能源危機的解決辦法范文

導語：如何才能寫好一篇能源危機的解決辦法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：能源經濟；可持續發展；措施

中圖分類號：F204 文獻標識碼：A 文章編號：1001-828X（2014）09-00-01

能源問題是關于經濟可持續發展的重要因素，目前我國50%以上的能源是依賴國際市場，因此中國每年都要花費巨大的財力來解決能源問題，能源是限制中國經濟發展的核心，未來能否解決能源問題，是關系我國經濟能否長遠的可持續發展的關鍵[1]。

一、我國能源經濟存在的問題

1.能源結構不合理

我國能源結構以煤炭資源為主，煤炭、石油、天然氣在我國能源消耗中約占9成，這樣的能源結構設定是不合理的。這三種資源都屬于不可再生資源，具有不可再生性和稀有性，如果開采過量會陷入能源危機，不利于能源經濟的可持續發展。

2.能源開采過剩，利用率低

目前隨著我國經濟的不斷發展，煤炭資源作為我國目前能源經濟的主要資源，被大量開采，造成開采過剩，且價格偏低，無法體現煤炭的稀有性，造成了供給過大造成浪費，同時開采的不合理也會造成開采過程中的浪費。另一方面，許多非可再生資源無法被充分利用，利用率低，造成能源的浪費。

3.節能觀念薄弱

煤炭、石油等能源的大量開采，使得價格偏低，無法讓人們重視這些非可再生資源的稀有性。另外，在許多人意識里，我國是資源大國，能源儲備豐富，這種觀念在一定程度上造成了人們對能源的任意浪費，使人們的節能觀念薄弱。

4.缺乏能源經濟的預警機制

近年來，我國許多地區出現煤油氣的三荒現象，這正是由于我國缺乏能源經濟的預警機制，沒有做好提前的計劃和控制，無法及時發現問題并且提出有效的解決措施，使一些地區陷入能源危機。

二、實現我國能源經濟可持續發展的應對措施

1.優化能源結構

優化能源結構就是利用科技技術，使我國使用各種能源的比例趨于合理。我國是一個煤炭大國，決定了我國以煤炭為主的能源消費結構。當前我國最主要的任務就是優化產業結構，優化能源的合理配置，降低對煤炭能源的依賴。首先要調經經濟產業結構，減少第二產業和發電用煤，大力發展第三產業，降低對煤炭的使用。使我國經濟發展對能源的消耗結構達到合理[2]。

2.提高能源的利用率

我國經濟增長方式的粗放和產業結構的不合理，在一定程度上嚴重影響了能源結構的合理分配和有效利用。由于很長一段時間里片面追求經濟增長的速度和產品生產的數量，從而忽視了效益和質量問題，這就使得我國的經濟增長粗放，投入和消耗和生產效益不成正比，并且高耗能的產業占絕大多數，這種粗放的經濟增長方式，導致了能源的浪費[3]。因此，我們需要建立可持續發展觀，轉變當前這種粗放的經濟發展方式，積極調整產業結構，找到一條低消耗、高效益的新的經濟增長路線。

3.加強科技投入

面對能源消耗給環境帶來污染這一問題，需要我們加大科學技術的研發和投入使用。當前，煤炭能源仍然是我國一次能源消費的主要能源，因此加強科技投入的首要任務就是要減輕煤炭能源在使用中造成的環境污染。目前已經研發出潔凈煤技術，將煤炭液化再投入使用，可以有效減輕煤炭在使用時對環境的污染。另外，在煤炭資源的高效利用和消耗后廢棄物處理方面仍然要加大科技投入，并實行推廣，讓環境可持續發展。

4.將節能放在優先位置

我國經濟發展面臨的兩大基本國情的限制，一是人口眾多，二是人均能源不足，嚴重阻礙著我國經濟的發展。我國在過去相當長的一段時間里，采用加大能源外延的方式促進經濟的發展，這種粗放的經濟發展方式前期確實一定程度上使經濟產生了明顯的增長，然而隨著后期資金、環境等客觀因素的限制，弊端和缺點不斷被暴漏，無法再適用于當前的經濟發展。所以，我國不能采用大量消耗能源走工業化發展的方式，必須保證開發和節能雙管齊下，優先節約能源，走可持續發展之路。

5.大力開發應用可再生能源

煤炭、石油等一次能源屬于不可再生能源，其特點是不可再生性和稀缺性。隨著能源的不斷發展，對能源消耗的要求也不斷提高，終會陷入能源危機甚至能源枯竭，這就要求我們必須尋找新的可替代能源，加大力度開發可再生能源。可再生能源主要包括太陽能、風能、地熱、水電等，其優點是可循環利用且無污染。我國的可再生能源十分豐富，因此要加大對可再生能源的開發和推廣應用。未來，隨著科技的不斷進步，國家政策的出臺，可再生能源具有巨大的發展潛力。

6.加快建立能源經濟的預警機制

我國部分地區曾不同程度地突然出現煤碳、石油等資源的短缺現象，很多人認為，這是由于我國隨著經濟的發展對能源的采集和消耗也突然變大，而提前沒有搞好計劃和預測。其實能源陷入危機，不是一朝一夕的事情，但是，這也從側面反映了我國在能源方面沒有建立有效的監測和應急機制?？紤]到這方面，從現在起我們必須盡快地建立能源經濟預警體系，抓緊能源源頭，可以及時發現能源在經濟發展中出現的問題，并提出有效的解決辦法，在問題發生前就給予阻止，從而確保能源經濟的可持續發展。

三、結束語

我國能源目前面臨著嚴峻的形勢，要想我國的能源經濟得到長遠持續的發展，就必須采取一定的措施。優化能源結構，開發可再生能源，減少能源的浪費，建立能源經濟的預警機制等方法都能有效的解決我國的能源問題。在發展經濟的同時要保持長遠的戰略性眼光，注意節約能源減少能源的不必要消耗。

參考文獻：

[1]薛儉.我國城市可持續發展綜合評價系統設計[J].生態經濟，2011，05（10）：32-33.

[2]楊俊，王慶存.能源消費與經濟增長動態關系分析[J].經濟問題探索，2011，23（09）：52-53.

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關鍵詞：風能的優勢 發展歷史 原理 選址 歐洲風電成本 丹麥的國家政策 海上風電 展望

中圖分類號：TM614 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）12（b）-0162-02

能源是支撐世界經濟發展的重要因素和戰略資源，而今日之全球皆面臨著能源危機的挑戰，氣候變化、日益增長的能源需求使得人們越發關注新能源的發展。伴隨著經濟的高速發展和能源消費的快速增長，中國對能源的需求日益增多，全世界新增能源需求的40%以上來自中國，高速發展的經濟需要充足的能源儲備作為支撐。但是由于我國的能源消費結構長期以來一直以煤炭為主，正是這種能源結構使得我國的污染指標居高不下，對環境的破壞也日益明顯。伴隨著化石能源的日益枯竭，現階段人類面臨著能源危機的挑戰，在這種背景下可再生能源的開發利用越來越受到世界各國的重視。相對于其他形式的新能源，風能有它獨特的優勢，風力發電的開發歷史長遠，與其他形式的可再生能源相比，技術比較成熟，經濟性較高，具備大規模開發的條件。

世界上第一臺風力發電機組于1887年7月建于蘇格蘭，建立者格拉斯哥大學的教授James Blyth用它給自己的度假莊園供電。20世紀70年代初到90年代，風電行業穩定發展，在這20年里，中小型的風能發電機組技術日趨成熟。在此過程中，發電成本得以大大降低，另外各國政策對風電行業進行大力扶持，世界各地建設了大量的并網風電場。據此，全球風能理事會做出預測，如果采取積極的措施，2030年和2050年，全球風電的裝機容量將會分別達到21億kW和30億kW，發電量將分別達到5萬億kWh和8萬億kW?h。風電機組是將風能轉換為電能的裝置，它的基本原理是：通過風輪捕獲風能從而帶動風輪軸轉動，再由風輪軸轉動將機械能傳遞到發電機轉子從而帶動發電機轉動并輸出三相交流電。

在建設風電場前不僅僅需要進行經濟方面的考量，同時還要考慮到環境因素的影響以及制度方面的限制，風電機組對風況的匹配、對電網的影響等等都是需要考慮的因素。在進行風電場的地址時，需要在主風向上滿足開闊、寬敞，障礙物少、粗糙度低的條件，這樣才能降低對風速的影響。另外，風電場的地形應當盡可能的簡單，有利于進行大規模的開發利用。并網型風電場需要與電網連接，因此在選址時應當盡可能地靠近電網。由于風電具有明顯的間歇性，因此在建設風電場時，還應當將電網的接納能力納入考慮范圍，防止由于風電入網而影響了電網的穩定性。在歐洲，風電技術和產業的發展不僅推動了風電行業的進步與發展，還有效地降低了風電的成本。自20世紀90年代兆瓦級風機問世以來，1.5兆瓦及以上的風機基本上壟斷了歐洲風電的市場。最近，世界風能理事會對如何降低風電發電成本進行了分析研究，在過去，主要是由技術的進步推動風電成本的下降，以后風電成本進一步下降則更多的是依賴于規?；?、系列化和標準化。世界風能理事會估計到2020年，陸上風機的總體造價還可以下降20%～25%，海上風電的造價可以降低40%以上，同時發電成本就可以同幅下降。

在風力發電的國家干預方面，我國可以學習借鑒丹麥的經驗，丹麥政府不直接支持制造廠商，而是通過對購買風力發電機組的用戶給予補貼的方式，促進風電行業的發展。剛開始對機組的補貼費用是30%，以后隨著產業的發展狀況逐漸減少補貼的數額，這項政策直到1987年風電行業壯大才予以取消。另外，丹麥政府不僅對煤電行業征收能源稅和二氧化碳排放稅，而且對風電的收購予以補貼，采用雙管齊下的措施，從而使得風電機組的用戶從滿足自家電力需求轉變為可以向電網銷售電能，獲取一定的利潤，這樣購買風力發電機組逐漸成為了一項投資方式，由此培育出了一個穩定的風電市場。另外政府在里索國家實驗室內建立了風力發電機組試驗站，并授權對符合安全要求的風力發電機組型號頒發認證證書，并且規定只有獲得認證的風力發電機組產品才有資格獲得政府的補貼。試驗站還就測試時發現的問題提出了解決辦法，幫助廠商解決問題，大大促進了風電發展的規范化和穩定性。

