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机械的新能源开发与节能技术,不只是开发应用本身,而是一个综合性的大工程。有生产要素的合开利用、制度的完善、人员管理、机械生产过程的高效性,通过先进的管理方式与手段,达到实现新能源开发与节能技术应用的目的。笔者认为,具体应该有以下几点:
(1)提高监督管理水平。在大力贯彻落实系能源政策和节能环保等法律政策的前提下,还要制定实施机械能源和环境保护的政策制定与详细标准,将新能源与节能技术的推广应用建立于法律政策的前提下,依法对新能源与节能技术的实施改善和保护,依法对责任单位、责任人进行处理。
(2)组织健全专业的新能源与节能技术实施监督管理单位。新能源与节能技术单位是进行机械工业新能源与节能技术推广的行政支持。这种机构利用观测研究,能够迅速充分的了解机械工业的现状和污染程度及来源,并有效的实施相应的办法与整救措施,预防或降低污染与环境破坏的后果。
(3)严格考察机械厂家的生产水平与节能能力,对于他们的生产会对环境造成怎样的危害要可续考量。第一是科学全面的进行规划,根据机械工业分布的地理特点与生产布局、地方环境因素的情况来建设专门的工业园区,布局上尽量集中,可以将污染控制在一定范围,也有利于能源推广和节能、治理;同时根据产业结构的情况,进行规模化生产,提高工业技术进步,降低资源能源消耗,降低污染物的“产出”量,大力普及绿色生产技术。
【关键词】节能环保;汽车新能源;节能技术;应用研究
0.引言
在经济和科技高速发展的同时,能源危机和环境污染正成为影响人类生存和发展的重要问题,节能与环保正成为21世纪人类社会和谐发展的主题。汽车燃油消耗和废气排放,已经成为能源危机和环境污染的主要诱因,为了人类社会的可持续发展,急需在汽车工业中应用新能源与节能技术,以降低能源消耗和环境污染。研究汽车新能源与节能技术已经成为汽车发展的重要方向,汔车动力正从汽油向清洁柴油、混合动力、燃料电池等方向过渡。本文就当前汽车新能源与节能技术的发展和应用进行了简要的探讨。
1.汽车节能技术
1.1汽车混合动力技术
汽车混合动力技术是当前汽车新能源与节能技术中发展较为成熟的一项技术,也是人们较为熟悉的技术。在汽车混合动力技术方面,丰田作为先行者凭借混合动力的环保理念取得了极好的成级。目前所采用的汽车混合动力技术,有汽油机与电动机混合、柴油机与电动机混合两种。实际上,混合动力技术主要是应用电动机和发动机相配合,以获得加速成和爬坡等工况下所需要的爆发力,而在汽车高速巡航状态时,则减少发动机出力,从而减少发动机的油耗。此外,混合动力技术还有能量回收技术的应用,在汽车制动情况下,可以将制动所产生的热量进行转变,提供给电动机作为能量。
通常情况下,混合动力汽车可以选择单独使用电动机驱动。从电机输出功率在整个混合动力系统功率中所占的比重来看,可分为混合动力系统、轻混合动力系统、中混合动力系统、完全混合动力系统。第一种混合动力系统所采用的混合动力,是在内燃机上增加启动电机的方是所获取的,所采用的启动电机是发电启动一体式电动机,以此为基础控制发动机启动和停止。轻混合动力系统则采用集成启动电机,这一第汽车减速成和制动时,能够吸收部分能量,而在汽车行驶过程中发动机则等速运转。中混合动力系统采用高电压电机,当汽车在加入或大负荷状态时,电机辅助驱动以补充发动机自身功率的不足。完全混合动力系统采用高压启动电机,其混合程度可达50%以上,是当前混合动力技术发展的主要方向。
1.2蓝驱技术
蓝驱技术是在原发动机和车型基础上进行优化,以降低汽车燃油消耗的节能技术。相较于普通车型,应用蓝驱技术的车型调整了变速箱3挡到5挡的传动比,使汽车在高速成巡航状态下能够更省油。同巅,蓝驱技术还从空气动力学原理出发,对车身设计进行了优化,如底盘高度、风阻系数、胎压、滚动阻力等。
1.3汽车压燃技术
目前汽车所采用的往复式内燃机,所采用的燃料主要为汽油和柴油,汽油采用火花塞点火,柴油采用活塞压燃方式点火,点火方式的不同使得紫油机压缩比比汽油机更高,燃油效率相对较高,但汽油机所采用的火花塞点火方式,使其发动机工作震动小,噪音小。汽车压燃技术则是将两种技术进行融合所产生的新技术,采用汽车压燃技术的发动机,其技术结构相较于普通发动机更为复杂,其压缩比更高,燃料能在同一时间燃烧,从而提高了燃油使用率,同时由于采用了稀薄的混合气压缩点燃,能有直接通过调节喷油量来调节扭矩而不用节气门。此外,由于采用压燃技术,发动机燃烧温度极低,能有效减少辐射热传递,且燃烧周期短,其燃烧过程更多是化学反应,在目前污车节能技术中发展相对成熟。
2.汽车新能源
2.1氢动力技术
氢动力目前主要应用于宝马和本田两个汽车品牌之中。在宝马汽车中,应用了一套绝热能力极佳的储气系统,该系统采用多层复合金属材质,采用3mm中空设计,可以有效的将槽内温度保持在-250℃,用以储存气动力技术所采用氢气燃料,能有效的将氢气维持在液态情况下。虽然这个储气系统体积庞大,但能够省却安装冷却机构的空间,因此可以不增加体积和生产成本,同时不用增加机械结构。不过氢动力技术最初设计的目的,并不是纯粹氢燃料动力,而是采用汽油/氢气双燃料,真正使用氢单一燃料的车型在首批产品中仅有5辆。
采用氢气作为燃料,其烧烧特性同汽油并不相同,在采用汽油/氢气双燃料时,很难将燃烧效果最佳化,既便达到了,在进行汽油和氢气燃料切换时,汽车动力也会产生明显的落差。为此,在实际应用中,对两种燃料的动力曲线进行了限制,使得汽车动车受到部分限制,以使乘客感受不到切换时动力上产生的落差。
2.2电力驱动技术
电力驱动是将汽车汽油发动机和柴油发动机替换为电动机,采用电能作为能源,为汽车行驶提供动力。这种技术所采用的燃料清潮,同时输出扭矩大,应用在汽车中有较好的经济效益。但是,采用电力驱动技术,其难点在于动力充电的问题,以及充电后汽车续航能力的问题,虽然目前应用电动力技术的汽车已经开始量产,但这两个问题依然没能得到良好的解决。实际上,电池技术是新能源汽车研究的关键性技术之一,目前主要集中在电池安全性、可靠性、轻量化等方面,需要重点支持驱动电机系统、电动空调、电动转向、电动制动等能力。根据规划,我国2015年,纯电动乘用车、插电式混合动力乘用车最高车速成不低于100公里/小时,驱动能力与成本都将进一步得到改善。
2.3燃料电池技术
燃料电池技术,是采用氢气、甲醇等作为燃料,经过化学反应产生电流驱动汽车的一种新能源技术。燃料电池的能量是由氢气与氧气发生化学作用所产生的,而不是经过燃烧产生的。这一过程是直接将氢气、甲醇等转变为电能,整个过程不会产生有害物,同时能量转换效率比内燃机更高,是一种理想的节能环保技术。但在实际应用中,单个燃料电池所提供的动力极为有限,通常需要结合成燃料电池组,以获得足够的动力。目前,燃料电池技术已经被广泛应用于福特、丰田、通用等汽转公司,具有极高的价值。
3.结束语
当前全球都面临着能源问题,主要表现为能源储量不足、能源利用效率低、现有能源结构污染严重等方向。需要积极研究新能源作为替代,开发新的节能技术,从而降低汽车的能源消耗与环境污染,促进人类社会的持续发展。 [科]
【参考文献】
[1]史永基,高雅利,王宇炎.新能源汽车节能减排技术研究进展[J].传感器世界,2011(07).
