能耗及能源的有效利用.

能耗及能源的有效利用章节内容几个基本概念1可再生能源应用2建筑能耗及建筑节能31.几个基本概念初级能源（primaryenergy）当试图对比不同领域的能耗时，你会发现，情况并非那么简单。交通领域多用汽油、柴油；制造业用煤、燃油、电、天然气；建筑用电、天然气……如何在同一个基础上，比较这些不同的能源呢？一个可行的办法是比较初级能源（primaryenergy）消耗，初级能源，又称一次能源，是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源，又称天然能源。如原煤、原油、天然气、水能、风能、太阳能、海洋能、潮汐能、地热能、天然铀矿、生物质能等。一次能源又分为可再生能源和不可再生能源，前者指能够重复产生的天然能源，如太阳能、风能、水能、生物质能等，这些能源均来自太阳，可以重复产生；后者为不可再生，主要是各类化石燃料、核燃料。自20世纪70年代出现能源危机以来，各国都重视非再生能源的节约，并加速对再生能源的研究与开发。世界初级能源储备量示意图全世界初级能源消耗比例各国能源平均年消耗数值上图美国2008年初级能源消耗情况，住宅及商业建筑直接消耗初级能源10.6%，40.6%的初级能源用于发电。中国能源消耗分布建筑28%工业35%交通34%其它3%建筑工业交通其它美国能源消耗分布建筑34%工业35%交通25%其它6%建筑工业交通其它中美两国能源消耗分布示意图初级能源利用效率小宇为了测家中煤炉的效率，用煤炉将10kg水从20℃加热到100℃，燃烧了0.77kg的烟煤．[水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），烟煤的热值按3×107J/kg．求：（1）10kg的水吸收的热量是多少J？（2）此煤炉的效率是多少？分析：（1）知道水的质量、水的比热容和水的温度变化，可利用吸热公式Q吸=cm△t计算水吸收的热量（2）知道烟煤的热值和质量，可利用公式Q放=mq计算烟煤完全燃烧放出的热量，再利用效率公式η=Q吸/Q放=初级能源利用效率蒸汽机车燃料做功的效率为8%，内燃机车是30%，电力机车则超过了70%=火力发电亚临界的发电效率在38%左右，我国目前的超临界能达到44%。在欧洲，最先进的技术能把发电效率提高到50%。脂肪燃料快艇初级能源的有效利用生物沼气发电城市垃圾焚烧发电Spittelau秸秆气化集中供气系统行爲節能1.大自然能源中的再生能源有哪些？答：太陽能、水力能、風力能、海洋能、生質能、地熱能2.大自然能源中的非再生能源有哪些？答：石油、天然氣、煤、核能、化學能3.石油屬于初級能源中的非再生能源，目前全球大約剩下多少年的使用量？答：40年4.節約能源如何由自身及家庭做起？答：隨手關閉不必要的電器用品、盡量搭乘大衆運輸工具、選用節能的燈具及電器等5.平日大家努力做資源回收，回收鐵鋁罐可以達成哪一個目的？答：可以節約能源、可以換錢、可以減少環境汙染6.高效率、省能源的産品，經過政府認證後，可以得到什麽認證？答：節能認證7.冷氣溫度設定在幾度最節能？答：26-28度8.冰箱要放多少容量的東西，才算是經濟又節能的使用方法呢？答：八分滿9.有哪些是節約能源的交通方式？答：搭乘地鐵、步行、搭乘公交10.行駛于高速公路時，以多少的時速行駛，耗油最少？答：時速90公裏11.電腦長時間不用了，怎麽做才符合節能的標准？答：關閉主機和熒幕，並拔掉插頭12.學校的建築物以及擺設，下列何者符合節約能源的標准？（綠建築）答：利用自然探光、以植物來綠化、符合自然通風的原理13.就對你生活周遭的觀察，有哪些日常生活中的物品。是利用或可以利用天陽能爲電力來源？答：熱水器、電燈、交通標志、計算機、汽車次级能源（secondaryenergy）又称二次能源，是指由一次能源经过加工转换以后得到的能源。例如：电力、蒸汽、煤气、汽油、柴油、重油、液化石油气、酒精、氢气和焦炭等等。在生产过程中排出的余能，如高温烟气、高温物料热，排放的可燃气和有压流体等，亦属二次能源。