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工业烤箱论文精选(九篇)

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工业烤箱论文

第1篇:工业烤箱论文范文

关键词:食品工艺学 实验教学 改革

中图分类号:G71 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)12(c)-0-02

实验教学作为高等农业院校人才培养方案及其教学体系的重要组成部分,是学生实践能力和创新能力培养的必需环节[1]。随着人们认识水准与生活水平的不断提高,人们对食品的花色品种、营养、安全性等各方面的不同需求,给现代食品工业提出了更高要求,对从业人员也提出了更高的标准。这就意味着高校食品人才培养方案必须不断改革与完善,因此对专业教学,特别是实验教学提出了更高要求[2]。

食品工艺学实验是食品科学类专业一门实践性极强、与生产实际联系紧密的重要课程[3]。对培养学生的实验设计、分析测试、科学研究及实际动手能力,具有十分重要的意义。近年来,我们在改善原有实验室教学条件、优化食品工艺学实验教学内容的基础上,根据学科和专业发展需要,对食品工艺学实验课程体系、教学质量评价体系、教学方式和教学方法进行了改革,取得了一定成效

1 整合教学内容,构建食品工艺学实验课程独立体系

传统教学中,由于实验教学得不到应有的重视,实验教学被认为是教学的辅助环节,以加深和帮助理解课堂教学内容为目的。实验教学依附于理论教学,没有独立的教学地位和相应的教学体系。食品工艺学实验课也不例外,附着于每门加工工艺类课程(如畜产食品工艺学、果蔬食品工艺学、粮油食品工艺学等)后面,随着理论课程进行来开设实验课。

为适应高等学校人才培养改革与发展的趋势,学校于2005年修订食品科学与工程专业的人才培养计划时,进行了课程体系改革。我们按照专业培养目标,建立了与理论教学内涵相统一,但在学时安排、学分要求以及考核模式等方面又相对独立的食品工艺学实验教学体系。即将原来零星分散在每门食品加工课后面的实验内容整合在一起,形成一门独立设置的“食品工艺学实验”教学课程,集中在4周内完成。作为食品科学与工程专业重要的专业必修课之一,单独考核。并制定了独立的教学计划和教学大纲,重新编写了实验教学教材和指导书。筛选和优化知识点,淘汰内容陈旧、技术落后的实验,新开了设计性和综合性实验,建立起基本技能训练实验、应用技能训练实验、综合技能训练实验三大板块构成的、层次分明的新的实验教学内容体系。

构建食品工艺学实验课程独立体系,彻底改变了它在整个课程教学中的附属地位,保证了实验教学的系统性[4]。将食品工艺学实验课归类为必修课,使老师和学生在思想上对本课程的重要性有一个充分的认识,并引起足够的重视。从而有利于食品工艺学实验教学质量的保证和提高。

2 注重能力培养,强化实验教学质量评价体系建设

缺乏有效的实验教学质量评价体系,实验教学改革也可能会流于形式。实验教学改革是否符合人才培养目标的要求,是否有利于培养学生创新精神和实践能力,需要通过实验教学质量评价来进行诊断,并根据评价结果进一步激励改革的深化[5]。

传统的食品工艺学实验教学中,只有学生是被评价的对象,对老师的实验教学情况很少评价。教学效果是教师教学和学生学习两个方面相互作用的结果。因此,我们分别从教师和学生两个不同层面实施教学评价。在对实验教师教学水平的评价上,评价主体有学生、教学督导专家、同行专家和教师自身。评价内容主要包括教学态度、实验准备、教学内容、教学方法和学生收获大小等。评价形式为:学生通过无记名填写实验教学情况调查表和登录教务处的“网上评教”栏目两种方式,客观评价教师的教学情况;由学校组织的教学督导团专家和由院组织的同行专家,采取不定期听课、座谈、访问等形式,对教学人员的教学做出评价;实验教学人员根据评价指标对自己的教学工作逐项自查,然后得出结论。在教师对学生实验成绩的考核上,不再单纯以实验报告为依据,而注重学生的动手能力、综合分析问题能力和创新能力。学生实验成绩的考核内容包括实验态度、操作技能和实验报告或小论文三方面的综合评价,每个方面都制定了相应的评分标准和权重。其中操作技能成绩在实验成绩中所占比例应不小于50%,是对学生操作规范、创新意识、准确性和熟练度的评价。实验报告或小论文不小于35%,必须对自己的产品与其他同学的进行比较,应用所学的知识分析原料、配方以及处理条件改变时对产品质量的影响;分析自己产品存在的问题和优势,并提出今后应注意的问题以及成功的经验,提出自己的观点。实验态度10%~15%之间,主要评价学生参与实验的积极性、责任心、求真务实和团结协作精神。