近年來，全球風電行業迅速發展，丹麥和德國的陸上風電開發已經漸趨飽和，而海上風能絕大部分仍處于尚未開發的狀態。海上風電具有諸多優勢，不僅可以節約土地資源，減少噪聲和公眾視覺沖擊，而且海上有大片連續的區域可用，發展空間不受限制。更為重要的是，海上風速高，有著比陸地更為豐富的風能資源。但是由于海上風電的開發技術尚不成熟且運行經驗有限，也存在一些不足和技術難題，安裝成本會大大地提高。因為受到環境因素的限制，運行維護也會變得十分困難，這將使得機組的可利用率下降，影響發電量。

中國風力資源的分布與電力需求一直不匹配。東南沿海地區對電力的需求量大，風電場接入方便，但是土地資源十分緊張，可用于建設風電場的面積有限。而我國擁有非常豐富的近海風能資源，具有廣闊的開發應用前景，并且東部沿海地區不僅海上風電資源豐富而且距離電力負荷中心很近，開發海上風電將有利于東部沿海地區電力供應情況的改善。但就目前來說中國還不具備海上風電機組設計和生產的條件，更沒有實際的運行經驗作為支撐。因此對于現在的中國來說，不應當將目光放在大規模的開發規劃上，而是要密切追蹤國際海上風電技術的發展動態，借鑒國外海上風電的成功經驗，并吸取國外挫折中的教訓，要及早做好海上風能資源的評估工作，加快海上風電示范項目的建設，為海上風電建設和設備制造儲備技術。這其中有諸多的技術難題需要克服，例如在長江口以南的海岸線附近遭受臺風襲擊的機會比較多，需要發展抗臺風技術。并且離海岸較遠的深海海域風能資源更加豐富，未來等到技術條件成熟，有可能會開發深海風電。

中國現代風電產業起始于20世紀60到70年代，并且是從離網式小風機的研發推廣開始的，但經過幾十年的發展，風電產業從無到有、從小到大，迎來了發展的一個春天。中國乃至全世界的風電資源足夠豐富，如果大規模集中開發、超遠距離輸電的開發模式能夠成功，將使得全世界可開發風電資源的總量大幅度增加，這將為未來的經濟發展提供更多的能源儲備并為能源危機提供一條解決方案。并且在中國，風電具有十分廣闊的開發前景，相信中國的風力發電技術會在國家合理的調控和技術人員的努力下得到很好的發展，并且在風力發電廠中得到實際的應用。

對于學習有關能源方面知識的在校大學生而言，對于國家能源的發展應當有較為清晰的認知，并對未來能源的發展有著合理的展望，在日新月異的能源格局中能保持清醒的頭腦，并為將來能源的發展準備好扎實的理論基礎，為國家能源的發展做好技術人才的儲備。

參考文獻

[1]肖創英.歐美風電發展的經驗與啟示[M].北京：中國電力出版社，2010.

[2]李俊峰.風力12在中國[M].北京：化學工業出版社，2005.

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電能消耗已經成為數據中心管理者最為關注的問題之一。Gartner去年對數據中心的管理者進行的一項調研顯示，在對當前面臨的最棘手問題的回答中，電力和制冷位居其中。調查還發現，在整體IT投入里面，過去電力和制冷這個部分只占到8%，而Gartner估計不久會達到48%，這就意味著未來數據中心的管理者需要擠出40%的其他預算，來應對電力和制冷需求的增加。由于能源供應的緊張加上數據中心耗電量的快速增長，使得數據中心的管理者對節能也給予了高度重視。不過，在具體實施過程中，由于事前缺乏整體規劃，或者沒有科學地評估，導致不少數據中心在實施節能計劃時效果不如預期。

節能需要綜合考慮

“數據中心的節能涉及三個方面，即機房制冷、IT設備和電源設備，選擇節能措施的時候需要綜合考慮，如果單從某一方面著手往往事與愿違?！卑W絡能源有限公司中國區高級總監丁麒鋼在接受記者采訪時表示。丁麒鋼從1997年加入艾默生以來，長期負責研究國內外數據中心行業的客戶需求變化、制定公司的產品和市場策略，而如何幫助數據中心降低電能消耗是丁麒鋼很長時間以來一直關注的問題。

根據美國環保署提交給美國國會的一份研究報告，在數據中心的電力消費中，IT設備、整體機房和電源設備分別為“五、四、一”的關系，即服務器、交換機的電力消耗占總能源消耗的50%，而機房制冷電力消耗占40%，UPS等電源設備耗電占10%。

目前，IT設備的節能已經引起了人們的關注，比如，通過采用虛擬化技術、節能芯片、刀片服務器等新產品、新技術并配合高效的管理軟件，有效降低了IT設備的能耗。但對機房的節能，特別是對空調設備的節能人們還重視不夠。實際上，通過調整機柜的擺放方式、部署新一代機柜級制冷設備可以大大提高冷風的利用率，從而降低空調的電力消耗。尤為值得一提的是，新一代的制冷設備由于可以直接對機柜進行精確制冷，因此可以確保機柜里不出現局部高溫。這對于延長機柜里設備的壽命非常重要。根據相關的統計研究，機柜頂部由于過熱會大幅度地降低設備的可靠性，2/3的故障發生在機柜頂部的1/3，從這個角度看，降低了設備的維護成本。而對于UPS等電源設備來說，節能環保主要體現在減少對電網的諧波污染上。

丁麒鋼表示，“對于傳統的數據中心來說，如果綜合采用上述技術手段最高有望達到50%的綜合節能目標，其中IT設備、制冷設備、電源設備與傳統機房的設備相比分別能減少30%、30%、10%的電力消耗?！?/p>

樹立正確的節能觀

丁麒鋼特別提醒數據中心的管理者要樹立正確的節能觀念。

1. 節能是需要前期投入的。數據中心的管理者在選擇節能措施時，一定要樹立正確的成本意識。這里有兩個含義: 一個是節能是需要成本的，因為節能很可能需要投資新的技術、使用新的材料、采用新的方法和新的設計，而這些是需要成本的，很多時候由于采用新的技術，短期來看成本反而更高; 而另一層含義是，是否能節約成本要從機房的全生命周期來看，謹防將成本向機房生命周期后端轉移的偽降低成本的方法。

丁麒鋼說，對一種節能方法的投資和收益，不要在一個時間點上考量，避免采用短期內能把成本降低，而從長期看反而會提高成本的方法。比如，在傳統的數據中心，服務器機柜能耗低于5kW，這時只要用機房級空調制冷就夠了，但是現在由于采用刀片式服務器，每個機柜功率消耗達到10kW、甚至30kW。這個時候靠傳統的機房空調制冷就解決不了機柜局部的高溫問題，因此就要另想辦法，比如采用機柜級制冷或高熱密度制冷解決方案。艾默生的一個高熱密度制冷解決方案就把空調終端放到服務器的架頂或者兩排服務器中間，從而提高了制冷效率。這是一種新的技術，要用到新的產品，它的建設成本就會高于傳統機房的方式。但是，這種方法實現了精確制冷、消除了機柜頂部的局部高熱問題，因而降低了機柜頂部設備的故障率，同時也降低了空調能耗。

2.一種節能方法不能導致下一個環節的高能耗或者高維護成本。

“數據中心的節能方法是否有效，要把它放到整個循環系統里面來考量。如果一個節能方法或者一個產品導致了另一個產品的節能，這個技術最好; 反過來，如果一種方法或者產品自己節能卻導致別的環節的高能耗或者是高維護成本，這個技術就不可行?！倍△桎摫硎尽?/p>

3. 節能的同時還要考慮系統的可靠性和可用性。實際上，相對于成本的節約，服務器的宕機和系統的崩潰損失要大得多。比如，為了節能，有人提出冬天直接用外面的冷風進機房而不用空調。這是一個很不錯的想法，但是，部署方案時需要根據現場要求具體考慮。因為有些機房要求恒溫、恒濕，這就意味著要求這個機房是密閉的。而室外的冷風一般是無法滿足這個要求的。比如空氣中的粉塵就會污染機房環境，因為粉粒在一定的濕度下可能會導致精密電子芯片里面的電路短路，從而使得IT設備的故障率提高。如果數據中心里的設備對空氣的潔凈度要求高，這個解決辦法就值得商榷。因為表面上它節約了空調成本，而實際上提高了機房主設備的故障率，進而提高了設備宕機的可能性。因此，是否科學，還需要具體問題具體分析

鏈接

數據中心的最新節能技術

人類一直沒有停止過研究節能技術，在能源危機出現以后，人們更是加快了研究步伐，這些節能技術中有許多可以用于數據中心。據艾默生網絡能源有限公司中國區高級總監丁麒鋼介紹，如下技術有望在未來5～10年左右進入實用階段:

1. 芯片級制冷。數據中心的整體機房節能已經在從傳統的機房制冷向機柜級制冷發展，而未來將會走向芯片級，也就是將冷媒直接送到最需要制冷的芯片，從而實現更精確的制冷。據悉，艾默生已經聯合相關芯片制造商在進行這樣的研究工作。

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【關鍵詞】建筑新材料；應用；混凝土；墻體材料；問題防治

一、建筑新材料的應用分析

1、新型混凝土材料的應用。新型混凝土稱為新型混凝+，簡稱HPC。新型混凝土特性如下：（1）新拌混凝土的工作性.新拌混凝土的工作性是一個綜合指標，如流動性、可泵性、填充性、均勻性等。HPC要求新拌混凝土具有大流動性（坍落度20cm～25cm）及流動度經時損失小，以滿足混凝土集中攪拌、運輸、泵送、澆注的工藝要求。甚至在澆注時要求混凝土不振搗自流平，即好的填充性。與普通混凝土相比，HPC的組分復雜，多種摻合料與超塑化劑配合使用，其目的是通過這些組分來調整性能。其中最關鍵的技術之一是超塑化劑及其組成。單一成分的超塑化劑（如萘系和三聚氰胺系高效減水劑）雖然對水泥漿有強的分散作用。減水率高達18以上，但并不能滿足HPC對工作性的全部要求。因此，必須將高效減水劑與緩凝劑、引氣劑、穩定劑等組成復合超塑化劑（CSP）才能較全面滿足HPC對工作性的要求。（2）硬化混凝土的性能.現代建筑向高層化、大跨度方向發展，因此促進了高強HPC的研究和開發。在高層建筑中。混凝土強度是對應于柱子的軸力?？梢哉f建筑物的層數是由所使用的混凝土強度來決定的。25～30層的建筑物要使用強度36Mpa～42MPa的混凝土，30～35層要42MPa～48MPa，更高層的建筑就需要更高強的混凝土，如60層需用100MPa。在此情況下，配合比設計可以參照普通混凝土的方法，但是主要組成材料和性能應滿足HPC的要求。HPC可能比普通混凝土要耐久得多，這是因為在設計配合比時，就考慮到耐久性問題。