二次能源与一次能源间必定有一定程度的损耗。二次能源通常都属于高品质能源。二次能源的产生不可避免地要伴随着加工转换的损失，但是它们比一次能源的利用更为有效、更为清洁、更为方便。因此，人们在日常生产和生活中经常利用的能源多数是二次能源。电能是二次能源中用途最广、使用最方便、最清洁的一种，它对国民经济的发展和人民生活水平的提高起着特殊的作用。末端能耗、源能耗与生产能耗末端能耗（SiteEnergy）istheenergydirectlyconsumedbyendusers；源能耗（SourceEnergy）issiteenergyplustheenergyconsumedintheproductionanddeliveryofenergyproducts；生产能耗（EmbodiedEnergy）isthesumofalltheenergyrequiredtoproducegoodsorservices,consideredasifthatenergywasincorporatedor'embodied'intheproductitself.Theconceptcanbeusefulindeterminingtheeffectivenessofenergy-producingorenergy-savingdevices(doesthedeviceproduceorsavemoreenergythatittooktomakeit?),ofbuildings,and,becauseenergy-inputsusuallyentailgreenhousegasemissions,indecidingwhetheraproductcontributestoormitigatesglobalwarming；从初级能源到次级能源的源能耗居民和建筑师，通常只关心建筑的末端能耗（siteenergy），比方说，某座建筑一年消耗1万度电，这个1万度电，就是末端能耗。可是，如果想一想，为了发出这1万度电，要烧掉多少煤，为了把这1万度电送到用电地点，加上电线上的损耗，又要烧掉多少煤。把所有这些损耗加起来，事实上，这座建筑消耗了远不止1万度电。其消耗的能源，若从发电源头开始计算，可能会超过相当于3万度电的能源，这3万多千瓦时的能耗，就是源能耗（sourceenergy）。虽然民众不关心源能耗，但从整个社会的角度考虑，为了促进低碳经济，源能耗问题不容忽视，源能耗直接与碳排放挂钩。火力发电产的源能耗过程源末比源末比（source-siteratio）：末端能耗与源能耗的比例；建筑消耗的电能，需要通过转化初级能源产生，比如火力发电站通过燃烧煤来发电,初级能源转化为次级能源的过程中，有大量损耗，尤其是发电过程。以燃煤发电为例，从发电到运输，至少有70%以上的损耗。所以，建筑消耗100焦耳的电能，至少要消耗包含300焦耳能量的煤，甚至更多，取决于发电设备、运输距离和运输电压等因素。这也就解释了，为什么建筑领域在初级能耗中所占比例那么大，因为建筑用电量大。有些初级能源，比如天然气，在生产、运输过程中，也有少量损耗，下面列举了常见能源的“源末比”（source-siteratio）（来源：USEPA2009）：损耗比例3.3401.01.0471.011.351.051.451.01.0能源种类电能太阳能及风力发电天然气燃油热水冷水蒸汽木材煤典型一次能源的源末比举例来说，电热水器的效率稍高于燃气热水器，因此末端能源较低，但是，电热水器的源能耗远高于天然气热水器，碳排放也远远超过后者。站在消费者的角度考虑，使用天然气热水器的成本更低。2.可再生能源应用太阳能的利用2.可再生能源应用风能的利用3.建筑能耗及建筑节能建筑能耗的组成广义的“建筑能耗”是指建筑在规划设计、建造施工、运行维护以及拆除销毁整个生命周期过程中所消耗的能源量。