建立实验教学质量评价体系,激发和调动了教师的工作热情和积极性,强化了教师的竞争意识和责任意识;加强了学生的责任感,使学生由“要我学”变成“我要学”,不再只关心实验报告,而是积极主动地参与每一次实验,并有意识地在实验中锻炼自己独立思考和自主创新的能力。

3 重视全员参与,改革食品工艺学实验教学组织方式

由于食品工艺学实验设备大、数量少,不可能达到一人一套设备的要求。加之实验材料有限,实验一般是以5~6人为一个小组,同时一起做某一个产品。难以保证每个学生都能亲自操作每一实验步骤,总是少数动手能力强的同学操作,其他大多数同学只扮演观察员的角色,阻碍实验能力的提高,调动不起学生参与、思考的积极性。为给学生创造充分动手的机会,在争取实验设备的同时,我们从2005年开始改变实验组织形式,改变了一个班作同一个实验,同一小组只有少数人动手的形式。我们首先将整个班分成两个大组,分别作不同的实验。再按3~4人/小组的标准将每个大组又分成不同小组。最后小组中又采取轮流操作制度。即在每个实验中,由不同的同学分别负责一道工序,让学生分步操作,未能动手操作的学生在一旁观看,并找出操作学生在操作中存在的问题,以及解决的办法。例如面包加工实验,由于原料需要批量处理,搅拌机、醒发箱、烤箱等不可能每人一台,实行轮流操作制度,使每个学生都有机会亲自操作其中的某一步或某几步工序,如配料、面团调制、发酵、醒发、焙烤等工序。这样,解决了设备少,动手机会少的矛盾;学生亲身体验了实验操作过程,验证了所学的理论,掌握了实验方法,激发起了他们发现问题、思考问题的兴趣,并提高了解决问题的能力。

另外,食品工艺学实验其经验性很强。为更好地使学生将所学理论与实践紧密联系,在实验指导老师的配备上,我们改变了两位指导老师全由本专业老师担任的形式。除本专业的一位老师外,另聘请一位校外企业技术人员指导实验教学。如焙烤食品工艺学实验中,我们聘请了湖南省焙烤协会的烘焙大师担任指导老师。由于这些校外企业技术人员实践经验丰富,解决实际问题的能力强,学生很愿意把实验操作过程中遇到或想到的一些具体问题与他们一起交流、探讨,学到许多“只可意会,不和言传”的经验,极大提高了学生的实验积极性。同时有助于提高学生对企业的了解,尤其是企业对人才的要求,做到能够到企业后不陌生,上手快,用的好。