2、新型保溫墻體材料。（1）新型墻體材料的特性。第一、抗裂性。從材料學和結構學看，傳統無機材料墻面出現裂縫是常見的和允許的，只要不影響結構安全。而節能保溫工程的要求要高得多。防裂性是墻體保溫工程要解決的關鍵技術之一，因為一旦保溫層、抗裂防護層發生開裂，墻體保溫性能就會發生很大改變，非但滿足不了節能要求，甚至會危及墻體的安全。控制裂縫關鍵是應控制在約束條件下（約束體和被約束體都可產生一定程度的變形）材料的變形量不超過材料本身的極限變形。這與拉應力不超過當時抗拉強度的結論是統一的。第二、防水、透氣性。傳統的防水工程主要是指屋面、地下室以及室內廁衛間，節能墻體同樣要解決防水問題。因此，在施工中部分防水功能在墻體上有所體現。墻體不僅要求防水而且要求透氣（水汽），一方面防止水分侵入到保溫系統內，外保溫系統應具有防雨水和地表水滲透性能，雨水不得透過抗裂防護層，不得滲透至任何可能對墻體保溫工程隔熱復合墻體造成破壞的部位。另一方面要求透氣（水汽），即水蒸氣分子能從內往外滲透。因為保溫隔熱層有透汽性的要求，所以對防護材料又提出透汽性的要求，如此聚合水泥抗裂砂漿就應運而生。（2）保溫砂漿。第一、?；⒅闊o機保溫砂漿.?；⒅闊o機保溫砂漿是以閉孔珍珠巖也就是?；⒅闉檩p骨料與膠粉按一定比例混合而成。玻化微珠無機保溫砂漿是一種新型綠色無機材料，無毒、無味、無輻射。具有優良的防火、吸音、透氣、耐高溫、耐凍性能。且?；⒅闊o機保溫砂漿收縮率低，整體無縫，無冷橋、熱橋形成，具有優良的保溫隔熱、保水功能，保溫隔熱砂漿燃燒性能為A級，可耐1000攝氏度以上高溫。第二、膠粉聚苯顆粒保溫砂漿.膠粉聚苯顆粒保溫砂漿是以聚苯乙烯顆粒（有機材料）是一種輕質骨料、膠粉聚苯顆粒保溫膠粉按一定比例混合，加入水，攪拌均勻成膠粉聚苯顆粒保溫漿料，并適用于外墻的多種有機和無機保溫材料。外觀，白色泡沫粒子的灰色水泥粘接。聚苯乙烯顆粒的燃燒性能、易燃的保溫材料。（3）保溫板材。第一、珍珠巖保溫板.珍珠巖保溫板是珍珠巖經過膨脹后加入高鋁水泥、石英砂和石英粉等材料混合攪拌之后放入珍珠巖保溫板設備進行加工而成。具有質輕、保溫隔熱等優良性能。同時還具有防火、防塵、防潮、不易變形改性、不腐爛發霉、無毒無味憎水性能好。第二、膨脹聚苯板.膨脹聚苯板具有有機絕緣材料的燃燒性能，B1、B2級，通常為白色，顆粒泡沫組合物。膨脹聚苯板是一個泡沫顆粒作為原材料，經過加熱發泡，在模具內加熱成型之后制成的具有精細結構的閉孔泡沫板材。第三、聚苯乙烯擠塑板.聚苯乙烯擠塑板材料的有機絕緣材料的燃燒性能，B1、B2級，是一種硬質泡沫板。通常廠家會在聚苯乙烯擠塑板中加入不同的顏色，或者是將其表面壓花或者是進行開槽處理，使得劇本乙烯擠塑板有了較好的裝飾效果。第四、聚氨酯保溫板.聚氨酯泡沫是一種聚合物多元醇和異氰酸酯為主要基料，助劑的作用下在發泡機混合反應制成的硬質泡沫塑料。

二、建筑新材料應用中的問題與防治

1、墻體保溫層裂縫及防治。墻體的裂縫可分為內保溫墻體裂縫和外保溫墻體裂縫，保溫墻體的裂縫主要發生在板縫、窗口周圍、窗角、保溫板與非保溫墻體的結合部。從裂縫的形狀又可分為表面網狀裂縫，較長的縱向、橫向或斜向裂縫，局部鼓脹裂縫等。墻體保溫層裂縫的處理方法有：（1）抗裂防護層的抗裂問題必須采用專用的抗裂砂漿并輔以合理的增強網，在砂漿中加入適量的聚合物和纖維對控制裂縫的產生是有效的。由抹面砂漿與增強網構成的抗裂防護層對整個系統的抗裂性能起著比較關鍵的作用。（2）裝修層的材料不僅要求防裂而且要求透氣與保溫層協調，最好選擇彈性外墻涂料。保溫板與非保溫部位的結合部容易產生裂縫。在保溫系統的截止部位因對不同材料材質變換處的防水處理或柔性、或剛性的處理方案不正確而產生裂縫。

2、內墻表面長霉結露的問題與防治。長霉、結露現象往往發生在墻角、門窗口和陰面墻、山墻下部以及墻表面濕度過大的部位。保溫構造設計不合理的墻體，也會在墻體內部出現長霉、結露現象。該種現象的根本防治方法是阻斷熱橋，改善室內濕度死角，保持良好的新風條件，如盡量采用外墻外保溫，采用苯板條完成對線條的表現處理等。

3、混凝土蜂窩、麻面的問題與防治。（1）蜂窩.蜂窩是指混凝土結構局部出現酥松、砂漿少、石子多、石子之間形成空隙等類似蜂窩狀的窟窿，嚴重時鋼筋外露。解決辦法是將松散的混凝土敲掉，洗涮干凈后，采用新型混凝土填塞搗實，做好養護工作。另外要嚴格控制混凝土的配合比，充分攪拌和振動，如果鋼筋網太密，則應采用細石混凝土來澆筑。（2）麻面.麻面是指混凝土表面局部出現缺漿和許多小凹坑、麻點，形成粗糙面，但無鋼筋外露現象。解決辦法是清理模板表面，涂刷隔離劑，將模板充分濕潤，板縫拼嚴，振動充分。

結束語

建筑新材料的應用在建筑工程施工中起著重要的作用，它即能有效地降低建筑能耗，緩解能源危機，又能夠保證建筑工程質量，改善人民群眾的生活環境。因此對其進行研究分析具有重要的現實意義。

參考文獻：

[1]蘇愛民.淺談建筑工程新技術新材料新設備的應用[J].石河子科技，2008（2）

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【關鍵詞】分布式光伏電站；日常維護

光伏發電是當今世界利用太陽能最主要的一種方式。面對當今全球面臨的嚴重化石能源危機和環境危機，光伏發電從資源可持續性和環境友好這兩個角度都具有顯而易見的優勢，作為全球新興行業的一個重要代表，長期來看具有廣闊發展前景。隨著光伏項目的在國內的迅速發展，光伏電站越來越多，隨之而來的電站日常維護工作越來越顯示出重要性。在日常維護中經常碰到一些典型故障?？焖倥挪楣收虾秃唵尉S護就顯得尤為重要。本文以某國家住建部、財政部金太陽示范項目1兆瓦分布式光伏電站在日常維護中出現的問題為例，總結幾種維護中常見的故障和排除方法。

一、監控軟件顯示匯流箱中有幾路電路欠壓或欠流報警

光伏組件為20塊板件串聯成1路。每個匯流箱中有8-16路。在監控軟件上能檢測每路電壓、電流，顯示過壓、欠壓報警，過流報警等。系統運行一段時間后，在監控軟件上反映出有幾路電路經常顯示欠壓報警信息、電流為零等不正常狀態。首先判斷是否匯流箱電路板是否有問題，在排查了匯流箱后，確實有兩塊匯流箱的電路板件不能正常工作，更換后顯示正常。但仍然有幾路電路顯示欠壓報警。在確認監控軟件沒問題的情況下此時初步判斷光伏組件有問題。通過現場排查，大多數板件為20個一組排列成一排，整體排放在一起，沒出現問題。但由于樓頂區域不規則，個別邊角地方有限制，無法做到20個一排，只能應地制宜，這排放17、8個，下一排放3、4個。再由于施工時光伏的板件串并聯有多人同時施工，難免在每20塊光伏板件串聯時搞錯了正負，導致反接，造成整體電壓不能滿足要求，監控顯示報警。在排除類似故障后，此問題解決，監控軟件顯示正常。

總結：出現匯流箱監控不正常的問題原因可能為：1.匯流箱監測電路板有故障。2.光伏組件在串并聯時正負接反，尤其可能出現在一組（20塊）太陽能電池板放在幾處時。3.還有一類比較特殊，即對于用戶側并網發電，自發自用但余電未上網，用防逆流裝置時，當負載很小，逆變器功率被限制在很小的范圍內時，也會出現此類問題。

二、部分小型逆變器監控不正常，無法監測到

小型逆變器監控一直正常，突然有一天只能檢測3臺小型逆變器（共有11臺JT逆變器），此后一直如此。1.排查JT小型逆變器是否有問題。經現場查看，JT小型逆變器工作正常，每天依然有發電量。2.監控軟件是否有問題。更新系統和軟件版本后，故障依然存在。3.更換監控室RS235――RS485轉換頭，問題依然不能解決。4.懷疑現場485信號線有問題。

排查步驟：首先用筆記本電腦連接小型逆變器，用專用軟件嘗試和相鄰小型逆變器進行通訊。檢測到通訊不能順暢經過的故障點。制作RS485信號線，將故障點隔離開直，跳過無法檢測的小型逆變器一臺。隨后除故障點外，其余小型逆變器監控一切正常?，F場仔細排查，原因找到：各臺小型逆變器的信號是并聯在RS485信號線上的，但RS485信號線的走向是有順序的。前面一直能監測到的小型逆變器是起始位置的逆變器。經現場檢查，出現故障點的地方是因為安裝時信號線的敷設沒有鋪專用槽或套PVC管，直接埋放在土里，經過一段時間的下雨等影響，土地有所下沉，使得信號線與小型逆變器的聯接處被拔脫，導致了起始位置的小型逆變器可被監測，但故障點以后的小型逆變器無法監測。更換信號線及聯接頭后，系統恢復正常。