[2]李志达,望义熙,周世权.太阳能车机电控制系统的研究[J].汽车电器,2010(11).
关键词: 节能结构一体化技术应用
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
引言
我国正处于城镇化高速发展阶段,在当前乃至今后几年间无疑是建筑业发展的鼎盛时期,也是建筑节能大发展的历史机遇期;同时,也是墙体保温技术发展的黄金时期。目前,在我国新建建筑及既有建筑节能改造的墙体保温市场中,外墙外保温技术占据绝对优势,它为我国建筑节能事业的发展起到了非常重要的作用。但目前外墙外保温市场存在生产企业规模小、技术水平低、价格竞争失衡、工程监管不到位等问题,致使外墙外保温工程开裂、脱落、火灾等问题时有发生,工程质量存在诸多安全隐患。发展建筑节能与结构一体化技术,不仅能丰富建筑结构体系,确保建筑节能工程质量与消防安全,更重要的是有效解决了保温系统与建筑墙体同寿命的关键问题,对于推动建筑节能工作健康发展具有十分重要的意义。
1.建筑节能与结构一体化技术的含义及分类
1.1建筑节能与结构一体化技术,是指集建筑保温隔热功能与墙体围护功能于一体、墙体不需要另行采取保温措施即可满足现行建筑节能标准要求的新型建筑结构体系,不但保温防火性能优良、质量安全可靠,而且能够实现建筑保温与墙体同寿命,符合国家节能减排和产业发展的相关政策,对于实现转方式、调结构、促发展、保民生的发展目标,建设资源节约型、环境友好型社会具有十分重大的意义。
1.2 目前,建筑节能与结构一体化技术体系有:CL结构体系、FS外模板现浇混凝土复合保温体系、IPS现浇混凝土剪力墙结构自保温体系、砌块自保温体系(包括承重和非承重体系)、夹心复合墙砖砌块保温结构体系等,这些建筑节能与结构一体化技术已经非常成熟,并已开始大量的应用。
1.3建筑节能与结构一体化技术相关标准规范的为一体化技术产品的生产、设计、施工、验收等提供了有力技术依据。目前,已实施《CL结构体系技术规程》、《FS外模板现浇混凝土复合保温系统应用技术规程》、《非承重砌块自保温体系应用技术规程》、《SK装配式墙板自保温体系应用技术导则》、《承重混凝土多孔砖自保温结构体系应用技术导则》、《居住建筑夹芯保温复合砖砌体结构体系应用技术导则》、《AESI装配式墙板自保温体系应用技术导则》等七项标准规范。
近年来,在国家节能减排政策的大力推动下,我国的节能建筑得到了快速的发展。据不完全统计,全国累计完成节能建筑40余亿平方米。其中新建建筑和既有建筑节能改造的外墙体主要采用外墙外保温技术,占工程应用量的95%以上,外墙外保温技术为建筑节能工作的发展做出了积极贡献。
2. 推行建筑节能与结构一体化技术的必要性
2.1外墙外保温技术存在的主要问题
我国自推行外墙外保温技术以来,人们的居住环境、生活质量得到了明显提高和改善。但伴随之而来的墙体保温与结构能否同寿命,墙体保温与安全防火能否兼顾,保温施工后空鼓、裂、脱落、火灾安全隐患较大等问题已成为亟待解决又关乎民生的重大问题。目前普遍采用的建筑墙体保温技术,其理论寿命为25年(在保证产品质量、按规范施工的前提下),远低于建筑主体50—70年左右的设计寿命。25年后外墙保温极可能出现的脱落,如何维修等问题已被人们日益重视。那如何解决以上问题呢?——大力推广建筑节能与结构一体化技术。
2.2建筑节能与结构一体化技术的优点
与传统的外保温技术相比,一体化技术具有四大突出优点。一是节能保温措施与墙体同步施工,实现了与建筑物同寿命,保温层不再需要多次维修、更换;二是保温材料置于墙体之中,采用现场装配或混粘土浇筑等方式施工,有效避免了外保温工程存在的空鼓、开裂、脱落等质量问题,最大限度地消除了工程消防安全隐患;三是具有良好的保温隔热性能,完全能够满足我国现行建筑节能设计标准,通过采取进一步的技术措施还可达到更高的节能要求;四是可以有效缩短施工工期,减少人工和材料消耗,从而降低建筑成本,具有较好的综合效益。
2.3建筑节能与结构一体化技术主要创新点
(1)实现建筑材料防火向建筑结构防火的转变;
(2)实现建筑保温二次施工向同步施工的转变;
(3)实现保温寿命周期二十五年向与结构同寿命的转变;
(4)实现工程施工现场湿作业向工厂化、产业化转变。
3.推行建筑节能与结构一体化技术的重要意义
建筑节能与结构一体化技术,通俗地讲,就是不再给建筑“套棉衣”,而是通过采取一定的技术措施,采用相应的墙体材料及配套产品,使墙体本身的的热工性能等指标达到节能标准要求,实现集保温隔热功能与围护结构功能于一体的建筑节能技术,不仅能有效解决保温体系与建筑主体同寿命问题,而且在抗震、安全等性能方面也得到了加强,能同时满足建筑、防火等要求,是建筑节能发展的方向。随着我国建筑节能工作的不断深化,加快建筑节能与结构一体化技术推广、逐步限制淘汰已经明显落后的传统外墙外保温技术已势在必行。
4.加快我国建筑节能与结构一体化技术推广工作的建议
4.1加大建筑节能与结构一体化技术产品的引进和研发力度。大力推进建筑节能与结构一体化技术产品的引进和研发,为该技术的全面推广奠定基础,促进我国建筑节能产业结构调整和转型升级。要充分发挥勘察设计及建设类企业和各建材生产商的潜能,引导和鼓励相关企业推广建筑节能与结构一体化技术,不断加大建设科技投入力度,积极研究、发展新型墙材。
4.2加强领导,落实责任,确保推广应用工作落到实处。推广建筑节能与结构一体化技术是我国创建低碳经济发展模式的的重要内容,建议选择部分项目进行示范并给予政策扶持,各相关单位要充分认识到推广建筑节能与结构一体化技术的必要性和紧迫性,落实责任,确保推广应用工作落实。
5.结论
建筑节能与结构一体化技术是对传统建筑节能设计和施工工艺的一次重大变革。推广、应用建筑节能与结构一体化技术,有利于进一步激发广大建设科技工作者开展科技创新的积极性、促进科技成果转化为现实生产力,有利于提升建筑行业的科技含量、推动建筑业转型升级,有利于带动钢筋、混粘土、保温材料等相关产业的发展壮大,是一件意义重大的好事。
