可再生资源的优点范文

导语：如何才能写好一篇可再生资源的优点，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

[关键词] 汽车新能源产业技术体系变革发展战略电动汽车

一、引言

汽车作为现代重化工业技术体系的代表产品,不仅是不可再生石油资源的主要消耗者,而且也是造成城市空气污染的主要祸首。汽车所排放的尾气中含有大量NOX(氮氧化物)、CO(一氧化碳)、PM(颗粒物)和HC(碳氢化合物)等有害物质,对城市大气环境造成了严重的污染和破坏。解决汽车的环境污染和石油的短缺问题需要寻找可替代石油燃料的洁净能源或改变传统的内燃机技术。然而,由于方法众多,每一种方法都存在各自的优缺点,众说纷纭,争执不下。究竟哪一种新能源适合我国汽车未来能源的发展方向呢?

我们认为,内燃机技术以及汽车产业在产业技术体系中占有核心地位,从整个产业技术体系的发展战略角度出发,分析现有的汽车各种替代能源的优缺点,分阶段实施汽车新能源的发展战略,对于我国实现产业技术的跨越发展具有十分重要的现实意义。

二、汽车代用能源的分类及特点

目前,可代替传统汽油和柴油的汽车代用能源有许多种,可将其归纳为三类:第一类是不可再生能源,包括液化石油气、天然气、煤基液体燃料、甲醇;第二类是可再生能源,包括乙醇、生物柴油、太阳能;第三类是性质不确定能源,其性质的归属取决于生产该能源的原料,包括燃料电池、电能和氢能。

1.不可再生能源

(1)液化石油气(LPG)。LPG分为石油炼制过程中的副产品和油田伴生气两种。

LPG的优点:①能效高。与汽油相比,LPG辛烷值较高;②减少污染。LPG可降低CO2排放25%、CH80%、SO270.5%、SO99.99%、Pb100%、CO89.72%、颗粒物41.67%、噪音40%;不需改变内燃机;石油废弃物利用,有一定的经济价值。

LPG的缺点:能量密度低;车用LPG的质量要求较高,需要提纯处理;存在一定的爆燃危险性,安全性较差;仍然以石油资源为依托,属于不可再生资源。

(2)天然气(NG)。汽车使用的天然气按储存方式主要分:压缩天然气(CNG )、液化天然气(LNG)和吸附天然气(ANG)三种。

①压缩天然气(CNG)。CNG是将常态下的天然气以20MPa以上压力压缩在高压罐内供汽车使用。

CNG的优点:污染排放低。天然气汽车尾气中NOX及CO2排放量很低,且无PM固体微粒排放;工艺简单。供汽车使用的CNG是用压缩机将天然气压缩储存,燃烧时通过减压装置减压释放,工艺比较简单;天然气储量相对丰富。我国目前天然气资源量约为54万亿立方米,探明的天然气地质储量为3.9万亿立方米,资源探明率为7.2%。并且,天然气的勘探潜力很大,储量较石油丰富。

CNG的缺点:存储体积较大,能量密度低;汽车充气时间较长,一次行驶里程短;储气钢瓶因压力大,有一定的危险性;车用充气源受天然气管网限制;属不可再生资源。

②液化天然气(LNG)。LNG是将天然气在-161℃的低温下液化,并进行净化处理而成。

LNG的优点:更洁净环保。LNG燃尽后无灰渣和焦油,主要排放物是二氧化碳和水蒸气,NO2、CO2等有害物质的含量极少;能量密度大。LNG液化后的体积仅是原气态体积的1/625,能量密度高于CNG三倍多;安全性能好。LNG无需高压,不易自燃自爆,安全性能好;车用充气源不受天然气管网限制;具有循环利用能源效应。LNG在汽化至常态过程中将释放出大量的冷能,可回收用于汽车空调或汽车冷藏。

LNG的缺点:生产与运输成本较高。LNG是在低温下液化、缩小体后装入特殊运输设备运送到目的地,并再次气化后方可使用。因此,LNG在中短途运输方面成本过高。属不可再生资源。

③吸附天然气(ANG)。吸附储气的原理是在储气容器中以特殊方法装填超级活性炭作为吸附剂。利用吸附剂表面分子与气体之间的作用力吸附气体分子。

ANG的优点:储存压力低。ANG的压力一般只有4~6MPa,有利于安全;不必使用笨重的钢瓶,减少储气设备重量。

ANG缺点:能量密度低;ANG技术难度较大,目前还处于研究阶段。

(3)煤基液体燃料。煤基液体燃料是将煤炭通过直接或间接方法液化成液体燃料油,俗称“煤变油”。

煤基液体燃料的优点:我国富煤少油,利用煤变油技术可缓解石油紧张。

煤基液体燃料的缺点:煤变成液态燃料单位成本高;煤转化成液态燃料的生产过程中要消耗大量的能源;煤变油技术仅是将一种不可再生能源转化为另一种形式,不符合能源发展方向;煤变成液体燃料只是将煤炭转变为汽油、柴油,依然不能降低环境污染。

(4)甲醇。甲醇是一种含氧化合物,溶解性强,可与汽油、柴油溶解混合为新型燃料。甲醇可从煤、天然气和油页岩中制取。

甲醇的优点:甲醇作为燃料具有辛烷值高、汽化潜热大、热值较低等特点;作为车用燃料,甲醇的CO、HC和NOx排放较汽油和柴油低,几乎无碳烟排放;溶解性好,可与汽油、柴油混合使用。

甲醇的缺点:对环境即有正面影响也有负面影响。甲醇汽油可以减少尾气中CO、CH、NOx排放,但尾气中总醛排放增加;甲醇具有毒性。人摄入5～10毫升就会发生急性中毒,30毫升即可致死;甲醇对金属有腐蚀作用,对橡胶皮革有溶胀作用;制取甲醇要消耗不可再生资源。

2.可再生能源

(1)乙醇。乙醇是玉米、小麦、薯类、高粱、甘蔗、甜菜等经发酵、蒸馏、脱水后再在其中加入变性剂而成。车用乙醇汽油是将燃料乙醇和组分汽油按一定比例混配而成。

乙醇的优点:减少污染。使用乙醇汽油的汽车尾气中CO降低30%,NOX减少10%,苯系物质、氮氧化物、酮类等污染物浓度明显降低;属可再生能源。

乙醇的缺点:乙醇需要与汽油混合使用,不能成为汽油的完全替代品;燃烧乙醇会产生悬浮颗粒,不是完全的绿色燃料;消耗大量土地资源。

(2)生物柴油。生物柴油是采用动物或植物油脂与甲醇(或乙醇)经酯交换反应而得到的脂肪酸甲(乙)酯,是一种可以替代石油柴油的可再生清洁燃料。

生物柴油的优点:环保特性优良。根据美国科学家的研究结果,使用生物柴油可降低90%的空气毒性,二氧化碳排放要比柴油减少60%;车辆成本低。使用生物柴油的汽车与普通柴油车相同,车辆无须任何修改;安全性好。生物柴油的闪火点较高,毒性较低;是一种环境友好的可再生燃料。

生物柴油的缺点:燃烧效果差。生物柴油的粘度约为#2石化柴油的12倍,影响喷射时程,导致喷射效果不佳。由于生物柴油的低挥发性,造成燃烧不完全,影响汽车燃烧效率;制取生物柴油的成本较高;消耗大量耕地资源。

(3)太阳能。太阳能资源丰富,随处可得,无需运输,对环境无任何污染,是未来汽车能源的发展方向。

目前,制约太阳能汽车发展的主要障碍:一是汽车的动力常受时间、地点、季节、气候影响;二是太阳能的采集与转换效率难以满足汽车高速行驶所需要的足够动力;三是太阳能电池板造价昂贵。

3.性质不确定能源

(1)燃料电池。燃料电池是直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的一种装置。燃料电池常用的燃料有氢、天然气、甲醇等,常用的氧化剂有氧气、空气。

燃料电池的优点:洁净、污染低。纯氢和氧结合的燃料电池,可实现零放排。以甲醇、天然气为燃料的燃料电池汽车造成的大气污染仅为内燃机汽车的5%;燃料电池能量转换效率较高;噪音低。燃料电池属于静态能量转换装置,除了空气压缩机和冷却系统以外无其他运动部件,噪音小;燃料多样化。燃料电池所使用的燃料可以是氢、甲醇、天然气,也可以是丙烷、汽油、柴油、煤以及可再生能源;利用生物制氢、水制氢的燃料电池可实现能源再生化。

燃料电池的缺点:成本高。质子交换膜电池中的膜材料和催化剂均十分昂贵;燃料的质量不过关。质子交换膜燃料电池必须使用没污染的氢燃料,而目前纯净氢的制取技术还存在困难。

(2)电能。以电能为动力的汽车分为三种:纯电动汽车(BEV)、燃料电池电动汽车(FCV)和混合动力电动汽车(HEV)。纯电动汽车是指以车载蓄电池为电源,用电动机驱动的车(本文中的电动汽车指的是纯电动汽车)。

电能是一种洁净能源,电动汽车完全可以实现零排放、无污染,但是,目前的电能还不属于可再生能源,主要是因为电能还有相当一部分是通过煤炭、石油等化石类能源转换而来。

电动汽车的优点:洁净无污染。目前,只有电动汽车完全符合零排放,而且电动汽车噪音很低;电能是取之不尽、用之不竭的能源。如果用再生能源(太阳能、水能、风能、生物质能、潮汐)发电,电能可永续使用;电能的利用技术成熟。人类利用电能已有很长一段历史,遍布全国的电网可为电动汽车的充电带来极大的方便;电动汽车结构简单,维修方便。

电动汽车的不足:电池性能还无法满足电动汽车产业化的要求。目前,电动汽车的蓄电池主要有:铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子电池等。铅酸蓄电池比能量低,质量和体积太大,一次充电行驶里程较短,且寿命短,污染严重;镍镉蓄电池中的重金属镉对环境有污染;镍氢蓄电池有高温使用电荷量急剧下降的缺点;锂离子的问题是安全性和稳定性,此外,大功率锂电池存在技术难度;价格昂贵。蓄电池的价格是目前制约电动汽车产业化的障碍;电池充电时间长,蓄电能力有限;动力性差;电能还没有解决完全可再生和无污染问题。电能的生产还大量依赖煤炭、石油等不可再生资源,此外,汽车废弃蓄电池还有污染问题。

(3)氢能。氢是自然界存在最普遍的元素,在自然界中多以化合物形态出现,主要贮存于水,特别是海水中富含大量的氢,石油、天然气、煤炭、动植物体也含氢。氢的发热值是所有燃料中最高的,而且燃点高,燃烧速度快,是十分优质的二次能源。以氢气为能源驱动汽车,主要有三种方法:汽车携带贮氢罐,以氢气在发动机中直接燃烧产生动力;汽车电池放电电解出氢作燃料;以氢作燃料电池的燃料,用电力驱动汽车。

氢能的优点:氢是洁净能源。氢燃烧非常清洁,除生成水和少量氮化氢外不会产生其他对环境有害的污染物质;氢是高效燃料。每公斤氢燃烧产生的能量为33.6kW・h,是汽油的2.8倍;不需要对现有的技术装备作重大的改造。现在的内燃机稍加改装即可使用氢。

氢能的缺点:廉价的制氢方法是氢能利用的一大障碍。目前,氢的制取需要大量能量,而且制氢效率很低;氢的安全性能差。氢气是一种无色无臭的气体,而且着火界限宽、着火能低、燃烧速度快,容易引发火灾及爆炸。此外,氢特别容易泄漏,加油站、管道和纯化工厂很难完全消除泄漏隐患。

三、发展我国汽车新能源的思路

汽车产业在整个工业体系中占有核心地位,汽车新能源的发展战略不仅关系到汽车产业的可持续发展,而且对于整个工业的发展方向具有举足轻重的作用,因此,我们还需要从产业技术体系角度考虑汽车新能源的发展战略。