總結：小型逆變器監控不到解決辦法為：1.用監控軟件“搜索設備”2.排查工控機后RS235――RS485轉換頭是否松動3.現場排查RS485信號線聯接是否通暢

三、高倍聚光不發電

高倍聚光經過幾個月的正常工作后，不再發電。高倍聚光光伏是通過聚光技術，利用相對便宜的光學聚光設備將500倍以上陽光匯聚到太陽電池表面進行發電的一種技術。所以高倍聚光對追光精度的要求非常高。出現故障時，正值冬至前后。每天早晨9點至10點，小型逆變器開始不停顯示正在準備中，就是不能發電。懷疑因維度問題導致太陽輻射角度不夠，使得高倍聚光產生的電壓不足以啟動配備的小型逆變器。幾個月后太陽已有足夠輻射角，但任然不能啟動。懷疑平面型菲涅耳透鏡安裝時未垂直對準太陽，導致產生電壓不足以驅動小型逆變器工作。運用簡單辦法測試追光情況：在高倍聚光透鏡上方放一張白紙，在白紙上垂直紙面放置條形物體，測量物體在白紙上的黑色投影，看看是否有偏移現象。經檢測有所偏移，但不影響根本問題。最終懷疑追光傳感器追光不準。基于四象限傳感器及其信號處理電路制成的追光太陽能傳感器主要原理是在東南西北四個方向的光照度的差異促使直流電機運行，直至相對方向福照度相差20以內停止。所以傳感器鏡片的清潔程度直接影響到追光的準確度。擦拭追光傳感器鏡片后問題得以解決。追光傳感器因該地區灰塵較大，降雨少。高倍聚光是雙軸跟蹤，且為了追光精度，防止周圍物體遮擋傳感器造成追光不準，一般追光傳感器都放置在高倍聚光最上端，不便于清洗。造成了一定的維護困難。

總結：1.高倍聚光因其自身的特點，首先判斷傳感器鏡片是否干凈清潔。及時清潔非常重要2.是否因季節和地域問題造成一天之中太陽的輻射角不能達到發電要求，這主要發生在冬至前后。隨地域不同，不能發電的天數也不同。3.最后判斷相關電路是否有問題。

日常維護中還經常出現其他一些問題：例如積灰對太陽能電池板轉換效率的影響，系統斷電通電后，監控工控機IP地址的變動對內網其他監控窗口的影響等，在此就不再贅述了。太陽能發電迅猛發展的今天，做好日常維護，能快速發現和排查問題顯得日益重要。這就需要我們不斷的總結和交流。

篇6

（承德熱力集團有限責任公司，承德 067000）

摘要： 能源作為不可再生資源，關系著社會和經濟的發展，能源危機已然成為世界性的問題，隨著能源供應結構逐漸變化，供熱供暖方式日益多樣化，如何通過有效的措施，提高供暖的效益，降低能源的使用量是一項重要的研究課題。

關鍵詞 ： 節能；供熱；措施

中圖分類號：TU832 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2015）03-0051-02

作者簡介：紀衛（1970-），男，天津人，高級工程師，承德熱力集團有限責任公司副總經理，研究方向為動力工程領域。

1 常見的供熱方式

新世紀是一個能源的時代，一個國家的能源儲配和能源利用率是衡量一個國家發展水平和發展潛力的重要標準，相比于發達國家，我國人均能源占有率低，能源利用率較低，能源生產與消費、能源建設與環境生態建設的矛盾比較突出，供熱能耗在能源消耗中占有較大比重，是節能工作的重點。近年來，能源供應結構的調整，供熱體制也由社會福利型消費朝著商品化消費發展，出現了多種多樣的供熱供暖方式。依靠科技進步、鼓勵技術創新，挖掘現有的供熱資源潛力，是實現供熱可持續發展的必由之路。

集中供熱以能源利用率高，環境污染小，自動化程度高，供熱質量好，節省用地面積的優點自改革開放以來迅猛地發展起來，集中供熱已由大城市走向中小城鎮，成為普遍的形式。以某市為例，雖然其集中供熱起步較晚，但發展比較迅速，供熱面積已達100多萬m2，熱化率已達8.1%，方便了人民生活，緩解城區用電緊張的局面，在城市化進程中，做出了突出的貢獻。集中供熱按照所需燃料的不同有著不同的區分，有的以煤為燃料，有的以燃氣為熱源，歐美發達國家有些是以垃圾和工業余熱作為燃料，以冰島為例，以地熱作為集中供熱的熱源，首都雷克雅未克全部由地熱供熱。熱電廠和區域鍋爐房是最廣泛應用的熱源形式。

熱電廠以背壓機組為熱源，向居民供熱，保證生產和生活的需要，它能夠有效地提高能源的利用率，減少環境污染，獲得良好的經濟效益和社會效益，是最合適的集中供熱方式。但同時它還有著投資大，需要電力大的缺點。

區域鍋爐房供熱是我國傳統的供熱方式，熱效率能達到70%以上，節能的幅度和環境改善的力度不如熱電聯產，雖然其技術比較成熟，但能耗大，污染嚴重，在先進國家已屬于淘汰技術。由于我國現階段能源結構以煤為主，區域鍋爐房在為工業負荷小的居民小區提供供熱仍有著優勢，因此仍將長期存在。分散燃氣鍋爐房供熱是以燃氣為燃料，具有操作簡單、自動化程度高、環境污染小、熱效率可以達到85%以上，維修方便的優點。而且與其他鍋爐相比，燃氣鍋爐的體積更小，使用的材料更少，建設投資少，使用時間更長，但同時運行費用相對較高。

2 節能優化的意義

目前我國集中供熱領域的主要特征如下：①依據城市總體規劃和城市熱力規劃進行建設和發展，更具有合理性、科學性；②集中供熱在向高參數、大型化方向發展，追求低污染、高效益、高效率；③我國能源戰略要求可持續發展，形成熱電聯產占主導地位的集中供熱方式；④技術水平總體上升，但同時發展不均衡，在設備技術水平、服務質量水平和管理水平方面，與國外先進水平有較大差距。

我國的供熱尚存在一些問題：由于以前長期實行福利供暖，導致大多數供暖企業采取的是粗放式經營管理模式，供熱系統熱效率低，能源浪費嚴重，能源結構以煤為主，許多設備陳舊老化，管網利用率低，水力失調嚴重，自動控制系統差；對于用戶而言，由于尚未普遍實施供暖系統分戶計量，用戶本身不能隨意開關供暖設備或調節室內溫度，導致用戶主動節能的積極性不高，缺乏節能意識，很多用戶選擇開窗通風降溫，不顧及熱量損失。

3 供熱工程節能設計的措施

供熱的目的是為了提高室內的舒適性和安全性，但這種舒適安全的供熱不能以無謂的能源浪費為依托，一個舒適、節能、安全、高效運行的供熱系統才是現在這個社會所需要的。節能改造的目的是推進城鎮供熱體質改革，保證供熱質量，改革收費制度的同時，實現節能降耗。供熱系統由熱源、熱網、熱用戶三個部分組成，節能降耗也要從這三個方面入手。

3.1 熱源方面的節能設計措施 鍋爐在運行過程中會發生一系列化學反應和物理傳熱變化，在這個過程中，供煤量的大小，供水量的多少，工作人員的責任心都會影響鍋爐的運行，影響能耗。正確選擇循環水泵是節能的首要任務。設計人員通常選擇超大流量的水泵，認為所選的設備、各方面的參數大一些總比小了好，這樣就不會出問題，其結果就是水泵運行在低效率區，增大了無效能耗，形成了資源的浪費。因此要選擇正確的循環水泵。鍋爐本體額定循環水量和最高供回水溫度是定值，鍋爐本體的總阻力損失一般都不超過10m水柱。而整個供熱系統的總循環水量往往大于鍋爐額定循環水量，在循環水泵與鍋爐的供回水管之間加設一個旁通管是很好的解決辦法，這樣就不會使爐內的阻力超過鍋爐說明書中的阻力，增加了鍋爐的使用壽命。

3.2 熱網方面的節能設計措施 供熱管網是供熱系統的重要組成部分，供熱管網的優化是供熱系統優化的核心問題，改進和完善熱網，對于降低供熱能耗有著重要的意義。供熱系統能耗浪費的主要原因是水力失調，水力失調是一種由水力失衡引起的運行工況失調的現象，一般分為靜態水力失調和動態水力失調兩種。為解決熱網水力失調的問題，大量的供熱系統采用“大流量、小溫差”的運行方式。根據熱量計算公式得知，當供熱系統向用戶提供相同的熱量時，供回水溫差與循環水量成反比例關系，即系統的供回水溫差越大大，則循環水量就會越小，此時水泵的電耗就會降低。設計人員在設計時往往選用大流量大揚程循環水泵，直接導致了水泵的電氣容量增大，浪費了電能。選擇新型高效水泵就會解決這一問題，新型水泵的效率提高了10%-20%。供回水溫差及比摩阻是影響管網設計的主要參數，為了最大程度地節能降耗，要選擇合適的參數，實踐證明，一級網供回水溫差選用40℃為宜，動力一級網供回水溫差選35℃為宜，二級網供回水溫差選用20-50℃則最為合適。

水力平衡是優化系統節能方案的基礎。解決靜態水力失調的辦法是，使用靜態水力平衡閥和自力式流量控制閥；而解決動態水力平衡則需要使用自力式壓差控制閥。供熱管網的涉及面廣，用熱負荷的大小、上下水走向與地質情況，如何保溫防腐等諸多因素都應在熱網設計中統一布局、綜合考慮。對熱負荷的調查與計算要準確，調查時要考慮當地最冷的平均氣溫，準確計算熱負荷，確保一次性投資建設，確保供暖質量。

3.3 用戶方面的節能設計措施 目前我國按面積結算熱費的方法已經不適應居民的要求，應逐漸向按用熱量計費，這樣一方面滿足了用戶個性化的用熱要求，提高用戶用熱舒適性，另一方面節約了能源，改善大氣質量。分戶熱計量的供暖方式，既可根據熱負荷調節供熱量，又可調節溫度，以達到節能效果。根據不同的建筑情況，采取不同的熱計量安裝方式，如公共建筑只需要在每棟或幾棟住宅的熱力入口處設一個總熱量表；對于已有的采暖系統的建筑進行分戶計量改造需要在總熱量表的基礎上，還要在戶內裝設熱分配表。針對不同的建筑采取不同的供熱改造措施，如對已經建成的且有用戶的建筑和公共建筑的改造，需要采取垂直單管系統或者是垂直單管跨越式系統。

4 結語

供熱是能源消耗的大戶，而節約能源又是一個刻不容緩的問題。城市集中供熱系統，是城市經濟和社會發展的重要基礎設施，其發展水平是城市現代化的標志。真正做到節能需要各方面的配合才能落到實處，需要依靠先進的節能技術，運用科學的管理，居民良好的節能意識和節能習慣，實現按需供熱，減小環境污染，最大程度地降低能耗，進而實現經濟社會的可持續發展。

參考文獻：

[1]郭阿梅.集中供熱管網監控及節能優化控制策略研究[D].河北工業大學，2013.

