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篇1

[關鍵詞] 汽車新能源產(chǎn)業(yè)技術體系變革發(fā)展戰(zhàn)略電動汽車

一、引言

汽車作為現(xiàn)代重化工業(yè)技術體系的代表產(chǎn)品,不僅是不可再生石油資源的主要消耗者,而且也是造成城市空氣污染的主要禍首。汽車所排放的尾氣中含有大量NOX(氮氧化物)、CO(一氧化碳)、PM(顆粒物)和HC(碳氫化合物)等有害物質,對城市大氣環(huán)境造成了嚴重的污染和破壞。解決汽車的環(huán)境污染和石油的短缺問題需要尋找可替代石油燃料的潔凈能源或改變傳統(tǒng)的內燃機技術。然而,由于方法眾多,每一種方法都存在各自的優(yōu)缺點,眾說紛紜,爭執(zhí)不下。究竟哪一種新能源適合我國汽車未來能源的發(fā)展方向呢?

我們認為,內燃機技術以及汽車產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)業(yè)技術體系中占有核心地位,從整個產(chǎn)業(yè)技術體系的發(fā)展戰(zhàn)略角度出發(fā),分析現(xiàn)有的汽車各種替代能源的優(yōu)缺點,分階段實施汽車新能源的發(fā)展戰(zhàn)略,對于我國實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)技術的跨越發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實意義。

二、汽車代用能源的分類及特點

目前,可代替?zhèn)鹘y(tǒng)汽油和柴油的汽車代用能源有許多種,可將其歸納為三類:第一類是不可再生能源,包括液化石油氣、天然氣、煤基液體燃料、甲醇;第二類是可再生能源,包括乙醇、生物柴油、太陽能;第三類是性質不確定能源,其性質的歸屬取決于生產(chǎn)該能源的原料,包括燃料電池、電能和氫能。

1.不可再生能源

(1)液化石油氣(LPG)。LPG分為石油煉制過程中的副產(chǎn)品和油田伴生氣兩種。

LPG的優(yōu)點:①能效高。與汽油相比,LPG辛烷值較高;②減少污染。LPG可降低CO2排放25%、CH80%、SO270.5%、SO99.99%、Pb100%、CO89.72%、顆粒物41.67%、噪音40%;不需改變內燃機;石油廢棄物利用,有一定的經(jīng)濟價值。

LPG的缺點:能量密度低;車用LPG的質量要求較高,需要提純處理;存在一定的爆燃危險性,安全性較差;仍然以石油資源為依托,屬于不可再生資源。

(2)天然氣(NG)。汽車使用的天然氣按儲存方式主要分:壓縮天然氣(CNG )、液化天然氣(LNG)和吸附天然氣(ANG)三種。

①壓縮天然氣(CNG)。CNG是將常態(tài)下的天然氣以20MPa以上壓力壓縮在高壓罐內供汽車使用。

CNG的優(yōu)點:污染排放低。天然氣汽車尾氣中NOX及CO2排放量很低,且無PM固體微粒排放;工藝簡單。供汽車使用的CNG是用壓縮機將天然氣壓縮儲存,燃燒時通過減壓裝置減壓釋放,工藝比較簡單;天然氣儲量相對豐富。我國目前天然氣資源量約為54萬億立方米,探明的天然氣地質儲量為3.9萬億立方米,資源探明率為7.2%。并且,天然氣的勘探潛力很大,儲量較石油豐富。

CNG的缺點:存儲體積較大,能量密度低;汽車充氣時間較長,一次行駛里程短;儲氣鋼瓶因壓力大,有一定的危險性;車用充氣源受天然氣管網(wǎng)限制;屬不可再生資源。

②液化天然氣(LNG)。LNG是將天然氣在-161℃的低溫下液化,并進行凈化處理而成。

LNG的優(yōu)點:更潔凈環(huán)保。LNG燃盡后無灰渣和焦油,主要排放物是二氧化碳和水蒸氣,NO2、CO2等有害物質的含量極少;能量密度大。LNG液化后的體積僅是原氣態(tài)體積的1/625,能量密度高于CNG三倍多;安全性能好。LNG無需高壓,不易自燃自爆,安全性能好;車用充氣源不受天然氣管網(wǎng)限制;具有循環(huán)利用能源效應。LNG在汽化至常態(tài)過程中將釋放出大量的冷能,可回收用于汽車空調或汽車冷藏。

LNG的缺點:生產(chǎn)與運輸成本較高。LNG是在低溫下液化、縮小體后裝入特殊運輸設備運送到目的地,并再次氣化后方可使用。因此,LNG在中短途運輸方面成本過高。屬不可再生資源。

③吸附天然氣(ANG)。吸附儲氣的原理是在儲氣容器中以特殊方法裝填超級活性炭作為吸附劑。利用吸附劑表面分子與氣體之間的作用力吸附氣體分子。

ANG的優(yōu)點:儲存壓力低。ANG的壓力一般只有4~6MPa,有利于安全;不必使用笨重的鋼瓶,減少儲氣設備重量。

ANG缺點:能量密度低;ANG技術難度較大,目前還處于研究階段。

(3)煤基液體燃料。煤基液體燃料是將煤炭通過直接或間接方法液化成液體燃料油,俗稱“煤變油”。

煤基液體燃料的優(yōu)點:我國富煤少油,利用煤變油技術可緩解石油緊張。

煤基液體燃料的缺點:煤變成液態(tài)燃料單位成本高;煤轉化成液態(tài)燃料的生產(chǎn)過程中要消耗大量的能源;煤變油技術僅是將一種不可再生能源轉化為另一種形式,不符合能源發(fā)展方向;煤變成液體燃料只是將煤炭轉變?yōu)槠?、柴?依然不能降低環(huán)境污染。

(4)甲醇。甲醇是一種含氧化合物,溶解性強,可與汽油、柴油溶解混合為新型燃料。甲醇可從煤、天然氣和油頁巖中制取。

甲醇的優(yōu)點:甲醇作為燃料具有辛烷值高、汽化潛熱大、熱值較低等特點;作為車用燃料,甲醇的CO、HC和NOx排放較汽油和柴油低,幾乎無碳煙排放;溶解性好,可與汽油、柴油混合使用。

甲醇的缺點:對環(huán)境即有正面影響也有負面影響。甲醇汽油可以減少尾氣中CO、CH、NOx排放,但尾氣中總醛排放增加;甲醇具有毒性。人攝入5～10毫升就會發(fā)生急性中毒,30毫升即可致死;甲醇對金屬有腐蝕作用,對橡膠皮革有溶脹作用;制取甲醇要消耗不可再生資源。

2.可再生能源

(1)乙醇。乙醇是玉米、小麥、薯類、高粱、甘蔗、甜菜等經(jīng)發(fā)酵、蒸餾、脫水后再在其中加入變性劑而成。車用乙醇汽油是將燃料乙醇和組分汽油按一定比例混配而成。

乙醇的優(yōu)點:減少污染。使用乙醇汽油的汽車尾氣中CO降低30%,NOX減少10%,苯系物質、氮氧化物、酮類等污染物濃度明顯降低;屬可再生能源。

乙醇的缺點:乙醇需要與汽油混合使用,不能成為汽油的完全替代品;燃燒乙醇會產(chǎn)生懸浮顆粒,不是完全的綠色燃料;消耗大量土地資源。

(2)生物柴油。生物柴油是采用動物或植物油脂與甲醇(或乙醇)經(jīng)酯交換反應而得到的脂肪酸甲(乙)酯,是一種可以替代石油柴油的可再生清潔燃料。

生物柴油的優(yōu)點:環(huán)保特性優(yōu)良。根據(jù)美國科學家的研究結果,使用生物柴油可降低90%的空氣毒性,二氧化碳排放要比柴油減少60%;車輛成本低。使用生物柴油的汽車與普通柴油車相同,車輛無須任何修改;安全性好。生物柴油的閃火點較高,毒性較低;是一種環(huán)境友好的可再生燃料。

生物柴油的缺點:燃燒效果差。生物柴油的粘度約為#2石化柴油的12倍,影響噴射時程,導致噴射效果不佳。由于生物柴油的低揮發(fā)性,造成燃燒不完全,影響汽車燃燒效率;制取生物柴油的成本較高;消耗大量耕地資源。

(3)太陽能。太陽能資源豐富,隨處可得,無需運輸,對環(huán)境無任何污染,是未來汽車能源的發(fā)展方向。

目前,制約太陽能汽車發(fā)展的主要障礙:一是汽車的動力常受時間、地點、季節(jié)、氣候影響;二是太陽能的采集與轉換效率難以滿足汽車高速行駛所需要的足夠動力;三是太陽能電池板造價昂貴。

3.性質不確定能源

(1)燃料電池。燃料電池是直接將儲存在燃料和氧化劑中的化學能轉化為電能的一種裝置。燃料電池常用的燃料有氫、天然氣、甲醇等,常用的氧化劑有氧氣、空氣。

燃料電池的優(yōu)點:潔凈、污染低。純氫和氧結合的燃料電池,可實現(xiàn)零放排。以甲醇、天然氣為燃料的燃料電池汽車造成的大氣污染僅為內燃機汽車的5%;燃料電池能量轉換效率較高;噪音低。燃料電池屬于靜態(tài)能量轉換裝置,除了空氣壓縮機和冷卻系統(tǒng)以外無其他運動部件,噪音小;燃料多樣化。燃料電池所使用的燃料可以是氫、甲醇、天然氣,也可以是丙烷、汽油、柴油、煤以及可再生能源;利用生物制氫、水制氫的燃料電池可實現(xiàn)能源再生化。