产业技术体系是指在工业生产部门各个产业领域所使用的各种产业技术,因其生产过程中的必然联系而构成的统一的有机整体。产业技术体系中的产业技术因其在生产部门生产过程中的影响范围和程度不同而分为源技术、主干技术、旁支技术三个层次。其中,源技术是最核心的、最具影响力的技术,它决定整个工业部门产业技术体系的性质和本质特征,决定了工业部门内部其他产业部门核心技术的产生、变革和地位。而主干技术是在源技术之下,直接与源技术配套的工业部门内部各产业技术,它们只是对一个或几个工业部门有重大作用。而旁支技术则是为主干技术服务的、处于次要地位的各产业技术。

人类历史上的历次产业技术革命都因产业技术体系中的源技术发生重大变革,推动产业技术体系中各层次的产业技术逐步改变,最终导致整个产业技术体系发生变革。第一次工业技术革命正是因蒸汽机的出现,导致人类生产的重心从农业转向工业;第二次工业技术革命由于内燃机和电力技术的发明,使人类生产走上了重化工业道路,也导致今天的资源危机和环境恶化;以微电子、新材料、新能源、生物工程、航天技术、海洋技术等为代表的第三次工业技术革命,并没有改变第二次工业技术革命所奠定的重化工业技术体系性质,却使消耗不可再生资源、污染环境的重化工业技术体系加速发展。今天,人类经济社会面临的生存危机,在本质上是产业技术体系性质造成的,是迄今为止历次产业技术革命都在产业技术开发与应用上忽视了人与自然的关系,从而导致产业技术体系各层次的产业技术都消耗不可再生资源、排放污染环境的废弃物造成的。

当前的产业技术体系还属于重化工业技术体系。重化工业技术体系中的源技术――电力技术和内燃机具有消耗不可再生资源、破坏环境的性质,带动了汽车、钢铁、能源、化工、机械加工等主干技术以及旁支技术也具有同样的性质。因此,要实现人与自然和谐相处,必须从根本上针对重化工业技术体系的源技术――电力技术和内燃机进行革命。

传统的内燃机是直接建立在石油、天然气等不可再生能源结构上的工业动力,是现代大工业各种产品生产的母机。汽车发动机是内燃机最突出的代表。汽车不仅是不可再生资源主要消耗者,也是城市环境恶化的主要元凶,此外,汽车产业更是在整个产业技术体系中关联最多的产业。因此,汽车洁净能源的开发应朝着改变传统的内燃机技术,使其由消耗不可再生资源、污染环境向使用可再生资源、对环境无害的方向发展,以推动整个产业技术体系向生态化变革,从而实现可持续发展的目标。因此,未来汽车的新能源应具备如下条件:

第一,新能源必须是可再生资源。不可再生资源终究会枯竭,用较丰富资源替代紧张资源只能作为短期权宜之计。

第二,新能源必须是洁净的。新能源不应对环境产生任何污染,应完全实现零排放。

第三,新能源有利于变革传统的内燃机技术。变革传统的消耗不可再生资源的内燃机技术不仅对于汽车产业发展有利,也会推动整个产业技术体系向可持续发展的方向努力。

四、我国汽车新能源的发展战略

综上所述,我们认为电能是汽车未来最佳的能源。但是,用电动机取代目前广为使用的传统内燃机不是一蹴而就的事情,因此,汽车新能源的发展战略还需要分阶段实施。

1.用电动机取代使用化石类能源的传统内燃机可作为远期终极目标

选择电能作为汽车未来能源的理由是:第一,电能是完全洁净的能源,电动汽车完全可以实现零排放;第二,电能完全有可能转变为可再生能源。尽管目前电能还不是可再生能源,但是随着太阳能发电、风能发电、生物质能发电、潮汐发电等的普及,电能会迅速转变成可再生能源;第三,有利于产业技术体系变革。传统内燃机被电动机取代,将导致化工、石油、煤炭等行业逐步萎缩,而太阳能发电、风力发电、生物质能发电以及潮汐发电等产业将得到大力发展。层层推进,可推动整体产业技术体系发生变革,有望改变重化工业技术体系消耗不可再生资源、污染环境的本质。

2.发展燃料电池汽车是中期目标

将燃料电池汽车作为中期发展目标的理由是:第一,燃料电池汽车技术已相当成熟,极有可能先于电动汽车进入市场。近几年,世界各大汽车公司都纷纷推出以氢或甲醇为燃料的燃料电池汽车;第二,燃料电池汽车有利于环境保护和节省能源。氢燃料电池可实现零排放,即使使用其他燃料(如甲醇)的燃料电池汽车也是常规汽车排放的30%。另外,燃料电池能效高有利于节省能源;第三,燃料电池完全可能实现由不可再生能源向可再生能源的转化。水解氢燃料电池可以实现资源的循环使用,因为氢与氧的燃烧产物就是水,水可以循环使用,取之不尽,用之不竭。另外,可利用太阳能、风能、潮汐能等可再生能源制氢,实现能源可再生化。目前,制约燃料电池成为可再生能源的是水解氢的制取技术,但是,甲醇等燃料电池技术的使用与推广,可为氢燃料电池的发展奠定良好的基础。第四,燃料电池汽车发动机是传统内燃机的变革,可为电动机最终取代传统内燃机提供经验。

尽管,目前的甲醇燃料电池、通过煤或天然气制取氢的燃料电池与我们所倡导的能源的可再生化发展方向违背。但是,只要太阳能、风能、潮汐能发电技术、水解氢技术一旦成熟,燃料电池实现可再生能源的目标就十分容易。因此,我们将燃料电池作为中期发展目标。

3.液化天然气汽车可作为短期发展目标

液化天然气(LNG)属不可再生资源,不符合能源的发展方向,也与我们的倡导的终极目标相悖。我们将其作为短期发展目标的理由是:第一,液化天然气有助于解决汽车尾气的严重污染问题。液化天然气与汽油、柴油相比,更洁净环保;第二,液化天然气有助于解决目前的石油紧张问题。我国的天然气储量较石油丰富,而且天然气的探明储量在不断增加。此外,使用液化天然气不受天然气管网限制,可充分利用世界天然气资源,这对于我国的能源安全有利;第三,液化天然气使用技术与现存的内燃机技术衔接较好。

但是,天然气资源是不可再生资源,长期过量开发与使用将会导致与石油资源一样的命运。因此,发展液化天然气汽车只可作为短期发展战略。

参考文献:

[1]赵学伟:关于我国发展燃气汽车的几点思考[J].国际石油经济,2005(7):46

[2]李丹:我国能源问题解析:煤炭、石油与天然气[J].中国科技财富,2005(8):42～46

[3]李昌珠蒋丽娟程树棋:生物柴油研究现状与商业化应用前景.中国生物质能技术研讨会论文集[C].南京:太阳能学会生物质能专业委员会,2002

[5]赵儒煜杨振凯:从破坏到共生――东北产业技术体系变革道路研究[M].长春:吉林大学出版社,2004年12月第一版.第80页

[6]黄海波:燃气汽车结构原理与维修[M].北京:机械工业出版社,2002年第1版,第30～39页

篇2

【关键词】工程结构；工程材料；可再生技术

引言：

可持续发展要从土地开发、建材选择、工程使用及维护以及工程拆除的整个生命周期中，体现出对自然资源的索取少，能源消耗小，对环境影响小，再生利用率高的新特征。

1、结构用材的现状

工程结构的形式主要有：砌体结构、木结构、钢结构、钢筋混凝土结构。我国土地资源紧张、森林资源匮乏，木结构和粘土砖砌体结构受到限制、淘汰，钢结构造价偏高，难以普及。据统计，我国工程业每年消耗的混凝土达15亿m3，工程用钢超过7000万t，几乎占全球的1/3。钢筋和混凝土作为主要的工程结构材料，是国家工程建设必不可少的物质基础，但消费了大量的能源和资源，给国民经济可持续发展带来了挑战。

2、存在问题

1）资源和能源不足；2）消费结构不合理；3）环境污染严重。

3、结构优化的途径

3.1提高结构材料的强度

混凝土结构的耐久性是当前困扰土建基础设施工程的世界性问题。长期以来，人们一直认为混凝土结构是非常耐久的材料，直到20世纪70年代末期，发达国家才逐渐发现原先建成的基础设施工程，在一些环境下出现过早损坏，许多城市的混凝土结构基础设施工程和港口工程建成后不到20年、30年甚至更短的时间内就出现劣化。国内外统计资料表明，由于混凝土结构的耐久性病害而导致的经济损失是巨大的。

3.2重视结构材料的耐久性

一般来讲，在同等结构体系中，混凝土强度等级越高，其结构构件尺寸、体积就会相对减小，其用料就会减少。例如HRB400，HRB500的钢筋，对于受力钢筋，可节约钢材10%～25%。配制C35混凝土，用42.5级比用32.5级可节约水泥80kg/m3左右。

随着材料强度的提高，强度价格比（即每元购得的单位重量材料的强度）明显增加，可降低配筋率，节省钢筋；减少运输、加工、绑扎等施工量；缓解密集配筋区域（如节点）的施工困难；还可减轻结构自重，技术经济效益显著。

因此，推广应用新型高强钢筋，加大C30，C40向C40，C50升级应用，以及C70，C280高性能混凝土在工程结构中的应用技术研究是节约材料的基本途径。

而且，混凝土结构的质量检查习惯上以单一的强度指标作为衡量标准。工程中为满足施工工作性能要求，用水量大，水灰比高，导致混凝土的孔隙率很高，约占水泥石总体积的25%～40%，特别是毛细孔占相当大的部分。毛细孔是水分、各种侵蚀介质、氧气、二氧化碳及其他有害物质进入混凝土内部的通道，使混凝土结构耐久性大大降低。

3.3大力发展空心结构

将目前重量达1.8t/m2的粘土实心砖混合结构工程，改用空心砖或空心砌块可使工程重量下降到0.8t/m2～1t/m2，无疑会节约大量工程材料，或者说用同样数量的自然资源可建造更多面积的工程。

3.4大力发展预应力混凝土结构

日新月异的生产工艺变革以及人们对物质文化生活需求的迅速提高，使工程结构正在向大柱网、大开间、大跨度、多功能方向发展，人们总想在有限的工程面积和空间内获得最好的使用功能和最佳的投资回报。

经验证明：8m～18m柱网（或跨度）的房屋正处于预应力混凝土工程结构经济跨度范围内，对于大多数多层工业厂房，各类公共工程如文化娱乐工程、体育工程、医疗工程、商业工程、办公工程、航站工程等，预应力混凝土结构常常是最佳的选择，具有良好的技术和经济指标。

预应力混凝土在高层工程中的应用有很大的发展前景，尤其是无粘结预应力混凝土平板和预应力混凝土扁梁用于高层工程的楼盖，具有降低层高、简化模板、加快施工等明显效果。预应力混凝土除用于楼盖外，有时还用来解决大跨度、大空间部位柱网转换时的转换梁、转换桁架，以及复杂柱网情况下的转换板。此外，8m～18m跨度的预应力混凝土空心板，外墙用的装饰保温复合预应力混凝土墙板在高层工程中的应用前景也很广阔。

3.5大力发展预制、现浇相结合的装配整体式结构

预制混凝土构件具有工厂化规模生产的各种优点，如质量控制水平高、构件耐久性好、模板周转率高、损耗小。在道路及运输吊装条件较好，运距不太大（200km以内）的情况下，预制构件常常有良好的技术经济指标。先进工业化国家中，预制混凝土构件的比例很高，美国占70%～80%，法国、德国约占60%。

随着大柱网、大开间多层工程和高层工程迅猛发展，大力发展装配整体式工程结构体系，把预制与现浇二者的优点结合起来，避免纯装配式工程对产品尺寸的高精度要求，结构整体性差和节点耗钢量大等缺点，又避免了现浇结构现场湿作业工程量大，受制于现场施工及气候条件，耗用大量模板、支撑等缺点。

3.6大力发展可再生技术

工程垃圾中的许多废弃物经过分捡、剔除和粉碎后，大多可作为再生资源重新利用。如废钢筋、废铁丝、废电线和各种废钢配件等金属，经分拣、集中、重新回炉后，可以再加工制造成各种规格的钢材；废竹木材则可以用于制造人造木材；砖、石、混凝土等废料经破碎后，可以代砂，用于砌筑砂浆、抹灰砂浆、打混凝土垫层等，还可以用于制作砌块、铺道砖、花格砖等建材制品。

因此大力发展可再生技术将固体废弃物作为工程材料生产的原材料：

1）实现自然资源的可再生；

2）实现垃圾、工程材料等人造材料的可再生利用。以可再生资源逐步替代不可再生资源，以应对未来工程必须面临的诸如环境和生态保护。

4、结束语

在这个发展过程中：1）优化工程结构，用较少的材料满足大规模的建设，同时重视可再生资源的利用。并将成熟和行之有效的科学成果及时纳入国家标准规范，做到以最小的资源投入获得最佳的经济效果。只有这样才能合理利用自然资源，实现工程的可持续发展。2）应当避免低性能钢筋和低品质水泥造成对资源的浪费，将提升钢材、水泥、混凝土等工程用材消费层次作为主线，形成合理的消费结构。

参考文献：

[1]王笑天. 工程材料的成分、结构设计、工艺革新与性能优化[J]. 西安交通大学学报，1994，07：1-8.