参考文献:
关键词:绿色建筑;设计理念;节能技术
随着国民经济日益发展,人民生活逐步富裕,在广大人民群众享受物质生活的同时,追求绿色住房及低碳生活也成为当今的一种时尚,要想满足大家的生活需求,实现建筑设计的节能与环保,就必须随着时代的发展,因地制宜,推动我国的建筑事业向着全新的方向发展。
1绿色建筑设计的涵义及重要性
1.1绿色建筑概述
当前世界各国对于“绿色建筑”也没有给出完全一致的定义,但观点却是一致的,就是要在最长的周期时间内,将建筑工程的消耗降到最低,而且还要达到对当地及周围的生态环境没有损伤及破坏性,最重要的是在这样的前提下,还要保证让广大人民工作或居住舒适、健康。比如,对于室内设计及材料的选取,一定要在保证人体健康的情况下,加强再生资源的使用,减少不能再生资源的浪费,而且在设计理念上,也要遵循“融于自然,回归自然”的意向,让建筑设计与自然环境融合在一起,做好绿色建筑设计理念的长远性计划。绿色建筑的本意就是要达到自然、建筑与人的和谐统一,这是我国实现21世纪可持续发展目标与战略的一个重要环节,也是广大人民对生活的一种迫切需要。
1.2绿色建筑设计理念的重要性
近年来,“雾霾”成为人们心中的一块阴影,改善生活环境,改变PM2.5指数,成为每一个人所追求的目标。经调查研究发现,“雾霾”的发源地及形成原因,不外乎城市垃圾、工业污染,而这些污染源中,所占比重较大的就有建筑能源的消耗。这样庞大的能源消耗及对环境的污染,变成对人们绿色生活中的一项负担,因此要想还人们一片碧海蓝天,还人们清洁、健康的空气,就必须普及绿色建筑设计理念,就必须要做好各种节能技术的推广及应用,减少高能耗的建筑施工成为我国可持续性发展中的一项重要方针和策略。
2绿色建筑设计理念的运用
2.1因地制宜的设计理念
我国地大物博,地域辽阔,但地形复杂多样,各地的气候也不尽相同,所以在进行建筑的设计与施工过程当中,必须要提前进行当地环境及地势情况的调查与研究,做出准确而详尽的计划报告,并进行科学而合理的设计。这样才能达到设计理念与当地环境一致性,才能让建筑物与周围环境融为一体,不仅产生美观,而且还能减少对自然景观的破坏。尤其是对于人工景观的建设时,更要以保护当地环境及景物为根本,避免造成水土流失及对环境的破坏,让建筑设计失去和谐性。只有因地制宜的进行绿色建筑的设计,才能保证人与自然环境及建筑物的完美性。
2.2绿色材料的选取
建筑实施过程当中对于建筑材料的选取是十分重要的,因为它们是构成建筑物的核心,更是保证建筑物无污染的基础,因此,在材料选取的过程中,必须要遵循绿色、环保的理念,让绿色材料成为建筑物的主体,保证人们居住的健康性,保证自然环境的再生及再利用性,为我国的自然生态保护做好铺垫。比如说可以选取生态水泥的使用,生态水泥所用的材料就是以一些垃圾焚烧灰和下水道污泥脱水后的干粉为原料制作而成的,无污染,生态环保。
2.3建筑设计要通风好、光源足
建筑物达到日照充足,南北通风,不仅可以减少对电能的需求量,还能为人们的室内环境带来更多的新鲜空气。因此在进行建筑物的设计时,一定要根据具体的地形及气候特点,进行各种住宅的计划与设计。比如,当代建筑设计所流行的全开式厨房及客厅等,就能保证室内空气的流通,让建筑物更符合人们的居住理念,达到居住需求。
2.4新能源的合理利用
我国虽然是一个资源大国,但其中有很大一部分资源都是不可再生的。因此在进行绿色建筑设计时,要避免对不可再生资源的随便使用及破坏,要深入的挖掘那些新型的能源。比如,随着科技的发展,已经被人们所广泛使用的风能、太阳能等。新能源的利用,不但可以节约能源消耗,还能实现高科技的建筑设计,使建筑设计领域更上一层楼。
3节能技术的研究与探析
3.1建筑材料的节能选择
传统的建筑材料大多都是实心砖,这种砖的烧制及材料的使用都非常的浪费,但随着我国科技的不断发展,近年来,粘土空心砖、非粘土砖、加气混凝土、轻质板材、等等已经受到人们的关注和青睐,因为这种砖与实心砖相比,不仅轻盈,而且还具有隔音、保温的效果,为建筑施工的过程提供了更大的便利性,在很大程度上提高了实施效率。
3.2建筑墙体的节能技术
墙体是建筑物的主要组成部分,也是能源消耗中的重要项目,因此合理而有效的墙体保温节能是十分有必要的。从当前建筑墙体施工技术来看,泡沫塑料类保温隔热材料已经被广泛应用,而复合型保温涂料也已经投入市场。这种材料固化快、密度小、成本低,还可以利用三废来开发墙体保温涂料,使墙体保温隔热技术顺应着时代的发展,向着环保节能型的方向迈进。
3.3做好自然通风的设计
空气的自然流通是保证人们健康的一个重要因素,所以在进行通风的设计中,可以利用热空气上升的理论,在建筑物的上部加设排风口,让其上、下形成对流,保证空气的自然流动,这种设计虽然十分的理想,但对于高层建筑来讲,其风压不足以达到空气流通的效果,所以可以进行一种机械设备的辅助,来促进其空气的循环,而且这种辅助设备还可以对空气进行有效的过滤,保证空气的洁净度,更有利于人们的身体健康,更能保证建筑物的绿色环保。
4结束语
总而言之,绿色建筑设计理念与节能技术的合理应用,是建立在人们生活舒适度与健康性的前提之下的,所以在进行建筑设计及施工的过程中,一定要在保护自然生态平衡的情况下,找到更加节能与环保的设计方案,保证人们的生活质量,提高我国能源的再利用效率,推动我国绿色建筑业的更快发展。
作者:田晓楠 万墨罕 单位:烟台市建筑设计研究股份有限公司 悉地国际设计顾问(深圳)有限公司烟台分公司
参考文献:
[1]邹迪.低碳理念在建筑设计中的体现[J].工程技术研究,2017,(4):212+223.
[2]叶大华,胡倩.基于低碳生态详细规划的绿色建筑指标体系[J].城市规划,2013,(1):31-39.