燃料電池的缺點:成本高。質子交換膜電池中的膜材料和催化劑均十分昂貴;燃料的質量不過關。質子交換膜燃料電池必須使用沒污染的氫燃料,而目前純凈氫的制取技術還存在困難。

(2)電能。以電能為動力的汽車分為三種:純電動汽車(BEV)、燃料電池電動汽車(FCV)和混合動力電動汽車(HEV)。純電動汽車是指以車載蓄電池為電源,用電動機驅動的車(本文中的電動汽車指的是純電動汽車)。

電能是一種潔凈能源,電動汽車完全可以實現(xiàn)零排放、無污染,但是,目前的電能還不屬于可再生能源,主要是因為電能還有相當一部分是通過煤炭、石油等化石類能源轉換而來。

電動汽車的優(yōu)點:潔凈無污染。目前,只有電動汽車完全符合零排放,而且電動汽車噪音很低;電能是取之不盡、用之不竭的能源。如果用再生能源(太陽能、水能、風能、生物質能、潮汐)發(fā)電,電能可永續(xù)使用;電能的利用技術成熟。人類利用電能已有很長一段歷史,遍布全國的電網(wǎng)可為電動汽車的充電帶來極大的方便;電動汽車結構簡單,維修方便。

電動汽車的不足:電池性能還無法滿足電動汽車產(chǎn)業(yè)化的要求。目前,電動汽車的蓄電池主要有:鉛酸蓄電池、鎳鎘蓄電池、鎳氫蓄電池、鋰離子電池等。鉛酸蓄電池比能量低,質量和體積太大,一次充電行駛里程較短,且壽命短,污染嚴重;鎳鎘蓄電池中的重金屬鎘對環(huán)境有污染;鎳氫蓄電池有高溫使用電荷量急劇下降的缺點;鋰離子的問題是安全性和穩(wěn)定性,此外,大功率鋰電池存在技術難度;價格昂貴。蓄電池的價格是目前制約電動汽車產(chǎn)業(yè)化的障礙;電池充電時間長,蓄電能力有限;動力性差;電能還沒有解決完全可再生和無污染問題。電能的生產(chǎn)還大量依賴煤炭、石油等不可再生資源,此外,汽車廢棄蓄電池還有污染問題。

(3)氫能。氫是自然界存在最普遍的元素,在自然界中多以化合物形態(tài)出現(xiàn),主要貯存于水,特別是海水中富含大量的氫,石油、天然氣、煤炭、動植物體也含氫。氫的發(fā)熱值是所有燃料中最高的,而且燃點高,燃燒速度快,是十分優(yōu)質的二次能源。以氫氣為能源驅動汽車,主要有三種方法:汽車攜帶貯氫罐,以氫氣在發(fā)動機中直接燃燒產(chǎn)生動力;汽車電池放電電解出氫作燃料;以氫作燃料電池的燃料,用電力驅動汽車。

氫能的優(yōu)點:氫是潔凈能源。氫燃燒非常清潔,除生成水和少量氮化氫外不會產(chǎn)生其他對環(huán)境有害的污染物質;氫是高效燃料。每公斤氫燃燒產(chǎn)生的能量為33.6kW?h,是汽油的2.8倍;不需要對現(xiàn)有的技術裝備作重大的改造。現(xiàn)在的內燃機稍加改裝即可使用氫。

氫能的缺點:廉價的制氫方法是氫能利用的一大障礙。目前,氫的制取需要大量能量,而且制氫效率很低;氫的安全性能差。氫氣是一種無色無臭的氣體,而且著火界限寬、著火能低、燃燒速度快,容易引發(fā)火災及爆炸。此外,氫特別容易泄漏,加油站、管道和純化工廠很難完全消除泄漏隱患。

三、發(fā)展我國汽車新能源的思路

汽車產(chǎn)業(yè)在整個工業(yè)體系中占有核心地位,汽車新能源的發(fā)展戰(zhàn)略不僅關系到汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,而且對于整個工業(yè)的發(fā)展方向具有舉足輕重的作用,因此,我們還需要從產(chǎn)業(yè)技術體系角度考慮汽車新能源的發(fā)展戰(zhàn)略。

產(chǎn)業(yè)技術體系是指在工業(yè)生產(chǎn)部門各個產(chǎn)業(yè)領域所使用的各種產(chǎn)業(yè)技術,因其生產(chǎn)過程中的必然聯(lián)系而構成的統(tǒng)一的有機整體。產(chǎn)業(yè)技術體系中的產(chǎn)業(yè)技術因其在生產(chǎn)部門生產(chǎn)過程中的影響范圍和程度不同而分為源技術、主干技術、旁支技術三個層次。其中,源技術是最核心的、最具影響力的技術,它決定整個工業(yè)部門產(chǎn)業(yè)技術體系的性質和本質特征,決定了工業(yè)部門內部其他產(chǎn)業(yè)部門核心技術的產(chǎn)生、變革和地位。而主干技術是在源技術之下,直接與源技術配套的工業(yè)部門內部各產(chǎn)業(yè)技術,它們只是對一個或幾個工業(yè)部門有重大作用。而旁支技術則是為主干技術服務的、處于次要地位的各產(chǎn)業(yè)技術。

人類歷史上的歷次產(chǎn)業(yè)技術革命都因產(chǎn)業(yè)技術體系中的源技術發(fā)生重大變革,推動產(chǎn)業(yè)技術體系中各層次的產(chǎn)業(yè)技術逐步改變,最終導致整個產(chǎn)業(yè)技術體系發(fā)生變革。第一次工業(yè)技術革命正是因蒸汽機的出現(xiàn),導致人類生產(chǎn)的重心從農(nóng)業(yè)轉向工業(yè);第二次工業(yè)技術革命由于內燃機和電力技術的發(fā)明,使人類生產(chǎn)走上了重化工業(yè)道路,也導致今天的資源危機和環(huán)境惡化;以微電子、新材料、新能源、生物工程、航天技術、海洋技術等為代表的第三次工業(yè)技術革命,并沒有改變第二次工業(yè)技術革命所奠定的重化工業(yè)技術體系性質,卻使消耗不可再生資源、污染環(huán)境的重化工業(yè)技術體系加速發(fā)展。今天,人類經(jīng)濟社會面臨的生存危機,在本質上是產(chǎn)業(yè)技術體系性質造成的,是迄今為止歷次產(chǎn)業(yè)技術革命都在產(chǎn)業(yè)技術開發(fā)與應用上忽視了人與自然的關系,從而導致產(chǎn)業(yè)技術體系各層次的產(chǎn)業(yè)技術都消耗不可再生資源、排放污染環(huán)境的廢棄物造成的。

當前的產(chǎn)業(yè)技術體系還屬于重化工業(yè)技術體系。重化工業(yè)技術體系中的源技術――電力技術和內燃機具有消耗不可再生資源、破壞環(huán)境的性質,帶動了汽車、鋼鐵、能源、化工、機械加工等主干技術以及旁支技術也具有同樣的性質。因此,要實現(xiàn)人與自然和諧相處,必須從根本上針對重化工業(yè)技術體系的源技術――電力技術和內燃機進行革命。

傳統(tǒng)的內燃機是直接建立在石油、天然氣等不可再生能源結構上的工業(yè)動力,是現(xiàn)代大工業(yè)各種產(chǎn)品生產(chǎn)的母機。汽車發(fā)動機是內燃機最突出的代表。汽車不僅是不可再生資源主要消耗者,也是城市環(huán)境惡化的主要元兇,此外,汽車產(chǎn)業(yè)更是在整個產(chǎn)業(yè)技術體系中關聯(lián)最多的產(chǎn)業(yè)。因此,汽車潔凈能源的開發(fā)應朝著改變傳統(tǒng)的內燃機技術,使其由消耗不可再生資源、污染環(huán)境向使用可再生資源、對環(huán)境無害的方向發(fā)展,以推動整個產(chǎn)業(yè)技術體系向生態(tài)化變革,從而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標。因此,未來汽車的新能源應具備如下條件:

第一,新能源必須是可再生資源。不可再生資源終究會枯竭,用較豐富資源替代緊張資源只能作為短期權宜之計。

第二,新能源必須是潔凈的。新能源不應對環(huán)境產(chǎn)生任何污染,應完全實現(xiàn)零排放。

第三,新能源有利于變革傳統(tǒng)的內燃機技術。變革傳統(tǒng)的消耗不可再生資源的內燃機技術不僅對于汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展有利,也會推動整個產(chǎn)業(yè)技術體系向可持續(xù)發(fā)展的方向努力。

四、我國汽車新能源的發(fā)展戰(zhàn)略

綜上所述,我們認為電能是汽車未來最佳的能源。但是,用電動機取代目前廣為使用的傳統(tǒng)內燃機不是一蹴而就的事情,因此,汽車新能源的發(fā)展戰(zhàn)略還需要分階段實施。