篇3

关键词 热动发展；节能减排；可持续发展战略

中图分类号TM6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）94-0069-02

实现工业化生产一直以来都是我国在工业化道路上的发展目标。电厂生产出的电能为当代经济建设提供了巨大帮助，火电厂通过对原料进行燃烧，将产生的热能转变为电能。但在此同时，电厂在燃烧时产生的各种废物及废气，却对环境造成了污染。如何降低火电厂的能源消耗，从而减少对环境的污染，已成为了现阶段我国急需解决的重点问题。

1 电厂的热动发展需提倡节能减排

在电厂运行的过程中，降低消耗、节能环保是热动发展的基本原则。长期坚持这一原则，不仅能使企业整体效益得到迅速发展，还为社会提供更多更广的经济财富。

1.1降低成本

电厂在进行燃烧发电时，用到的发电原料主要为石油、煤和天然气，这些能源均同属于自然资源。随着燃料使用的增加，自然资源便随之减少，燃料的成本也不断上升。可见，提倡节能减排可减少企业的资本投资量。

1.2保护环境

电厂在进行燃烧时产生的大量工业废气、废物，不仅使得空气受到污染，加剧大气层的恶化，同时也威胁到人类的健康。使用节能减排措施，在对工业废气、废物进行减少的同时，也减轻了工业给环境带来的污染。

1.3改革更新技术

在实现节能减排，降低环境污染的过程中，不仅需要电厂对其运行方式进行调整，还需运用科技手段对其能源消耗问题进行处理。将技术进行改革更新，对于节能减排的发展具有推进作用[1]。

1.4坚持可持续发展战略

节能减排的发展，使得我国工业化经济发展及环境问题得到了妥善处理，增强了人与自然的和谐相处，为我国实行可持续发展战略提供了重要保障。

2热动系统下的技术可行性

电厂热动系统节能既属于节能技术与产业结合发展的产物，同时也属于电厂在节能减排工作中的重点内容。在对电厂热动系统的改造过程中，需要对其结构内的相关配件进行增加，或通过使用新型技术对电厂进行节能减排。电厂热动系统节能工作的开展，不仅能够优化厂内结构提高生产效益，还能减少电厂对于环境的污染，对我国的工业发展具有重大意义。

对于热能发电机组的使用时，可将其分为两个方面：对于已经投入并使用的热能发电机组，可通过对其能量损耗进行监测，从而根据相关数据实行优化改造，以实现节能减排的目的；对于新开发还未投入使用中的发电机组，可通过在初始阶段利用优化配置或合理整合，从而确保节能减排工作得以顺利完成[2]。

3热动系统降低消耗的有效措施

发电厂热动系统机组在运行过程中的热消耗，直接决定电厂使用的燃烧原料的多少。因此，可通过对电厂中热动系统机组的热消耗进行严格控制，从而减少电厂中的燃料消耗。

3.1控制机组运行，以降低煤炭消耗

为此，可对机组实行单阀运行，但必须是在机组还未投入使用时的前6个月时期进行运作。6个月以后，便可将运行方式转变为顺序阀进行运行。使用这一措施，可使煤炭的消耗量降低约1.6g/kWh。

3.2对机组运行参数进行控制，以达到减少煤炭的消耗量

通过对机组在运行中的参数采取控制，使得气温达到规定值，便可减低大约0.7kWh的煤炭使用率。

3.3改造机组内的真空系统

影响机组效率的重要因素主要是汽轮机凝气器的真空度高低大小。当机组汽轮机为300Mw时，其排气压力要比平常提高1%，机组的热效率也会随之增大1%。通过检漏仪对真空系统以及凝汽器实行检测，凝汽器的真空平均水平也会随之相应提高。由此可见，提高机组真空水平的提高对于提高机组效率具有显著地推进作用。

4节能角度下未来电厂热动发展趋势

4.1优化调度模式

随着“节能减排、环保经济、调整发电调度规则”这一发展理念的提出，未来电厂的构建需在对发电调度模式进行改良优化的基础上进行。火电厂在其电力系统上的运行发展更是其中的调整重点。通过对电厂中的电力系统运行方式进行调整，可从根本上实现工业化中的节能减排。

4.2 利用可再生资源进行发电

电厂热电系统发电中的原料主要为煤炭、石油和天然气，这些资源都属于自然资源，成本消耗高，并且不具备可再生的功能。随着时间的流逝及能源的使用，必定会有消失的一天。电厂若想实行可持续发展战略，则必须引进大量可再生资源，如风能、太阳能等，用以替换石油、天然气等大量不可再生的资源。这些可再生资源具有成本低、来源广、含量大以及高效益等优点，为工业化建设生产用以完成节能减排工作提供了有效途径[3]。

4.3降低综合线损技术

过多的线路损耗会加剧电厂内能源的消耗，为了降低线路损耗，通常可以采用以下四点措施对线路进行保护作用：

1）对配电网采取节能优化处理；

2）对电网进行合理规划及调整；

3）完成配置优化，协调功率布置；

4）对变压器的内部结构进行调整及改造。

4.4建立以节能为目的的管理体系

建立以节能为目的的管理体系主要作用在于：通过对机组进行日常监控，在热电系统运行的基础上，降低煤炭的使用，致使燃煤效率得以提高，从而降低了能源的浪费消耗现象的产生。

以供电煤炭消耗为中心的管理体系，在建立过程中需对控制机组的热耗进行严格监控，并且操作方式必须规范化。为此，还需特别建立一个监督小组，对于机组的日常运行进行严格监控，从而降低煤炭的使用率及安全隐患的发生。

5结论

合理开发并使用可再生资源，不仅能够减少企业投资资金的成本，提高生产效益，还能减轻工业建设对环境的污染问题。在今后的工业发展当中，随着热力系统运行结构的不断改良和优化，电厂热动发展将向我国的可持续发展战略更加靠近，节能减排工作也能得以改良并长远发展。

参考文献

[1]岳志娟.火力发电厂节能分析[J].中氮肥，20l0，8（1）：25-27.

篇4

关键词：生物基聚酰胺；聚酰胺纤维；可再生资源；生物技术

中图分类号：TQ342+.1 文献标志码：A

Latest Technology Developments of Bio-based Polyamide and Its Fiber

Abstract： In recent years， the constantly growing public awareness and interests in bio-based plastics around world has improved the development of several kinds of bio-polymer including polyamide. This article reviewed the development status-quo of global polyamide industry， and gave a detailed introduction on the latest R&D developments of bio-based PA6， Pa66 and long-chain polyamides as well as their down-stream products.

Key words： bio-based polyamide； polyamide fiber； renewable resources； bio-technology

1 全球聚酰胺材料的发展概况

根据统计，聚酰胺（PA）材料的38%用作纤维，46%注塑成型，14%挤压成型，其余深加工制品大约占2%左右。PA纤维（主要包括PA6和PA66）是仅次于聚酯纤维的第二大合成纤维品种。在过去的10年中，全球PA纤维生产呈持续下滑趋势，2010 ― 2012年间西欧地区的PA市场下降了6%，美国下降了9%，2012年全球PA纤维产量维持在400.81万t。

与此同时，中国PA纤维的产能不断拓展。据统计，2005― 2010年期间的年增长率一直保持在17.69%，这在一定程度上缓冲了全球PA及其纤维制品的下跌形势，2012年国内PA纤维产量达到181.46万t，其中长丝纱173.0万t，短纤维8.44万t，设备的运转率视品种不同在70% ～ 83%之间。

全球性经济减速影响下的PA纤维产量的变化，主要对PA长丝纱和短纤维的市场供给产生了较大影响，同时产业用纱的生产亦受到明显波及。期间己内酰胺及其树脂的价格不断上涨，2011年我国进口的己二酸己二胺盐价格上涨了24.22%，己内酰胺价格上扬了31.70%。

PA地毯纱产量下跌明显，年下滑速率达9%，作为地毯重要市场的美国其产量下降了16%，相继关闭了Shaw等多家地毯纱工厂。地毯市场的变化亦与聚酯BCF量化及其替代PA地毯绒头纱的趋势日益明显有关。期间美国的聚酯BCF份额由2002年的1.1%升至目前的30%；欧洲地毯生产亦出现了相似的状况，其出口中东地区的地毯纱受阻，市场持续萧条，需求萎缩，地毯纱产量的下降幅度也超过了10%。同时全球PA短纤维产量下跌了约1/4，作为PA短纤维生产的主要国家之一美国也出现了大幅减产。

2.1 生物基PA66

生物基己二酸（ADA）的制备，可选用葡萄糖为原料，在酶菌的环境下经发酵转化，进而在压力条件下加氢制得。生物基己二酸与己二胺可按常规聚合工艺制得PA66，生物己二酸制造工艺如图 1 所示。

美国Rennovia公司采用空气氧化工艺，即葡萄糖原料在催化条件下氧化得到葡萄糖二酸（glucoric acid），用其做中间体经催化加氢得到己二酸。该公司选用非粮食木质素为原料，第一个商业化的生物基ADA装置产能13.5万t/a，拟于2018年完成生产性运转。Rennovia公司声称可以生产100%的生物基PA材料，也具有将生物基ADA转化为己二腈（AND）技术和生物基己二胺（HMD）的技术，用以生产100%生物基PA66聚合体。

Verdezyne公司合成生物基ADA的研究亦从实验室进入批量生产试验阶段，并在美国加州建设了商业化试验装置。该项技术采用糖类、植物油为原料，通过变性酶工艺对葡萄糖施以发酵处理以制得ADA。该生物基己二酸的商业化装置预计2014 ― 2015年完成。加工成本较传统石油基ADA要低20% ～ 30%（基于原油价格40欧元/桶）。Verdezyne公司生物基己二酸技术的原料选择为非粮食生物质，即使用大豆、椰子油或棕榈油生产中的副产品作原料 。

2.2 生物基PA6

美国Michigen大学研究人员利用葡萄糖发酵技术制得赖氨酸，进而成功合成了生物基己内酰胺，纯度高于99.9%。图 2 为生物基己内酰胺的制备工艺。

YXY技术是利用可再生植物原料经催化脱水、氧化制取2，5-呋喃二羧酸（FDCA），进而催化聚合可得到100%生物基2，5-呋喃二甲酸乙二醇酯，其中的FDCA亦可用于制备生物基PA。Solvay公司使用YXY技术生产出了PA工程塑料，Rhodia公司利用FDCA制得了PA及其纤维，日本帝人公司拟以FDCA为原料开发环境友好型芳香族聚酰胺纤维。

