研究能源消耗量论文

对建筑节能的几点看法 论文 随着科学技术的日新月异,能源短缺已不容忽视，节约能源已受到世界性的普遍关注,在我国亦不例外。目前，全世界有近30%的能源消耗在建筑物上，长此以往，将严重影响世界经济的可持续发展。因此，能源问题将成为本世纪的热门话题，我们必须从可持续发展的战略出发，使建筑尽可能少地消耗不可再生资源，降低对外界环境的污染，并为使用者提供健康、舒适、与自然和谐的工作及生活空间。中国建筑能耗基本情况我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4，居耗能首位。近年来我国建筑业得到了快速的发展，需要大量的建造和运行使用能源，尤其是建筑的采暖和空调耗能。据统计，1994年全国仅住宅建筑能耗在基本上不供热水的情况下为×108t标准煤，占当年全社会能源消耗总量×109t标准煤的。目前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能×108t标准煤，占全国能源消费总量的左右，占采暖区全社会能源消费的20%以上，在一些严寒地区，城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%左右[1]。与此同时，由于建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源，使周围的自然与生态环境不断恶化。在能源的利用过程中，化石类燃料燃烧时排放到大气的污染物中，99%的氮氧化物、99%的CO、91%的SO2、78%的CO2、60%的粉尘和43%的碳化氢是化石类燃料燃烧时产生的，其中煤燃烧产生的占大多数。燃煤产生的大气污染物中SO2占87%、氮氧化物占67%，CO2占71%，烟尘占60%[2]。由于我国是主要以煤而不是以油、气等优质能源作为主要能源消耗的国家，每年由于燃烧矿物燃料向地球大气排放的二氧化碳仅次于美国居世界第二，预计到2020年，中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。因此，中国对于全球气候变暖承担着重大的责任，而作为耗能大户的建筑，其节能也就成为关系国计民生的重大问题。我国节能工作与发达国家相比起步较晚，能源浪费又十分严重。如我国的建筑采暖耗热量:外墙大体上为气候条件接近的发达国家的4～5倍，屋顶为～倍，外窗为～倍;门窗透气性为3～6倍;总耗能是3～4倍[4]。如果听任高耗能建筑大行其道，建筑能耗增长的速度将远远超过我国能源生产可能增长的速度，国家的能源生产势必难以长期支撑这种浪费型需求，从而不得不组织大规模的旧房节能改造，将耗费更多的人力、物力。另外，每年新建和改建的几千万栋建筑要消耗掉几十亿吨林木、砖石和矿物材料，造成森林的过度砍伐，材料资源的大量开采，带来土地的破坏，植被的退化，物种的减少和自然环境的恶化。 几种节能途径1.墙体节能墙体是建筑外围护结构的主体,其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。我国以实心粘土砖为墙体材料,保温性能不能满足设计标准。以外墙为例,JGJ26-1995标准规定,在建筑物形体系数(建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值)小于时,北京地区传热系数不超过Ｗ/(m2·Ｋ),而目前常用的内抹灰砖墙,传热系数都大于上述节能标准数值。因而在节能的前提下，应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术。2.门窗节能外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅总能耗的比例较大，其中传热损失为1/3，冷风渗透为1/3，所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下，尽量减小住宅外门窗洞口的面积，提高外门窗的气密性，减少冷风渗透，提高外门窗本身的保温性能，减少外门窗本身的传热量。其节能措施有:（1）控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值，JGJ26-1995《民用建筑节能设计标准（采暖居住部分）》对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定，指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%、30%、35%”。