一、日本工业部门的节能技术发展
日本工业节能的一个显著特点是:由于节能技术的应用和节能措施的得当,从1990年到2010年的20年中,在工业生产总值不断增加的情况下,日本工业能源消耗总量基本没有增加。而在其中一些高耗能的产业中,由于节能技术的有效应用,甚至出现了产业单位耗能明显下降的情况。日本的化学公司重视在化学品生产中科研开发的力度,特别是从研发费用上对节能技术给与支持。日本首屈一指的住友化学公司仅在2006年研发技术的费用就比前一年增加了12.1%,达到1030亿日元。就电力产业而言,日本在电力产业的节能推进中,通过提高电力设备的利用效率,提高火力发电厂的热效率和降低输变电损失具有很大的节能效果。日本电力部门目前已经大力采用1500度级燃气轮机技术,同时还在开发各种耐热材料和耐腐蚀隔热涂料、冷却技术和高温下的超低NO燃烧技术等。
二、日本运输部门节能技术的应用
日本特别重视在运输部门推行节能技术和节能标准,日本的各个运输部门和汽车生产厂商也自觉地提高节能技术的应用和研发,具体的措施包括以下几个方面。
(一)加快降低汽车能耗和汽车新能源技术
随着汽车业的快速发展,其在能源消耗结构中的比重也在不断增加。日本的汽车业高度重视汽车的节能技术的研发与应用。目前,在汽车节能领域日本已经处于世界领先的水平。同重量的日本汽车比美国、欧洲汽车相比平均能耗少30%。
(二)重视铁路的节能优势
与其他运输部门相比,铁路在节能方面具有先天的优势。从运输每公里1人的二氧化碳排放量看,当铁路为100时,则公共汽车为413、飞机为643、小轿车可以达到949,接近铁路的十倍。日本各铁路公司对节能都十分重视,也采取了各种措施来增强节能效果。由于在铁路的总体耗能结构中,耗能最多的是用于行车方面。约占铁路总耗能量的87%。
(三)采用智能的交通管制系统
2000年以来,日本运输业运用信息通信技术在建设智能交通系统(Intelligent Transport Systems,ITS)上取得很大进展,并在相当程度上解决了道路堵塞、交通事故、环境恶化等道路交通问题。智能交通系统(ITS)是利用最尖端的新系统、新技术将人、车、路连为一体,解决道路交通问题,适应高度信息化社会和新型汽车社会的交通系统。
四、日本民生部门节能技术的开发
(一)建筑节能
从2000年到2005年,日本产业领域的节能效果明显,用能总量基本不变,但民生领域,特别是商业建筑的用能情况却增加了一倍,这引起了日本政府的注意,并一直把加强建筑节能作为节能工作的重要方向。
日本建筑产业提出了“建筑的节能与环境共存设计”的概念,即建筑设计时必须把节能、建筑年限与自然共存、节省资源与能源的再循环等因素同时考虑进去,以保护人类赖以生存的地球环境,构筑大众参与的“环境行动”氛围。主张建设“循环、环保、节约”型建筑。其中“循环”指对各种能源的循环回收和再利用。“环保”指极大限度地利用自然资源如对太阳能、风能等的利用和增加建筑的自然采光、通风设计等。“节约”指建筑在日常使用过程中,各种设备的运用应采用节能型的,如节能灯、节约型坐便器等。
(二)家电节能
目前,日本的家庭耗能量约占全国总耗能量的10%,对于能源几乎全部依靠进口的日本,家电产品节能化具有特殊重要性。2009年,日本主要家电产品年耗能量比例如下:电冰箱为28.2%、照明为18.9%、取暖设备为31%、彩色电视机为16.2%、空调器为6.4%。
为了节约用电、减少温室气体的排放量,日本政府从2003年起启动一项新的节能计划―为居民住宅和办公室安装稳压器。根据这项节能计划,中央和地方政府将负担每户住宅安装稳压器所需费用的三分之一,大约为l0万日元(合830美元)。同时,日本企业还在积极开发未来的新型家电节能技术,包括积极开发以LED(发光二极管)为主的下一代高效照明技术以及积极发展新型节能型信息器械,该系统是以信息中心为控制中枢,以节能型空调、服务器、电源装置等组成的节能系统。同时,到2012年,路由器的消耗电力要比目前减少30%。到2012年左右,液晶后灯消耗电力减半。2020年有机EL显示器寿命要达到5万小时。
五、日本产业节能技术应用的未来发展
关键词:电梯节能;节能技术;节能意识;发展现状
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.086
中国的迅速崛起,城市化进程的不断推进,电梯的使用已普及大中小城市的已经成为住宅楼房,花园洋房,商务楼房等标准配置之一。根据相关的统计调查,电梯的用电量占这些建筑物总用电量的25%左右,成为仅次于照明、供水的第三大耗电部分。随着绿色节约环保型生活的兴起,电梯的节能问题越来越受到国家的重视,2007年通过的《中华人民共和国节约能源法》中明确规定:“对高耗能的特种设备,按照国务院的规定实行节能审查和监管。”因此,电梯节能不再仅仅是使用单位了降低成本而关注的问题了,它已经上升到整个国家甚至整个社会的关注层次上。
1 电梯节能的好处
看似普通平常的电梯,在用电量方面确是着实让人吃惊。经过简单的计算,每台电梯每天的用电量在五十度到一百五十度之间浮动,取其中间值,即假设每天每台电梯用电量在八十度,全国100万台电梯的每天用电量就将近一亿度,每年的消耗量就超过300多亿度,这无疑是个大数字。如果仅仅在各大宾馆、上午写字楼以及政府机关部门推行电梯节能,按照目前的技术能达到大约30%左右的回馈节电率,就每年可以节省下100亿左右的电量,节省经济投入50多亿元。在节约经济成本的同时,也节约了社会资源,因此,电梯节能具有巨大的社会效益和经济效益[1]。
2 我国电梯节能现状
就目前而言,我国电梯的节能技术正处于逐步的发展时期,2007年颁布节约能源法的初期,我国大部分的电梯都为交流双速、交流调压调速等老旧的高耗能电梯,采用永磁同步拖动技术的电梯占据的比重很少,能够应用制动带电能回馈技术的电梯不足1%。近几年来,我国的几大主要的电梯品牌都加快了节能型电梯的研究,如上海三菱电梯有限公司完全自主研发的LEHY-II电梯就采用了比较先进的电能回馈技术和永磁同步无齿轮曳引的店电梯驱动技术,比传统的交流异步电机驱动的涡轮蜗杆曳引电梯系统节能30%左右。此外,西子奥的斯与日立等中国电梯市场领先企业也在加大推动节能电梯的使用力度。
此外,由于电梯的选用由建筑本体的建筑商选择,而真正的使用者(电梯使用电费的支付者)大多没机会参与选择。导致已经拥有的领先的技术无法得以更好的推广,无法量产进而导致成本偏高,更阻碍了先进技术的被选择。
3 电梯节能技术分析
3.1 能量回馈再生
梯的运行必然要耗费能量,这是不争的事实,因此,要想让电梯节能,就必须使得输出的电能得到最大程度的利用。电梯的运行是在垂直的方向上上下运动的,半载状态下的电梯在向上或者向下运动时,所消耗的能量基本持平,大多数的电梯都是轻载、空载和重载状态。当电梯轻载空载上行和重载下行时,电梯都处于制动的状态,电梯驱动主机需要制动发电,将轿厢和对重的重力势能转化为电能,这是这部分电能一部分被绕组消耗,另一部分则被外加的发热电阻消耗掉。这种电能的消耗不仅是一种浪费,而且会使机房温度升高。
3.2 永磁同步驱动
能量的回馈再生是从电梯运行的过程中减少能量的整体消耗,而永磁同步驱动则是从电梯耗能的根本上降低能耗,即从电梯的设计和制造环节提升电梯的节能水平。目前电梯普遍使用的电动机都是机械传动系统,而永磁同步无齿轮马达作为电动机的曳引机能够更好的节能。永磁同步电机的运作机制与传统的电动机相似,但是在永磁同步电动机的转子表面多加了一块磁场较强的永磁铁,这样一来就可以在电源频率不变的情况下保持恒定的转速。另外,永磁同步电动机具有结构紧凑、重量小、效率高、稳定性强等众多优势。利用永磁同步驱动,电梯的设计就不需要减速箱,传动的效率也可以从原来的35%提升至85%左右。