YXY技术的核心是FDCA的合成，其商业化试验中使用的第一代原料是糖类或玉米淀粉，目前在原料的可利用性方面取得了巨大进步，已开始采用非粮食生物质资源。

Avantium公司在规模为 5 t/a和40 t/a的试验设备的基础上，于2012年又建成了1 000 t/a的FDCA试验装置，预计工业化后FDCA工厂的产能在 1 万 ～ 10万t/a之间。

荷兰Utrech大学基于YXY技术的生命周期（LCA）分析认为，和传统石油基产品相比，其CO2排放可降低50% ～70%，且生产链具有原料可再生和产品可回收再利用的优点。目前YXY技术的200 ～ 450 t/a的半生产性设备已在运转中，预计2015年 3 万 ～ 5 万t/a的生产线可投入运营。

2.3 新型生物基PA4及其纤维

PA4是γ-氨基丁酸的线性聚合体（GABA），具有同其他PA材料相似的一系列优越性能，包括非常高的熔点和良好的生物可降解性能。生物基PA4的原料取之于可再生生物质。通常生物质经糖化处理得到葡萄糖，后经过酶处理工艺得到谷氨酸，二氨基戊二酸再经脱羧基反应得到GABA，用作PA4的单体，通常可在室温条件下完成聚合反应。表 2 为生物基PA4同其他聚合物的基本技术特征比较情况。

据测试，生物基PA4纤维的吸湿特性与棉花相近，且纤维的染色性能良好。目前，日本国家工业科学技术研究所（AIST）已在生物基PA4的研究上取得了进展；20世纪70年代中期，我国吉林纺织研究设计院在PA4纺丝成形工艺方面也进行了较为系统的探索性试验，取得了不错的实验室成果。

2.4 生物基长链PA

据统计，目前生物基PA610的市场需求量在2.5万t/a左右，源于天然植物油原料的PA11（Rilsan）已有50年的制造历史，与传统PA6相比其环境友好特征更明显，CO2排放量更低。据了解，Arkema公司的PA12系列（Rilsamid）的聚合生产能力已达到6 000 t/a规模，该公司已在我国江苏常熟合作建设了PA11生产工厂。苏州翰普公司利用可再生原料，开发了生物基长链PA系列，包括PA610、PA1010、PA11等的工程塑料，其生物组分在40% ～ 100%之间。

2007年DuPont（杜邦）公司开发的商品名为“Zytel？”的长链生物基PA即PA1010和PA610使用的癸二酸来源于可再生资源，其中PA1010的100%、PA610的70%组分使用非粮食生物质原料。DSM公司开发的生物基高性能工程塑料“EcoPaxx”即长链PA410聚合物的70%原料取材于蓖麻籽油。

EMS公司开发了商品名为“Grilamid”的生物基PA系列，包括PA1010（生物基组分99%）、PA610（62%）等。该公司开发的生物基长链PA系列聚合物的生命周期分析结果如表 3 所示。

2.4.1 生物基PA11

Arkema公司开发的生物基PA11选用蓖麻籽原料，制得了11-氨基十一酸，经 3 段聚合得到聚11-氨基十一酸。与环氧树脂类产品相比，生物基PA11对环境的危害性可减轻一半，CO2排放量下降40%，其热塑性树脂亦可回收再利用。利用生物基PA11纤维及其树脂可以制得100%的生物基复合材料，密度1.16 ～ 1.22 g/cm3，热分解温度230 ℃。PA11纤维的体积添加量横向（UD）为30% ～ 35%，纵向（MD）为30%，目前已在飞机和运输车辆的部件上使用。

2.4.2 生物基PA610

Rhodia公司开发的生物基PA610，使用了60%的可再生资源，年产量为2.5万t，已大量用作生产单丝或牙刷鬃丝。德国Evonik公司开发了Vestamid生物基PA系列产品，主要包括PA610（HS）、PA610（DS）和PA610（DD）产品。部分产品的技术特征如表 4 所示。

2.4.3 生物基PA56

Ajinomoto公司利用天然植物油制备的氨基酸/赖氨酸，通过赖氨酸脱碳及酶工艺加工得到1，5-戊二胺（1，5-PD），用以合成生物基聚酰胺PA56。我国上海凯赛生物产业公司生物基PA56的研究与开发亦取得了进展，据悉商业化的装置正在实施中。2.4.4 生物基PA69

生产PA69使用的二元酸单体可以通过油酸经化学合成的方法得到。十八烯酸-9（油酸）属单一不饱和脂肪酸，具有十八碳。油酸可以资源丰富的动物或植物油脂为原料，利用动物油脂合成生物基壬二酸的加工工艺如图 3 所示。

油酸在高锰酸钾条件下可氧化制得壬二酸。目前油酸氧化而产生的分子链断裂是在络酸条件下实现的，亦可采用臭氧分解的方法制得壬二酸。生物基壬二酸与二元胺合成PA69的阶式聚合反应与传统PA66有许多相似之处，仅在聚合物黏度和熔融温度上存有差异。目前PA69聚合体已成功用于非织造布网材的加工。

3 生物基PA的成本结构及发展

依据欧洲生物塑料协会的统计数字，2010年欧洲生物基聚合物的产能约72.45万t/a，生物基PA为3.5万t/a，占生物基聚合物产能的5%。预计2015年欧洲生物聚合物材料的产量将达到170.97万t，届时生物基PA的状况与市场份额将如表 5 所示。

3.1 生物基PA的原料资源

在生物基PA的研究开发中，常用的可再生原料资源包括蓖麻油、油酸与亚油酸以及葡萄糖等。如BASF（巴斯夫）公司开发的生物基PA610使用了60%的来源于蓖麻油的癸二酸；杜邦公司开发的生物基长链PA即Zytel-RS系列中，PA1010和PA610两类材料中的生物基癸二酸含量分别为100%和60%，产品具有优良的热性能。

作为重要的可再生原料，蓖麻籽是一种生长迅速的作物，其季度茎高增长速度可达 2 m，并可在贫瘠的土地上栽植，不存在与粮食作物争地的矛盾，每公顷蓖麻的产量可达到10 t左右。据统计，目前全球蓖麻产量约120万t/a，但相关蓖麻籽油的产量仅为植物油产量的1%。此外，其他可用的可再生资源还包括棕树油、椰油、油菜籽等。

Arizona公司利用制浆造纸工业的副产品妥尔油（tall oil）提取不饱和脂肪酸，通过二聚反应形成了脂肪酸二聚体，再经聚合得到了生物基PA。

评估生物基PA产品，其相对于传统石油基PA的加工成本是关键点之一。依据DSM公司的可行性研究报告，随着时间的推移，微生物与低价高得率糖发酵技术的进步和量化，生物基己内酰胺的单体价格可降低至75欧元/kg，较之于21世纪初期的成本下降了50%。而当装置规模达10万t/a以上时，则无需像传统石油基PA生产那样再为“三废”治理支付费用。

当今市场中，生物基PA的价格主要为：PA11在9.82 ～11.30欧元/kg之间，PA610在4.32 ～ 4.73欧元/kg之间，比石油基PA6/PA66的平均价格（2.1 ～ 2.4欧元/kg）要高。而如从基本原料考量，生物质原料价格较具优势，如葡萄糖原料价格在300美元/t，石油基环己烷则高达1 250美元/t（2012年市场水平）。

3.2 生物基PA纤维的开发与应用

Rhodia公司研究中心与Fulgar公司合作，将商品名为“Emana”的生物基PA66纤维供给欧洲纺织品市场。据介绍，由该纤维制得的服装面料可通过织物与人皮肤间的作用，明显改善人体血液微循环和细胞组织代谢的状况。来自2013年Dornbirn-MFC（多恩比恩人造纤维大会）的信息显示，未来 7 ～ 8 年全球生物基PA66纤维的产量有望达到102万t/a。另外Radici公司生产的生物基PA6短纤维也已在针刺非织造布产品上使用。

美国Invista（英威达）公司开发的环境友好型PA地毯纱采用三组分混合技术（Trublend），即将PA66和回收再利用的PA66，以及5%的生物基PA11混合制得地毯绒头纱，已批量投放市场。该产品的生命周期分析显示，其CO2排放量减少了21%。

日本尤尼契卡公司使用Arkema公司的生物基PA11成功制得了纺织用纤维，纤维难燃性好，符合FAR25853的要求，LOI指数达35，燃烧时无烟、无有毒气体释放，主要用于高端服装面料和运动服装；Greenfil公司使用Arkema公司的生物基PA11纺制的长丝袜，耐用性比常规尼龙袜要高 5 ～ 10倍，但售价要高 2 ～ 3 倍。

昆士兰大学（澳）使用蓖麻籽为原料制得PA11纤维，用作增强复合材料的增强相，其短切纤维长度为 3 ～ 7 mm，单纤直径在10 ～ 35 μm之间。工业用丝束纤维长度在150 ～500 mm之间，单纤直径为15 ～ 25 μm，伸长率低于30%。

依据法国纺织与服装研究所（IFTH）的研究试验结果，PA11纤维及其织物有许多特点，包括较高的耐磨性、良好的耐氯性能、非常低的霉菌繁殖速率和速干性等。IFTH将PA11长丝织物与PA6、PLA、棉和再生纤维素纤维（Modal）产品进行对比，结果显示，前者的霉菌繁殖速率几乎近于零（依据ISO20743），且洗涤干燥速度明显优于传统细旦PA66织物。

日本帝人公司利用YXY技术开发的生物基芳香族聚酰胺产品，赋予了芳香族聚酰胺纤维更高的附加值，目前该项目的实验室研究阶段已经完成。该公司在开发生物基对位芳香族聚酰胺Twaron的过程中，利用非粮生物质原料制备了生物基Twaron单体，用以替代石油基单体。该芳香族聚酰胺产业链的环境友好分析显示，可降低14%的碳足迹。预计到2016年生物基Twaron的生产工艺过程的碳排放将减少8%，单体制备成本可降低4%。

日本东丽公司利用1，5-戊二胺原料制得的PA56纤维在手感、强力和耐热性方面与石油基PA纤维相似，而吸湿性则与棉纤维接近；德国巴斯夫公司开发的生物基PA610单丝目前已用于纸机长网、工业用鬃丝产品。

此外，我国的北京服装学院最近也成功开发了一项生物基PA纤维的制备方法；中国台北纺织研究所在生物基PA纤维的研究中，使用64%的PA610组分制得了PA中空纤维，纤维的中空度为20.2%，密度为0.86 g/cm3，纤维的断裂强力为5.5 g/D，伸长率为28%，该纤维适宜用于织制轻薄织物如风衣等。

3.3 关于生物基PA技术进步的思考

随着生物技术的不断进步以及生物聚合物材料在常规和高性能产品领域的日益拓展，业界普遍认为，生物基聚合材料替代常规石油基聚合物比以往任何时候都更加接近于人们的期望。换言之，持续发展的生物技术与生物基聚合物将会不断进入更多新的应用领域，依赖石油资源的传统制造业将面临生物技术的挑战，生物加工工艺将会更多地替代某些制造业的化学合成过程。

和其他生物基聚合物一样，生物基PA的生产技术也面临着诸多不确定性，比如生物质原料管理、生物聚合物的性能和产品成本等，此外生物基单体及其聚合生产装置的经济性和规模亦是重要的制约因素。具体来说，面临的挑战包括生物质原料资源与供给；生物基聚合物的技术途径，是否可达到现有石油基聚合物加工工艺的生产效率；新型微生物与酶制剂；生物聚合物及其制品的回收利用技术途径等。

目前，生物基聚合物占世界塑料市场的份额不足1%，但生物技术吸引了全球诸如杜邦、巴斯夫、Evonik、DSM等国际著名企业的浓厚兴趣，它们争相投入了巨大的人力和财力，并取得了长足的进步。目前在数十种已商业化使用的PA材料中，取之于可再生资源的生物基PA系列产品，包括PA6、PA66、PA69、PA11、PA610、PA1010及其制品的研究与开发均已相继展开。美国Rennovia公司基于全球葡萄糖类原料的供给现状以及通过化学催化技术制备生物基己二胺及己二酸技术的商业化现实判断，2022年全球生物基PA66纤维产量将突破100万t大关。