4 融理论于实验,改革食品工艺学实验教学方法

在实验中,学生是主体,只有充分调动学生的主观能动性,才能收到良好的教学效果。

以往的食品工艺学实验课中,老师从目的、原理、方法、实验步骤以及注意事项一一讲解,学生按实验指导操作,并完成实验报告。这种灌输性的知识,学生学完就忘。实验做完后印象不深或还是一知半解。为充分发挥学生的主体地位和老师的主导作用,激发学生对食品工艺学实验课的兴趣,我们改“教师主动包办,学生被动进行”的教学方法为启发式、讨论式教学。在每次实验课之前,我们要求学生充分预习,并预测实验中可能出现的问题及其解决的方法。在上实验课时,我们将所要讲的重点内容融汇于各个提问之中,使学生产生疑问,渴望得到解答,激发起学习兴趣。为了消除学生对教师的过分依赖性,对学生实验中提出的问题,或出现的一些“异常现象”,我们一般不采取有问必答的方式作出肯定或否定的直接回答,而是有意识地引导他们把已有的知识同自己在实验中遇到的问题结合起来分析。如在“一次发酵法制面包”实验中,为强调面团调制工序中“油脂必须在面团调制后期加入”这一操作要点,我们以设问“油脂在焙烤食品中有哪些工艺性能?”的方式,启发学生明白:因油脂具有反水化作用,调制面包面团时加入过早会抑制面筋形成,降低面团的弹性,从而降低产品品质。

5 结语

自我校2005级年开始实施食品工艺学实验教改革以来,学生技能、就业水平、社会评价等都有明显的提高。毕业生深受社会和食品行业欢迎,一次性就业率稳定在95%以上。毕业后的学生在食品企业、研究机构等各自的工作岗位上体现出了较高的综合素质。

实验教学改革是一项长期艰巨的任务,不可能一蹴而就。在现行实验教学中仍存在一些弊端,如由于实验人员总体素质偏低,习惯年复一年地重复过去的实验,很难适应一些新的设计性和综合性实验内容;设计性和综合性实验的开设,使原本不足的实验教学经费更显紧张等,这些问题都需进一步的探讨和解决。

参考文献

[1] 郭风法,宋宪亮,赵延兵,等.建立实验教学质量评价体系提高学生创新能力[J].实验室科学,2007(4):31-34.

[2] 魏宝东,张春红,孟宪军.农业院校食品专业实验室建设探讨[J].沈阳农业大学学报(社会科学版),2005(8):

72-75.

[3] 刘瑞,卢晓黎,张文学.食品工艺实验室建设与教学方法的探讨[J].实验技术与管理,2004,21(1):163-166.

第2篇:工业烤箱论文范文

关键词美国;居民部门;能源消费;能源结构

中图分类号F062.1;X24文献标识码A文章编号1002-2104(2017)06-0049-08DOI:10.12062/cpre.20170359

从能源消费领域来看,居民部门占终端能源消费比例不断提高。据IEA(2016)统计,世界能源消费总量中,2014年居民部门能源消费占总量的23%;同时已成为碳排放主要部门,全球近17%碳排放来自于居民部门。美国2015年终端用能占比中,工业占32%、交通占28%、居民占21%、商业占18%。虽然工业部门仍占据最大比重,但近50年来一直呈持续下降趋势;交通和居民用能持续上升,在未来将占据更大份额。鉴于居民部门用能快速增长,各国都在致力于观察本国居民能源消费特征以减少能源消费和碳排放,特别是发达国家;如美国制定各种政策和措施以鼓励居民减少能源消费,并且收集大量微观数据做支撑。

居民部门由家庭组成,家庭是居民生活的主要场所,大多数学者以家庭为单位进行研究。由于居民是最终消费者,有满足照明、炊事、热水、取暖制冷、家用电器等日常需求的直接用能行为,还包括产品生产过程中的间接用能。因此很多学者将居民用能分为直接用能和间接用能,本文主要分析居民的直接用能特征。目前已有大量学者对居民用能进行分析,例如有学者研究居民用能特征变化及其驱动因素[1-2]、如何减少家庭能源消费量[3-4]和影响家庭能源消费因素[5-7]。美国作为用能大国,有大量学者对居民部门用能展开过研究[8-10]。本文主要是基于美国居民能源消费调查数据分析居民生活用能现状,为发展中国家提供一些借鉴意义。

