水是人类生活和社会生产活动中不可缺少的重要资源，城市缺水已成为人们不得不面对的严重问题，在现代城市面积日益扩大、水资源十分短缺的情况下，任由自然界所赐予的珍贵雨水白白流失，实在可惜！以北京地区为例，北京地区年均降水量595mm，年均降水总量折合水体为9．996×1010m3，其中形成的地表径流量为2．162×1010m3，雨洪水出境量年均7．0×109m3，在规划市区内每年就有2．81×109m3的雨水白白流失。因此，世界各国普遍开展了雨水收集和利用的研究。收集的雨水可供城市、住宅小区绿地浇灌、道路喷洒、景观补水，还可以渗透回灌以增进土地蓄水，补充地下水源，改善生态环境。我国北京有关部门开始大力开展雨水收集和开发利用的分析论证、研究和试点，特别在一些新建的生态住宅小区建设了雨水利用的示范工程。南京市聚福园住宅小区也建设有雨水利用工程，取得了较好的效果。上海、哈尔滨、大连、西安、浙江的舟山、南海诸岛在雨水利用上也做出了不少成绩。然而与一些发达国家相比，我国开发利用的空间和潜力还很大。如美国、日本和德国都制定了雨水利用设施的标准，对住宅、商业和工业建筑的雨水利用设计作了具体规定，有效地推动了雨水利用工程建设的发展。
水系统智能化技术
低碳节约型建筑的水系统包括给水、排水、中水回用、污水处理等多个系统。水系统智能化是一项系统工程，它不仅是一个技术问题，而且涉及规划、管理等多方面。我国建设部在《绿色生态住宅小区建设要点与技术导则（试行）》中要求，建设一个符合“导则”标准的水环境系统。在这个标准里明确要求：建设综合智能化管理系统，包括过程控制、远程监测、故障报警，并采用中央监控系统，对供、排水过程进行智能化调控和管理。
太阳能热泵系统
将太阳能作为低位能的热泵系统称为太阳能热泵系统。它以太阳能为主能源，以电能作为适时补充能源。热泵能够在太阳能不足时对系统提供热能补充，能与溴化锂机组结合完成制冷任务，还能与水环热泵相结合构成太阳能一水环热泵。太阳能热泵是太阳能热利用技术与热泵技术相结合的产物。
八、低位能利用技术
低位能的种类很多，蕴藏和分布较为丰富和广泛，如太阳能、地热能、废水热能、废气热能等。把低位能加以收集，在一定条件下促使它向高位能转化，从而实现有价值的利用，也是节约能源的一个重要途径。我国冀中能源集团是一个矿能企业，他们开发利用矿井余热用于生产、办公和生活，用于制冷供暖，颇有成效，实现了“高碳企业，低碳运行”，其主要手段是“大力推广余热热泵”。热泵的问世，解决了低位能利用的关键性技术问题。热泵与可再生能源以及各类低位热能的结合，便构成了低位能利用的核心技术。
低位能利用与热泵
热泵是一种能从低位热源处吸收热量并提高品位，然后在高位热源处放热的节能装置。热泵也和泵一样，可以把不能利用的低位能转换成为高位能。在工作时，它虽然要消耗一定量的高位能，但所提供给用户的能量却是消耗的高位能与吸收的低位能的总和。因此，热泵的本质就是一种通过热回收而产生节能效益的节能装置。热泵加以利用低位能可以是空气、水，如井水、河水、湖水、海水、废水等中的热能，还可以是太阳能、土壤，甚至生产废热、建筑物内的余热等也都可以加以利用。
水环热泵系统
建筑物内部有的存在可被利用的余热，如建筑物内区、朝南部位等。采用水环热泵系统可以把能量从有余热的地方转移到需要热量的地方，实现建筑物内部的热回收，以节约能源。在这里，我们将以水环热泵系统为例介绍其对建筑物内部余热的利用。
水环热泵空调技术出现于20世纪70年代，美国首先推出这一新技术。然后，美国和日本先后将该技术加以商品化，东芝、三菱电机都有水环热泵产品出售。在我国的建筑中，水环热泵空调也正在逐步推广应用，其主要特点是节能效果好、环保效益显着。
地源热泵系统
地源热泵系统是以岩土体、地下水、地表水为低温热源，其中包括土壤热源，并由水源热泵机组、地热交换系统、建筑物内部系统组成的空调系统。地源热泵与常规热泵相比，大约可节能50%，是一种利用可再生能源的高效、节能、无污染的，既可供暖又可制冷的新型空调系统。可广泛应用于商业楼宇、公共建筑、学校医院、住宅公寓等建筑物，是可再生能源在建筑中应用的重要组成部分。我国浅层地表能量蕴藏丰富，有关部门十分重视地热源的开发利用，专门制定了《地源热泵系统工程技术规范》（GB50366—2005）以推动地源热泵系统的建设。