对于我国而言，近年来生物基PA在品种、技术及产品的应用研究中取得的惊人进步，无疑在客观上将促进尼龙产业的持续发展，同时也将强化行业对于PA产业链生命周期研究的重视。

篇5

关键词：新能源；时间与速度；经济

前言

伴随着经济的快速发展，中国对能源的巨大需求正在对世界经济产生巨大的影响。在中国出口增长的同时，高耗能高污染的发展模式也日益成为中国人担忧的对象。

为此，本版近期特推出“可持续发展”系列，共8篇，聚焦新能源及环保主题，希望引起读者的进一步关注。

新能源是相对于长期广泛使用、技术上成熟的常规能源(如煤、石油、天然气、水能、核能等)而言，已经开发但还不能大规模使用或正在研究试验、尚需进一步开发的能源。

新能源开发空间有待拓展

新能源包括海洋能、太阳能、风能、地热能、生物质能、氢能等等。也就是目前通常说的可再生能源(水电除外)。新能源技术在世界上得到不同程度的应用，例如太阳能的光热转换，光电转换，地热直接应用，生物发酵及热分解以制取沼气和气体燃料，潮汐发电技术等等。

中国《可再生能源法》确立了可再生能源(新能源)发展的基本法律制度体系。自2006年1月1日正式实施以来，对可再生能源投资投入和可再生能源制造业的发展起到了积极的推动作用。它比较完整地规定了可再生能源开发利用的法律制度，有益于解决中国日益突出的能源供需矛盾和环境恶化问题。

除了《可再生能源法》，国家发改委还牵头在可再生能源发展的政策措施方面做了许多工作。例如制定了2010年可再生能源发展目标，颁布了《可再生能源发电有关管理规定》、《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》、《可再生能源电价附加收入调配暂行办法》和《可再生能源产业发展指导目录》。发改委还与财政部等有关部门联合颁布了《促进风电产业发展实施意见》、《关于加强生物燃料乙醇项目建设管理，促进产业健康发展的通知》和《关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》。此外，风能和生物质能资源的普查工作也正在进行中。

可再生能源是指在自然界中可以再生的能源资源。它清洁且对环境无害或危害很小，其另一特性是分布广泛，适宜就地开发利用。2007年中国风电装机累计已达到605万千瓦，在建420万千瓦，该年的装机比过去20年总和还要多。但相对于中国目前的能源资源和环境问题，业界对可再生能源的发展速度仍不满意。可再生能源在中国电力工业中仅占很小的比例。到2006年底，全国水电装机容量1.3亿千瓦，占全国总发电装机容量的21%。对于大型水电是否列为可再生能源，仍有争论。然而，除水电以外的可再生能源所占比重尚不足1%。

可再生能源发展缓慢的原因

可再生能源发展缓慢的原因主要是它相对高的成本和所需的电价。可再生能源的发电成本一般比煤电高，生物质能发电为1.5倍，风力发电为1.7倍，光伏发电为11-18倍。可再生能源发展迟缓，与快速增长的火发电装机容量相比微乎其微，因此比例可能进一步减小。以风能为例，中国风能资源相对丰富，据估计可开发利用的风能储量约10亿千瓦，其中，陆地风能资源约2.5亿千瓦，海上7.5亿千瓦。中国推动风能发电近十年了，尽管近期增长较快，然而风电装机容量也只有约605万千瓦。

可再生能源发展的焦点集中在降低成本，这是共识。然而，过度关注成本和所需的电价，是中国可再生能源战略的一个误区。表现在，一是过于迫切降低成本而急切要求设备国产化，二是对可再生能源电价控制过紧。中国的可再生能源必然有一个大发展，这一点不应当怀疑。但是，开发时间和速度很重要，这应当是可再生能源战略乃至能源战略的一个重点。简单地说，无论利用不利用，风一直在吹，阳光普照。但是，煤越挖越少，大气污染排放越来越多。

大规模地降低可再生能源成本，显然需要设备国产化。但是，设备国产化有一个先引进技术还是先做成市场规模后再国产化的选择。在市场规模很小的情况下，引进技术需要政府行为和干预。除了扭曲市场之外，引进可能是一个相对漫长的谈判过程。相反，有了市场规模，国产化必然随之而来，且速度很快。以火电30万和60万千瓦机组设备为例，当笔者10年前做30万千瓦和60万千瓦机组的电厂项目时，设备基本进口，政府并没有刻意要求国产化。事实是，几年前30万和60万千瓦设备已基本国产化。大市场吸引了技术，造就了中国30万和60万千瓦发电设备的制造能力。

另一个问题是行政控制电价。行政主管部门对于风能项目的电价实行特许权招标，企业则为了获取项目压低竞标电价，以不到0.4元/kWh中标。而根据风电的基本情况测算，除了自然条件特别好的风场，加上特别乐观的假设之外，能够达到商业要求的风电价格都应该超过0.6元/kWh。经验证明，中标企业可能没有想真正地按建设承诺经营这些风电场，而是先拿下项目，慢慢做，或等待政策，或再与政府讨价还价。当然，为装饰门面，亏本建设经营风电的企业，可能有，但不多。

在可再生能源的成本和价格问题上，必须包括环境治理成本以及资源耗尽溢价。环境治理成本很容易理解，资源耗尽溢价则需要解释。涉及对能源矿藏等不可再生资源的开采，经济分析中要计算资源利用的经济成本。由于这些资源无法再生，被耗尽时必须用进口或国内替代品来替代，因此资源利用的机会成本包括了资源耗尽后其替代品的成本。耗尽溢价或费用可根据经济价格和年开采量占总储量的比例来确定，该溢价与经济开采成本相加后就得到使用不可再生资源的总经济成本。如果在可再生能源定价时，将目前的可再生能源成本价格，扣去用煤发电的环境治理成本和资源耗尽溢价，可再生能源的价格不会比煤电高。

此外，还应当动态地来看可再生能源成本和价格问题，不应当将目前国家批给可再生能源的价格看成是一成不变。长远的看，不可再生能源发电价格会上涨。因为，不可再生能源资源价格会因为稀缺和增加环境治理成本而上行，而可再生能源的价格则可能由于技术进步和市场规模带来的迅速国产化而下行。现在认为被批高了的电价，以后可以下调。除非价格当局认定已经批复的价格永远不变，但是这样一来，那能源价格还改革什么？

当然，许多价格上的考虑是出于对提高目前电价水平的担忧。这种担忧是合理的，但至少在现阶段不能成为阻碍可再生能源发展的原因。因为，以目前可再生能源占发电

的极小份额(大水电除外)来看，可再生能源电价再高一些并不足以影响整个电价水平。

可再生能源的优点已为越来越多的人所了解和接受。推广应用可再生能源，对促进社会经济可持续发展以及构建和谐社会举足轻重。在资源紧张的现实条件下，建设资源节约型和环境友好型社会，大力发展可再生能源是中国社会的共同选择，也是电力工业可持续发展之路的重要途径。近年来，中国政府已经从战略高度采取了一系列重大举措，加快可再生能源的开发利用。

《可再生能源法》2006年1月1日正式生效以来，虽然不尽人意，但为可再生能源发展提供了一个法律框架。中国可再生能源中长期发展规划也明确提出，到2020年可再生能源发电装机容量(包含大水电)将占总装机容量的30%以上。实现这个目标，必须加快可再生能源发展的步伐。国家发改委决定在2005-2007年间设立可再生能源和新能源高技术产业化专项资金，主要用于鼓励风力发电、太阳能光伏发电、太阳能供热和地热泵供热。这些政策和规划为可再生能源的大发展奠定了良好的政策基础。在降低可再生能源成本方面，还有其他一些措施，如通过平摊电价或实行价格补偿等机制，计划增加科技投入，提高可再生能源的市场竞争力。

推广可再生能源发展的关键因素

经验证明，可再生能源的发展相对缓慢，需要特殊政策和努力去推广应用。显然，科技攻关，降低生产成本，是推广可再生能源应用和发展的关键。但是，当前中国经济发展的高投入、高能耗、高污染、低效率的粗放式增长方式造成中国能源后备储量不足，资源过快消耗，从而影响能源安全和长远发展。发展可再生能源势在必行，而且时间和速度都很重要。

“十一五”计划确定了单位GDP能耗比“十五”期末降低20%左右的发展目标。发展可再生能源是有助于实现这一目标的一项重要措施。目前风电装机容量已经超过了“十一五”末期的500万千瓦规划目标，但是与可开发利用的约10亿千瓦风能储量和每年8000万千瓦火电装机相比，是一个小数字。发展速度是不是能再快一些，政策能不能更优惠些，措施能不能更有力些？比如，采取风电强制入网和收购政策，强制某一电网范围可再生能源的份额，还有其它一些激励可再生能源发展的税收优惠政策和贷款优惠政策。

目前可再生能源发展还有其它障碍。可再生能源发电规模小而且分散、成本高，会给电网带来一系列运行、负荷匹配、增容和成本增加等问题，实践中存在上网问题。另一方面，可再生能源设备和产品的技术论证、检查及监督，也缺乏有资质认证的专业公司，增加运行风险。因此，可再生能源企业风险较大、盈利较差，较难吸引社会资金的投入。

篇6

关键词：可再生能源、太阳能、地源热泵、建筑应用

中图分类号：TK511文献标识码： A 文章编号：

能源是人类社会生存与发展的物质基础，开发利用可再生能源是确保能源供需平衡、减少环境污染的先决条件。目前我国正处于城市化和新型工业化快速发展时期，建筑能耗呈现快速增长态势。尤其是国家“两型社会”建设综合配套改革试验区的设立，为我国带来了前所未有的发展机遇，同时也给能源供应带来巨大压力。因此，利用太阳能、浅层地能是建筑能耗可再生能源中的一部分，这些能源可以解决建筑的采暖、空调、热水供应、照明、电器用电等功能设施，对替代常规能源，促进建筑节能具有重要意义。可再生能源目前在我国的建筑实际应用上并不多，主要还是局限在太阳能热水器的利用上。为了提高可再生能源的利用，可大面积推广屋顶太阳能发电、地源热泵等技术的应用，目前这几项技术已经比较成熟，但没有大面积的推广应用。本文从屋顶太阳能发电应用与地源热的利用两方面进行介绍。

1、光伏技术的介绍

太阳能现代技术设备的应用起步较晚，与全国先进地区相比差距较大。目前，在建筑工程太阳能利用方面较为成熟的两大产品是太阳能热水系统和太阳能光伏发电系统。在太阳能发电技术工程中主要有太阳能路灯和太阳能屋顶发电，目前，在屋顶上利用太阳能发电还是不多，主要是起步晚，还有各种条件的制约而形成的。但在太阳能热水利用中还是比较好的，太阳热水利用在我国沿海一带已比较普遍，但在全国性上每千人太阳能热水器保有量仅为22，相对来说利用率还是比较低的。

2、屋顶太阳能发电技术应用

近些年，太阳能光伏产业一拥而上造出泡沫式的产能是业内公认的事实。今年光伏业的日子尤其难熬，昂贵的太阳能光伏板此前多数依赖出口，面临经济困境，欧美进口量锐减，为保护本国的光伏产业，今年还启动了对中国光伏业的反倾销和反补贴调查，为中国光伏产品出口设置壁垒。作为国内领先的光伏产业大省，浙江光伏产业迎来转机。省科技厅相关负责人说，浙江近期打算大批量试点太阳能光伏屋顶，在嘉兴、绍兴改造2万户屋顶。接下来的更大的计划是在浙江100万个屋顶上装上太阳能。