（2）提高住宅外窗的气密性，减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条，使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料（如毛毡）、弹性密闭型材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏以及边框设灰口等密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。（3）改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防火、防盗要求，在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板，以增加其绝热性能;窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗，这样可避免金属窗产生的冷桥，可设置双玻璃或三玻璃，并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃，有条件的住宅可采用低辐射玻璃;缩短窗扇的缝隙长度，采用大窗扇，减少小窗扇，扩大单块玻璃的面积，减少窗芯，合理地减少可开启的窗扇面积，适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。（4）设置“温度阻尼区”。所谓温度阻尼区就是在室内与室外之间设有一中间层次，这一中间层次象热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透，减少外墙、外窗的热耗损。在住宅中，将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来，外门设防风门斗，防止冷风倒灌，楼梯间设计成封闭式的，对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。3.屋面节能在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后，还必须进一步加强屋面保温隔热的研究。屋面节能措施的要点，其一是屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料，以免屋面重量、厚度过大;其二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果，如选用吸水率较高的保温材料，屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。现在，高效保温材料已经开始应用于屋面，一些建筑的屋面保温，采用膨胀珍珠岩保温芯板保温层代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩做法，就克服了常规作法的诸多缺点。这种保温芯板施工方便、价格低廉、不污染环境;芯板为柔性制品，不仅适用于具有平面的屋面，也可用于带有曲面的屋面，其保温工程更可显示出它的优越性。其主要技术指标，表观密度为110～150kg/m3;导热系数为～·K;蓄热系数为～·K。抗压强度大于;吸水率小于;蒸汽渗透系数为×10-7g/[5]。这些指标充分体现了膨胀珍珠岩密度较小，导热系数较低，而且吸水率和蒸汽渗透系数也都很低。这是保温性能好的材料所必须具备的。2001年已经在西宁污水处理厂的数百平方米屋面工程中使用，收到了好的技术经济效果。4.利用太阳能地球拦截的太阳辐射能相当于目前全球电力消费量的1500倍。而在现有技术、经济条件下可供开发利用的太阳能，只占理论资源量的很小一部分。据美国能源部评估，1990年美国太阳能经济可开发资源量约为22Mtce/年，仅为技术可开发量的。所以，太阳能的开发利用有巨大的潜力。太阳能作为一种可再生的洁净能源，是建筑上很具有利用潜力的新能源之一。太阳能在建筑上的利用方式主要有，被动式太阳能采暖、太阳能供热水、主动式太阳能采暖与空调、以及太阳能发电等等。我国太阳能资源丰富，陆地每年接受的太阳辐射能，相当于×1012tec，2/3国土面积的太阳能总辐射量超过[6]。如果将太阳能源充分加以利用，不仅有可能节省大量常规能源，而且有可能在某些区域完全利用太阳能采暖。5.夜间通风夜间通风方法的原理是在夜间引入室外的冷空气，通过冷空气与作为蓄热材料的建筑维护结构接触换热，冷却建筑材料，达到蓄冷目的。在夏季，为了获得舒适的室内环境，则需要空调供冷系统。而此时，因为夜间的室外空气温度比白天低得多，所以夜间室外冷空气则可以作为一种很好的自然冷源加以利用。严格地说，只要室外空气温度低于室内空气温度，此时的室外冷空气就可视为可利用的自然冷源。