1数据说明

美国是一个对能源高度重视的国家,不仅关注能源供给与安全、能源效率,更是收集大量能源数据,包括官方统计和专门抽样调查数据。居民能源消费调查(RECS)便是由美国能源信息署(EIA)发起的专门针对居民生活用能的一个周期性调查,旨在收集家庭能源使用的详细信息。该调查由当时已存在的两个调查发展而来,第一次调查是1978年。RECS调查周期由起初的每年一次调整为每四年一次,最近的2009年调查是第13次调查,第14次调查于2016年展开。2009年调查范围包括50个州和哥伦比亚特区,抽样方法多采用多级区域概率抽样,调查对象为居民主要住宅。调查样本由最初的4 000多个扩展到2009年的12 803个样本。调查内容主要分为两部分――家庭调查和能源供应商调查,主要包括住宅特征、厨房设备、电子产品、取暖、热水、空调、燃料使用、住房面积测量、燃料账单、居民交通情况、住户特征、能源补助情况等。每次调查从计划执行到实施,以及最后的数据整理和都是由美国能源信息署组织实施,对数据质量有着严格的监督和控制。每次调查数据及时公布在能源信息署官网上,可免费下载使用。公布的数据信息全面多样,包括各类总量数据,按不同指标和属性的分类数据;以及大量有关调查的背景资料。RECS数据常用作能源信息署的常规研究,并支撑每年的能源展望和能源回顾报告。据不完全统计,有1 000余篇学术论文应用RECS数据针对美国居民用能问题开展了研究。图1是不同调查年份RECS计划样本和实际调查样本情况,可以看到大体上计划样本呈现增长趋势,2009年样本明显高于其他年份调查样本,为准确估计总体提供可靠性。本文所用的能源总量和结构数据,均是按热当量法计算。本文主要使用RECS数据,为便于比较,也使用了其他部分数据源。

2居民能源消费总量分析

从能源消费总量来看,在1978―2009年期间,存在先降后升波动,总体变化幅度不大,趋于稳定。1978年消耗380万t标准煤,2009年消耗367万t标准煤,甚至出现小幅下降(见图2)。从其他因素来看,数据显示:人口总量

显著增长,1981年美国总人口约为2.3亿人,2009年增长到3亿人,增长33%。美国房屋总数大幅上升,1978年,美国拥有7 660万户房屋,2009年上升到11 300万户,增长47%。家庭住宅总建筑面积明显增加,从1981年的134亿m2增加到2009的208亿m2,增长55%;总加热面积也从114亿m2增加到174亿m2,增长约52%;对应的人均住宅建筑面积从58 m2增加到69 m2。伴随着人口、家庭数量和建筑面积的上升,能源消费总量并没有大幅增长,这与能源效率提高有着密切关系。

从平均水平上看,户均能源消费量由1978年4 969 kg标准煤下降到2009年3 226 kg标准煤,降幅35%。从人均水平上看,人均用能量随时间呈现平稳下降趋势;1978年,人均能源消费量为1 764 kg标准煤;2009年,人均能源消费量为1 260 kg标准煤,在这期间下降28.6%。从单位面积耗能看,用能量由1981年2.3 kg标准煤下降到2009年1.6 kg标准煤,下降30%。相比,大多数发展中国家处于发展阶段,人均用能量和单位面积用能正处在上升阶段。

3能源消费结构分析

3.1消费结构以天然气和电力为主,其中天然气占比下降,电力占比上升。

在美国,居民部门能源消费品种分天然气、电力、燃料油、煤油、LPG和木材,能源品种多样,高效清洁的天然气和电力占绝大比例。在2009年能源消费结构中,天然气占44%,电力占41%,其余三类占比在5%左右(见图3)。

从各个能源品种变化趋势来看,天然气占比平缓下降,电力明显上升,燃料油和煤油、木材持续下降,LPG小幅上升。在2001年之前,天然气占能源消费总量的50%以上,2001年之后有所下降,但仍然是居民用能最主要的能源。电力消费在1981―2009年之间大幅增长,占比由

1981年24%上升到2009年41%,并不断接近天然气占比(44%)。燃料油和煤油在早期所占比重较高,1981年为13%;但在1981―2009年之间,一直是下降趋势,2009年所占比例仅为5%左右。LPG占比较小,在1981年到2009年之间一直维持在5%以下,但是近年来呈现上升趋势。在早期,木材是居民部门的重要燃料来源,木材消费在1981年占8%;但在2009年,仅占4%左右,消费比例逐渐下降。