在屋顶太阳能发电技术的应用上，现在浙江富阳城郊，富春街道三桥店口村和洞桥镇洞桥村的17户民居屋顶实现了太阳能发电技术的应用，为这项技术应用大面积推广和宣传得到了很大的作用。这种技术设备利用光伏陶瓷瓦，结合屋顶瓦片特点而研制出一种新的光伏技术，将光能转换为电能的可直接应该到了村民的屋顶上。其技术优点：它是一种利用太阳可见光直接发电的装置，将太阳能电池板（晶硅太阳能模组）和以陶土为主要原料的陶瓷瓦片相组合，变成具有光伏发电功能的瓦类建材。不同于普通太阳能电池板，光伏陶瓷瓦在发电的同时，可通过保持屋顶外观原有的一致性，从而实现整个屋面传统的建筑风格。同时光伏陶瓷瓦的隔热防水性能异乎寻常，能将20%左右的太阳能量转换为电能，从而减少热量在屋面的积聚，有效阻燃；其渗水率是普通建筑瓦片的几十分之一，这样就不会因为天气寒冷，水分进入瓦片内部结冰，导致膨胀而缩短使用寿命。光伏陶瓷瓦的抗弯曲强度是普通瓦片的3倍以上，如果将一枚225克重的钢球从1米高处连续砸下25次，瓦片也不会留下任何伤痕。这种生产耗能低，工艺无污染的环保“高科技瓦片”荣誉多多，不仅在去年获得了国家能源科技进步奖，还得到了中央预算内产业化资金的支持，同时也是浙江省重大科技专项A类项目。

3、地源热泵介绍及应用

3.1 地源热泵技术

地源热泵技术属可再生能源利用技术，地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源（通常在100米深）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源可以称之为地能（Earth Energy），是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳能量，比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。

到目前为止，浅层地热建筑应用项目已经涵盖了三大基本利用方式：地表水水源热泵、地下水水源热泵、土壤源热泵，这三者统称为地源热泵。地源热泵的技术特点：由于地源热泵系统采取了特殊的换热方式，使它具有普通中央空调系统不可比拟的优点:1)高效、节能夏季高温差的散热(制冷的冷凝温度降低)和冬季低温差的取热(热泵的蒸发温度提高),使得地源热泵机组能效比提高。2）一机多用，应用范围广，此系统可供暖、空调、地板采暖、还可供生活热水等。3）环境效益显著，地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少40%以上，与电供暖相比，相当于减少70%以上，如果结合其它节能措施节能减排会更明显。虽然也采用制冷剂，但比常规空调装置可节能40%以上。

3.2 地源热泵的应用状况

浅层地热能利用相对于欧美国家起步时间较晚，2004年才开始有第一个水源热泵项目。最近几年发展比较快，特别是在我国北方建筑工程上对地源热的利用上比较快。地源热泵作为一种新型的制冷供暖方式，现在虽然发展势头较好，但作为一个整体的系统来推广应用时，还是存在很多的问题。在我国南方还比较滞后，因气候、环境、地质、开发商、人们的生活习惯以及国家政策等因素制约。比如政府相关职能部门之间缺乏沟通机制，地源热泵和水源热泵项目的审批手续过于复杂，目前 还没有出台具体的管理办法，来引导项目进行办理相关的审批手续。例如湘江沿岸一些建筑项目，设计时考虑采用水源热泵，但在审批中过程牵涉到的部门太多、周期太长而放弃。

到目前为止，在我国沿海一带有几处零星的项目在做试点推广，其中嘉兴嘉善县为浙江建筑节能试点推广县，主要有政策的支持和鼓励。在国家于2006年颁发了《可再生能源法》后，各省市相继出台了各种激励办法和强制措施。但监督管理和执行力度都还不够，而没有大面积推广应用。

4建立可行的可再生能源建筑应用发展机制

自2007年12月14日国家发改委批准 为全国资源节约型、环境友好型建设综合配套改革试验区以来，在推进“两型”城市建设综合配套改革中，一直以可再生能源建筑应用视为工作重点。通过大规模在建筑用能系统推广应用可再生资源，实现调整建筑用能结构、节约建筑耗能，大力推进城市建筑节能发展。加强组织领导，各部门协调配合，解决推广工作中遇到的问题，督促各项工作的落实，总结工作中的经验教训等，积极而稳妥地推进可再生能源在建筑中应用的工作。结合可再生资源状况的特点，建立和完善具有特色的可再生能源建筑应用政策法规，研究制定适宜可再生能源建筑应用特点的相关经济激励政策措施。充分借助政策激励措施推动可再生能源建筑应用市场的发展，贯彻落实国家法律法规，制定强制性推广政策，发挥财政、税收等经济政策的引导和调控作用，促进可再生能源在建筑中应用和相应产业的发展政策。对符合规定要求的可再生能源建筑应用项目，及时支付补助款项。通过无障碍实施财政补助，以资金激励方式推动可再生能源建筑应用规模化。建立有效的项目管理体系,“十一五”期间完成太阳能光热建筑一体化、地表水地源热泵、地下水地源热泵、地埋管地源热泵等可再生能源建筑规模化应用示范项目，培育和促进可再生能源建筑应用产业发展。不断提高人们对能源状况的忧患意识和应用可再生能源重要意义的认识，使可再生能源建筑应用的知识进入到千家万户。

5 结论及建议

太阳能及浅层地热能建筑应用产业刚刚起步，技术较为薄弱，政策法规建设、产业发展等多方面存在诸多问题，因此，需要结合可再生能源及建筑应用的特点，建立和完善具有特色的可再生能源建筑应用政策法规、经济激励措施及技术、产品质量标准，引导可再生能源建筑应用产业健康、快速发展。

参考文献：

[1] 付祥钊. 可再生能源在建筑中的应用. 中国建筑工业出版社2009(09).

[2] 鲍斋. 太阳能与建筑一体化渐成发展趋势.经济参考报2008（01）

篇7

关键词：竹木建筑；生态建筑；木建筑结构；良性循环

根据相关调查数据显示，木结构建筑已经遍布全球，在建筑市场上，采用木结构建筑的住宅已经占据主导地位，是人们首选的建筑结构。目前，木结构建筑通常被用于学校、厂房和体育馆等。但随着社会经济的逐步发展，生活水平的不断提高，人们对居住环境舒适度有了更高的要求，因此，木结构建筑更加受到广大人们的热爱和关注。

1 竹木建筑与生俱来的低碳性能

竹木建筑材料之所以能够越来越受到广泛应用，主要是其自身具有较多的特点，最突出的特性就是低碳性能，并且竹木建筑材料是一种可再生资源，即具有可回收、再生产、低碳环保等特点。竹木生长在泥土里，最终也回归于泥土，这就是一种纯粹的自然再生资源。竹木在自然生长循环的过程中，既不消耗自然资源，同时，生长过程中也不会造成任何的环境污染和空气污染等，是非常环保的自然资源。它自身还具备一个较强的优势，即生长周期较短，因此，竹木资源比较丰富，在使用的过程中也比较容易加工，这也是竹木材料在木建筑中被广泛应用的重要因素之一。

竹木建筑技术的优点：取材方便、成本较低、施工期短、结构占用空间少、质量优质、弹性好等。竹木建材经久耐用，即使被损坏也比较容易修复，而且修复后的效果较好，木材料建筑物比较容易维护和更新。加上自身取材和建筑技术的优点，是木建筑行业首选的建筑材料，构建真正意义上的低碳建筑。

竹木材料相对于其它建筑材料，其组织结构比较简单，竹木的维管束和竹杆平行排列，因此，竹木建筑的抗劈性能较高，尤其是需要弯曲加工的建筑，竹木是最好的选择材料。从力学的角度分析，竹杆上部强度较大，并且竹壁的外侧比内侧的力学强度大，因此，从这个角度说，竹木被誉为自然界中效能最高的材料。建筑选材中，一定程度上，竹杆能够代替木材和金属。

2 竹木建筑新材料在木建筑中的应用

2.1 竹木规格材

我国人工林竹木地区以湖南和安徽地区为典型，在我国森林使用相关规定的法律法规基础上，采用人工林结构，北美曾对竹木规格进行分级测试，综合评估竹木规格材，从而得出相关数据。竹木规格材具有可弯性，并且力学强度较大，在建筑中能够有效满足墙骨和屋架等各种要求，而常规的SPF规格材通常被竹木规格材代替。

2.2 竹木复合覆面板

我国的毛竹和速生杨木资源较为丰富，在采用该种材料时，主要是利用改性酚醛胶黏剂（PF）。建筑采用竹木建材之前，首先，进行结构设计和科学的工艺加工，通过这样的操作程序加工竹木，加工成轻质高强的竹木覆面板材。在测量好建筑需要材料的尺寸和稳定性能的基础上，进一步加强其力学性能，这时竹木复合覆板面的性能就会达到甚至超过OSB/4级的要求。这一方面是由于竹木材料比较好加工；另一方面是因为竹木自身的性能较高。

2.3 竹与木的搭配

2.3.1 空心与实心的搭配。采用竹木复合材料的建筑，其外观是竹材，从建筑的强度和加工特性以及稳定性的角度来分析，其它竹材不能与之相比较。而竹木复合建筑材料加工过程比较简单，竹木的竹节内部有节板，加工竹木复合建筑材料时除去节板即可，把加工好的圆形木棒插人竹筒作芯材，竹筒与芯材之间会有缝隙，这个缝隙可以用树脂来填充，使竹筒和芯材构成一个整体。

2.3.2 刚与柔的搭配。所谓刚柔并济的效果，在竹与木的结合中诠释的非常恰当，木材是刚性材料，因为它具有质轻高强和顺纹抗压的性能。竹材属于柔性材料，竹材的性能相对于木材来说更稳定，而且密度较小，具有抗劈性能。因此，竹材与木材二者相搭配，其性能刚柔并济、相互稳定，并且施工中方便快捷，力学性能也较强，由此看来，二者在建筑中搭配使用能够得到很好的建筑效果和性能。

篇8

关键词：室内设计；简洁；生态

20世纪80年代初，随着改革开放，国内大量兴建星级酒店，装饰工程大部分被香港承包商独揽，他们带来了浓郁、豪华、累赘的商业风格，使得国内的装饰市场、装饰理念、装饰风格被这“酒店”风格所垄断。浪费了国人大量钱财，造成了许多精神垃圾。因此，正确可取的室内装饰风格，应是引导进入了21世纪的人们，把握对与否并清楚认识的时候。让室内装饰朝着简洁环保的风格发展，把“轻装修重装饰”到“轻装饰重空间”这一逐渐感悟到的概念，作为我们同时代共发展的设计要素、成为我们的装饰理念。

一、现代室内设计的几种风格

1　现代前卫风格。随着“80年代”的逐渐成熟以及新新人类的推陈出新。我们有理由相信，现代前卫的设计风格不仅不会衰落，反而会在内容和形式上更加出人意料，夺人耳目。凸显自我、张扬个性的现代前卫风格已经成为艺术人类在家居设计中的首选。

2　现代简约风格。以简洁的表现形式来满足人们对空间环境那种感性的、本能的和理性的需求，这是当今国际社会流行的设计风格一简洁明快的简约主义。而现代人在这日趋繁忙的生活中，渴望得到一种能彻底放松、以简洁和纯净来调节转换精神的空间，这是人们在互补意识支配下，所产生的亟欲摆脱繁琐、复杂、追求简单和自然的心理。

3　新中式风格。新中式风格在设计上继承了唐代、明清时期家居理念的精华，将其中的经典元素提炼并加以丰富，同时改变原有空间布局中等级、尊卑等封建思想，给传统家居文化注入了新的气息。

4　新古典风格。在注重装饰效果的同时，用现代的手法和材质还原古典气质，新古典风格~41i-了古典与现代的双重审美效果，完美的结合也让^们在享受物质文明的同时得到了精神上的慰藉。

5　欧式古典风格。古典主义设计风格继承了巴洛克风格中豪华、动感、多变的视觉效果，也吸取了洛可可风格中唯美、律动的细节处理元素，受到了社会上层人士的青睐。特别是古典风格中，深沉里显露尊贵、典雅浸透豪华的设计哲学，也成为这些成功人士享受快乐，理念生活的一种写照。