4 电梯节能新措施
4.1 从电梯的配置管理方面降低电能消耗
电梯的整体节能与电梯的配置管理有着很大的关系。目前很多建筑中都存在电梯的无效耗能现象。例如,一栋楼可能配置了多台电梯,但是这些电梯却没有使用普通的并联、群控技术或者目的选层群控技术,从而导致多台电梯都处于同方向运行的无效耗能状态。另外,在一些高档的写字楼或者高档小区内,普遍存在电梯配置台数、主机电动机功率大大低于其使用率而导致的无效耗能。因此,可以在电梯的配置管理方面进行优化,从整体上节约某一建筑的电梯整体耗能。
4.2 采用绿色能源
电梯运行的主要能源就是来源于电动机,而电动机则需要消耗电能,电能的生产与储备则需要消耗其他的一些不可再生能源。能源问题是当下整个人类社会面临的共同问题,因此,节约电梯能源不能只是关注于技术、过程与管理,还可以开辟新的道路,采用新的绿色能源。比在一些高层建筑中,可以在电梯的设计使用中加入太阳能的使用,利用白天的太阳光照将电梯运行所需的能量尽可能的存储起来以供电梯在晚上使用。
5 结语
中国经济的发展使得中国的建筑迅速增多,我国已经变成了一个电梯大国,但是我国是一个电梯弱国。受历史发展的限制,我国的电梯制造技术、节能技术、安装技术从整体上来讲,与外国发达国家还有一定的差距,而且人们的节能技术的推广,因未能成为电梯购买者的优先考虑因素而受阻。因此,本文希望通过我国电梯节能的现状分析唤起人们的普遍节能意识。也希望电梯购买单位能够从广阔的角度去看待电梯节能问题,而不只是为了节约企业的成本,这同时也是一种社会责任。同时,国家政府及其节能政策的出台,加强宏观调控以推动节能电梯被选择,将是节能控制,绿色发展及人民之幸事。
关键词:绿色建筑;节能技术;应用;研究进展
1前言
我国建筑行业有着悠久的发展历史,可以说是我国经济发展的重要支柱,尤其近些年以来,我国建筑行业发展迅速,也带来了资源和能源的快速消耗,当然也使得建筑行业成为了能耗大户。在这种情况下,如果能够将建筑节能技术应用到建筑工程之中,多将节能理念与节能材料运用到建筑施工之中,不仅能够达到保护生态环境和节约能源的目的,还可以有效实现我国的绿色建筑建设目标。因此,对绿色建筑发展及建筑节能技术的应用进行探讨具有非常重要的现实意义。
2我国绿色建筑发展的重要性及设计原则
在前文中已经探讨,当前我国发展绿色建筑具有非常重要的现实意义,具体来说,一是经济社会发展的必然要求,这是因为虽然我国国民经济取得了非常快速的发展,但是资源过度开发以及环境严重污染的问题仍然非常严重;二是生态环境保护的重要内容,这主要表现在建筑工程的施工过程中对资源的快速消耗和环境的破坏方面,因此,通过绿色建筑的发展以及建筑节能技术的应用必然能够达到保护生态环境并改善我们的生活环境的目的。当然,在绿色建筑的发展过程中,也需要遵循一定的原则,笔者基于在绿色建筑行业的经验,将其归纳为如下几点,一是需要对建筑的全寿命周期进行关注,尤其要保证其对环境在一定程度上具有保护作用,直至建筑拆除时对环境的破坏问题也应该考虑在内,尽量做到建筑与周围环境能够相得益彰;二是在设计建筑时应该以人为本,尽量为人们创造出舒适、健康的环境,尽最大可能满足人们的需求;三是在发展绿色建筑的过程中还需要不断进行改革和创新,提升资源的综合利用效率,达到节约、环保的目的,从而让建筑能够与自然和谐共生。
3绿色建筑中建筑节能技术的应用进展
3.1建筑布局及围护结构设计
在绿色建筑节能技术中,首先需要考虑的便是建筑布局以及建筑围护结构的设计,建筑布局是否合理会直接关系到建筑中有关资源的利用率高低,要知道建筑物相关的朝向、位置以及功能都和建筑的能耗有着较大的联系。就现在我国很多的建筑物来说,散热能力强以及体形系数小的建筑比较受到人们青睐。其中需要引起我们格外重视的便是建筑围护结构的设计,建筑围护结构对建筑整体耗能所带来的影响是非常大的,在具体的围护结构设计过程中,不仅需要考虑到墙体的保温性能,还应该对于夏季的隔热散热要求提起足够的重视,争取在二者之间找到一种平衡。
3.2建筑门窗与屋面节能施工技术
除了上文中所描述的建筑围护结构以外,建筑门窗与屋面也是节能施工中需要考虑的重点部位。首先,门窗节能技术是目前建筑中应用最为广泛的节能施工技术,在具体的施工过程中,不仅要对施工技术材料进行严格的比选,同时对门窗的朝向、窗墙面积进行严格的设计,而且还需要对门窗工程的施工质量控制引起足够的重视,只有这样,才能进一步保证建筑门窗的节能效果。另外,建筑物的屋面在整个建筑工程中也占有较大的面积比例,比较容易受到外界的影响,因此,还应该将建筑节能技术运用到建筑屋面之中,这样才能达到建筑的节能效果,比如可以将节能的施工材料运用建筑屋面工程中,还可以在防水层和屋面板之间采取添加保温层措施等,从而有效保证建筑的节能效果实现。
3.3太阳能清洁能源技术的应用
随着科技水平的不断提升,太阳能、风能等一系列可再生清洁能源技术逐渐在建筑中获得了广泛的应用,而其中尤以太阳能在建筑中的应用更为普遍。太阳能在绿色建筑中的第一个应用便是发电。目前太阳能发电系统有独立光伏发电系统与并联发电系统两种,绿色建筑可以基于实际情况进行选择,而正是由于太阳能发电系统的应用使得我国的照明事业有了长足的进步,也推动了绿色建筑的发展。同时,太阳能热水系统的应用也非常普遍,不过需要注意的是,太阳能热水系统在稳定性方面还有待提升,当前我国在太阳能核心技术最大功率点追踪方面也有了进步。在未来,光伏太阳能与建筑一体化必然会成为未来太阳能热水系统应用方面的重要发展趋势,当然也是绿色建筑发展的重要内容。
3.4建筑智能化技术的应用
随着人们生活水平的不断提升,其对生活和工作的环境也提升了更高的要求,而建筑智能化技术作为保证人们更高需求实现的重要保证,开始逐渐在建筑中获得了更深入的应用。当前建筑智能化系统主要建立在通信自动化系统、楼宇自动化系统以及办公自动化系统的基础上,而这也使得智能化建筑逐步成为目前产业化的活动中心。建筑智能化技术在建筑中的应用主要体现在建筑节能以及环境控制两个方面,众所周知,当前我国建筑能耗问题逐渐成为了突出的问题,在这种情况下,就需要通过打造建筑智能化系统对建筑环境的各项参数进行监控,以为降低建筑能耗提供参考。
4我国绿色建筑的发展方向
一是科技化、精细化。在建筑工程的设计中,建筑设计师可以将绿色设计理念更好地体现在绿色建筑之中,同时体现出业主对于建筑的最终需求。当然,在建筑的设计中,还需要将最为先进的科技知识尽情运用到建筑之中,并将所有细节落实到位,从而更加有效地保证在科技与经济快速发展的今天能够更加深入地应用到建筑之中,继而实现资源的有效利用。二是低能耗,重节能。低能耗是绿色建筑最基本的要求之一,要确保设计和建设过程的低能耗首先要做的就是树立低能耗的概念,让这种概念潜移默化的体现在相关的建筑和设计中,其二就是对于投资分配的重视程度的提高,对于装饰方面的重视程度不能高于对产品内在性能方面的重视,不能外强中干虚有其表。
5结语
绿色建筑的发展与建筑节能技术的应用必然会成为我国未来建筑的主要发展方向,不过需要注意的是,在发展绿色建筑的过程中一定要综合考虑我国的国情,因地制宜,不能一味地对国外发达国家的经验照本宣科,只有这样才能使得绿色建筑可以更好地为我们的生活服务。