[2]王耕田，王昕琦.城市集中供熱網智能協調控制系統[J].測控技術，2000（10）.

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天然氣汽車又被稱為"藍色動力"汽車，主要以壓縮天然氣(CNG)、液化天然氣(LNG)、吸附天然氣(ANG)為燃料，常見的是壓縮天然氣汽車(CNGV)。液化石油氣汽車(LPGV)是以液化石油氣(LPG)為燃料。CNG和LPG是理想的點燃式發動機燃料，燃氣成分單一、純度高，與空氣混合均勻，燃燒完全，CO和微粒的排放量較低，燃燒溫度低因而NOX排放較少，稀燃特性優越，低溫起動及低溫運轉性能好。其缺點是儲運性能比液體燃料差、發動機的容積效率較低、著火延遲期較長,其中最為突出的是發動機功率下降,發動機腐蝕與早期磨損的問題。

一、發動機功率下降及其原因

天然氣汽車使用中的一個主要問題是發動機的功率比使用汽油時有明顯下降。據資料報道，汽車在使用天然氣作燃料時，功率一般要下降15%左右，個別時候下降更多。功率下降的主要表現是:一方面導致汽車重載、爬坡或加速時動力不足，另一方面導致燃料消耗相對增加，并增加污染物排放量。

天然氣汽車的功率下降主要原因在于燃料本身的特性和發動機的構造。

在燃料性質方面:汽油是液體燃料，而天然氣是氣體燃料。使用汽油時，液態汽油的體積與進氣體積相比幾乎可以忽略不計，但用天然氣作燃料時，燃料本身的體積在整個進氣中占有較大比例，因此導致進入氣缸的空氣量減少，充氣系數下降，從而導致發動機功率下降。

在發動機構造方面:決定發動機功率的主要因素是發動機的壓縮比，壓縮比越大，熱效率越高，有效功率就越大。同時，壓縮比越大，發動機爆震的傾向也越大。因此，發動機壓縮比還必須與燃料的抗爆性相適應。汽油的抗爆性決定了汽油機的壓縮比不可能太大，但天然氣的抗爆性很好，完全可以用于壓縮比較大的發動機，從而提高其功率。天然氣汽車的應用還處在起步階段，天然氣的供應遠不象汽油那樣普及，在這種情況下，專門設計的天然氣發動機汽車很難推廣。目前投入運行的天然氣汽車大多是兩用燃料汽車，既可以用天然氣，也可以用汽油。這種兩用燃料汽車為了兼顧使用汽油的需要，壓縮比提高較小或者沒有提高。因此天然氣高抗爆性的特性并未得到充分發揮，導致發動機功率下降。

二、腐蝕與早期磨損及其原因

汽車以天然氣作燃料時，發現燃燒室部件明顯腐蝕，甚至曲軸也出現腐蝕，氣門、活塞環和氣缸磨損嚴重，與使用汽油時相比，汽車大修期通常要縮短1/3-1/2。

這是天然氣汽車面臨的另一個問題。天然氣汽車出現腐蝕和早期磨損的原因是由于天然氣中含有微量硫化合物(硫化氫)，引起氣缸、氣缸壁的腐蝕與磨損，使發動機動力下降，使用壽命縮短，汽車大修期縮短。

三、提高天然氣汽車功率的方法

1.提高充氣系數

充氣系數下降是導致天然氣汽車功率下降的重要原因，從理論上講，提高充氣系數是提高功率的一種途徑。但充氣系數下降是由天然氣本身的性質所決定的，從燃料方面顯然無法解決這一問題，唯一的解決辦法是采取進氣增壓措施。但進氣增壓無疑會加大發動機的體積和質量，在實施中存在一定難度。

2.適當提高發動機壓縮比

天然氣的辛烷值很高，抗爆性非常好，如果直接在汽油機上使用天然氣，就不能充分利用天然氣的這種優點，提高發動機功率。如果將發動機氣缸蓋減薄一部分，提高發動機的壓縮比，就可以提高發動機的功率，在一定程度上彌補部分功率損失。這種方法是人們通常采用的一種方法。但是，考慮到目前大部分天然氣汽車都是兩用燃料汽車，發動機壓縮比不可能提高太多，否則一旦換用汽油作燃料，有可能產生爆震。因此壓縮比的提高有一定限度，應根據實際情況確定。例如，原來使用70號汽油的汽車，改成兩用燃料汽車時，可將壓縮比提高到使用90號汽油的壓縮比；原來使用90號汽油的發動機改成兩用燃料汽車時，可將壓縮比提高到使用93號或95號汽油的壓縮比。

對于象城市公共汽車那樣在固定線上行駛，天然氣供應有保障的汽車，應當提倡使用壓縮比與天然氣抗爆性相適應的單一燃料天然氣汽車，充分發揮天然氣高壓縮比的特點，以提高汽車發動機功率。

3.使用專用天然氣汽車發動機油

天然氣是氣體燃料，使用中不會出現發動機油稀釋現象，因此可以使用粘度較低的油，這樣可以減少粘度造成的功率損失，提高發動機的效率。同時，天然氣汽車專用發動機油可以有效防止氣門、活塞環等燃燒室部件的腐蝕與磨損，防止氣缸壓力下降引起的功率損失。

四.減少腐蝕和磨損的措施

1.天然氣汽車發生腐蝕和早期磨損的根本原因是由于天然氣中含有微量硫化氫。因此，對天然氣進行脫硫處理是減少腐蝕和磨損的重要手段。但對天然氣進行脫硫處理，也很難將硫化氫完全除去，因此，天然氣對發動機的腐蝕是很難完全避免的。

2.采用抗硫化物腐蝕的金屬材料制造發動機也是防止腐蝕的一個重要措施。但這種方法僅適用于新發動機的制造，對于現有發動機是無能為力的。

3.使用天然氣汽車發動機油代替目前使用的汽油機油是防止天然氣汽車發動機腐蝕的有效措施，這種方法不但簡便，而且不增加成本。

天然氣汽車發動機油與汽油機油相比具有較高的堿值，有很強的酸中和能力。5萬km行車試驗表明，該油能有效防止硫化氫的腐蝕，減少發動機磨損，延長發動機大修期1/2以上。

五、結論

1.天然氣汽車功率下降的原因是由于充氣系數下降和發動機壓縮比較低；

2.發動機早期磨損的原因是由于天然氣中含有微量硫化物引起的；

3.提高天然氣發動機功率的措施主要有進氣增壓、提高發動機壓縮比和使用專用天然氣發動機油；

4.防止腐蝕和早期磨損的途徑包括天然氣脫硫、使用耐腐蝕材料制造發動機和使用專用天然氣發動機油；

5.使用專用天然氣發動機油對提高功率和防止發動機的腐蝕與早期磨損都有顯著效果，是一種簡便、經濟和有效的措施。

參考文獻：

[1]曲格平、中國環境問題及對策.

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關鍵詞：太陽能電池板；半導體組件；半導體制冷；溫度調控；節能環保

1 研制背景及意義

隨著商品經濟的發展，不同地區之間的貨物流通已經不是難題。為了運輸冷凍或保鮮貨物，各式各樣的冷藏車應運而生，目前我國冷藏保溫汽車按制冷裝置的制冷方式有機械冷藏汽車、液氮冷藏汽車、冷板冷藏汽車、干冰冷藏汽車、水（鹽）冰冷藏汽車等，大部分是裝有制冷機組的制冷裝置和聚氨酯隔熱廂的冷藏專用運輸汽車。針對半導體制冷，我們擬制作一種新型太陽能智能空調輔助系統，利用太陽能電池將太陽能轉為化學能儲存在蓄電池中為半導體制冷組件供電[1]，既減少了發電機發電量，又無有害氣體排放。

1.1 傳統冷藏車空調的缺點

（1）首先機械制冷是一種較為可靠有效的制冷方式，但冷藏汽車工作時要消耗燃油或電力，并增加尾氣排放。機械制冷裝置結構復雜，使得冷藏運輸成本較高，運價貴，從而嚴重阻礙了冷藏汽車的發展。

（2）空調系統制冷劑污染環境。目前，汽車空調制冷劑多用R12，該制冷劑對臭氧層破壞嚴重，我國已于2010年全面完成了CFC類工質的替代。R134a作為R12的替代產物，雖然不破壞臭氧層但其全球變暖潛值為1300。到2017年，歐盟將禁止新生產的汽車空調使用GWP值大于150的制冷劑。因此，研究開發利用汽車余熱和可再生能源驅動的汽車空調系統，是汽車空調技術發展與進步的必然要求[2]。

1.2 太陽能冷藏車空調的設計目的

針對目前冷藏車空調的一些不足，我們設計了太陽能智能空調，基本解決了現在冷藏車空調所帶來的問題。首先利用半導體組件制冷，而半導體制冷所需的能量又由太陽能電池板通過光電效應轉化而來，整個設計清潔無污染，這樣既節省能源，又克服了傳統空調工作時會產生有害氣體的缺點，起到環保效果。另外，太陽能電池板吸收的太陽能一部分供空調系統使用，剩余的部分儲存到蓄電池以備陽光不足時再供空調使用，大大增加了能源利用率[3]。我們的太陽能冷藏車智能空調還便于安裝使用，無論是新車還是舊車都可以方便的安裝上汽車太陽能智能空調，我們只需將薄膜狀的太陽能電池板貼在車的頂棚，然后將導線接入空調即可。

2 設計方案及原理簡介

2.1 電器控制部分

考慮到太陽能電池板的電壓波動問題（約5V）以及它小于空調系統的電壓（12V）問題，我們通過升壓模塊（圖1所示）給太陽能電池板的電壓升至12V，穩壓模塊的電路圖（圖2）所示如下：其中Vin表示太陽能電池板的電壓，Vout表示升壓之后的電壓，最后儲存到蓄電池供空調系統及溫度控制器使用。

2.2 機械部分

太陽能電池板是和汽車面連在一起的，當太陽照射汽車時，太陽能電池板就會自動把光能轉化為電能，然后供各用電組件使用。 圖3為工作流程圖：

3 理論設計計算

3.1 所采用的太陽能電池板屬性

試驗中冷藏車模型所用的電池板，其參數分別是5V 0.04A、 5V 0.02A、5V 0.3A，把它們并聯起來是1.56A，考慮到空調系統：其中大風扇12V 0.18A、小風扇12V 0.1A、制冷片12V 2A，我們用升壓模塊給以上太陽能板的電壓升至12V，便可供空調系統使用 ，下面表1是各個器件的功率：