生产能耗（EmbodiedEnergy）是指建筑材料、构件等在生产加工过程中所消耗的能量；运输能耗（GreyEnergy）是指建筑材料、构件等在运送过程中所消耗的能量；建造能耗（InducedEnergy）是指建筑材料、构件等在运送过程中所消耗的能量；运行能耗（OperatingEnergy）是指建筑物本身及设备的日常运行、维护、修缮所消耗的能量；该能耗通常占整个生命周期能耗总量的大部分，正常情况下为75%～85%；拆除能耗（DemolitionandRecyclingEnergy）是指建筑物在毁弃过程中所消耗的能量；广义“建筑能耗”组成建筑能耗的组成狭义的“建筑能耗”是指建筑在使用过程中所消耗的能量，主要包括采暖、空调、热水供应、照明、炊事、家用电器、电梯等方面的能耗；一般来说，采暖、空调、通风能耗约占65%左右，照明能耗占15%左右，热水供应能耗占15%左右。狭义“建筑能耗”组成建筑围护结构各部分能耗比例建筑物的得热或失热都是通过建筑的外围护结构而产生。无论是在寒冷地区还是在亚热带地区，通过建筑外围护结构传递的能耗都占总能耗的绝大部分。下表为北京、天津、西安某种住宅外围护结构能耗所占比例。可见外墙和外窗是建筑物能耗的主要部位，而由于门窗不密实引起的空气渗透也是导致建筑物产生能耗的主要因素。狭义“建筑能耗”组成建筑围护结构各部分能耗比例结论一，南方地区外墙保温不是建筑节能重点;结论二，个别情况下帮助保温还会增加建筑能耗;结论三，南方房屋进行遮阳和自然通风很重要;摘至《工程院院士江亿：南方地区建筑节能技术研究》年之前，中国建筑能耗增量最大的部分就是南方采暖;北方地区延续数十年的集中供暖已经很难再与目前中国的能源、环境需求匹配。不仅南方不能按照此类模式进行供暖，北方也需要进一步改善；节能建筑与建筑节能节能建筑是指在建筑的整个生命周期过程中，在其所处的环境条件下，充分有效利用能源资源，将建筑能耗量最小化的建筑。目前在我国“节能建筑”是指达到或高于节能设计标准要求的建筑。它包含以下两层含义：一、在所处的地理气候和技术条件下，在规划和设计阶段充分考虑可再生能源的被动式利用，将对主动式设备需求减少到最低程度；二、在必须采用主动式设备的情况下，尽量提高设备的能源利用效率，将主动式设备的能耗降到最低。重点：在规划和设计阶段对节能的考量是实现建筑节能的关键。建筑节能发展的三个阶段一、上世纪70年代中期到80年代初，在建筑中“节省能源（EnergySaving）”,也就是尽量少用或不用能源；二、上世纪80年代中期到90年代中，在建筑中减少能量的散失，即EnergyConservation；三、近年来，建筑节能普遍被理解为“提高建筑中能源的利用效率”，即EnergyEfficiency，也就是从积极意思上提高能源的利用效率。建筑的各个阶段对建筑节能的影响建筑节能的三个层面一、选址与规划：指在建筑的场址选择和规划阶段考虑节能，包括场地设计和建筑群体布局。这一层次建筑基恩能够的根本前提和保证，将会对以后的层次产生影响；二、建筑设计：指在建筑设计阶段考虑节能，包括通过单体建筑的朝向、遮阳形式和体型选择、被动式自然能源的利用等手段来减少建筑采暖、降温和采光等方面的能耗要求。是建筑节能的关键所在；三、机械设备系统：是指建筑外围护结构节能和机械设备本身节能；建筑节能的三个层面这个阶段也非常重要：在我国北方，通过外墙耗散的热量占25%左右；在南方，通过外墙的得热量是引起空调负荷的重要因素。外墙的保温隔热技术也是当前重要的研究领域之一。建筑节能三个层面考虑的典型问题绿色建筑，绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能,节地,节水,节材),保护环境和减少污染,为人们提供健康,适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。（摘自《绿色建筑评价标准》GB50378）生态建筑，是根据当地的自然生态环境，运用生态学、建筑技术科学的基本原理和现代科学技术手段等，合理安排并组织建筑与其他相关因素之间的关系，使建筑和环境之间成为一个有机的结合体，同时具有良好的室内