1.用電動機取代使用化石類能源的傳統(tǒng)內燃機可作為遠期終極目標

選擇電能作為汽車未來能源的理由是:第一,電能是完全潔凈的能源,電動汽車完全可以實現(xiàn)零排放;第二,電能完全有可能轉變?yōu)榭稍偕茉础１M管目前電能還不是可再生能源,但是隨著太陽能發(fā)電、風能發(fā)電、生物質能發(fā)電、潮汐發(fā)電等的普及,電能會迅速轉變成可再生能源;第三,有利于產(chǎn)業(yè)技術體系變革。傳統(tǒng)內燃機被電動機取代,將導致化工、石油、煤炭等行業(yè)逐步萎縮,而太陽能發(fā)電、風力發(fā)電、生物質能發(fā)電以及潮汐發(fā)電等產(chǎn)業(yè)將得到大力發(fā)展。層層推進,可推動整體產(chǎn)業(yè)技術體系發(fā)生變革,有望改變重化工業(yè)技術體系消耗不可再生資源、污染環(huán)境的本質。

2.發(fā)展燃料電池汽車是中期目標

將燃料電池汽車作為中期發(fā)展目標的理由是:第一,燃料電池汽車技術已相當成熟,極有可能先于電動汽車進入市場。近幾年,世界各大汽車公司都紛紛推出以氫或甲醇為燃料的燃料電池汽車;第二,燃料電池汽車有利于環(huán)境保護和節(jié)省能源。氫燃料電池可實現(xiàn)零排放,即使使用其他燃料(如甲醇)的燃料電池汽車也是常規(guī)汽車排放的30%。另外,燃料電池能效高有利于節(jié)省能源;第三,燃料電池完全可能實現(xiàn)由不可再生能源向可再生能源的轉化。水解氫燃料電池可以實現(xiàn)資源的循環(huán)使用,因為氫與氧的燃燒產(chǎn)物就是水,水可以循環(huán)使用,取之不盡,用之不竭。另外,可利用太陽能、風能、潮汐能等可再生能源制氫,實現(xiàn)能源可再生化。目前,制約燃料電池成為可再生能源的是水解氫的制取技術,但是,甲醇等燃料電池技術的使用與推廣,可為氫燃料電池的發(fā)展奠定良好的基礎。第四,燃料電池汽車發(fā)動機是傳統(tǒng)內燃機的變革,可為電動機最終取代傳統(tǒng)內燃機提供經(jīng)驗。

盡管,目前的甲醇燃料電池、通過煤或天然氣制取氫的燃料電池與我們所倡導的能源的可再生化發(fā)展方向違背。但是,只要太陽能、風能、潮汐能發(fā)電技術、水解氫技術一旦成熟,燃料電池實現(xiàn)可再生能源的目標就十分容易。因此,我們將燃料電池作為中期發(fā)展目標。

3.液化天然氣汽車可作為短期發(fā)展目標

液化天然氣(LNG)屬不可再生資源,不符合能源的發(fā)展方向,也與我們的倡導的終極目標相悖。我們將其作為短期發(fā)展目標的理由是:第一,液化天然氣有助于解決汽車尾氣的嚴重污染問題。液化天然氣與汽油、柴油相比,更潔凈環(huán)保;第二,液化天然氣有助于解決目前的石油緊張問題。我國的天然氣儲量較石油豐富,而且天然氣的探明儲量在不斷增加。此外,使用液化天然氣不受天然氣管網(wǎng)限制,可充分利用世界天然氣資源,這對于我國的能源安全有利;第三,液化天然氣使用技術與現(xiàn)存的內燃機技術銜接較好。

但是,天然氣資源是不可再生資源,長期過量開發(fā)與使用將會導致與石油資源一樣的命運。因此,發(fā)展液化天然氣汽車只可作為短期發(fā)展戰(zhàn)略。

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篇2

【關鍵詞】工程結構；工程材料；可再生技術

引言：

可持續(xù)發(fā)展要從土地開發(fā)、建材選擇、工程使用及維護以及工程拆除的整個生命周期中，體現(xiàn)出對自然資源的索取少，能源消耗小，對環(huán)境影響小，再生利用率高的新特征。

1、結構用材的現(xiàn)狀

工程結構的形式主要有：砌體結構、木結構、鋼結構、鋼筋混凝土結構。我國土地資源緊張、森林資源匱乏，木結構和粘土磚砌體結構受到限制、淘汰，鋼結構造價偏高，難以普及。據(jù)統(tǒng)計，我國工程業(yè)每年消耗的混凝土達15億m3，工程用鋼超過7000萬t，幾乎占全球的1/3。鋼筋和混凝土作為主要的工程結構材料，是國家工程建設必不可少的物質基礎，但消費了大量的能源和資源，給國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展帶來了挑戰(zhàn)。

2、存在問題

1）資源和能源不足；2）消費結構不合理；3）環(huán)境污染嚴重。

3、結構優(yōu)化的途徑

3.1提高結構材料的強度

混凝土結構的耐久性是當前困擾土建基礎設施工程的世界性問題。長期以來，人們一直認為混凝土結構是非常耐久的材料，直到20世紀70年代末期，發(fā)達國家才逐漸發(fā)現(xiàn)原先建成的基礎設施工程，在一些環(huán)境下出現(xiàn)過早損壞，許多城市的混凝土結構基礎設施工程和港口工程建成后不到20年、30年甚至更短的時間內就出現(xiàn)劣化。國內外統(tǒng)計資料表明，由于混凝土結構的耐久性病害而導致的經(jīng)濟損失是巨大的。

3.2重視結構材料的耐久性

一般來講，在同等結構體系中，混凝土強度等級越高，其結構構件尺寸、體積就會相對減小，其用料就會減少。例如HRB400，HRB500的鋼筋，對于受力鋼筋，可節(jié)約鋼材10%～25%。配制C35混凝土，用42.5級比用32.5級可節(jié)約水泥80kg/m3左右。

隨著材料強度的提高，強度價格比（即每元購得的單位重量材料的強度）明顯增加，可降低配筋率，節(jié)省鋼筋；減少運輸、加工、綁扎等施工量；緩解密集配筋區(qū)域（如節(jié)點）的施工困難；還可減輕結構自重，技術經(jīng)濟效益顯著。

因此，推廣應用新型高強鋼筋，加大C30，C40向C40，C50升級應用，以及C70，C280高性能混凝土在工程結構中的應用技術研究是節(jié)約材料的基本途徑。

而且，混凝土結構的質量檢查習慣上以單一的強度指標作為衡量標準。工程中為滿足施工工作性能要求，用水量大，水灰比高，導致混凝土的孔隙率很高，約占水泥石總體積的25%～40%，特別是毛細孔占相當大的部分。毛細孔是水分、各種侵蝕介質、氧氣、二氧化碳及其他有害物質進入混凝土內部的通道，使混凝土結構耐久性大大降低。

3.3大力發(fā)展空心結構

將目前重量達1.8t/m2的粘土實心磚混合結構工程，改用空心磚或空心砌塊可使工程重量下降到0.8t/m2～1t/m2，無疑會節(jié)約大量工程材料，或者說用同樣數(shù)量的自然資源可建造更多面積的工程。

3.4大力發(fā)展預應力混凝土結構

日新月異的生產(chǎn)工藝變革以及人們對物質文化生活需求的迅速提高，使工程結構正在向大柱網(wǎng)、大開間、大跨度、多功能方向發(fā)展，人們總想在有限的工程面積和空間內獲得最好的使用功能和最佳的投資回報。

經(jīng)驗證明：8m～18m柱網(wǎng)（或跨度）的房屋正處于預應力混凝土工程結構經(jīng)濟跨度范圍內，對于大多數(shù)多層工業(yè)廠房，各類公共工程如文化娛樂工程、體育工程、醫(yī)療工程、商業(yè)工程、辦公工程、航站工程等，預應力混凝土結構常常是最佳的選擇，具有良好的技術和經(jīng)濟指標。

預應力混凝土在高層工程中的應用有很大的發(fā)展前景，尤其是無粘結預應力混凝土平板和預應力混凝土扁梁用于高層工程的樓蓋，具有降低層高、簡化模板、加快施工等明顯效果。預應力混凝土除用于樓蓋外，有時還用來解決大跨度、大空間部位柱網(wǎng)轉換時的轉換梁、轉換桁架，以及復雜柱網(wǎng)情況下的轉換板。此外，8m～18m跨度的預應力混凝土空心板，外墻用的裝飾保溫復合預應力混凝土墻板在高層工程中的應用前景也很廣闊。

3.5大力發(fā)展預制、現(xiàn)澆相結合的裝配整體式結構

預制混凝土構件具有工廠化規(guī)模生產(chǎn)的各種優(yōu)點，如質量控制水平高、構件耐久性好、模板周轉率高、損耗小。在道路及運輸?shù)跹b條件較好，運距不太大（200km以內）的情況下，預制構件常常有良好的技術經(jīng)濟指標。先進工業(yè)化國家中，預制混凝土構件的比例很高，美國占70%～80%，法國、德國約占60%。