作者:杨志鹏 单位:甘肃林业职业技术学院
参考文献:
1.工业节能
在过去的工业化进程中,大多西方国家都曾有过能源短缺的艰难经历,近几年来,随着全球气候问题的突出,这些国家又面临着承担温室气体减排的巨大挑战。因此,从某种意义上讲,为解决工业部门的合理用能和提高工业用能效率问题,西方国家有过较长时间的探索和实践,有些经验值得我们参考和借鉴。从发达国家在工业领域采取的具体节能措施入手分析,我们可以总结出以下几点规律。
(1)建立健全工业节能相关的法律法规
大多数能源消费大国和能源短缺的发达国家都非常注重节能的立法工作,其目的在于保障国家能源供应安全,促进能源效率的提高。例如日本于1979年颁布《合理用能法》;1993年制定《合理用能及再生资源利用法》;1998年又重新修订《合理用能法》。美国于1975年颁布《能源政策和节约法》,1978年颁布《国家节能政策法》(NECPA),1992年制定《国家能源政策法》(EPACT)。国外节能的法律法规一般涵盖了节能的各个领域,工业节能只是其中的一部分,具体内容包括:超过一定规模的用能企业必须进行能源审计,向政府提交能源供需计划,开展节能监督检测,耗能设备执行严格的能效标准等。
(2)加强重点耗能工业企业的能源管理和监督
国外有关工业节能方面的政策大多瞄准用能大户或高耗能行业。1998年日本修改后的《节能法》对重点用能企业的责任做出了严格的规定:年消耗燃料300万L标油或1200万kWh以上电力的为一类重点用能单位,年消耗150万L标油或600万kWh以上电力的为二类重点用能单位。要求重点用能企业必须配备专职能源管理人员,每年向通产省及相关部门报告能耗状况。如不能按期完成节能目标,又提不出合理的改进计划,主管部门有权向社会公布,责令其限期整改,并处以一定的罚金。
在法国,年耗能5000TOE(油当量吨)以上的1500个用能单位被列为重点用能企业,要求企业向政府做出“自愿”节能保证,并通过中介组织向其推广节能措施。
(3)制定激励工业节能的财政税收奖罚的经济政策
国外促进工业节能的税收和财政经济政策主要有2类,一类是税费政策,目的是增加能源利用的成本。政策措施包括:能源或与能源有关的CO2税、污染罚款、公共效益收费等。目前开征能源及CO2排放税的国家有捷克、丹麦、芬兰、法国、德国、意大利、荷兰、挪威、瑞典、瑞士和英国等。税收一般用做引导节能和提高工业企业能效水平的工具;另一类是财政政策,目的是降低提高
能效的成本。政策措施包括:赠款和补贴、补贴审计、贷款(包括公共贷款和创新基金)、特殊技术的税费减免等。如美国目前采取的财政激励政策有现金补贴、税收减免和低息贷款等。
(4)不断研发能源节约新技术,广泛推广节能产品
国外的工业节能措施则十分注重提高能源使用效率和节省能源。例如德国政府努力推动能源公司实施“供热供电结合”,鼓励能源公司将发电的余热尽可能用于供暖,提高能源使用效率。开发矿物能源发电技术是提高能源使用效率的另一个重点。德国不断开发出新的矿物能源发电技术,如高压煤尘焚烧技术、煤炭汽化技术等,从而使矿物能源发电效率不断提高。1999年,德国电力生产部门传统矿物能源的平均有效利用率为39%,在采用新技术后,这一比率如今已达到46%,预计到2020年将进一步提高到55%。
美国的做法则是大力发展节能产品,广泛推广高效节能设备。20世纪70年代中期以来,美国就全面推广节能电动机,与原有电动机相比,节能电机的效率要高4.5%-7%,每年可减少电费4%-8%,每年损耗费用减少37%。
2.建筑节能
(1)大力推行建筑节能政策
美国是经济技术高度发达的国家,建筑业是美国经济的支柱之一,建筑耗能在美国能源消耗中也占重要比例。美国政府进行建筑节能的手段主要是制定行业和产品标准、开发和推荐能源技术等。
过去10余年间,美国共出台了10多个政策或计划来推动节能。2003年出台的《能源部能源战略计划》更是把“提高能源利用率”上升“能源安全战略”的高度。为鼓励使用节能设备和购买节能建筑,美国对新建节能建筑实施减税政策,凡在IECC标准基础上节能30%以上和50%以上的新建筑,每套房可以分别减免税1000美元和2000美元;美国各州政府还根据当地实际情况,分别制定了地方节能产品税收减免政策。美国能源部提出“建筑技术计划”,对房屋建筑的供暖、供冷热源、数动渠道及实现方式都考虑比较完善。美国环保局的“能源之星”计划,还对有利于节能的建筑材料授予“能源之星”标准。此外,美国能源部下属的劳伦斯·伯克利研究所重点研究住宅节能技术,有些州还用财政补贴的方式支持节能效率高的住宅建筑。
作为能源匮乏的国家,日本早在1979年就颁布实施了《节约能源法》,又分别于1998年和2002年进行了修改。《节约能源法》对办公楼、住宅等建筑物提出了明确的节能要求,并制定了建筑物的隔热、隔冷标准。加拿大政府对建筑节能更是非常重视,有一套严格的行政立法和技术法规,从房屋建筑设计、施工、材料、设备等各个环节大力进行建筑节能的科学研究和推广应用工作,从而取得了显著的节能效果。
(2)努力完善节能技术规范
建筑供暖和供水消耗的能源占德国能源消耗总量的三分之一左右,因此德国也十分重视建筑设施的节能。其住宅节能技术的研究与应用,处于国际领先地位。从2002年2月1日德国开始实行新的建筑节能规范(EnEV2002),这一节能规范体现了德国最新建筑节能技术研究成果,有很强
的实际操作性。这一节能规范的一个新型有效的节能措施,就是对新建住宅实行按建筑面积为基准的耗能标准控制。规定了建筑体型系数(建筑外表面积与其包围的采暖体积的比值)相对应的建筑物最大允许能耗标准和建筑最大允许平均散热系数以及一系列具体实施管理措施。
(3)不断提高能源使用效率
加拿大是建筑节能领域能源使用效率比较高的国家,他们的建筑节能除了有一套法律、法规予以保证外,在建筑设计过程还采用了一系列高新材料和技术,对不同层次的房屋采取了不同的节能技术。他们把新材料、新技术结合在一起,将高质量的混凝土、新型的保温材料进行有机的结合,使住房的环境得到改善。墙体一般采用阻燃性发泡聚苯乙烯、玻璃棉或岩棉等保温材料同其他墙体复合而成。在门窗的保温方面,加拿大做的非常严谨,窗多是双层的,也有三层的。根据业主的要求有的中间填充氩气,也有的在窗与边框之间装有双腔的橡皮密封条,其保温性能更佳。
日本的节能技术,特别是电器产品的节能技术取得了飞速的进展。日本绝大部分空调的耗电量已降到10年前的30%到50%。一台适合15平米房间使用的空调耗电只有约0.4千瓦时。新型节能冰箱,节能效率比政府规定高出一倍。
3.交通节能
从国外特别是发达国家在交通运输领域的节能活动和经验来看,主要集中在城市交通领域,由于发达国家已经建立起比较完善的市场体系,其关注的重点主要在提高道路机动交通工具使用效率,缓解交通拥堵,达到提高能源效率和节能、减排等几个方面,政府主要通过财税政策来调节交通消费行为或出行模式,达到实现经济和公共效益的目的。
国外通常采用的手段主要是税收、收费政策,实施的方式包括惩罚或约束性的税费政策与激励性的财政政策两种。以下对主要政策进行归类简要介绍。
(1)针对车用燃料的税费政策
大多数国家都通过征收车用燃油税来调节燃油需求。例如,美国的汽油税为0.1美元/升,柴油税为0.12美元/升,而欧盟国家普遍在0.3美元/升以上,英国的汽油税更是高达0.73美元/升,柴油税为0.77美元/升。国外相关研究表明,燃油税率对调节燃油需求和出行需求具有明显的影响。
(2)针对车辆拥有的税费政策