3.2完善的电力和天然气设施使得能源可获得性高,LPG家庭使用比例上升。

从每百户家庭是否使用某种能源百分比来看(见图4),在1980年,100%家庭就可以获得电力服务。这和美国电力设施完善,电力服务具有可获得性高、用途广泛、使用方便安全等特点有着密切关系。第二种家庭使用率比较高的能源是天然气,一直维持在60%左右。这首先得益于美国国内丰富的天然气资源,美国是仅次于俄罗斯的第二大天然气生产国;同时,也是世界上最大的天然气消费国,主要的天然气进口国。另一方面,美国有着悠久的天然气发展历史,1966年,全国48个州全部通气;高度完整的输配气网系统,为居民使用天然气提供极大的便利性。家庭中使用木材的比例在不断下降,1981年占28.8%,2009年仅占11.5%,下降较为明显。由于木材是传统能源,随着收入提高可替代性较高。燃料油和煤油的家庭使用百分比随时间呈现下降趋势。LPG的家庭使用百分比在2001年以前一直维持在8%―9%左右,2005年占比11%,2009年呈现大幅上升,占比43%。这主要是由于近年来页岩气的大规模开发,使得页岩气开采过程中伴生气LPG产量不断提高。

美国拥有丰富的煤炭资源。在1950年,煤炭还是居民的主要生活燃料;而近30年,居民部门几乎没有直接消费煤炭。随着美国经济发展,能源效率改进,绝大部分煤炭用于发电领域;2015年消耗的总煤炭量中,近93%用于发电。这主要考虑煤炭直接用于燃烧,不仅利用效率低,还会带来严重的环境污染和危害人体健康问题。但是,对于中国和印度等发展中国家,仍然有绝大多数家庭将煤炭作为炊事和取暖的直接燃料来源,造成了严重的环境和健康危害。

和其他终端用能部门相比,居民部门能源消费结构和其他部门相比有着较大区别。在交通部门,90%以上能源消费来自于石油;商I用能和居民比较类似,能源消耗主要是以电力和天然气为主,电力消耗占比达到60%,天然气为32%;制造业部门用能结构也更为复杂,差异较大。

4最终用途能耗分析

4.1取暖和家电占据用能总量的绝大比例,其中,取暖呈下降趋势,家电呈上升趋势

居民用能按照用途划分可以分为取暖、热水、制冷和其他(主要是家电),2009年取暖和其他项占用能总量76%,热水占18%,空调占6%(见图5)。由于美国大部分地区维度较高,取暖月数长,取暖用能占据总量的绝大比例,但在1978―2009年之间出现持续下降;1978年取暖用能占66%,1997年之后下降到50%以下,2009年占41%,但仍然占用能结构中的最大比例。取暖用能占比下降与居民移到更加温暖的地区和房屋隔离保温性能加强有较大关系[11]。制冷也是居民能源消费的基本用途,但和取暖相比,用能占比较小;在1978年,占3%,2009年,占6%,呈现上升趋势;未来,随着全球气候变暖,夏季高温天气频现,居民对制冷需求可能会不断增加。热水是居民生活的必要服务,除1978年占比14%,之后热水用能占比一直比较稳定,维持在18%左右。其他用途中,包括了冰箱、照明、其他电器设备用能等,内容和项目比较多,增长趋势比较明显;1978年,该项占比16.8%, 2009年占比34.6%,增加近1倍;这主要是和家用电器产品拥有量增加、以及电子产品越来越丰富有关。