隨著大柱網(wǎng)、大開間多層工程和高層工程迅猛發(fā)展，大力發(fā)展裝配整體式工程結構體系，把預制與現(xiàn)澆二者的優(yōu)點結合起來，避免純裝配式工程對產(chǎn)品尺寸的高精度要求，結構整體性差和節(jié)點耗鋼量大等缺點，又避免了現(xiàn)澆結構現(xiàn)場濕作業(yè)工程量大，受制于現(xiàn)場施工及氣候條件，耗用大量模板、支撐等缺點。

3.6大力發(fā)展可再生技術

工程垃圾中的許多廢棄物經(jīng)過分撿、剔除和粉碎后，大多可作為再生資源重新利用。如廢鋼筋、廢鐵絲、廢電線和各種廢鋼配件等金屬，經(jīng)分揀、集中、重新回爐后，可以再加工制造成各種規(guī)格的鋼材；廢竹木材則可以用于制造人造木材；磚、石、混凝土等廢料經(jīng)破碎后，可以代砂，用于砌筑砂漿、抹灰砂漿、打混凝土墊層等，還可以用于制作砌塊、鋪道磚、花格磚等建材制品。

因此大力發(fā)展可再生技術將固體廢棄物作為工程材料生產(chǎn)的原材料：

1）實現(xiàn)自然資源的可再生；

2）實現(xiàn)垃圾、工程材料等人造材料的可再生利用。以可再生資源逐步替代不可再生資源，以應對未來工程必須面臨的諸如環(huán)境和生態(tài)保護。

4、結束語

在這個發(fā)展過程中：1）優(yōu)化工程結構，用較少的材料滿足大規(guī)模的建設，同時重視可再生資源的利用。并將成熟和行之有效的科學成果及時納入國家標準規(guī)范，做到以最小的資源投入獲得最佳的經(jīng)濟效果。只有這樣才能合理利用自然資源，實現(xiàn)工程的可持續(xù)發(fā)展。2）應當避免低性能鋼筋和低品質水泥造成對資源的浪費，將提升鋼材、水泥、混凝土等工程用材消費層次作為主線，形成合理的消費結構。

參考文獻：

[1]王笑天. 工程材料的成分、結構設計、工藝革新與性能優(yōu)化[J]. 西安交通大學學報，1994，07：1-8.

篇3

關鍵詞 熱動發(fā)展；節(jié)能減排；可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略

中圖分類號TM6 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）94-0069-02

實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)一直以來都是我國在工業(yè)化道路上的發(fā)展目標。電廠生產(chǎn)出的電能為當代經(jīng)濟建設提供了巨大幫助，火電廠通過對原料進行燃燒，將產(chǎn)生的熱能轉變?yōu)殡娔?。但在此同時，電廠在燃燒時產(chǎn)生的各種廢物及廢氣，卻對環(huán)境造成了污染。如何降低火電廠的能源消耗，從而減少對環(huán)境的污染，已成為了現(xiàn)階段我國急需解決的重點問題。

1 電廠的熱動發(fā)展需提倡節(jié)能減排

在電廠運行的過程中，降低消耗、節(jié)能環(huán)保是熱動發(fā)展的基本原則。長期堅持這一原則，不僅能使企業(yè)整體效益得到迅速發(fā)展，還為社會提供更多更廣的經(jīng)濟財富。

1.1降低成本

電廠在進行燃燒發(fā)電時，用到的發(fā)電原料主要為石油、煤和天然氣，這些能源均同屬于自然資源。隨著燃料使用的增加，自然資源便隨之減少，燃料的成本也不斷上升?？梢?，提倡節(jié)能減排可減少企業(yè)的資本投資量。

1.2保護環(huán)境

電廠在進行燃燒時產(chǎn)生的大量工業(yè)廢氣、廢物，不僅使得空氣受到污染，加劇大氣層的惡化，同時也威脅到人類的健康。使用節(jié)能減排措施，在對工業(yè)廢氣、廢物進行減少的同時，也減輕了工業(yè)給環(huán)境帶來的污染。

1.3改革更新技術

在實現(xiàn)節(jié)能減排，降低環(huán)境污染的過程中，不僅需要電廠對其運行方式進行調整，還需運用科技手段對其能源消耗問題進行處理。將技術進行改革更新，對于節(jié)能減排的發(fā)展具有推進作用[1]。

1.4堅持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略

節(jié)能減排的發(fā)展，使得我國工業(yè)化經(jīng)濟發(fā)展及環(huán)境問題得到了妥善處理，增強了人與自然的和諧相處，為我國實行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提供了重要保障。

2熱動系統(tǒng)下的技術可行性

電廠熱動系統(tǒng)節(jié)能既屬于節(jié)能技術與產(chǎn)業(yè)結合發(fā)展的產(chǎn)物，同時也屬于電廠在節(jié)能減排工作中的重點內容。在對電廠熱動系統(tǒng)的改造過程中，需要對其結構內的相關配件進行增加，或通過使用新型技術對電廠進行節(jié)能減排。電廠熱動系統(tǒng)節(jié)能工作的開展，不僅能夠優(yōu)化廠內結構提高生產(chǎn)效益，還能減少電廠對于環(huán)境的污染，對我國的工業(yè)發(fā)展具有重大意義。

對于熱能發(fā)電機組的使用時，可將其分為兩個方面：對于已經(jīng)投入并使用的熱能發(fā)電機組，可通過對其能量損耗進行監(jiān)測，從而根據(jù)相關數(shù)據(jù)實行優(yōu)化改造，以實現(xiàn)節(jié)能減排的目的；對于新開發(fā)還未投入使用中的發(fā)電機組，可通過在初始階段利用優(yōu)化配置或合理整合，從而確保節(jié)能減排工作得以順利完成[2]。

3熱動系統(tǒng)降低消耗的有效措施

發(fā)電廠熱動系統(tǒng)機組在運行過程中的熱消耗，直接決定電廠使用的燃燒原料的多少。因此，可通過對電廠中熱動系統(tǒng)機組的熱消耗進行嚴格控制，從而減少電廠中的燃料消耗。

3.1控制機組運行，以降低煤炭消耗

為此，可對機組實行單閥運行，但必須是在機組還未投入使用時的前6個月時期進行運作。6個月以后，便可將運行方式轉變?yōu)轫樞蜷y進行運行。使用這一措施，可使煤炭的消耗量降低約1.6g/kWh。

3.2對機組運行參數(shù)進行控制，以達到減少煤炭的消耗量

通過對機組在運行中的參數(shù)采取控制，使得氣溫達到規(guī)定值，便可減低大約0.7kWh的煤炭使用率。

3.3改造機組內的真空系統(tǒng)

影響機組效率的重要因素主要是汽輪機凝氣器的真空度高低大小。當機組汽輪機為300Mw時，其排氣壓力要比平常提高1%，機組的熱效率也會隨之增大1%。通過檢漏儀對真空系統(tǒng)以及凝汽器實行檢測，凝汽器的真空平均水平也會隨之相應提高。由此可見，提高機組真空水平的提高對于提高機組效率具有顯著地推進作用。

4節(jié)能角度下未來電廠熱動發(fā)展趨勢

4.1優(yōu)化調度模式

隨著“節(jié)能減排、環(huán)保經(jīng)濟、調整發(fā)電調度規(guī)則”這一發(fā)展理念的提出，未來電廠的構建需在對發(fā)電調度模式進行改良優(yōu)化的基礎上進行?；痣姀S在其電力系統(tǒng)上的運行發(fā)展更是其中的調整重點。通過對電廠中的電力系統(tǒng)運行方式進行調整，可從根本上實現(xiàn)工業(yè)化中的節(jié)能減排。

4.2 利用可再生資源進行發(fā)電

電廠熱電系統(tǒng)發(fā)電中的原料主要為煤炭、石油和天然氣，這些資源都屬于自然資源，成本消耗高，并且不具備可再生的功能。隨著時間的流逝及能源的使用，必定會有消失的一天。電廠若想實行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，則必須引進大量可再生資源，如風能、太陽能等，用以替換石油、天然氣等大量不可再生的資源。這些可再生資源具有成本低、來源廣、含量大以及高效益等優(yōu)點，為工業(yè)化建設生產(chǎn)用以完成節(jié)能減排工作提供了有效途徑[3]。

4.3降低綜合線損技術

過多的線路損耗會加劇電廠內能源的消耗，為了降低線路損耗，通常可以采用以下四點措施對線路進行保護作用：

1）對配電網(wǎng)采取節(jié)能優(yōu)化處理；

2）對電網(wǎng)進行合理規(guī)劃及調整；

3）完成配置優(yōu)化，協(xié)調功率布置；

4）對變壓器的內部結構進行調整及改造。

4.4建立以節(jié)能為目的的管理體系

建立以節(jié)能為目的的管理體系主要作用在于：通過對機組進行日常監(jiān)控，在熱電系統(tǒng)運行的基礎上，降低煤炭的使用，致使燃煤效率得以提高，從而降低了能源的浪費消耗現(xiàn)象的產(chǎn)生。

以供電煤炭消耗為中心的管理體系，在建立過程中需對控制機組的熱耗進行嚴格監(jiān)控，并且操作方式必須規(guī)范化。為此，還需特別建立一個監(jiān)督小組，對于機組的日常運行進行嚴格監(jiān)控，從而降低煤炭的使用率及安全隱患的發(fā)生。

5結論

合理開發(fā)并使用可再生資源，不僅能夠減少企業(yè)投資資金的成本，提高生產(chǎn)效益，還能減輕工業(yè)建設對環(huán)境的污染問題。在今后的工業(yè)發(fā)展當中，隨著熱力系統(tǒng)運行結構的不斷改良和優(yōu)化，電廠熱動發(fā)展將向我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略更加靠近，節(jié)能減排工作也能得以改良并長遠發(fā)展。

參考文獻

[1]岳志娟.火力發(fā)電廠節(jié)能分析[J].中氮肥，20l0，8（1）：25-27.