重视排污 节约能源摘要：本文从与排污有关的水垢、排污率的计算、排污余热利用三个方面用数字说明排污与节能的关系。目的是把排污问题作为锅炉水质管理的一个重要环节，引起有关运行操作管理人员的高度重视。 关键词：排污 余热利用 节能 一、概述 1、排污分连续排污和定期排污。连续排污又称表面排污，它是连续不断地将汽包中水面附近高浓度的盐分（与溶解固形物近似相等）的锅水排出锅炉外，使锅水的碱度、溶解固形物符合锅炉水质标准的要求；定期排污又叫间断排污，它是定期地从锅炉水循环系统中的最低点（锅筒、下集箱的底部）排放锅水中的悬浮物、水渣及其它沉积物。 正确地进行排污是保持锅内水质良好，减少锅内结垢、防止金属腐蚀和蒸汽污染的有效措施。但是排污不当，操作不合理，轻者损坏阀门管道，排污量增加，浪费燃料；重者形成水垢腐蚀，影响传热，降低受压元件的强度或造成锅炉严重缺水，危及锅炉的安全运行。因此，锅炉的排污意义重大，应当得到设计、安装、运行操作管理人员的特别重视，从排污中减少损失，节约能源。二、水垢与节能 搞热的人士都知道水垢的导热系数约�6�1℃，而钢板的导热系数约48w/m�6�1℃,则1mm厚的水垢热阻相当于40mm厚的钢板热阻，水垢不仅影响传热，几毫米厚的水垢会使传热量下降一半，而且金属计算壁温随着水垢加厚而明显升高（当q=175×103w/m3时，1mm厚水垢使壁温升高约180℃，3mm厚水垢使壁温升高约350℃）。因此水垢能使热负荷高的锅筒下部过热鼓包，水冷壁管变形、爆管，还会形成垢下腐蚀，降低受压元件的强度，严重影响锅炉的安全运行；同时由于水垢影响传热会大量浪费燃料，水垢的厚度与燃料损失对比如下表：水垢的厚度（mm）燃料的损失（%） 对于一台4t/h锅炉，燃用二类烟煤，燃料消耗量约740kg/h,如果积有厚的水垢，则每小时浪费燃料740 kg/h×3%=,全年运行6000小时，则浪费6000×吨煤。三、计算排污率与节能 排污量的大小，和给水的品质直接有关。给水的碱度及含盐量越大，锅炉所需要的排污量愈多。 锅炉排污的指标用排污率表示，排污率即排污水量（Q污）占锅炉蒸发量（Q汽）的百分数。如下式表示：K= Q污/Q汽 ×100 % 当锅炉水质稳定时，根据物量平衡的关系可知，某物质随给水带入炉内的量等于排污水排掉的量与饱和蒸汽带走的量之和。则 （Q污＋Q汽）×S给=Q汽×S汽＋Q污×S污 式中S给、S汽、S污分别表示给水中、饱和蒸汽中、排污水中某物质的含量，式中的S值可以按含盐量，也可按某一组分（如碱度、氯离子）的含量来计算。则 K= Q污/Q汽=（S给－S汽）/（S污－S给）×100 % 由于测定氯离子比较方便，且氯离子与含盐量有较固定的比例关系，通常用氯离子代替含盐量来计算锅炉排污率，则： K= （S给－S汽）/（S污－S给）=（CL－给－CL－汽）/（CL－污－CL－给） 式中CL－给、CL－污、CL－汽分别表示给水中、排污水中、饱和蒸汽中氯离子的含量，而排污水就是锅水，因而S污=S锅炉水，CL－污=CL－锅炉水。式中S锅炉水、CL－锅炉水分别表示锅水中某物质的含量、氯离子的含量。 对于容量较大的锅炉，由于其汽水分离装置效果好，蒸汽的湿度很小。这样饱和蒸汽中的含盐量远远低于给水中的含盐量，所以在这类锅炉的排污率计算中均可以忽略蒸汽中的含盐量，即 K=S给/（S污－S给）=CL－给/（CL－污－CL－给）×100 % 对于大多数工业锅炉，特别是汽包容积小，汽水分离装置简单，饱和蒸汽的带水量较大的锅炉，蒸汽湿度常在3%左右，（这个值与排污率控制在5%~10%的范围比较，已经是不算低了）这种条件下计算锅炉排污率时不能忽略蒸汽中的含盐量。因为 K=（CL－给－CL－汽）/（CL－污－CL－给） =CL－给/（CL－污－CL－给）－ CL－汽/（CL－污－CL－给）< CL－给/（CL－污－CL－给）－CL－汽/CL－污 这里CL－汽/CL－污为蒸汽湿度。可见，如果忽略了蒸汽中的含盐量，则计算所得的排污率将偏大（差值大于蒸汽湿度）。工业锅炉的排污率每增大1%，燃料的消耗量就增加。 对于一台4t/h锅炉，燃用二类烟煤，燃料消耗量约740kg/h,蒸汽湿度取3%，如果排污率计算中忽略了蒸汽中的含盐量，则排污率的计算值就至少增大了3%（湿度值），相应地燃料的消耗量就增加了,每小时浪费燃料740 kg/h×,全年运行6000小时，则浪费6000×吨煤。