公司、貴州泰永長征技術股份有限公司、電器有限公司、上海大周能源技術有限公司、上海航天智慧能源技術有限公司、格力鈦新能源股份有限公司、深圳雲聯智能光電科技有限公司、廣州白雲電器設備股份有限公司、上海大服數據技術有限公司、丹佛斯（上海）投資有限公司等企業表示衷心的感謝。
由於本書編寫涉及領域廣，編寫周期緊迫，技術水平所限，有些技術問題是目前的熱點、難點和疑點，爭議很大，解決方案是相對正確的，僅供參考，若有不妥之處，敬請批評指正。

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