篇4

關鍵詞：生物基聚酰胺；聚酰胺纖維；可再生資源；生物技術

中圖分類號：TQ342+.1 文獻標志碼：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 全球聚酰胺材料的發(fā)展概況

根據(jù)統(tǒng)計，聚酰胺（PA）材料的38%用作纖維，46%注塑成型，14%擠壓成型，其余深加工制品大約占2%左右。PA纖維（主要包括PA6和PA66）是僅次于聚酯纖維的第二大合成纖維品種。在過去的10年中，全球PA纖維生產(chǎn)呈持續(xù)下滑趨勢，2010 ― 2012年間西歐地區(qū)的PA市場下降了6%，美國下降了9%，2012年全球PA纖維產(chǎn)量維持在400.81萬t。

與此同時，中國PA纖維的產(chǎn)能不斷拓展。據(jù)統(tǒng)計，2005― 2010年期間的年增長率一直保持在17.69%，這在一定程度上緩沖了全球PA及其纖維制品的下跌形勢，2012年國內PA纖維產(chǎn)量達到181.46萬t，其中長絲紗173.0萬t，短纖維8.44萬t，設備的運轉率視品種不同在70% ～ 83%之間。

全球性經(jīng)濟減速影響下的PA纖維產(chǎn)量的變化，主要對PA長絲紗和短纖維的市場供給產(chǎn)生了較大影響，同時產(chǎn)業(yè)用紗的生產(chǎn)亦受到明顯波及。期間己內酰胺及其樹脂的價格不斷上漲，2011年我國進口的己二酸己二胺鹽價格上漲了24.22%，己內酰胺價格上揚了31.70%。

PA地毯紗產(chǎn)量下跌明顯，年下滑速率達9%，作為地毯重要市場的美國其產(chǎn)量下降了16%，相繼關閉了Shaw等多家地毯紗工廠。地毯市場的變化亦與聚酯BCF量化及其替代PA地毯絨頭紗的趨勢日益明顯有關。期間美國的聚酯BCF份額由2002年的1.1%升至目前的30%；歐洲地毯生產(chǎn)亦出現(xiàn)了相似的狀況，其出口中東地區(qū)的地毯紗受阻，市場持續(xù)蕭條，需求萎縮，地毯紗產(chǎn)量的下降幅度也超過了10%。同時全球PA短纖維產(chǎn)量下跌了約1/4，作為PA短纖維生產(chǎn)的主要國家之一美國也出現(xiàn)了大幅減產(chǎn)。

2.1 生物基PA66

生物基己二酸（ADA）的制備，可選用葡萄糖為原料，在酶菌的環(huán)境下經(jīng)發(fā)酵轉化，進而在壓力條件下加氫制得。生物基己二酸與己二胺可按常規(guī)聚合工藝制得PA66，生物己二酸制造工藝如圖 1 所示。

美國Rennovia公司采用空氣氧化工藝，即葡萄糖原料在催化條件下氧化得到葡萄糖二酸（glucoric acid），用其做中間體經(jīng)催化加氫得到己二酸。該公司選用非糧食木質素為原料，第一個商業(yè)化的生物基ADA裝置產(chǎn)能13.5萬t/a，擬于2018年完成生產(chǎn)性運轉。Rennovia公司聲稱可以生產(chǎn)100%的生物基PA材料，也具有將生物基ADA轉化為己二腈（AND）技術和生物基己二胺（HMD）的技術，用以生產(chǎn)100%生物基PA66聚合體。

Verdezyne公司合成生物基ADA的研究亦從實驗室進入批量生產(chǎn)試驗階段，并在美國加州建設了商業(yè)化試驗裝置。該項技術采用糖類、植物油為原料，通過變性酶工藝對葡萄糖施以發(fā)酵處理以制得ADA。該生物基己二酸的商業(yè)化裝置預計2014 ― 2015年完成。加工成本較傳統(tǒng)石油基ADA要低20% ～ 30%（基于原油價格40歐元/桶）。Verdezyne公司生物基己二酸技術的原料選擇為非糧食生物質，即使用大豆、椰子油或棕櫚油生產(chǎn)中的副產(chǎn)品作原料 。

2.2 生物基PA6

美國Michigen大學研究人員利用葡萄糖發(fā)酵技術制得賴氨酸，進而成功合成了生物基己內酰胺，純度高于99.9%。圖 2 為生物基己內酰胺的制備工藝。

YXY技術是利用可再生植物原料經(jīng)催化脫水、氧化制取2，5-呋喃二羧酸（FDCA），進而催化聚合可得到100%生物基2，5-呋喃二甲酸乙二醇酯，其中的FDCA亦可用于制備生物基PA。Solvay公司使用YXY技術生產(chǎn)出了PA工程塑料，Rhodia公司利用FDCA制得了PA及其纖維，日本帝人公司擬以FDCA為原料開發(fā)環(huán)境友好型芳香族聚酰胺纖維。

YXY技術的核心是FDCA的合成，其商業(yè)化試驗中使用的第一代原料是糖類或玉米淀粉，目前在原料的可利用性方面取得了巨大進步，已開始采用非糧食生物質資源。

Avantium公司在規(guī)模為 5 t/a和40 t/a的試驗設備的基礎上，于2012年又建成了1 000 t/a的FDCA試驗裝置，預計工業(yè)化后FDCA工廠的產(chǎn)能在 1 萬 ～ 10萬t/a之間。

荷蘭Utrech大學基于YXY技術的生命周期（LCA）分析認為，和傳統(tǒng)石油基產(chǎn)品相比，其CO2排放可降低50% ～70%，且生產(chǎn)鏈具有原料可再生和產(chǎn)品可回收再利用的優(yōu)點。目前YXY技術的200 ～ 450 t/a的半生產(chǎn)性設備已在運轉中，預計2015年 3 萬 ～ 5 萬t/a的生產(chǎn)線可投入運營。

2.3 新型生物基PA4及其纖維

PA4是γ-氨基丁酸的線性聚合體（GABA），具有同其他PA材料相似的一系列優(yōu)越性能，包括非常高的熔點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質。通常生物質經(jīng)糖化處理得到葡萄糖，后經(jīng)過酶處理工藝得到谷氨酸，二氨基戊二酸再經(jīng)脫羧基反應得到GABA，用作PA4的單體，通常可在室溫條件下完成聚合反應。表 2 為生物基PA4同其他聚合物的基本技術特征比較情況。

據(jù)測試，生物基PA4纖維的吸濕特性與棉花相近，且纖維的染色性能良好。目前，日本國家工業(yè)科學技術研究所（AIST）已在生物基PA4的研究上取得了進展；20世紀70年代中期，我國吉林紡織研究設計院在PA4紡絲成形工藝方面也進行了較為系統(tǒng)的探索性試驗，取得了不錯的實驗室成果。

2.4 生物基長鏈PA

據(jù)統(tǒng)計，目前生物基PA610的市場需求量在2.5萬t/a左右，源于天然植物油原料的PA11（Rilsan）已有50年的制造歷史，與傳統(tǒng)PA6相比其環(huán)境友好特征更明顯，CO2排放量更低。據(jù)了解，Arkema公司的PA12系列（Rilsamid）的聚合生產(chǎn)能力已達到6 000 t/a規(guī)模，該公司已在我國江蘇常熟合作建設了PA11生產(chǎn)工廠。蘇州翰普公司利用可再生原料，開發(fā)了生物基長鏈PA系列，包括PA610、PA1010、PA11等的工程塑料，其生物組分在40% ～ 100%之間。

2007年DuPont（杜邦）公司開發(fā)的商品名為“Zytel？”的長鏈生物基PA即PA1010和PA610使用的癸二酸來源于可再生資源，其中PA1010的100%、PA610的70%組分使用非糧食生物質原料。DSM公司開發(fā)的生物基高性能工程塑料“EcoPaxx”即長鏈PA410聚合物的70%原料取材于蓖麻籽油。

EMS公司開發(fā)了商品名為“Grilamid”的生物基PA系列，包括PA1010（生物基組分99%）、PA610（62%）等。該公司開發(fā)的生物基長鏈PA系列聚合物的生命周期分析結果如表 3 所示。

2.4.1 生物基PA11

Arkema公司開發(fā)的生物基PA11選用蓖麻籽原料，制得了11-氨基十一酸，經(jīng) 3 段聚合得到聚11-氨基十一酸。與環(huán)氧樹脂類產(chǎn)品相比，生物基PA11對環(huán)境的危害性可減輕一半，CO2排放量下降40%，其熱塑性樹脂亦可回收再利用。利用生物基PA11纖維及其樹脂可以制得100%的生物基復合材料，密度1.16 ～ 1.22 g/cm3，熱分解溫度230 ℃。PA11纖維的體積添加量橫向（UD）為30% ～ 35%，縱向（MD）為30%，目前已在飛機和運輸車輛的部件上使用。