发展地源热泵技术是可再生能源利用和建筑节能的重要方面。我国国土面积巨大，从南到北、从东到西，对冷、热量有所需求的地区占绝大部分；同时我国浅层地表能量蕴藏丰富，大力发展地源热泵具有得天独厚的条件。
在我国，地源热泵的研究起始于20世纪80年代，20年以来，该项技术成为国内节能及暖通空调界的热门研究课题，并开始大量应用于工程实践，与此相关的热泵产品应运而生，掀起了一股“地热空调”热潮。在工程应用方面，地下水式地源热泵系统数量最多，应用范围最广，主要采用“异井抽灌”、“单井抽灌”技术，最大单项工程建筑面积已达16万m2。土壤源地源热泵发展最快，应用潜力最大，最大单项工程建筑面积已达13万m2。1996年至今，在北京、山东、河南、辽宁、河北、江苏、浙江、湖北、上海和西藏等地，都建设了许多地源热泵工程。仅以北京市为例，2000年利用浅表层地热能的面积仅为17万m2，2005年初达到500万m2，到2005年底就达到800万m2，一年就增加300万m2。目前，全国地源热泵系统的应用面积已达3000万m2。其中，地下水式地源热泵系统应用面积约占全部市场份额的35%，土壤源地源热泵系统约占20%，当前，全国在建地源热泵项目约为500万m2，规划使用地源热泵系统的建筑面积约为700万m2。在国内市场需求和技术发展的推动下，地源热泵产业化规模不断扩大，全国地源热泵产品生产厂家已达80多家，大部分集中在山东、北京、广东、上海、大连等地。其中注册资本在1亿元的就占25%，这些厂家除生产外，还特别注重科技开发，生产规模不断扩大。从地源热泵的国产能力来看，已经具备一定的发展潜力。
空调热泵智能化系统
为了确保空调热泵系统的可靠运行，必须对系统进行有效控制。这些控制往往和楼宇智能化系统紧密地联系在一起，构成空调热泵智能化调控系统。随着电气自动化、信息网络化的发展，空调热泵调控的智能化、集成化程度越来越高。就调控的目的而言，是要达到高效、节能、安全、环保的要求，达到科学管理的要求。本节在介绍常规调控方法的基础上，着重分析智能化调控方法。
九、建筑电气系统节能技术
建筑电气系统是国家能源供应和消费的重要系统，约占全国用电量的35%～45%。在建筑电气系统中，提高电能的利用效率、节约用电，对于促进国家经济建设、坚持可持续发展具有重要意义。电能是一种由自然能转换而成的二次能源，节约用电要在提高终端能量使用效率上下功夫。提高终端能量使用效率，一要着眼于初级能源转换成二次能量时的转换效率；二要改善能量从转换点到终端用户的传输效率；三要提高二次能量转换到能量服务终端的使用效率。前几章在讨论太阳能、风能、低位能的利用时，着重于研究将其转换为电能和高位能的原理及效率。本章则着眼于研究电能的传输和终端使用效率，即在大厦、住宅小区电气系统中，如何提高电能的传输效率，如何减少负载损耗、节约用电。建筑电气系统的节能涉及千家万户，对于整个节能工程，具有极为重要的现实意义。本章着重讨论建筑供电系统、建筑照明系统、建筑动力系统以及空调系统的节能。
供电系统的节能
建筑供电系统节能的关键，在于提高供电质量。众所周知，在理想状态下，线路电流、电压应该是同相的，且按正弦函数变化。然而由于大部分负载是感性的，故将产生无功功率，使功率因数下降，线电流加大．导致线路损耗增加；又因负载有多样性，故会引起正弦波电流或电压失真而产生谐波，使供电质量变差，导致电器设备的损坏和能耗的增加。因此，供电、配电系统节能，必须改善功率因数，抑制谐波的产生。
照明系统的节能