表1 各元件功率表

3.2 模擬太陽能空調車廂的制冷效果

我們選用體積為28*16*14cm的長方體紙箱來模擬車內空間，使用上述太陽能電池板對其供電，4*4cm制冷片以及相關的散熱組件。我們選取一天中的不同時刻在太陽直射的情況下進行測量，并記錄各個階段太陽能制冷空調的制冷效果。

表2 測試時間為上午，天氣為微風，室外溫度為25℃

表3 測試時間為中午，天氣晴朗，室外溫度為34℃

表4 測試時間為下午，天氣為微風，室外溫度為27℃

3.3 數據分析

根據以上三個記錄可以看出采用半導體的效果十分明顯，可以達到每分鐘下降2℃左右，隨著車廂內溫度的逐步降低，單位時間內下降的溫度逐漸降低，但是在10分鐘內仍然可以達到10℃左右的溫差。

主要的原因有：

（1）我們模擬的車廂為無機玻璃箱，邊緣縫隙的密封性比較差，與外界熱量交換較多；

（2）隨著制冷片工作時間的延長，散熱組件的散熱效果逐漸下降，制冷片兩面溫差逐漸減小，導致每下降1℃所用時間增長。

解決辦法：

（1）在實際的車廂中，密封性能和隔熱性能好，半導體制冷的效果將會更加顯著；

（2）由于模擬空間有限，采用一個半導體制冷片工作，而在實際的使用中，完全可以采用4個制冷片交替或同時工作，達到更好的制冷制熱效果。

4 工作原理及性能分析

4.1 太陽能板的工作原理簡介

太陽能板是利用硅型太陽能電池吸收太陽光，太陽輻射能量的光譜，主要以可見光為中心，光照射在半導體中存在內電場E的太陽能轉化為電能，在電場的作用下，半導體兩側產生電勢差，將太陽能轉化為電能，其轉化的能量與太陽光的強度成正比。即太陽光越強，它轉換的能量也越多。

4.2 半導體制冷工作原理簡介

將太陽能板接到半導體制冷片上，然后將導冷端和散熱片安裝好再接風扇，導冷端風扇的螺絲可以先裝上，然后就可以直接插在導冷模塊上，再把太陽能板及制冷系統安裝在汽車的適當位置，通過溫度控制器來顯示當前溫度，當車內溫度達到我們設置所需溫度時，系統停止工作。

4.3 數字式溫度控制器的智能控制

圖4和圖5分別為溫度控制器的內部構造圖和外觀圖，系統進入制冷模式時，有3個手動溫度控制點可供選擇，26℃，28℃，30℃默認溫度是26℃。當室溫低于所選擇的溫度時，系統不工作，當室溫高于或等于所選擇的溫度時空調制冷。

4.4 太陽能遠程無線控制系統

為了更方便的控制太陽能空調的開關與半導體組件的制冷和制熱，我們采用四鍵遙控器和超再生固定碼接收模塊，可以組成四路無線發射接收電路，遙控器的四位數據碼對應模塊的四路輸出，可以方便的組成無線遙控發射接收電路，實現了用戶遠程控制太陽能空調。

5 創新點、優點及應用

5.1 太陽能空調主要有以下創新點及優點

（1）使用半導體制冷，且充分利用太陽能提供能量，節省了傳統空調需要的耗油，太陽能冷藏空調是利用太陽能電池轉化的直流電來驅動半導體組件，不會產生有害氣體，而傳統的空調是利用燃燒汽油而獲得電能來驅動的。

（2）可以實現溫度的智能調控。我們采用智能溫度控制器，不僅可以兼容控制制冷制熱，還具有延時保護、回差設置以及超溫低溫報警功能。利用其回差設置功能，我們可以設定某個溫度區間，當車廂內溫度超出此區間時，半導體組件可以自動啟動進行制熱或制冷。

（3）充分體現人性化設計，既可以實現空調開關、制冷制熱的無線控制，也可以根據車主需求，控制其提前工作。

（4）普及性強，便于推廣使用。無論是新車還是舊車都可以方便安裝上汽車太陽能智能空調，我們只需將太陽能電池板貼在車的頂棚或者側面，然后將導線接入空調即可。

（5）在技術應用上不需要任何致冷劑，可連續工作，沒有污染源沒有旋轉部件，不會產生回轉效應，沒有滑動部件，是一種固體器件，工作時沒有震動、噪音、壽命長[5]。

5.2 應用前景展望

目前冷藏車已成為現實生活中不可缺少的運輸工具，所有冷藏車空調都有待在節能方面實施改進，而這樣一款智能太陽能空調正能解決目前石油短缺、能源危機、環境污染的問題，又積極響應國家“節能減排”的號召，因此我們設計的這一款汽車太陽能智能空調應用前景很廣。

參考文獻

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關鍵詞：建筑設計； 能耗 ；建筑節能； 技術措施

Abstract: This paper from the contrast and energy development of the energy consumption at home and abroad, put forward construction industry's need for energy efficient design, and highlight the current technology and solutions in order to provide reference.Key words: architectural design; energy consumption; building energy efficiency; technical measures

中圖分類號：TU201.5 文獻標識碼：A文章編碼：

建筑節能設計的必要性

如今，在世界能源短缺的大環境下，建筑能耗巨大已經成為一個全球性的問題。建筑節能設計是改善和提高建筑節約能源、促進環境保護、減少溫室氣體排放量的重要措施之一。減輕大氣污染；保護生態環境和提高建筑熱環境的質量，可以緩解目前能源緊張的局面，推進社會經濟發展。對于人口數量龐大且經濟發展迅速的中家，建筑節能工作更顯得意義重大。

建筑耗能與工業耗能、交通耗能，是我國能源消耗的三大“耗能大戶”。我國建筑不僅耗能高，而且能源利用效率很低，隨著建筑能耗的增加和大量空調設備的安裝，“城市熱島效應”日益嚴重，使環境逐漸惡化。據統計，我國建筑能耗的總量正逐年上升，在全社會總能耗中所占的比例已從上世紀70年代末的10%，上升到近年的30%，而這“30%”還僅僅是建筑物在建造和使用過程中消耗的能源比例，如果再加上建材生產過程中耗掉的能源（占全社會總能耗的16.7%），和建筑相關的能耗將占到社會總能耗的46.7%。而國際上一些發達國家的建筑能耗一般只占全國總能耗的35%左右，所以，建筑耗能已成為我國經濟發展的一大軟肋。發達國家從20世紀70年代的能源危機起就關注建筑節能，我國建筑節能的研究和實施起步較晚，開始于20世紀80年代后期。如何改進我國的節能技術成為目前一個重要的難題。但即達到西方發達國家的目前的節能技術水平，相對于世界性的能源日漸短缺問題也是遠遠不夠的。參照近年美國的能耗情況，其建筑能耗已經接近我國的能耗總量，而美國全國的能耗總量則占世界能耗總量的26%.因為我國人口是美國的4.5倍，設想我國的人均能耗如果達到美國現在的水平，那么我國的能耗總量將占當前世界的40%。這種情況是難以想象的。所以推廣普及現有最先進的節能措施，大力發展和利用可再生能源是非常必要的。

建筑節能設計的技術措施

在建筑規劃設計、建造和使用過程中，在滿足室內環境舒適、衛生健康的條件下，采取有效的建筑節能技術，有利于實現建筑節能和環保共進的目標。日本近年來提出的“建筑的節能與環境共存設計”就是這一思想的體現。一般來說，實現建筑節能的技術途徑為：盡量減少建筑內能源總需求量的同時，大力開發利用可再生的新能源，從而減少使用在建筑領域內容易引起污染的能源。

2.1減少建筑內的能源總需求量

建筑能耗即建筑使用能耗，包括家用電器、炊事、采暖、空調、熱水供應等方面的 能耗。其中 ，以空調和采暖能耗為主，占建筑總能耗的50%-70%。所以減少建筑內空調、采暖、照明能耗是減少建筑內能源需求的重要內容。而建筑師在建筑設計過程中，可通過各種設計手法來減低建筑對設備的依賴程度，達到減少能耗的效果。

2.1.1建筑規劃與設計

首先是基地選址，建筑基地應盡量選擇在向陽、避風的地段上，為爭取日照創造必要的條件。利用建筑樓群的合理布局，充分結合特定地點的自然環境因素、氣候特征和建筑物功能，人的行為活動特點等，建立自然-人工生態平衡系統，創造良好的室內微氣候，盡量減少對建筑設備的依賴。其次是合理設計建筑朝向，在規劃條件允許的情況下，建筑的主要朝向應選擇本地區最佳朝向，一般采用南北向或接近南北向。主要房間朝向南偏東15度至偏西15度范圍，但不宜超出南偏東45度至偏西30度范圍。經測試表明：對一個長寬比為1：4的建筑物，東西向比南北向的冷負荷約增加70%。為了組織好房間的自然通風，引風入室并能形成一定的風速，房屋朝向要力求接近夏季主導風向，并合理選擇房間開口位置的面積，積極采取各種通風構造措施。第三是要控制體形系數，體形系數就是建筑物外表面積F與其所包圍的體積V之比值，體形系數的大小對建筑能耗影響非常顯著。研究表明：體形系數每增大0.01，能耗指標約增加2.5%。合理的建筑形體設計是通過建筑各部件的結構設計和建筑內部空間的合理分隔設計得以實現。同時，可借助相關軟件進行優化設計，如運用天正中的建筑日照及陰影模擬，輔助設計建筑朝向和居住區的道路、綠化、室外休閑空間。利用CFD軟件，如：PHOENICS,Fluent等，分析室內外空氣流通是否通暢。

2.1.2建筑圍護結構的優化

建筑的圍護結構包括：屋頂、外墻、地基、挑空樓板、外門窗及遮陽設施等。這些部件的設計對建筑能耗、環境性能、室內空氣質量與用戶所處的視覺和熱舒適環境有根本的影響。據有關資料介紹，圍護結構的傳熱系數每增大1W/M2?K，在其他條件不變的情況下，空調系統負荷增加近30%。一般增大圍護結構的費用僅為總投資的3%-6%,而節能卻可達20%-40%。所以改善建筑護結構的保溫隔熱性能是建筑節能的首要措施。

2.1.2.1門窗節能的技術措施，門窗是建筑能耗散失最薄弱的部位，面積約占建筑護結構面積的30%時，其能耗約占建筑總能耗的2/3，其中傳熱損失為1/3。所以門窗是護結構節能的重點。