2.4.2 生物基PA610

Rhodia公司開發(fā)的生物基PA610，使用了60%的可再生資源，年產(chǎn)量為2.5萬t，已大量用作生產(chǎn)單絲或牙刷鬃絲。德國Evonik公司開發(fā)了Vestamid生物基PA系列產(chǎn)品，主要包括PA610（HS）、PA610（DS）和PA610（DD）產(chǎn)品。部分產(chǎn)品的技術特征如表 4 所示。

2.4.3 生物基PA56

Ajinomoto公司利用天然植物油制備的氨基酸/賴氨酸，通過賴氨酸脫碳及酶工藝加工得到1，5-戊二胺（1，5-PD），用以合成生物基聚酰胺PA56。我國上海凱賽生物產(chǎn)業(yè)公司生物基PA56的研究與開發(fā)亦取得了進展，據(jù)悉商業(yè)化的裝置正在實施中。2.4.4 生物基PA69

生產(chǎn)PA69使用的二元酸單體可以通過油酸經(jīng)化學合成的方法得到。十八烯酸-9（油酸）屬單一不飽和脂肪酸，具有十八碳。油酸可以資源豐富的動物或植物油脂為原料，利用動物油脂合成生物基壬二酸的加工工藝如圖 3 所示。

油酸在高錳酸鉀條件下可氧化制得壬二酸。目前油酸氧化而產(chǎn)生的分子鏈斷裂是在絡酸條件下實現(xiàn)的，亦可采用臭氧分解的方法制得壬二酸。生物基壬二酸與二元胺合成PA69的階式聚合反應與傳統(tǒng)PA66有許多相似之處，僅在聚合物黏度和熔融溫度上存有差異。目前PA69聚合體已成功用于非織造布網(wǎng)材的加工。

3 生物基PA的成本結構及發(fā)展

依據(jù)歐洲生物塑料協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)字，2010年歐洲生物基聚合物的產(chǎn)能約72.45萬t/a，生物基PA為3.5萬t/a，占生物基聚合物產(chǎn)能的5%。預計2015年歐洲生物聚合物材料的產(chǎn)量將達到170.97萬t，屆時生物基PA的狀況與市場份額將如表 5 所示。

3.1 生物基PA的原料資源

在生物基PA的研究開發(fā)中，常用的可再生原料資源包括蓖麻油、油酸與亞油酸以及葡萄糖等。如BASF（巴斯夫）公司開發(fā)的生物基PA610使用了60%的來源于蓖麻油的癸二酸；杜邦公司開發(fā)的生物基長鏈PA即Zytel-RS系列中，PA1010和PA610兩類材料中的生物基癸二酸含量分別為100%和60%，產(chǎn)品具有優(yōu)良的熱性能。

作為重要的可再生原料，蓖麻籽是一種生長迅速的作物，其季度莖高增長速度可達 2 m，并可在貧瘠的土地上栽植，不存在與糧食作物爭地的矛盾，每公頃蓖麻的產(chǎn)量可達到10 t左右。據(jù)統(tǒng)計，目前全球蓖麻產(chǎn)量約120萬t/a，但相關蓖麻籽油的產(chǎn)量僅為植物油產(chǎn)量的1%。此外，其他可用的可再生資源還包括棕樹油、椰油、油菜籽等。

Arizona公司利用制漿造紙工業(yè)的副產(chǎn)品妥爾油（tall oil）提取不飽和脂肪酸，通過二聚反應形成了脂肪酸二聚體，再經(jīng)聚合得到了生物基PA。

評估生物基PA產(chǎn)品，其相對于傳統(tǒng)石油基PA的加工成本是關鍵點之一。依據(jù)DSM公司的可行性研究報告，隨著時間的推移，微生物與低價高得率糖發(fā)酵技術的進步和量化，生物基己內酰胺的單體價格可降低至75歐元/kg，較之于21世紀初期的成本下降了50%。而當裝置規(guī)模達10萬t/a以上時，則無需像傳統(tǒng)石油基PA生產(chǎn)那樣再為“三廢”治理支付費用。

當今市場中，生物基PA的價格主要為：PA11在9.82 ～11.30歐元/kg之間，PA610在4.32 ～ 4.73歐元/kg之間，比石油基PA6/PA66的平均價格（2.1 ～ 2.4歐元/kg）要高。而如從基本原料考量，生物質原料價格較具優(yōu)勢，如葡萄糖原料價格在300美元/t，石油基環(huán)己烷則高達1 250美元/t（2012年市場水平）。

3.2 生物基PA纖維的開發(fā)與應用

Rhodia公司研究中心與Fulgar公司合作，將商品名為“Emana”的生物基PA66纖維供給歐洲紡織品市場。據(jù)介紹，由該纖維制得的服裝面料可通過織物與人皮膚間的作用，明顯改善人體血液微循環(huán)和細胞組織代謝的狀況。來自2013年Dornbirn-MFC（多恩比恩人造纖維大會）的信息顯示，未來 7 ～ 8 年全球生物基PA66纖維的產(chǎn)量有望達到102萬t/a。另外Radici公司生產(chǎn)的生物基PA6短纖維也已在針刺非織造布產(chǎn)品上使用。

美國Invista（英威達）公司開發(fā)的環(huán)境友好型PA地毯紗采用三組分混合技術（Trublend），即將PA66和回收再利用的PA66，以及5%的生物基PA11混合制得地毯絨頭紗，已批量投放市場。該產(chǎn)品的生命周期分析顯示，其CO2排放量減少了21%。

日本尤尼契卡公司使用Arkema公司的生物基PA11成功制得了紡織用纖維，纖維難燃性好，符合FAR25853的要求，LOI指數(shù)達35，燃燒時無煙、無有毒氣體釋放，主要用于高端服裝面料和運動服裝；Greenfil公司使用Arkema公司的生物基PA11紡制的長絲襪，耐用性比常規(guī)尼龍襪要高 5 ～ 10倍，但售價要高 2 ～ 3 倍。

昆士蘭大學（澳）使用蓖麻籽為原料制得PA11纖維，用作增強復合材料的增強相，其短切纖維長度為 3 ～ 7 mm，單纖直徑在10 ～ 35 μm之間。工業(yè)用絲束纖維長度在150 ～500 mm之間，單纖直徑為15 ～ 25 μm，伸長率低于30%。

依據(jù)法國紡織與服裝研究所（IFTH）的研究試驗結果，PA11纖維及其織物有許多特點，包括較高的耐磨性、良好的耐氯性能、非常低的霉菌繁殖速率和速干性等。IFTH將PA11長絲織物與PA6、PLA、棉和再生纖維素纖維（Modal）產(chǎn)品進行對比，結果顯示，前者的霉菌繁殖速率幾乎近于零（依據(jù)ISO20743），且洗滌干燥速度明顯優(yōu)于傳統(tǒng)細旦PA66織物。

日本帝人公司利用YXY技術開發(fā)的生物基芳香族聚酰胺產(chǎn)品，賦予了芳香族聚酰胺纖維更高的附加值，目前該項目的實驗室研究階段已經(jīng)完成。該公司在開發(fā)生物基對位芳香族聚酰胺Twaron的過程中，利用非糧生物質原料制備了生物基Twaron單體，用以替代石油基單體。該芳香族聚酰胺產(chǎn)業(yè)鏈的環(huán)境友好分析顯示，可降低14%的碳足跡。預計到2016年生物基Twaron的生產(chǎn)工藝過程的碳排放將減少8%，單體制備成本可降低4%。

日本東麗公司利用1，5-戊二胺原料制得的PA56纖維在手感、強力和耐熱性方面與石油基PA纖維相似，而吸濕性則與棉纖維接近；德國巴斯夫公司開發(fā)的生物基PA610單絲目前已用于紙機長網(wǎng)、工業(yè)用鬃絲產(chǎn)品。

此外，我國的北京服裝學院最近也成功開發(fā)了一項生物基PA纖維的制備方法；中國臺北紡織研究所在生物基PA纖維的研究中，使用64%的PA610組分制得了PA中空纖維，纖維的中空度為20.2%，密度為0.86 g/cm3，纖維的斷裂強力為5.5 g/D，伸長率為28%，該纖維適宜用于織制輕薄織物如風衣等。

3.3 關于生物基PA技術進步的思考

隨著生物技術的不斷進步以及生物聚合物材料在常規(guī)和高性能產(chǎn)品領域的日益拓展，業(yè)界普遍認為，生物基聚合材料替代常規(guī)石油基聚合物比以往任何時候都更加接近于人們的期望。換言之，持續(xù)發(fā)展的生物技術與生物基聚合物將會不斷進入更多新的應用領域，依賴石油資源的傳統(tǒng)制造業(yè)將面臨生物技術的挑戰(zhàn)，生物加工工藝將會更多地替代某些制造業(yè)的化學合成過程。