针对车辆拥有的税费几乎都是在购买新车时一次性征收的。目前有许多不同形式的车辆税目,其税额在不同国家也有很大差异。从各国经验看,主要税目包括:销售税、增值税、购置税、拥有税、登记税和其他消费税。这些税费有些是按车价的固定比例收取,有些是随车辆属性收取,如发动机大小、气缸容量、排放量或能耗等。在征收高额车辆拥有税的国家中,新加坡、丹麦、日本是典型代表。如按照新加坡的车辆配额体系,购买一辆新车的各种税费高达车价的2~3倍。
(3)对新型、清洁和高能效汽车的税收减免
在日本、丹麦、德国等国家,对消费者购置新型、清洁和高能效汽车给与税收减免。如在丹麦,居民购买百公里油耗在2.5-4升之间的车辆可以少缴16.7%的税,如果购
买高排量的汽车,要缴纳“绿色拥有”税;在日本,购买清洁并且使用替代燃料的车辆可少缴购置税,符合若干排放要求的车辆可少缴25%到75%不等的费用,日本还推出了对购买替代燃料汽车和纯电动汽车给与补贴的政策。
4.家庭节能
在这里,我们所说的家庭节能主要包括照明、水资源、家电等三部分内容。
(1)照明
英国城市大型彻夜灯光照明现象很少见,伦敦的夜晚,看不到大面积楼体通明的景观,所有照明都基本以不影响人们的正常生活节奏为准。许多店铺橱窗的灯光在打烊后会全部关闭,有些店铺还采用定时关灯装置。在政府住宅楼和公寓楼内,楼道里的公用灯也大多采用自动断电装置。在日本,节约观念深入人心,2005年日本开展了“少开一盏灯”的活动,号召每个日本家庭为国家节约来之不易的能源。基本上日本家庭都用节能灯,虽然造价上比普通灯要贵上一些,但是7、8W的节能灯所提供的照明相当于60W的普通灯。欧洲普遍实行夏时制;这样可以充分利用日照时间,降低直接照明需要,减少大量能耗。
(2)水资源
虽然水是取之不尽用之不竭的可再生资源,但是如何高效利用,降低其循环成本是每个国家每个家庭必须重视的工作。在欧洲,法国人罗德曼发明的雨水再利用系统,将回收的雨水引入蓄水池,经过净化,可以用作二类生活用水,如清洗、洗浴、厕所、浇灌等,目前这套系统已有数十万用户。英国环境署向本国家庭推出一系列建议,如刷牙时拧紧水龙头,每年可以节约18万吨水,足以为50万家庭供水,诸如此类,英国环境署网站上提供了从自来水到小便池,从浴室到管道各种家庭节约用水的方法。
(3)家电
美国的“能源之星”计划是一种比较有效的方法。它有一套“家庭能源顾问”网上分析程序,用户在网上提出一些简单的问题,就可以得到节约家庭能源的建议,如更换密封性更好的窗户、更换墙内绝热层等。据美国环保局统计,2011年美国新建住宅中有近35万套(约占总数的10%)符合“能源之星”标准,每年可节约能源开支2亿美元,减少近2000t温室气体排放,相当于15万辆机动车的废气排放量。除此以外,许多发达国家对购买节能家电的用户给予优惠或税收减免。英国对购买节能型设备的企业给予税收优惠或加速折旧等优惠政策,对购买了标有A+标识冰箱的消费者,政府对每台冰箱补贴100欧元。在法国,如果企业或消费者购买了政府公布的目录产品,政府给予企业或消费者个人设备价款15%-20%的补助。
二、国外节能政策对中国的启示
1.节能法律法规
我国1986年《节约能源管理暂行条例》,1996年印发《中国节能技术政策大纲》,1998年颁布实施《节约能源法》,但是有法不依,执法不严的现象严重,配套法规也不完善。所以,目前我国节能的首要任务是建立和完善以《节约能源法》为核心、配套法规完善、可操作性强的节能法律法规体系,应着重从客观现实、指导思想、立法技术、节能技术等方面全面把握。同时,要加大执法力度,强化节能监督,做好节能服务工
作,使节能工作落到实处。
2.节能管理
节能管理首先要从政府机构带头节能开始,其次才是加强节能管理。主要可从以下几方面着手:
(1)推动节能产品认证,制定和实施强制性能效标识制度;
(2)落实《重点用能单位节能管理办法》,抓好重点耗能行业和企业的节能管理;
(3)制定节能技术开发、示范和推广计划,并分步组织实施;
(4)建立节能投资担保机制,促进节能技术服务体系的建设;
(5)以现代服务业和先进制造业作为发展重点,加快结构调整,推动产业升级,形成以服务经济为主的产业结构,降低高能耗产业的比重。
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国外建筑节能的实施状况
英国
英国政府从1986年开始制订国家节能计划,将建筑节能由低到高分为10个等级。该计划执行的初期遇到的最大障碍是开发商和建造商因节能而增加住宅的造价,从而影响普通购房者,尤其是低收入家庭的购房。但是这部分增加的造价,换来的却是长远的经济效益。按新标准设计的节能型建筑比传统建筑在能量消耗上的花销要减少75%。
政府在强制执行节能计划时,一方面考虑不同阶层购房者的心态,另一方面强调就地取材解决节能材料,减少运输费用,尽可能降低建筑成本。因此,英国各地根据国家节能计划因地制宜地制订政策,推动了建筑节能工作的开展。
经过多年努力,目前英国的新建建筑基本上都达到了最高节能等级的要求,并且建筑的内部舒适程度也因节能构造得到了明显的提高。
目前英国建筑的窗子上部、阳台门上部和外墙上都有不太显眼的进风器,这是近二十年来在发达国家推行的建筑新风系统。这种“房屋呼吸”概念,通过对通风量的控制,形成室内外正负压差,让新鲜空气先进入主要居室,然后经过卫生间和厨房,将污浊空气排出室外。
瑞典
瑞典一直十分重视建筑配件的标准化问题,1967年就制定了《住宅标准法》,并规定使用按照瑞典国家标准制造的材料配件来建造的住宅项目能获得政府的贷款。
瑞典的工业化标准和“模数协调基本原则”涉及建筑的各部分,如浴室设备、厨房水槽、窗框、窗扇等等。瑞典三层固定玻璃窗扇中间带百叶,可在关闭的情况下通风。
美国
美国的建筑与中国的建筑在形式上有很大的差别。美国人口约2.5亿,目前建筑自有率为66%,人均居住面积59平方米,居世界榜首。美国的建筑几乎全部为三层以下。在很多州的法律中有明确规定,若要盖三层以上的建筑,要经过非常繁杂的审批手续。
由于住房是美国家庭的重要组成部分,而且又是采取分户供暖措施,所以房屋本身的节能水平是一个非常重要的指标,建筑节能甚至成为了一些家庭购房的首要指标。也就是说,建筑节能是一个非常市场化的指标,虽然这其中政府的标准起了相当的作用,但这并非绝对。在美国,普通住宅的交工是不需要政府验收的,房屋承建商自检验收很重要,住户验收签字更重要,房屋质量主要依靠房屋承建商对信誉的高度负责和重视来保障。
国内建筑节能现状
节能是我国的国策,建筑节能是节能中的重中之重,应该列为我国建设工作中的重要位置。建筑能耗在我国整个能耗中的地位也越来越重要。1996年中国建筑年消耗3.3亿吨标准煤,占能源消耗总量的24%,到2001年已达到3.76亿吨,占总量消耗的27.6%,年增长比例千分之五;随着建筑业的高速发展和人民生活质量的改善,建筑能耗占全社会总能耗的比例还会继续增长。据有关数据显示,我国当前的房屋建设规模堪称世界第一。目前全国房屋数量有400亿平方米左右,房屋建筑规模看来已超过所有发达国家,仅去年一年房屋竣工面积是19.7亿平方米,这几年差不多都是接近这个数字。而据预测,到2010年,我国房屋总建筑面积将达到519亿平方米,其中城市171亿平方米。然而,截至到去年,我国节能建筑的总面积还只有2.3亿平方米,在每年近20亿平方米的竣工面积当中,只有五六千万平方米是节能建筑,只占3%左右,也就是说有97%属于高耗能建筑。