2.1.2.2外墻的節能技術措施

采用新型、環保、節能的自保溫墻體。自保溫墻體即是充分利用材料自身的特點而發展起來的一種環保、節能的新型外墻體系。構成墻體的材料不但有變廢為寶、凈化環境、減少污染的優點，還具有重量輕、強度高、抗震性能好、保溫隔熱性能好的特點；所砌筑的墻體可用于不同厚度的框架填充墻體，還可滿足不同氣候區建筑節能標準。如目前廣泛使用的蒸壓加氣混凝土砌塊，它在穩定傳熱條件下，1M厚的材料板，兩側表面溫差為1度時，單位時間通過1平方米面積的傳遞熱量為0.11-0.18W，僅為普通混凝土的1/6左右。實踐證明200mm厚的加氣混凝土砌塊的保溫效果相當于490mm厚的粘土磚墻，隔熱性能相當于240mm厚的普通磚墻。

改善護構件的保溫性能，盡量避免熱橋，同時采用新技術，加強外墻保溫。如復合夾心保溫墻體、外貼聚苯板保溫墻體等。外表面對太陽輻射熱吸收的強弱也是個值得關注的問題，表面吸收的太陽輻射熱越多，墻面溫度就越高，通過墻體進室內的熱量也就越多，墻體采取淺色的外飾面（如淺色粉刷、涂料和面磚等）或綠化植物覆蓋表面（如種植攀爬植物爬山虎、長春藤等）等措施，就可以反射或吸收相當大一部分的太陽輻射。

2.1.2.3屋頂采用保溫材料

屋頂在整個外包面積中所占的比例不大，但對頂層房間而言，卻是比例最大的圍護結構，而且水平面的太陽輻射遠遠大于垂直墻面，屋頂保溫隔熱設計類似于外墻。屋面保溫可采用板材、塊材或整體噴聚氨酯保溫層等。

隔離太陽輻射熱，減少陽光直射，可采用淺色屋面，種植屋面等。種植屋面應根據地域、氣候、建筑環境、建筑功能等條件，選擇相適應的屋面構造形式。對屋面進行植被覆蓋，既可遮陽又能隔熱，而且通過光合作用，可消耗或轉化部分能量，也起到美化環境作用；還可采用架空屋面、蓄水屋面等節能措施。但應注意的是架空屋面宜在通風較好的建筑物上采用，不宜在寒冷地區采用；蓄水屋面不宜在寒冷地區、地震地區和振動較大的建筑物上采用。

2.1.2.4樓地面的節能技術措施

樓地面的節能技術，可根據層間樓板、架空或外挑樓板和底層地面這些不同部位，采用不同的節能措施。層間樓板可采取保溫層直接設置在樓板上表面或樓板底面，也可采取鋪設木龍骨或無木龍骨的實木地板。鋪設木龍骨的木地板構造中，可以在木龍骨間嵌填板狀保溫材料，使樓板層的保溫和隔熱性能更好。在樓板上面的保溫層，宜采用硬質擠塑聚苯板、泡沫玻璃保溫板等板材或強度符合地面要求的保溫砂漿等材料。樓板底面的保溫層，宜采用強度較高的保溫砂漿抹灰。嚴寒及寒冷地區采暖建筑的底層地面應以保溫為主，在持力層以上的土壤層的熱阻已符合地面熱阻規定值的條件下，宜在地面面層下鋪設適當厚度的板狀保溫材料，進一步提高地面的保溫性能。

2.1.3提高終端用戶的用能效率

高能效的采暖、空調系統與上述削減室內冷熱負荷的措施并行，才能真正地減少采暖、空調能耗。首先，根據建筑的特點和功能，設計高能效的暖通空調設備系統，例如：熱泵系統、蓄能系統和區域供熱、供冷系統等。然后，在使用中采用能源管理和監控系統監督和調控室內的舒適度、室內空氣品質的能耗情況。如歐洲國家通過傳感器測量周邊環境的溫度、濕度和日照強度，然后基于建筑動態模型預測采暖和空調負荷，控制暖通空調系統的運行。在其他的家電產品和辦公設備方面，應盡量使用節能認證的產品。

2.1.4提高總的能源利用效率

從一次能源轉換到建筑設備系統使用的終端能源的過程中，能源損失很大。因此，應從全過程進行評價，才能全面反映能源利用的效率和能源對環境的影響。建筑中的能耗設備，如空調、熱水器、洗衣機等應選用能源效率高的能源供應。例如，作為燃料，天然氣比電能的總能源效率更高。采用第二代能源系統，可充分利用不同品味熱能，最大限度地提高能源利用效率，如熱電聯產（CHP）、冷熱電聯產（CCHP）。

2.2利用新能源

在節約能源、保護環境方面，新能源的利用起至關重要的作用。新能源通常指非常規的可再生能源，包括太陽能、地熱能、風能、生物質能等。人們對太陽能的各種利用方式進行了廣泛的探索，逐步明確了發展方向，使太陽能初步得到了一些利用，如：1，作為太陽能利用的重要項目，太陽能熱發電技術較為成熟，美國、以色列、澳大利亞等國投資興建了一批實驗性太陽能發電站，以后可望實現太陽能熱發電商業化；2，隨著太陽能光伏發電的發展，國外已建成不少光伏發電站和“太陽屋頂”示范工程，將促進并網發電系統的快速發展。3，目前，全世界已有數萬臺光伏水泵在各地運行；4，太陽熱水器技術比較成熟，已具備相應的技術標準和規范，但仍需進一步地完善太陽熱水器的功能，并加強太陽能建筑一體化建設；5，被動式太陽能建筑因構造簡單、造價低，已經得到較廣泛應用，其設計技術已相對較為成熟，已有可供參考的設計手冊；6，太陽能吸收式制冷技術出現較早，目前已應用在大型空調領域；太陽能吸附式制冷目前處于樣機研制和實驗研究階段；7，太陽能干燥和太陽灶已得到一定的推廣應用。但從總體而言，目前太陽能利用的規模還不大，技術尚不完善，商品化程度也較低，仍需要繼續深入廣泛地研究。在利用地熱能時，一方面可利用高溫地熱有發電或直接用于采暖供熱和熱水供應；另一方面可借助地源熱泵和地道風系統利用低溫地熱能。風能發電較適用于多風海岸線山區和易引起強風的高層建筑，在英國和香港已有成功的工程實例，但在建筑領域，較為常見的風能利用形式是自然通風方式。

3.結論

目前，我國建筑用能浪費及其嚴重，而且建筑能耗增長的速度遠遠超過我國能源生產可能增長的速度．回顧歷年中國的能源問題時，電荒、油荒、煤荒……各種能源短缺的現實警示著我們，節能環保對中國經濟健康有序的發展具有重大意義．在當前和今后相當長的時間內，是建筑節能發展的大好時期，隨著節能技術的不斷發展，一定會有更多更好的節能思路和節能產品涌現，我們應積極地研究并推廣使用節能產品來滿足節約能源、改善環境的要求，建立生態建筑思想，尊重自然環境，用科學技術、經濟效益和社會效益相統一的方法進行規劃和設計，將節能意識貫穿于設計的每一個環節，使建筑節能獲得巨大的實際應用價值，滿足各階段節能目標的需要。

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關鍵詞：英國中小學；節能減碳教育；可持續發展

一、實施背景

（一）英國開展節能減碳教育是回應全球資源與環境問題的積極對策

在不斷增長的人口壓力和掠奪式的濫采濫伐下，地球資源已經不堪重負，人類生活的環境也每況愈下。

在非洲，森林面積以每年大約400萬公頃的速度減少；在東亞，每年采伐的林木達到森林面積的4%；僅印度尼西亞一年就失掉70公頃森林。在土壤退化的同時，作為最重要自然資源之一的水資源也嚴重減少。1990年，有28個國家共計3.35億人口面臨水資源緊張，預計到2025年，將增加到50個國家的30億人口[1]。與人類現代化生活緊密相關的化石能源也面臨枯竭。據統計，世界原油儲量還能開采使用約76年，天然氣儲量還能開采使用約96年，煤儲量還能開采使用約220年，核燃料儲量還能開采使用約86年。[2]

進入工業社會以來，人類對環境產生了前所未有的影響。由于人類對化石燃料（如煤、石油、天然氣）的消耗量劇增，大氣中二氧化碳、甲烷、氧化亞氮增多，全球開始變暖[3]。從1978年以來，北極區的海冰區域大約每10年收縮9%。溫室效應使降雨、風、云層、氣旋、洋流以及南北極冰帽大小等關鍵可變因素發生變化，從而使極端天氣頻繁發生[4]。就英國本土來說，歷史上出現的倫敦大霧事件、泰晤士河事件等無不給政府和教育部門敲響警鐘。無論從資源還是環境的角度來看，英國開展節能減碳教育都是必要的。

（二）英國開展節能減碳教育是履行《京都議定書》職責的具體體現

由于全球變暖及其產生的影響正日益威脅著人類的生存，在1992年6月里約熱內盧舉行的聯合國環境與發展大會上，各國政府達成共識，160多個國家簽署了《聯合國氣候變化框架公約》，為采取減緩和穩定氣候變化的行動制定了議事日程[5]。1997年，各國政府進一步通過了《聯合國氣候變化框架公約的京都議定書》，為工業國家制定了減排溫室氣體的目標?！毒┒甲h定書》被認為是全人類應對全球氣候變化的里程碑?！毒┒甲h定書》第三條第一款規定，附件一所列締約方應個別地或共同地在2008～2012年承諾期內將六種溫室氣體的全部排放量在1990年的水平上至少減少5%。其中，歐盟做出減少8%的承諾。英國作為歐盟的重要成員國，同時也是世界上控制氣候變化的積極倡導者和先行者，愿意承擔更多的責任，在歐盟內部的“減排量分擔協議”中承諾減排12.5%。不僅如此，英國政府進一步表示，力求在2010年減排主要溫室氣體一氧化碳達到20%，2050年減排60%[6]。英國對歐盟、對世界的承諾決定了其有義務開展節能減碳教育。

（三）英國開展節能減碳教育是對國家節能減碳計劃書的實際踐行

2009年，英國政府公布了“英國的低碳轉型策略”。作為最新的節能減碳計劃書，該策略希望在2020年以前達到以下五項減排指標：120萬人以上投入綠能產業；700萬戶家庭得到補貼整修房舍，150萬以上家庭獲得補貼生產能源； 40%以上的電力將由低碳能源產生，例如再生能源、核能、清潔碳；進口的能源將比現在減少50%；新車平均的碳排放量比現在減少40%。為了達到上述的五個目標，英國著力從六個方面入手，即能源供應業、工商業、運輸、家用、農業與土地、公共部門。教育屬于第六個方面，是公共部門中的一部分。