二、现代室内设计的特点

1．简洁

(1)简洁的设计特征。简洁是优良品质经不断组合并筛选出来的精华，是将物体形态的通俗表象，提升凝练为一种高度浓缩、高度概括的抽象形式。简练出的新概念，摒弃传统的陈俗与浮华，它多半运用新材料、新技术、新手法，与人们的新思想、新观念相统一。达到天人合一。以人为本的境界。

(2)简洁的设计手法。在室内设计方面，不是要放弃原有建筑空间的规矩和朴实，去对建筑载体进行任意装饰。而是在设计上更加强调功能，强调结构和形式的完整，更追求材料、技术、空间的表现深度与精确。用简洁的手法进行室内创造，它更需要设计师具有较高的设计素养与实践经验。需要设计师深入生活、反复思考、仔细推敲、精心提炼，运用最少的设计语言，表达出最深的设计内含。删繁就简，去伪存真，以色彩的高度凝练和造型的极度简洁，在满足功能需要的前提下，将空间、人及物进行合理精致的组合，用最洗练的笔触，描绘出最丰富动人的空间效果，这是设计艺术的最高境界。

2　生态

(1)生态设计的特征。生态是指人与自然的关系，那么生态设计就应该处理好大环境。小环境的创造包括提供给生活和工作在其中人们以健康宜人的温度、湿度、清洁的空气、好的光环境和声环境，以及长效多适和灵活开敞的室内空间等等；对大环境的保护表现在两个方面：一是对自然界的有节制的索取，二是把对环境的负面影响减到最小。对自然资源少废多用，在能源和材料的使用上贯彻节约能源、减少使用、重复使用、循环使用、用可再生资源代替不可再生资源等原则；减少各种废弃物的排放、妥善处理有害废弃物、减少光污染和声音污染等。

(2)生态设计的手法。①利用外部环境中的因素。把建筑的外部环境所起的效用放在重点考虑的地位，尽可能多地利用自然环境中的资源和要素，以及周围其他建筑和设施所能提供的技术性可能。由土壤、绿化、水及空气组成的外部环境，其他建筑组合成的现实环境为室内设计提供了多种可能性，这样可以减少建筑中设备的数量和功率，节省能源和运行的费用。②挖掘新材料和新技术的潜力。随着科技的发展，建筑技术不断进步，新型建筑材料层出不穷，设计师们的设计有了更广阔的天地，除了为艺术形象上的突破和创新提供了更为坚实的物质基础外。也为充分利用自然环境、节约能源、保护生态环--境提供了可能。③充分利用太阳能等可再生资源。太阳能、风能等都是取之不尽、用之不竭的能源，有着其他能源不可媲美的优点――可再生，无污染。这使人们对建筑外立面和建筑的自然通风有了新的理解；视觉的联系、引进日光照明、自然通风、保温隔热、遮阳、充分预防眩光、合理运用太阳能、合理运用风能。④注重自然通风。自然通风是当今生态设计普遍采用的一项比较成熟和廉价的技术措施。采用自然通风的根本目的就是取代(或部分取代)传统空调制冷系统。自然通风有利于减少能源消耗、降低污染。

三、现代室内设计的几种弊端

1　片面追求豪华的倾向；2　片面追求高档材料的倾向；3　盲目购买大尺寸家具的倾向；4　随意堆砌装饰成品的倾向；5　忽视使用功能的倾向。

家庭装修所涉及的问题是多方面的，同时也是较为复杂的。为此切不可轻率从事。应从实际出发，加强分析，借鉴经验．虚实结合，这样才能够创造出室内装饰的优秀作品来。

篇9

关键词：绿色建筑；节能设计；措施

中图分类号：TU201.5文献标识码：A 文章编号:

引言

绿色建筑节能目的就是通过对能源和资源进行节约和控制，来尽量减少对环境产生污染，绿色建筑的重要指标是建成后要在节约能源上具有特色，即要使建筑物做到冬暖夏凉，这样就可以节约有限的能源。

1.绿色建筑的定义

从概念上讲，绿色建筑是指建筑物可以充分利用自然资源，例如，利用风的流动降温，利用太阳加热；在建筑施工中又不破坏生态平衡的建筑称为绿色建筑。绿色建筑要求室内布局必须合理，尽量减少合成材料的使用，充分考虑建筑物与环境的协调，充分利用太阳能、风能。在绿色建筑的设计过程中，要利用高科技手段尽力减少能源的消耗，要考虑建筑物的节能、无污染因素。尤其是对绿色建筑物室内设计，一定要首先考虑为人类创造利用太阳能源的生活环境；为人类创造一种接近自然的感觉。利用高科技的设计手段造就温馨的设计，是绿色建筑的追求目标。要坚持以人为本，以建筑与自然环境协调发展为目标，要充分体现出绿色建筑向大自然索取和回报的平衡。

2.绿色建筑的节能设计策略

2.1自然采光设计

充分利用天然采光不但可以节约大量照明用电，还提供更健康、高效、自然的光环境，还可以起到杀灭细菌和病毒的目的。建筑的自然采光就是将日光引入建筑内部，通过设计手段精确地控制并且将其按一定的方式分配，以提供比人工光源质量更好的照明。

2.2自然通风设计

自然通风是一项改善人与环境的重要技术手段。在我国许多传统建筑中都有体现，如传统民居中的穿堂风等处理手法。通过合理的建筑设计，自然通风可在不消耗不可再生的能源的情况下降低室内温度、带走潮湿的气体、排除室内污浊的空气，使人体感到舒适，并提供新鲜、清洁的自然空气，有利于人的生理和心里健康，减少人们对空调系统的依赖，从而节约能源、降低污染、预防疾病。

要充分利用自然通风就必须考虑建筑朝向、间距和布局。例如南向是建筑物最好的选择。另外，一般高层建筑对其自身的室内自然通风有利。而不同高度的房屋组合时，高低建筑错列布置有利于低层建筑的通风，处于高层建筑风景区内的低矮建筑受到高层背风区回旋涡流的作用，室内通风良好。

自然通风和采光往往是结合在一起的。通过保证房间内及中庭顶部一定的开窗面积，既达到了自然采光的目的，又可依靠室内外的风压及热压差，形成有组织的自然通风，在室外气候适宜时通过自然通风达到调节室内热环境的目的。

2.3隔热保温设计

2.3.1墙体节能设计

建筑物围护结构应有较好的保温隔热功能，一般通过建筑外墙的耗能约占建筑物全部耗能的40%，因此提高围护结构的保温、隔热性能对改善室内热环境及建筑节能具有重要意义。

不同的气候条件对建筑护结构的传热性能要求不同，一般气候越严寒，围护结构的传热系数要求越小，需要用导热系数小的高效隔热材料附着在墙体结构来改善整个墙体的热工性能。根据复合材料与主体结构相对位置不同，分为外保温技术、内保温技术及夹心保温技术，其中外墙外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。外保温与内保温相比，技术合理，由其明显的优越性，使用同样规格、同样尺寸和性能的保温材料，外保温比内保温的效果好。外保温技术不仅适用于新建的结构工程，也适用于旧楼改造。

2.3.2屋面节能设计

屋面是建筑物与室外大气接触的一个重要部分，因此应当重视其保温隔热效果。主要措施为:①采用坡屋顶;②加强屋面保温措施;③根据需要,设置保温隔热屋面(架空隔热屋面、蓄水屋面、种植屋面等)。一般而言，屋面的传热系数要优于外墙的传热系数，并且可依屋面的形式选用不同的保温材料。现在高效保温材料已经开始应用于屋面。

2.4 遮阳设计

外遮阳是最有效的遮阳设施，它直接将80%的太阳辐射热量遮挡于室外，有效地降低了空调负荷，节约了能量。在窗户合适部位加设遮阳挡板，可以巧妙地遮蔽夏季入射角度很大的强烈阳光，而在冬季，由于太阳入射角度的降低，阳光又可以入射到室内，从而吸收热量，降低室内的热负荷。

2.5 可再生资源的利用

近年来，可再生能源在世界范围内迅速发展，可再生能源已成为实现能源多元化，应对气候变化和实现可持续发展的重要替代能源，可再生能源目前主要指太阳能、风能、地热能、潮汐能和生物能。

2.7 建筑绿化

绿色植物一方面可以满足人们希望与自然界接触的愿望，另一方面可以吸收二氧化碳，产生氧气，为使用者提供舒适的环境和新鲜的空气，同时植物还可以起到遮挡太阳直射光，降低环境温度，减少空调的消耗，从而达到环保的作用。

2.8 其他

合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下,对建筑空间进行合理分隔（平面分隔和竖向分隔），以改善室内保温、通风、采光等微气候条件,达到节能目的。

合理选用建筑节能材料也是建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。

3.促进绿色建筑节能设计实现的措施

绿色建筑节能设计的实现需要从理念到实践的统一。首先，绿色建筑节能设计需要设计人员改变传统的设计理念，遵从低碳经济的原则，尤其要设计出可以利用太阳能的建筑，才能够达到绿色设计的相应要求。因此，建筑设计师们首先要站在保护和谐自然环境的立场，从建筑物可以节约能源的角度去思考如何设计建筑物，这样才能够在建筑物绿色节能设计过程中，最大程度的使建筑物从设计中就考虑节约能源，通过节能来促进人类与自然的和谐共处，达到建筑物的可持续发展与人类生存的关系。

3.1绿色建筑节能设计要加强对自然环境的关注与尊重

绿色建筑存在的根本就是加强对自然环境的关注，重视与自然环境共生的意识，提高建筑师的职业道德素质和业务水平，在设计过程中始终保持一颗平常心和一种谦逊的姿态，对建筑物设计时要充分考虑建筑物的布局、朝向、方位以及充分利用地形地势、场地自然气候条件，合理设计植被位置；对建筑进行节能设计时，应把如何尽可能多的降低能源消耗量，提高能源利用率，发展利用新能源，尽可能的利用可再生能源如风能、太阳能、自然通风采光等，强化室内绿色建筑设计作为建筑绿色设计的重要课题；尽可能的利用当地技术、材料，降低建造成本和环保材料，

3.2 加强设计利用太阳能的绿色建筑

在绿色建筑设计中，要利用好太阳能这一最佳的可再生能源。要把太阳能作为绿色建筑加热的一部分，因为，太阳能是一种取之不竭并且没有污染的能源，利用太阳能可以为绿色建筑节能设计开阔了如何节能的思路。通常我们利用太阳能来收集热量的特点来进行节能设计，比如它可以利用白天吸收储存太阳的热量，然后均匀的在 24 小时利用，从而节约了绿色建筑物能源方面的投资。

3.3 设计以水资源循环的绿色建筑

在人类生活的建筑物中，生活用水要比使用用水多的多，如何利用生活用水才符合绿色建筑对节约水资源的需求，达到节约用水的可持续发展理念。在绿色建筑设计要充分利用有限的水资源，在保证有效利用的基础上进行循环利用，它不仅可以节约用水，还可以减轻城市污水处理厂的运行负荷。比如，生态景观水景规划就可以遵循整体性水资源的可持续利用与水资源的再生及循环性的原则，对雨水资源进行收集并加以利用，可以全部用来补充景观水，使景观水得到充裕的补充。

3.4 设计利用自然通风和采光的绿色建筑

近年来城市化的推进，人口高速增加，人类生存又希望居住在冬暖夏凉的建筑物中，因此，在进行绿色建筑节能设计时，通常可采用将建筑内部及外部有效连通的方法，保持室内的自然通风，同时要考虑建筑物采光问题，让建筑物最大限度的得到阳光照射，达到既节能又环保的效果。