和其他生物基聚合物一樣，生物基PA的生產(chǎn)技術也面臨著諸多不確定性，比如生物質原料管理、生物聚合物的性能和產(chǎn)品成本等，此外生物基單體及其聚合生產(chǎn)裝置的經(jīng)濟性和規(guī)模亦是重要的制約因素。具體來說，面臨的挑戰(zhàn)包括生物質原料資源與供給；生物基聚合物的技術途徑，是否可達到現(xiàn)有石油基聚合物加工工藝的生產(chǎn)效率；新型微生物與酶制劑；生物聚合物及其制品的回收利用技術途徑等。

目前，生物基聚合物占世界塑料市場的份額不足1%，但生物技術吸引了全球諸如杜邦、巴斯夫、Evonik、DSM等國際著名企業(yè)的濃厚興趣，它們爭相投入了巨大的人力和財力，并取得了長足的進步。目前在數(shù)十種已商業(yè)化使用的PA材料中，取之于可再生資源的生物基PA系列產(chǎn)品，包括PA6、PA66、PA69、PA11、PA610、PA1010及其制品的研究與開發(fā)均已相繼展開。美國Rennovia公司基于全球葡萄糖類原料的供給現(xiàn)狀以及通過化學催化技術制備生物基己二胺及己二酸技術的商業(yè)化現(xiàn)實判斷，2022年全球生物基PA66纖維產(chǎn)量將突破100萬t大關。

對于我國而言，近年來生物基PA在品種、技術及產(chǎn)品的應用研究中取得的驚人進步，無疑在客觀上將促進尼龍產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，同時也將強化行業(yè)對于PA產(chǎn)業(yè)鏈生命周期研究的重視。

篇5

關鍵詞：新能源；時間與速度；經(jīng)濟

前言

伴隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，中國對能源的巨大需求正在對世界經(jīng)濟產(chǎn)生巨大的影響。在中國出口增長的同時，高耗能高污染的發(fā)展模式也日益成為中國人擔憂的對象。

為此，本版近期特推出“可持續(xù)發(fā)展”系列，共8篇，聚焦新能源及環(huán)保主題，希望引起讀者的進一步關注。

新能源是相對于長期廣泛使用、技術上成熟的常規(guī)能源(如煤、石油、天然氣、水能、核能等)而言，已經(jīng)開發(fā)但還不能大規(guī)模使用或正在研究試驗、尚需進一步開發(fā)的能源。

新能源開發(fā)空間有待拓展

新能源包括海洋能、太陽能、風能、地熱能、生物質能、氫能等等。也就是目前通常說的可再生能源(水電除外)。新能源技術在世界上得到不同程度的應用，例如太陽能的光熱轉換，光電轉換，地熱直接應用，生物發(fā)酵及熱分解以制取沼氣和氣體燃料，潮汐發(fā)電技術等等。

中國《可再生能源法》確立了可再生能源(新能源)發(fā)展的基本法律制度體系。自2006年1月1日正式實施以來，對可再生能源投資投入和可再生能源制造業(yè)的發(fā)展起到了積極的推動作用。它比較完整地規(guī)定了可再生能源開發(fā)利用的法律制度，有益于解決中國日益突出的能源供需矛盾和環(huán)境惡化問題。

除了《可再生能源法》，國家發(fā)改委還牽頭在可再生能源發(fā)展的政策措施方面做了許多工作。例如制定了2010年可再生能源發(fā)展目標，頒布了《可再生能源發(fā)電有關管理規(guī)定》、《可再生能源發(fā)電價格和費用分攤管理試行辦法》、《可再生能源電價附加收入調配暫行辦法》和《可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導目錄》。發(fā)改委還與財政部等有關部門聯(lián)合頒布了《促進風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展實施意見》、《關于加強生物燃料乙醇項目建設管理，促進產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的通知》和《關于發(fā)展生物能源和生物化工財稅扶持政策的實施意見》。此外，風能和生物質能資源的普查工作也正在進行中。

可再生能源是指在自然界中可以再生的能源資源。它清潔且對環(huán)境無害或危害很小，其另一特性是分布廣泛，適宜就地開發(fā)利用。2007年中國風電裝機累計已達到605萬千瓦，在建420萬千瓦，該年的裝機比過去20年總和還要多。但相對于中國目前的能源資源和環(huán)境問題，業(yè)界對可再生能源的發(fā)展速度仍不滿意?？稍偕茉丛谥袊娏I(yè)中僅占很小的比例。到2006年底，全國水電裝機容量1.3億千瓦，占全國總發(fā)電裝機容量的21%。對于大型水電是否列為可再生能源，仍有爭論。然而，除水電以外的可再生能源所占比重尚不足1%。

可再生能源發(fā)展緩慢的原因

可再生能源發(fā)展緩慢的原因主要是它相對高的成本和所需的電價。可再生能源的發(fā)電成本一般比煤電高，生物質能發(fā)電為1.5倍，風力發(fā)電為1.7倍，光伏發(fā)電為11-18倍?？稍偕茉窗l(fā)展遲緩，與快速增長的火發(fā)電裝機容量相比微乎其微，因此比例可能進一步減小。以風能為例，中國風能資源相對豐富，據(jù)估計可開發(fā)利用的風能儲量約10億千瓦，其中，陸地風能資源約2.5億千瓦，海上7.5億千瓦。中國推動風能發(fā)電近十年了，盡管近期增長較快，然而風電裝機容量也只有約605萬千瓦。

可再生能源發(fā)展的焦點集中在降低成本，這是共識。然而，過度關注成本和所需的電價，是中國可再生能源戰(zhàn)略的一個誤區(qū)。表現(xiàn)在，一是過于迫切降低成本而急切要求設備國產(chǎn)化，二是對可再生能源電價控制過緊。中國的可再生能源必然有一個大發(fā)展，這一點不應當懷疑。但是，開發(fā)時間和速度很重要，這應當是可再生能源戰(zhàn)略乃至能源戰(zhàn)略的一個重點。簡單地說，無論利用不利用，風一直在吹，陽光普照。但是，煤越挖越少，大氣污染排放越來越多。

大規(guī)模地降低可再生能源成本，顯然需要設備國產(chǎn)化。但是，設備國產(chǎn)化有一個先引進技術還是先做成市場規(guī)模后再國產(chǎn)化的選擇。在市場規(guī)模很小的情況下，引進技術需要政府行為和干預。除了扭曲市場之外，引進可能是一個相對漫長的談判過程。相反，有了市場規(guī)模，國產(chǎn)化必然隨之而來，且速度很快。以火電30萬和60萬千瓦機組設備為例，當筆者10年前做30萬千瓦和60萬千瓦機組的電廠項目時，設備基本進口，政府并沒有刻意要求國產(chǎn)化。事實是，幾年前30萬和60萬千瓦設備已基本國產(chǎn)化。大市場吸引了技術，造就了中國30萬和60萬千瓦發(fā)電設備的制造能力。

另一個問題是行政控制電價。行政主管部門對于風能項目的電價實行特許權招標，企業(yè)則為了獲取項目壓低競標電價，以不到0.4元/kWh中標。而根據(jù)風電的基本情況測算，除了自然條件特別好的風場，加上特別樂觀的假設之外，能夠達到商業(yè)要求的風電價格都應該超過0.6元/kWh。經(jīng)驗證明，中標企業(yè)可能沒有想真正地按建設承諾經(jīng)營這些風電場，而是先拿下項目，慢慢做，或等待政策，或再與政府討價還價。當然，為裝飾門面，虧本建設經(jīng)營風電的企業(yè)，可能有，但不多。

在可再生能源的成本和價格問題上，必須包括環(huán)境治理成本以及資源耗盡溢價。環(huán)境治理成本很容易理解，資源耗盡溢價則需要解釋。涉及對能源礦藏等不可再生資源的開采，經(jīng)濟分析中要計算資源利用的經(jīng)濟成本。由于這些資源無法再生，被耗盡時必須用進口或國內替代品來替代，因此資源利用的機會成本包括了資源耗盡后其替代品的成本。耗盡溢價或費用可根據(jù)經(jīng)濟價格和年開采量占總儲量的比例來確定，該溢價與經(jīng)濟開采成本相加后就得到使用不可再生資源的總經(jīng)濟成本。如果在可再生能源定價時，將目前的可再生能源成本價格，扣去用煤發(fā)電的環(huán)境治理成本和資源耗盡溢價，可再生能源的價格不會比煤電高。

此外，還應當動態(tài)地來看可再生能源成本和價格問題，不應當將目前國家批給可再生能源的價格看成是一成不變。長遠的看，不可再生能源發(fā)電價格會上漲。因為，不可再生能源資源價格會因為稀缺和增加環(huán)境治理成本而上行，而可再生能源的價格則可能由于技術進步和市場規(guī)模帶來的迅速國產(chǎn)化而下行?，F(xiàn)在認為被批高了的電價，以后可以下調。除非價格當局認定已經(jīng)批復的價格永遠不變，但是這樣一來，那能源價格還改革什么？

當然，許多價格上的考慮是出于對提高目前電價水平的擔憂。這種擔憂是合理的，但至少在現(xiàn)階段不能成為阻礙可再生能源發(fā)展的原因。因為，以目前可再生能源占發(fā)電