从整个发展趋势上看,取暖用能占比将平缓下降,制冷小幅上升,其他项将明显上升,可能会超过取暖项,热水用能则比较稳定。

4.2取暖和热水用途主要消耗天然气,其他用途主要消耗电力

从不同用途用能结构(见图6)来看,2009年在取暖和热水用途中,天然气占绝大比例,占比接近70%。在主要供暖设备中,大多数都是由天然气驱动,比较稳定;2009年主要取暖设备中,有50%家庭使用天然气驱动设备,30%用电。取暖用能中消耗其次是燃料油,占比12%;电力,丙烷和LPG占比相当。热水用能中,电力消耗高于取暖,占比23%,这主要是和热水设备大部分是电驱动有关系。在其他用途中,包括冰箱、厨房设备、电子产品、照明等,大部分是用电设备,因此电力占据绝大比例,达到80%;天然气占比17%。结合用途用能变化趋势来看,随着取暖用能持续下降,其他用能占比不断上升,且其他用能中消耗大量电力,未来电力消耗量将不断上升,有望超过天然气。相比中国,在取暖过程中,绝大部分燃料来源是煤炭,未来将面临更大挑战。

5中美炊事用能结构对比分析

炊事是大多数家庭日常进行的必要活动,一直在居民用能中占据重要地位。2009年,美国主要炊事燃料结构

中,绝大部分家庭使用清洁燃料作为炊事燃料;其中有60%家庭将电力作为最常使用炊事燃料,34%家庭使用天然气(见图7)。

中国2010年人口普查数据显示,居民主要炊事燃料分为燃气、电、煤炭、柴草和其他。其中,燃气占据着较大比例,达到43%;电力占比最低,只占9%。此外,在中国,仍有33%和14%的家庭分别把柴草和煤炭作为主要炊事燃料,这种燃料在使用过程中,会产生严重的空气污染,影响人体健康。

此外,中美居民饮食习惯也存在差异。在中国,随着城镇化及农民工的增多,居民在外就餐的比例增加;但基于传统饮食文化习惯,大部分家庭每天都要有一次或两次炊事活动,频率比较高;炊事用能往往占总能源消费较大比例,特别是在农村地区[12]。在美国,一天做三次及以上热饭的家庭只占7%,两次占24%,一次占36%,接近30%家庭做饭频率少于一天一次;且美国家庭厨房器具高度电气化,使用高效清洁。

6家电保有量和用能效率分析

6.1生活服务型家电保有量显著增加

电器产品的增加和丰富能够提高居民生活质量,提高工作效率,同时也会促使用能量的增加。对1980年和2009年调查数据对比,发现空调、冰箱、微波炉、洗碗机、洗衣机、烘干机家庭保有量在这一期间有着明显增加。如绝大比例家庭都拥有空调设备,占比由1980年57%上升到2009年87%。另外,在空调的类型上,也有着明显变化;1980年只有27%的家庭拥有中央空调,分体空调占30%,43%家庭没有空调;2009年,家庭中拥有中央空调的比例上升到63%,24%家庭拥有分体空调,没有空调的家庭下降到13%。冰箱是日常生活必要设备,家庭拥有量在1980年和2009年都达到100%;不同的是2009年更多家庭拥有两台冰箱,由1980年14%上升到2009年23%。微波炉家庭拥有量在这一期间大幅度上升,1980年只有14%家庭拥有微波炉,2009年这一比例上升到96%,绝大部分家庭都拥有该设备;另外,烤箱和咖啡机在2009年也得到广泛使用。 洗碗机、洗衣机和烘干机的家庭保有量也呈现明显上升(见图8)。

除了常规电器产品增加以外,一些学习型和娱乐性电子产品也有明显增加,特别是电视机和计算机(见图9)。电视机作为一种常见娱乐消遣设备,几乎所有家庭都拥有电视机,近年来变化较大的是更多家庭拥有不止一台电视机。和1997年相比,2009年所有家庭中,拥有三台及以上电视机的家庭占44%,高于1997年的29%。同样,在计算机拥有量上,2009年有76%家庭拥有计算机,高于1997年的35%,增长近一倍;并且2009年家庭中拥有两台计算机的家庭比例为35%,1997年仅为6%,增长快速。打印机的拥有量也从1997年12%上升到60%,增长趋势比较明显。另外,2009年,家庭广泛使用可充电便携式设备(手机)、DVD、DVR、音响设备等。从这些电器增长中可以