（四）英國中小學環境教育傳統為開展節能減碳教育提供了有力支撐

英國注重環境教育的歷史由來已久，現今的節能減碳教育是建立在傳統環境教育基礎之上的，是對傳統環境教育的發展和延伸。

1.英國環境教育歷史悠久

英國是世界上最早開展環境教育的國家之一。1920 年， 英國生物學家、社會學家帕特里克·吉迪斯（Patrick Geddes）首次將“環境”和“教育”兩詞連用。英國政府還率先成立了環境教育委員會。在 1970～1985 年的15年間，環境教育開始進入英國學校的課堂，成為英國正規教育的必修科目。1971 年，學校委員會的“5～13 歲環境學習項目”公布，環境教育開始走入初級中學和高級中學的教學中。此后，英國《國家課程》又規定，環境教育應作為一門跨學科的必修課而存在。1990年，英國國家課程委員會出版了《國家課程指南7：環境課程》， 規定了英國中小學的環境教育大綱，提出了環境教育的目標、內容框架和實施途徑，形成了完整的中小學環境教育體系，有力地推動了英國環境教育的發展乃至全球環保工作的開展。[7]

2.節能減碳教育是對英國傳統環境教育的一種新發展

節能減碳教育與傳統環境教育既一脈相承，又有所區別。說它一脈相承，是因為兩者都以減少破壞、保護家園為最終目的，都是為了培養學生的環保和生態意識，并最終落實在行動上。但是，節能減碳教育與傳統環境教育的側重點有所不同。隨著時間的推移，新的環境問題出現，科技、文化等新發展也使得人們對于環境的態度有了新的變化。傳統環境教育側重于從整體上培養人們普遍的生態意識、生態道德和生態審美[8]，而節能減碳教育則側重于培養人們具體的對資源能源的敏感度，以及減碳意識和行動力?？梢?，節能減碳教育是對傳統環境教育的繼承與發展。

二、主要措施

（一）設立專門的機構，制定一系列計劃

兒童、學校與家庭部是英國負責可持續教育的最高公共機構，并制定了一系列計劃和策略。其中，“可持續發展學校計劃”切實地將節能減碳融入到了學校教育當中。此外，兒童、學校與家庭部還推出了以下五大舉措。[9]

第一，生長學校計劃：鼓勵、促進學校利用戶外環境（如食物與農作物，花園、花圃與綠地，野生動物與自然環境）進行跨課程教學活動，幫助學生親身體驗與大自然的互動。

第二，共同發展“幼年基礎階段教育”：把“認識與了解世界”列為學生的六大學習重點之一，將可持續發展的概念早早地播種在學生的心里。

第三，匯編“未來學校案例集”：為了給各所學校的校園建筑修建提供參考，案例集中提供了大量的可持續發展建筑與學校規劃案例。

第四，與英國文化協會共同推出“全球通道網站”，供全球各個地方學校的相關人員利用此平臺進行交流，分享關于可持續發展教育的觀念與做法。

第五，與可持續發展委員會合作，共同推出為期兩年的“青年行動者計劃書”，促進年輕人落實可持續發展的理念。

（二）全面實施“可持續發展學校計劃”

“可持續發展學校計劃”是兒童、學校與家庭部推動可持續發展的重要政策之一，旨在促進所有學校在2020年之前發展成為可持續生活和學習的典范，鼓勵學生在學校和社區扮演積極的角色，利用各種方式擔起可持續發展的責任。此計劃共包含以下三項主要內容。

第一，一份關懷的決心。學校是一個提供關懷的場所，而可持續發展的學校要求把這份關懷不僅限于人與人之間，還要擴展到對能源、水源、垃圾、食物、交通以及人們可能遇到的挑戰與困難。概括來說，可持續發展學校的關懷理念包含三層含義：關心自己、關心他人（包括不同文化、不同地區、不同年代的人）、關心環境（包括本地和外地）。

第二，一個整合的策略，即可持續發展學校探究各種可持續發展的課題，并通過三類途徑進行整合滲透：通過課程融入學習中，通過校園融入學校各種活動與價值中，通過社區融入于社區人士與伙伴的觀念中。

第三，一些精選的主題。主題用來作為入門的起點和初步探討的主軸，可在不同課程中進行發揮和延伸。《可持續發展課程規劃實務指引》指出了八項可持續發展的教育主題（詳見表1）。

“可持續發展學校計劃”有效地帶動了英國中小學參與節能減碳行動的積極性。例如，洛威中學希望每位學生都能成為可持續發展大使。該學校鼓勵學生組建社團——生態學校社，并組織學生參加培訓和為小學生舉辦的可持續發展活動，帶領學生們進行垃圾分類，區分可回收、可再利用、可丟棄等不同類別。生態學校社編寫了《可持續發展食物采購指南》，分發給社區居民作為參考。此外，生態學校社還舉辦了一系列以環境為主題的研討會，探討學校的節能減碳教育可以從哪些方面進行努力。

（三）將節能減碳理念融入進國家課程

融入課程，即將節能減碳教育納入到國家課程的特定科目中，進行滲透性教育。英國國家課程依據學生年齡將教育分為四個關鍵期：5～7歲為關鍵一期，7～11歲為關鍵二期，11～14歲為關鍵三期，14～16歲為關鍵四期。節能減碳等可持續發展教育主要包含在第一、第二關鍵期（小學階段）的“跨課程的學習”與第三、四關鍵期（中學階段）的“跨課程的維度”中（見表2）。

“跨課程的學習”中的可持續發展教育被融合在地理、科學、體育、公民教育等各科的學習中，滲透到學生的觀念與行為里。與“跨課程的學習”相似，“跨課程的維度”中的可持續發展主要被融入到公民教育、設計與科技、地理、科學等科目中。與小學階段“跨課程的學習”不同的是，“跨課程的維度”開展的形式除了融入已有課程之外，還以主題式課程的形式存在。在發展主題式課程方面，“跨課程的的維度”的主要目標是將學生培養成為成功的學習者、自信的個人和負責任的公民（見表3）。

三、效果與存在的問題

在英國政府和相關部門的努力下，英國的節能減碳教育得以有序開展，并收到了切實可見的教育成果，但也呈現出一定的問題。

（一）主要效果

在政府和有關部門的積極號召下，各學校相應地采取了一些具體的教育措施（如開辟花園、監控能源的使用等），并取得了卓越的成果。下面的三則事例體現了英國中小學生無論在意識上還是在行動上都踐行著節能減碳的要義。

哈比教會小學在皇家督學的采訪中得到了高度評價，因為所有的師生都表現出了對可持續發展的了解，學生們能夠就節能減碳自信地發表自己的見解，侃侃而談或者質疑對方的言行一致問題。該校的“生態戰士們”還想出了許多節能減碳的點子，有的學生還希望參加市議會，表達他們對于垃圾、廢棄物、回收等問題的看法。

阿格利小學把節能減碳教育充分融合到課程之中，低年級學生能夠討論節能減碳的相關議題，了解氣候的變遷；五年級的學生集體給國會議員寫信，希望國家重視森林砍伐問題。

洛威中學將學習與行動相結合，積極鼓勵學生參與各種全國性和國際性活動。該校一名11歲的學生不僅積極加入社區中一個關懷氣候變遷的社團，甚至參與提出了一份請愿書，希望促成11～16歲學生免費搭乘公共汽車或地鐵。

（二）存在的問題

雖然英國的節能減碳教育運作模式相對成熟，而且處于世界領先水平，但是依然存在著一些問題。[10]

第一，各科目之間的協調難度較高。英國的節能減碳教育采取“滲透”+“專題”的模式，對各科間的分工合作有較高的要求。如果協調不好，就會使節能減碳教育支離破碎，各科間出現教學內容重復或缺失的現象。針對這一問題，英國開始在學校設立環境教育協調員，旨在協調各科目間的教學，促進教師合作，以更好地開展節能減碳教育。

第二，忽略基礎知識的積累。由于英國中小學節能減碳教育比較注重實踐，強調通過活動培養學生的情感，導致在一定程度上忽略了對基礎知識的傳授，使學生對基礎知識的掌握太少，而基礎知識的缺乏必然會影響節能減碳教育的開展效果。

第三，教師的時間有限。由于節能減碳教育要穿插、滲透在各科的教學中，這使得教師除了準備本學科的教學內容之外，還要在有限的時間內，花精力閱讀、準備節能減碳教育部分的知識和教學材料，教師教學壓力增大，有時甚至有心無力。針對此問題，英國學者指出，應在教學內容的選擇上給予教師更大的支配權，并加強各學科的交叉與合作，建立完善的績效機制。

四、對我國的啟示

在節能減碳教育方面，英國的做法給我國帶來了諸多啟示。我們可以積極借鑒其成功經驗，盡快找到在我國開展節能減碳教育的方向和途徑，少走彎路。

第一，英國將節能減碳教育納入可持續發展教育之中，屬于國家可持續發展規劃的一環。推動節能減碳策略并非單兵作戰，而是教育部門與其他各部門、學校配合，在整體的統籌規劃下有序開展，從而起到事半功倍的效果。我國也可以將節能減碳教育納入到國家可持續發展政策之中，使教育體系內的政策與國家可持續發展政策之間的連接更為明確、緊密。這樣，國家的可持續發展就可以成為節能減碳教育的具體目標，而節能減碳教育則成為國家可持續發展的重要策略。

第二，英國開展的節能減碳教育非常重視實踐，強調學生在實際生活中貫徹落實節能減碳教育的相關理念。知行合一是開展教育的法寶，節能減碳教育也不例外。學校不僅僅是宣傳理念的地方，更是帶動學生落實行動、將節能減碳付諸實踐的地方。英國的節能減碳教育充分鼓勵學生在行動中落實理念，在知識上和行動上都能深刻地理解節能減碳的意義。我國在推動相關課程與教學時，也應高度重視學生的實踐活動，以避免紙上談兵。

第三，英國節能減碳教育與國家課程配合，并由學校彈性規劃。在英國，各學校在開展節能減碳教育時，可以根據國家課程中相關科目的指導，配合各自學校特點進行適切的調整與規劃，這充分體現了對校本精神的重視。也正因如此，學?？梢猿浞掷卯數刭Y源，師生更有參與感和積極性，同時，節能減碳教育也能取得更好的效果。我國在對節能減碳教育進行整體規劃時，也應留出一定的空間，供各學校發揮主觀能動性，開發具有特色的校本課程。

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