我国建筑能耗高于发达国家,主要表现在建筑物保温与供热系统状况差,如我国供热系统的综合效率仅为35%到55%,远低于先进国家80%左右的水平。建筑节能由于直接关系到国家资源战略和可持续发展战略的实施,随着我国城市化进程不断推进,城镇建设将保持高速发展,人民生活水平不断提高,根据发达国家经验,建筑能耗在未来商品总能耗中所占比例将上升到35%左右,也就是说,建筑消耗了三分之一多的能源,对我们国家来说,这个比例恐怕还要高。江苏省徐州煤矿每年产煤量在1300-1500万吨,折成标煤1000多万吨,单从2002年全省城镇新建住宅2500万平方米来测算,如果全部执行节能设计标准,每年可以节能6.6亿千瓦时,相当于节约近27万吨标煤,至2009年,仅住宅建筑节能所节约的能耗就相当于徐州煤矿当年的产煤量,这个数字是相当惊人的,也是鼓舞人心的;同时还可以减少大量的二氧化碳、粉尘等污染排放,其经济效益、环境效益、社会效益都十分显著。由此可见,建筑节能的意义十分重大。
2004年11月25日,经国务院同意,国家发展和改革委员会了我国第一个《节能中长期专项规划》。规定中指出,“十一五”期间,中国新建建筑要严格实施节能50%的设计标准。其中,北京、天津等少数大城市率先实施节能65%的标准。发改委环境和资源综合利用司司长赵家荣当日在新闻会上说,我国将全面展开供热体制改革,在各大中城市普遍推行居住及公共建筑集中采暖按热表计量收费,在小城市试点。鼓励采用蓄冷、蓄热空调、节能门窗,加快太阳能、地热等可再生能源在建筑物的利用。虽然我国已经陆续颁布了全国各气候区建筑节能50%的设计标准,但全国城市每年新增建筑中达到节能建筑设计标准的不到5%。我国目前单位建筑面积采暖能耗相当于气候条件相近的发达国家的2-3倍。赵家荣说,由于集中供热比分散小锅炉供热效率提高50%,到2010年,中国城市集中供暖普及率争取由2002年的27%提高到40%。
建筑节能技术
建筑节能包含两部分内容,一部分是加强围护结构的保温隔热能力,另一部分就是从供暖、供冷的热源、输送渠道及实现方式来节约能源。一般的房子里,30%的热量从窗户跑掉了。如果选用双层玻璃,中间再充上惰性气体,就可在一定程度上阻断热量散发。35%热量从墙体散发,如采用隔热材料,增加保温层,节能效果就很明显。智能化建筑首先要达到节能的标准和良好的居住舒适度,其次才是家具的智能化和安全保卫的智能化。实际上,智能化建筑不一定就是豪华的,但它必须是低能耗的。美国有些智能化建筑造价比普通建筑还低15%,因为它们追求合理的结构,讲究实用功能和外观的简洁,利用了可回收材料,而不追求豪华装饰。 还可以充分利用地热泵技术,如冰岛等国家,建筑房子时先在地上打两个洞,通过电泵将地下水循环起来,为整座房子供热。惟一耗能的就是电泵。而在丹麦等国,由于地处海边,太阳能和风能的利用条件得天独厚,使用热泵技术时结合风能与太阳能,用风能与太阳能来带动电泵就可以做到“零能耗”。
新能源的利用是节约建筑使用能耗非常有效地办法,新能源通常指非常规、可再生能源,包括有太阳能、地热能、风能等等。新能源技术用于建筑节能通常有以下几个方面:
1.太阳能致冷
利用太阳能制冷空调有两种方法,一是先实现光一电转换,再以电力推动常规的压缩式制冷机制冷;二是进行光一热转换,以热能制冷。前者系统比较简单,但其造价约为后者的3—4倍,因此国内外的太阳能空调系统至今以第二种为主。太阳能致冷的方法有多种,如压缩式致冷、蒸汽喷射式致冷、吸收式致冷等。压缩式致冷要求集热温度高,除采用真空管集热器或聚焦型集热器外,一般太阳能集热方式不易实现,所以造价较高;蒸汽喷射式致冷不仅要求集热温度高,一般说其致冷效率也很低,约为0.2~0.3左右的热利用效率;吸收式致冷系统所需集热温度较低,大约70~90℃即可,使用平板式集热器也可满足其要求,而且热利用较好,制作容易,致冷效率可达0.6~0.7,所以一般采用也多,但设备庞大,影响推广。
2.太阳热水器
太阳热水器是太阳能热利用中具有代表性的一种装置,它的用途广泛,形式多样。人们最常见的一种太阳热水器是架在屋顶的平板热水器,常常是供洗澡用的。其实,在工业生产中以及采暖、于燥、养殖、游泳等许多方面也需要热水,都可利用太阳能。太阳热水器按结构分类有闷晒式、管板式、聚光式、真空管式、热管式等几种。
3.太阳房
太阳房是利用太阳能采暖和降温的房子。人们的生活能耗中,用于采暖和降温的能源占有相当大的比重。特别对于气候寒冷或炎热的地区,采暖和降温的能耗就更大。太阳房既可采暖,也能降温,最简便的一种太阳房叫被动式太阳房,建造容易,不需要安装特殊的动力设备。比较复杂一点,使用方便舒适的另一种太阳房叫主动式太阳房。更为讲究高级的一种太阳房,则为空调致冷式太阳房。
4.太阳能热发电
太阳能热发电是太阳能利用中的重要项目。太阳热发电是利用集热器把太阳辐射能转变成热能,然后通过汽轮机、发电机来发电。根据集热的温度不同,太阳热发电可分为高温热发电和低温热发电两大类。按太阳能采集方式划分,太阳能热发电站主要有塔式、槽式和盘式三类。
5.地热发电
地热发电是地热利用的最重要方式。高温地热流体应首先应用于发电。 地热发电和火力发电的原理是一样的,都是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能,然后带动发电机发电。所不同的是,地热发电不象火力发电那样要备有庞大的锅炉,也不需要消耗燃料,它所用的能源就是地热能。地热发电的过程,就是把地下热能首先转变为机械能,然后再把机械能转变为电能的过程。要利用地下热能,首先需要有“载热体”把地下的热能带到地面上来。目前能够被地热电站利用的载热体,主要是地下的天然蒸汽和热水。按照载热体类型、温度、压力和其它特性的不同,可把地热发电的方式划分为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两大类。
6.地热供暖
将地热能直接用于采暖、供热和供热水是仅次于地热发电的地热利用方式。因为这种利用方式简单、经济性好,倍受各国重视,特别是位于高寒地区的西方国家,其中冰岛开发利用得最好。该国早在1928年就在首都雷克雅未克建成了世界上第一个地热供热系统,现今这一供热系统已发展得非常完善,每小时可从地下抽取7740t80℃的热水,供全市11万居民使用。由于没有高耸的烟囱,冰岛首都已被誉为“世界上最清洁无烟的城市”。此外利用地热给工厂供热,如用作干燥谷物和食品的热源, 用作硅藻土生产、木材、造纸、制革、纺织、酿酒、制糖等生产过程的热源也是大有前途的。目前世界上最大两家地热应用工厂就是冰岛的硅藻土厂和新西兰的纸桨加工厂。我国利用地热供暖和供热水发展也非常迅速,在京津地区已成为地热利用中最普遍的方式。
7.风力致热
“风力致热”是将风能转换成热能。目前有三种转换方法。一是 风力机发电,再将电能通过电阻丝发热,变成热能。虽然电能转 换成热能的效率是 100%,但风能转换成电能的效率却很低,因此从能量利用的角度看,这种方法是不可取的。二是由风力机将风能转换成空气压缩能,再转换成热能,即由风力机带动一离心压缩机,对空气进行绝热压缩而放出热能。三是将风力机直接转换成热能。显然第三种方法致热效率最高。 风力机直接转换热能也有多种方法。最简单的是搅拌液体致热,即风力机带动搅拌器转动,从而使液体(水或油)变热。“液体挤压致热”是用风力机带动液压泵,使液体加压后再从狭小的阻尼小孔中高速喷出而使工作液体加热。此外还有固体摩擦致热和涡电流致热等方法。
结语