照明系统是各类建筑所必备的系统，其节约用电受到人们普遍关注。在城市系统中，照明设备所用电能大约占总电量的15%；在办公、住宅系统中，照明设备所用电能大约占总电量的50%。由于照明设备应用普遍、数量巨大，因此受到各城市城管部门、许多照明设备制造商的重视。其通过技术进步和产品更新，不断提高灯具效率，改进控制技术，使照明用电量逐年下降。然而，建筑照明系统节能的潜力仍然很大，就以普通日光灯来说，安装高效反射器可节电30%；安装电子镇流器能节省25%的电能成本；安装能够与日光联动的控制系统，能节省25%的电能。照明节能，重在关注，利在千家万户。
动力系统的节能
建筑电气的动力系统是指水泵、风机、电梯、电动门、电动卷帘门等，利用电机拖动的大型设备所构成的用电系统。这些设备的用电量约占建筑用电的20%，其用电的特点是，功率需求大、启停频繁、机械性能对电能耗费的影响较大。这些大型设备的动力，完全依靠电动机把电能转换成机械能而工作。’因此，讨论建筑电气动力系统节能问题，就是要研究如何使电动机降低能耗，如何使动力机械提高效率。
电动机常用的节能技术与方法，主要包括优先选用高效电动机、有效地提高功率因数、改进并应用调速新技术，以及进行结构改造等。
按节能的需要优先选用高效电动机，是电动机系统节能的重要前提条件。美国国际电气制造协会就制定了高效电动机的标准，许多电动机制造商都在按这一标准不断提高电动机的生产质量。
异步电动机的功率因数随着负载而变化，额定负载时功率因数较高，负载较轻时功率因数较低，一般在0．2～0．85之间。异步电动机在运行过程中会在电网中吸取大量的无功功率，使电网中的功率因数恶化，系统运行效率下降。可以采取无功补偿的方法予以调整。异步电动机的无功补偿，是指在保证电动机正常工作的前提下，通过补偿提高用电线路的功率因数，同时减少供电线路和变压器的损耗。
还可通过电动机结构改造提高效率
高压电动机采用新的绝缘材料增大导线截面积，可提高效率1．5%～4%；电动机通过更换磁性槽楔，可以减少空载电流，改善功率因数，降低损耗、提高效率。
在建筑电气动力系统的节能中，改善动力设备的性能，是进一步挖掘节能潜力的重要途径。如电梯的驱动，要选择采用节能装置和具有开放协议接口的电梯，其中包括永磁同步曳引机、可变速电机、具有能量回馈装置的电梯系统等。
空调系统的节能
现代建筑通常都设置了中央空调系统，空调设备在建筑中属于用电大户。因此，空调系统节能是一件受到人们普遍关注的事情。从节能的广义上来说，首先要大力推广应用可再生自然能的空调系统，在这类系统尚待普及的情况下，研究并讨论常规中央空调系统的节能，也是具有现实意义的。
统计数字表明，建筑物一般使用的能耗为：空调设备占65%，生活热水占15%，照明及电梯设备占8%，办公及电视设备占6%，卫生及厨房设备占6%。由此可见，空调设备能耗位居各类设备之首。由于近年来我国建筑事业的发展，建筑能耗已由20世纪70年代占国家总能耗的10%，上升到27．8%，其中有90%以上仍属高能耗建筑。就以空调来说，我国每平方米建筑制冷和采暖能耗，比发达国家高出3倍，但冷热舒适度远不如这些国家。因此，我们必须把空调节能列为智能性节能第一位的任务。
智能建筑的中央空调系统，往往都在楼宇智能化系统控制下进行工作。要实现节能，必须使BAS对空调系统进行有效的监控，并结合建筑物使用的特点，开发出程序控制的节能软件。我国有的公司开发的“能源管理智能化系统”在节能上取得了一定的成效。加拿大专家提出了“空调系统动态负荷计算法”，通过建立精确的数字模型，利用计算机来模拟进行空调系统设备运行能耗的过程，从而找出空调系统设备节能的措施和方法。
衡量一个建筑智能化系统的节能效益，应该包括两个方面的内容：一方面是节能设计的范围、门类，是仅仅考虑了直接节能，还是包括了广义节能，是否具备潜在节能；另一方面是节能实际效率和深度，节能效益到底有多少，是高还是低。所有这些都是判别建筑智能化系统实际节能功效的重要指标。
随着计算机及其网络的发展，信息化、智能化、自动化技术有效地应用于空调系统的调控，为中央空调节能注入了新的活力。智能大厦、智能住宅小区普遍设置了楼宇智能化系统，有的还建立了智能化集成管理系统，这些系统的建立，为空调系统的监控、管理和节能创造了极为有利的条件。