4.结束语

目前，我国正处于建设的鼎盛时期，要实现可持续发展，作为资源消耗大户的建筑业必须要走绿色建筑之路。目前对绿色建筑的探索和研究，仍处于初级阶段，要实现真正意义的绿色建筑，还需要广大建筑设计人员和科研人员长期不断的发展完善。可以相信，随着社会的发展进步，各种生态节能技术会在各类建筑设计中越来越广泛地应用。

参考文献：

篇10

传统材料扼住时代之喉

传统建筑材料对不可再生资源的依存度非常高，在生产过程中要消耗大量的能源，环境污染严重，已成为制约我国经济、社会可持续发展的重要因素。因此，对传统建筑材料进行生态化改造势在必行。与此同时，由于国家政策引导和先进生产工艺技术的不断发展，提高传统建筑材料的环境友好性，发展生态新型建筑材料势在必行。

传统建筑材料的发展出现三大瓶颈：不可再生资源的大量消耗、巨大的能耗、对生态环境的严重污染。生态建筑材料具有先进性、环境协调性和舒适性的特点，是当代建材的发展方向。

首先，不可再生资源的大量消耗是制约传统建筑材料发展的瓶颈之一。建材生产中对不可再生资源的综合利用率非常低，不合理的开采和浪费更加剧了资源短缺，如与煤共生的高岭土、陶瓷土等矿产大都未被利用，从原矿到成品的利用率也很低，并产生大量废弃物。

其次，传统建材工业大都是高温工业，在生产过程中要消耗大量的能源，在能源日趋紧缺的今天，无疑制约着建材工业的发展。传统建筑材料在使用过程中同样消耗大量的能源，如传统的玻璃、传统的墙体材料由于其保温隔热效果差，室内温度、湿度随着外界的变化而变化，这就需要消耗大量的能源以使室内温度、湿度保持在人体感到舒适的范围内。

最后，建筑材料在生产过程中燃烧煤、油、燃气会排放大量有害环境的气体，如CO2， SO2，H2S，NOX，CO 等和固体废弃物。建材工业排放的CO2是造成地球温室效应的主要因素之一。

传统材料的生态化改造

生态建筑材料又称绿色建材，指健康型、环保型、安全型的建筑材料，在国际上也称为“健康建材”或“环保建材”，它注重建材对人体健康、环保及安全防火性能所造成的影响。

此类产品具有良好的使用性能，对资源和能源消耗少，对生态环境污染小，可再生资源利用率高，在设计、生产、使用到再循环利用的整个生命周期全过程中都与生态环境相协调。生态建材主要包括天然建材和循环再生建材。天然建材如木材、竹材、苎麻、剑麻等，循环再生建材为可多次重复循环使用，废弃物可作为再生资源，即材料本身可循环再生的材料。

对传统建材进行生态化改造就是在对传统建材在原料选用、产品制备、使用处理等过程中进行生态化改造。具体包括以下几点：（1）原料获取：尽可能少用天然资源，尽量使用废渣等废弃物，符合可持续发展的自然属性之定义；（2）生产能耗：采用低能耗制造工艺和不污染环境的生产技术，符合可持续发展的科技属性之定义；（3）配制过程：尽量不使用含有对人体有害的、有机化学物质，符合可持续发展的经济属性之定义；（4）使用：能改善室内环境质量、具有多功能性，符合可持续发展的社会属性之定义； （5）循环利用：可以回收利用、循环生产，成本较低、且无污染。

从自然生态角度来看，城市是消耗大量资源并生产超过全球总量60%的环境有害物质的开放式生态系统，城市本身很难自发地实现生态式的可持续循环。世界观察研究所的专家认为，全球经济大约1/10用于城市建设。仅建筑材料就消耗了世界木材、矿物、水和能源的1/6～1/2。建材工业是地球上矿产资源消耗最多、绿色土地破坏最多、能源消耗最多、环境污染最为严重的行业之一。所以，建筑材料的生态化改造是保护生态环境和经济社会可持续发展的需要。

时代呼唤新型材料

新型建材的发展对建筑技术产生巨大的影响，并可能改变建筑物的形态或结构。新型建筑材料包括新出现的原料和制品，也包括原有材料的新制品。新型建筑材料是区别于传统的砖瓦、灰砂石等建材的建筑材料新品种，包括的品种和门类很多。从功能上分，有墙体材料、装饰材料、门窗材料、保温材料、防水材料、粘结和密封材料，以及与其配套的各种五金件、塑料件及各种辅助材料等。从材质上分，不但有天然材料，还有化学材料、金属材料、非金属材料等等。

1. 墙体材料

目前在社会上出现的新型墙体材料有加气混凝土砌块、 陶粒砌块、 小型混凝土空心砌块、 纤维石膏板、新型隔墙板等。这些新型墙体材料以粉煤灰、煤矸石、石粉、炉渣等废料为主要原料，具有质轻、隔热、隔音、保温等特点。有些材料甚至达到了防火的功能。

新型墙体材料，具备有效减少环境污染，节省大量的生产成本，增加房屋使用面积等一系列优点，其中相当一大部分品种属于绿色建材。

2. 装饰材料

按主要用途分为地面装饰材料、内墙装饰材料、外墙装饰材料三大类。

新型的地面装饰材料有木纤维地板、塑料地板、陶瓷锦砖等。陶瓷锦砖质地坚硬、耐酸、耐碱、耐磨、不渗水、易清洗，除作为地砖外，还可作内外墙饰面。

随着科学的发展，有机合成树脂原料广泛地用于油漆，使油漆产品面貌发生根本变化而被称为涂料，成为一类重要的内外墙装饰材料。用纸裱糊室内墙面和顶棚有悠久的历史，但已被塑料壁纸和玻璃纤维贴墙布所替代。石膏板有防火、隔声、隔热、轻质高强、施工方便等特点，主要用于墙面和平顶；作平顶时，可打成各种花纹的孔，以提高吸声和装饰效果。钙塑板有良好的装饰效果，能保温隔声，是多功能板材。大理石板材、花岗石板材用于装饰高级公寓的也日益增多。 新的外墙装饰材料如涂料、聚合物水泥砂浆、石棉水泥板、玻璃幕墙、铝合金制品等，正在被一些工程所采用。

随着市场对装饰空间的要求不断升级，装饰材料的功能由单一向多元化发展。建筑装饰向着环保化、多功能、高强轻质化、成品化、安装标准化、控制智能化的方向发展。

随着人口居住的密集和土地资源的紧缺，建筑日益向框架型的高层发展，高层建筑对材料的重量、强度等方面都有新的要求，为便于施工和安全，装饰材料的规格越来越大、质量越来越轻、强度越来越高。

3. 门窗材料

新型专利产品彩色不锈钢骨防盗窗克服了市场现有防盗窗防盗性能差，易生锈，色彩单一、笼狱感强等缺点。不仅色彩多样且永不生锈，内部采用钢骨通过标准零部件组装，在增加了防盗性能的同时更具装饰性，产品档次明显提升。铝合金是各种金属元素制成的合金，具有其他材料所无法比拟的优点，质量轻并且强度高，可挤压成各个时期所用各种新的复杂断面材料。

4. 保温材料

2005年以来，我国建筑节能的标准明显提高，到2020年新建建筑至少要实现节能65%。国内目前建筑节能刚开始起步，主要材料以聚苯乙烯为主，要实现2020年65%的节能目标，需要对430亿平方米的建筑外墙进行全面节能措施，国际发达国家的建筑节能保温材料中，聚氨酯占据75%的市场份额，聚苯乙烯和玻璃棉分别占5%和10%，而我国目前建筑保温材料中不到10%采用聚氨酯硬泡材料，建筑节能保温市场将是未来我国聚氨酯硬泡消费增长潜力最大的应用领域。

聚氨酯硬质泡沫塑料简称聚氨酯硬泡，即PU，是聚合MDI（黑料）和聚醚多元醇（白料）混合，加入发泡剂、催化剂、阻燃剂等经化学反应形成的硬质泡沫体。

5. 防水材料

防水技术的不断更新也加快了防水材料的多样化，总体来说防止雨水、地下水、工业和民用的给排水、腐蚀性液体以及空气中的湿气、蒸气等侵入建筑物的材料基本上都统称为防水材料。

防水材料有高弹防水、堵漏快、防腐防水剂、墙面防水、补漏液和隐形防水剂。

高弹防水涂料是以高档丙烯酸乳液为基料， 添加多种助剂、 填充剂经科学加工而成的高性能防水涂料。它是普通防水涂料的升级产品，由于添加了多种高分子助剂，使得该产品的防水性能比普通防水产品更优，同时又具有高强度拉伸延展性，能覆盖裂缝。

堵漏快是国际先进水平的高科技防水产品，具有快干、速凝、立马止水、瞬间堵漏、抗渗防潮、永久防水等显著特点。与新老混凝土、砖石、金属等基层粘结牢固。它无毒、无害、无污染，可带水作业，是一种理想的防水堵漏材料。

防腐防水剂既可防水侵蚀，又可防潮、防霜冻、防青苔、抗风化、耐污染等综合效果。 使用本品后对石材或砖面不产生任何颜色、质感、外观的改变，保持原有风格。

墙面防水是一种由独特配方调制而成的聚合物，不仅具有粘结强度高、抗渗性能好的特点，同时又不影响地砖、马赛克、木地板、石膏板等施工安装。

补漏液使用起来轻松方便：无需专业工具、专业知识、专业人员，无需破坏原有装饰，自己轻松搞定！它无色、无味、无污染，对人体及环境无任何危害，家居使用放心。本品遇水激活，不断产生新的晶体密实裂缝，完全堵塞漏水通道，真正做到永不漏水。隐形防水剂自然渗透型防护剂，是无机硅酸盐、活性二氧化硅、专用催化剂及其他功能助剂通过纳米技术配制而成的新一代水性、环保、抗裂型防水剂。使用后在基面上形成透明又透气的隐形防水保护层，当水珠落在建筑物表面时，就像落在荷叶上一样，不留痕迹。

5. 密封材料

密封件材料有金属材料（铝、铅、铟、不锈钢等），也有非金属材料（橡胶、塑料、陶瓷、石墨等）和复合材料（如橡胶-石棉板），但使用最多的是橡胶类弹性体材料。

硅橡胶密封剂能耐高温和低温、耐辐射、耐真空、无污染、无毒；聚硫橡胶密封剂具有优异的耐航空燃料性能，还有就是耐高温、耐高压、耐摩擦、耐压，这些都是密封行业的主导方向，密封材料的质量直接影响机械身设备的生产效率。

新型材料之“杀手锏”

新型建材具有轻质、高强度、保温、节能、节土、装饰等优良特性。采用新型建材不但使房屋功能大大改善，还可以使建筑物内外更具现代气息，满足人们的审美要求；有的新型建材可以显著减轻建筑物自重，为推广轻型建筑结构创造了条件，推动了建筑施工技术现代 化，大大加快了建房速度。

新型建材的性能和功用各不相同，生产新型建材产品的原材料及工艺方法也各不相同。 就其发展情况而言，有的品种重在花色，花色品种层出不穷，如装饰装修材料；有的品种重在功能，如保温材料；有的则通过深加工衍生出多个品种，如新型建筑板材等。以新型建筑板材为例。目前新型建筑板材有几十个品种，其中纸面石膏板、玻璃纤维增强水泥（GRC） 板、无石棉硅钙板是目前我国生产量最大、应用最普遍的三种新型建筑板材。这三种板材不但所采用的原料不同，生产工艺不同，其性能和功用也不同。如纸面石膏板主要原料为石膏和护面纸，适用于作内墙板和吊顶板；玻璃纤维增强水泥板主要原料是低碱水泥和耐碱玻璃纤维，适用于作内外墙板；硅钙板主要原料是硅钙材料，除用作内外墙板外，还可用于装修以及制作和房屋结合在一起的家具等。这三种板的同一特点是：采用它们作为原始板材，再分别配上防渗、保温、防火等功能材料，采用复合技术，可生产出各种轻质和性能优越的新型墙体材料。此外，它们所用的原材料均为非金属材料，而且又是三种最易得到的非金属材料。