看出,居民在满足基本温饱需求之后,对其他娱乐性、学习性和提高生活质量的电子产品有着更多需求。

6.2家电产品用能效率提高

据研究表示,能源效率标识对于降低能耗、保护环境方面具有重要作用[13]。根据国际能源署统计,目前世界上已经有欧盟、美国、加拿大、澳大利亚等40多国家和地区实行了能效标识制度,如欧盟的GEA标识和EU能源标识制度、美国能源之星、日本领跑者标识、中国能效标识等。美国环境保护署和能源部在1992年开始建立“能源之星”志愿活动项目,鼓励厂商和消费者提高能源使用效率来减少能源使用和减轻环境危害;经过不断发展,“能源之星”涵盖的产品和范围不断扩大,由最初的电脑和显示屏扩展到包括多种家用电器、照明、电子产品、办公设备和新建住宅等(US,EPA,2016)。RECS调查数据是从2005年才开始收集家庭拥有某些重要家电设备是否是“能源之星”产品,因此对2005年和2009年的调查数据进行对比;发现在空调、冰箱、洗碗机和洗衣机这几类电器中,2009年有“能源之星”标识的家庭比例远远高于2005年(见图10)。随着该标识的推广,居民认知的提高,居民购买“能源之星”的比例越来越高。2015年,美国人购买了超过3亿多“能源之星”认证的产品,囊括70多个种类;且超过85%的美国居民对“能源之星”标识有一定的认知[14]。实践证明“能源之星”产品在降低能耗方面具有积极作用[15-16],2014年,“能源之星”项目节约了3.6×1011kW・h,相当于美国电力需求的5%,减少温室气体排放2.83亿公t,并且减少了能源消费支出[17]。

7建筑用能特征

7.1后期修建房屋隔离保温效果高于早期

住宅建筑结构与能源消耗有着密切关系。以2009年调查数据看,2009年现有居民住房建筑年代划分为几个阶段,各个阶段房屋建筑数量分布比较均匀,如1950年以前修建的房屋占总房屋数量17%,在2000―2009年修建的房屋占13.7%(见图11)。从单位面积耗能来看,后期修建房屋小于早期修建房屋,这主要得益于后期修建房屋在隔离保温性能上更优。

图12是分析了不同建筑年代房屋在保温性能方面的差异,早期建筑房屋在房屋保温性能上远远低于后来建筑的房屋。如1950年,保温效果“很好”的房屋只占27%,30%的房屋保温效果“差”,甚至有2%的房屋没有保温效果;相比,2009年建筑的房屋在保温性能便有很大提升,“很好”占比59%,一般占35%,只有很小一部分房屋保温效果比较差。另外,从房屋建筑玻璃上看,1950年到1990之间建筑的房屋45%以上都是单层玻璃,1990年之后的房屋有70%以上是双层及以上玻璃,双层玻璃在保温绝缘等方面更具优势。

7.2中美建筑特征Ρ

根据中国2010年人口普查数据,可以看到住房建筑年代分布中,新建房屋所占比重大。1980年之前建筑的房屋只占10%左右,接近90%的房屋是1980年之后修建,30%以上是2000年以后修建(见图13),绝大部分建筑使用时间不超过40年;美国超过40%的住房房龄在40年以上。房屋修建过程中需要消耗大量的钢铁、建材和有色金属等高耗能产品,中国建筑物寿命短暂,大拆大修是目前中国最大的能源与资源浪费。我们曾建议“中国今后

应制定并严格执行有利于延长建筑物服役周期的系统性政策体系,这比出台具体技术装备能效标准、投资项目节能评估和审查、淘汰‘落后’产能等技术政策和产业政策更为重要与紧迫”[18]。

另外,从建筑材料来看,中美的住房建筑也存在较大差异。按照外墙建筑材料分类,美国分为壁板、砖、木质结构、灰泥和其他结构(见图14);中国划分为钢及钢筋混泥土、混合结构、砖木和其他四种类型。在美国,有36%房屋建筑外观材料为壁板结构(如轻薄铝材、钢材和乙烯等),有17%为木质结构,大大节省了能源与资源,且回收利用率较高。反观中国,根据2010年人口普查数据,房屋承重类型以钢筋混泥土和混合结构为主,占比超过60%,属于高耗能建筑材料。

8结论与启示

从美国居民能源消费调查数据分析来看,居民部门用能量在近30年没有明显变化,趋于稳定;表明美国居民能源消费处在一个饱和状态,这和居民用能效率改进有着密切关系。从用能结构来看,以清洁能源为主,2009年电力和天然气占比达到85%。从近30年的用能结构变化趋势来看,天然气占比出现小幅下降,电力占比明显上升,木材、燃料油和煤油占比下降,LPG随着页岩气开发占比出现上升。从能源可获得性来看,美国早年已经实现了电力的全覆盖,并且有着完善的天然气管道设施,为居民使用清洁能源提供了极大的便利。从用途分类来看,取暖用能占绝大比例,占40%左右,近30年来出现平缓下降趋势,燃料来源70%是天然气;制冷占比较小,近年出现小幅上升;其他项(主要是家电设备)用能明显上升,主要消耗电力;热水用能则比较稳定,主要靠天然气和电力。近30年,家电产品丰富多样,家庭保有量不断提高,能源效率标识产品率增加,促使电力消费的增加。建筑用能方面,美国房屋服务时间长,后期建筑房屋在保温性能方面高于早期房屋,单位面积耗能下降。

美国居民能源消费一直处于较高水平、能源浪费情况比较严重,这与美国经济发展水平较高和居民生活习惯有着较大关系。和其他国家相比,美国户均能源消费量和人均能源消费量均处于较高水平。美国住宅63%的房屋是独栋住宅,房屋面积比较大,户均住宅面积和人均住宅建筑面积均位于世界前列。美国居民享受更加舒适、享受型的生活,体现在家庭电器产品种类和数量上。每个家庭都拥有冰箱,23%家庭拥有两台,大部分冰箱体积是在400~600升之间,且有30%的家庭拥有冰柜;中央空调比例高于分体空调,中央空调一般是空间连续运行,不能单独控制;66%的家庭每次洗衣都用烘干机;大部分家庭电脑和电视机的数量多于1台;洗碗机、微波炉、咖啡机、烤箱、打印机在美国家庭中也得到广泛使用。虽然美国居民享受着较高水平的能源服务,但能源消费总量在30年没有明显变化,这和能源效率的提高有着密切关系,例如,完善的“能源之星”项目便是一个强有力的措施。整个项目实施时间长,范围广,种类多;涉及工业部门、商业部门和居民部门,包括制造商、零售商、消费者和各种合作伙伴,囊括家电、办公设备、住宅修建、工厂等,在很大程度上减少了能源消费。另一方面,美国完善的能源统计制度为能源分析提供了有力的数据支撑,有利于政策制定、推行与监督。

相比,中国目前处于发展阶段,能源消费快速增长;同时,城乡之间能源消费结构、水平差异较大。体现在高收入家庭对生活舒适度要求更高,家庭电气化水平高,家庭电器种类齐全,存在向美国居民生活模式发展的可能性;而在一些农村地区,能源贫困仍然存在。这对中国发展提出了更多挑战,一方面要制定政策提高效率,引导高收入人群节约用能;另一方面要改善低收入人群能源消费水平。另外,中国还存在建筑服务周期短,建筑材料耗能比重大等问题。建议中国政府进一步完善能源统计制度、推行农村能源扶持项目和能源标识、落实建筑能耗标准,加强建筑规划、提高建筑物使用寿命。

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Residential energy consumption in US: 30 years microsurvey data

LIAO Hua1,2,3WU Jingwen1,2,3ZHU Bangzhu4

1.School of Management and Economics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China;

2.Center for Energy and Environmental Policy Research, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China;

3.Colla borative Innovation Centre of Electric Vehicles in Beijing, Beijing 100081,China;

4.School of Management, Jinan University, Guangzhou Guangdong 510632, China)