的極小份額(大水電除外)來看，可再生能源電價再高一些并不足以影響整個電價水平。

可再生能源的優(yōu)點已為越來越多的人所了解和接受。推廣應用可再生能源，對促進社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展以及構建和諧社會舉足輕重。在資源緊張的現(xiàn)實條件下，建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，大力發(fā)展可再生能源是中國社會的共同選擇，也是電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展之路的重要途徑。近年來，中國政府已經(jīng)從戰(zhàn)略高度采取了一系列重大舉措，加快可再生能源的開發(fā)利用。

《可再生能源法》2006年1月1日正式生效以來，雖然不盡人意，但為可再生能源發(fā)展提供了一個法律框架。中國可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃也明確提出，到2020年可再生能源發(fā)電裝機容量(包含大水電)將占總裝機容量的30%以上。實現(xiàn)這個目標，必須加快可再生能源發(fā)展的步伐。國家發(fā)改委決定在2005-2007年間設立可再生能源和新能源高技術產(chǎn)業(yè)化專項資金，主要用于鼓勵風力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電、太陽能供熱和地熱泵供熱。這些政策和規(guī)劃為可再生能源的大發(fā)展奠定了良好的政策基礎。在降低可再生能源成本方面，還有其他一些措施，如通過平攤電價或實行價格補償?shù)葯C制，計劃增加科技投入，提高可再生能源的市場競爭力。

推廣可再生能源發(fā)展的關鍵因素

經(jīng)驗證明，可再生能源的發(fā)展相對緩慢，需要特殊政策和努力去推廣應用。顯然，科技攻關，降低生產(chǎn)成本，是推廣可再生能源應用和發(fā)展的關鍵。但是，當前中國經(jīng)濟發(fā)展的高投入、高能耗、高污染、低效率的粗放式增長方式造成中國能源后備儲量不足，資源過快消耗，從而影響能源安全和長遠發(fā)展。發(fā)展可再生能源勢在必行，而且時間和速度都很重要。

“十一五”計劃確定了單位GDP能耗比“十五”期末降低20%左右的發(fā)展目標。發(fā)展可再生能源是有助于實現(xiàn)這一目標的一項重要措施。目前風電裝機容量已經(jīng)超過了“十一五”末期的500萬千瓦規(guī)劃目標，但是與可開發(fā)利用的約10億千瓦風能儲量和每年8000萬千瓦火電裝機相比，是一個小數(shù)字。發(fā)展速度是不是能再快一些，政策能不能更優(yōu)惠些，措施能不能更有力些？比如，采取風電強制入網(wǎng)和收購政策，強制某一電網(wǎng)范圍可再生能源的份額，還有其它一些激勵可再生能源發(fā)展的稅收優(yōu)惠政策和貸款優(yōu)惠政策。

目前可再生能源發(fā)展還有其它障礙?？稍偕茉窗l(fā)電規(guī)模小而且分散、成本高，會給電網(wǎng)帶來一系列運行、負荷匹配、增容和成本增加等問題，實踐中存在上網(wǎng)問題。另一方面，可再生能源設備和產(chǎn)品的技術論證、檢查及監(jiān)督，也缺乏有資質認證的專業(yè)公司，增加運行風險。因此，可再生能源企業(yè)風險較大、盈利較差，較難吸引社會資金的投入。

篇6

關鍵詞：可再生能源、太陽能、地源熱泵、建筑應用

中圖分類號：TK511文獻標識碼： A 文章編號：

能源是人類社會生存與發(fā)展的物質基礎，開發(fā)利用可再生能源是確保能源供需平衡、減少環(huán)境污染的先決條件。目前我國正處于城市化和新型工業(yè)化快速發(fā)展時期，建筑能耗呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢。尤其是國家“兩型社會”建設綜合配套改革試驗區(qū)的設立，為我國帶來了前所未有的發(fā)展機遇，同時也給能源供應帶來巨大壓力。因此，利用太陽能、淺層地能是建筑能耗可再生能源中的一部分，這些能源可以解決建筑的采暖、空調、熱水供應、照明、電器用電等功能設施，對替代常規(guī)能源，促進建筑節(jié)能具有重要意義?？稍偕茉茨壳霸谖覈慕ㄖ嶋H應用上并不多，主要還是局限在太陽能熱水器的利用上。為了提高可再生能源的利用，可大面積推廣屋頂太陽能發(fā)電、地源熱泵等技術的應用，目前這幾項技術已經(jīng)比較成熟，但沒有大面積的推廣應用。本文從屋頂太陽能發(fā)電應用與地源熱的利用兩方面進行介紹。

1、光伏技術的介紹

太陽能現(xiàn)代技術設備的應用起步較晚，與全國先進地區(qū)相比差距較大。目前，在建筑工程太陽能利用方面較為成熟的兩大產(chǎn)品是太陽能熱水系統(tǒng)和太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。在太陽能發(fā)電技術工程中主要有太陽能路燈和太陽能屋頂發(fā)電，目前，在屋頂上利用太陽能發(fā)電還是不多，主要是起步晚，還有各種條件的制約而形成的。但在太陽能熱水利用中還是比較好的，太陽熱水利用在我國沿海一帶已比較普遍，但在全國性上每千人太陽能熱水器保有量僅為22，相對來說利用率還是比較低的。

2、屋頂太陽能發(fā)電技術應用

近些年，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)一擁而上造出泡沫式的產(chǎn)能是業(yè)內公認的事實。今年光伏業(yè)的日子尤其難熬，昂貴的太陽能光伏板此前多數(shù)依賴出口，面臨經(jīng)濟困境，歐美進口量銳減，為保護本國的光伏產(chǎn)業(yè)，今年還啟動了對中國光伏業(yè)的反傾銷和反補貼調查，為中國光伏產(chǎn)品出口設置壁壘。作為國內領先的光伏產(chǎn)業(yè)大省，浙江光伏產(chǎn)業(yè)迎來轉機。省科技廳相關負責人說，浙江近期打算大批量試點太陽能光伏屋頂，在嘉興、紹興改造2萬戶屋頂。接下來的更大的計劃是在浙江100萬個屋頂上裝上太陽能。

在屋頂太陽能發(fā)電技術的應用上，現(xiàn)在浙江富陽城郊，富春街道三橋店口村和洞橋鎮(zhèn)洞橋村的17戶民居屋頂實現(xiàn)了太陽能發(fā)電技術的應用，為這項技術應用大面積推廣和宣傳得到了很大的作用。這種技術設備利用光伏陶瓷瓦，結合屋頂瓦片特點而研制出一種新的光伏技術，將光能轉換為電能的可直接應該到了村民的屋頂上。其技術優(yōu)點：它是一種利用太陽可見光直接發(fā)電的裝置，將太陽能電池板（晶硅太陽能模組）和以陶土為主要原料的陶瓷瓦片相組合，變成具有光伏發(fā)電功能的瓦類建材。不同于普通太陽能電池板，光伏陶瓷瓦在發(fā)電的同時，可通過保持屋頂外觀原有的一致性，從而實現(xiàn)整個屋面?zhèn)鹘y(tǒng)的建筑風格。同時光伏陶瓷瓦的隔熱防水性能異乎尋常，能將20%左右的太陽能量轉換為電能，從而減少熱量在屋面的積聚，有效阻燃；其滲水率是普通建筑瓦片的幾十分之一，這樣就不會因為天氣寒冷，水分進入瓦片內部結冰，導致膨脹而縮短使用壽命。光伏陶瓷瓦的抗彎曲強度是普通瓦片的3倍以上，如果將一枚225克重的鋼球從1米高處連續(xù)砸下25次，瓦片也不會留下任何傷痕。這種生產(chǎn)耗能低，工藝無污染的環(huán)保“高科技瓦片”榮譽多多，不僅在去年獲得了國家能源科技進步獎，還得到了中央預算內產(chǎn)業(yè)化資金的支持，同時也是浙江省重大科技專項A類項目。

3、地源熱泵介紹及應用

3.1 地源熱泵技術

地源熱泵技術屬可再生能源利用技術，地源熱泵是利用了地球表面淺層地熱資源（通常在100米深）作為冷熱源，進行能量轉換的供暖空調系統(tǒng)。地表淺層地熱資源可以稱之為地能（Earth Energy），是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽能、地熱能而蘊藏的低溫位熱能。地表淺層是一個巨大的太陽能集熱器，收集了47%的太陽能量，比人類每年利用能量的500倍還多。它不受地域、資源等限制，真正是量大面廣、無處不在。這種儲存于地表淺層近乎無限的可再生能源，使得地能也成為清潔的可再生能源一種形式。

到目前為止，淺層地熱建筑應用項目已經(jīng)涵蓋了三大基本利用方式：地表水水源熱泵、地下水水源熱泵、土壤源熱泵，這三者統(tǒng)稱為地源熱泵。地源熱泵的技術特點：由于地源熱泵系統(tǒng)采取了特殊的換熱方式，使它具有普通中央空調系統(tǒng)不可比擬的優(yōu)點:1)高效、節(jié)能夏季高溫差的散熱(制冷的冷凝溫度降低)和冬季低溫差的取熱(熱泵的蒸發(fā)溫度提高),使得地源熱泵機組能效比提高。2）一機多用，應用范圍廣，此系統(tǒng)可供暖、空調、地板采暖、還可供生活熱水等。3）環(huán)境效益顯著，地源熱泵的污染物排放，與空氣源熱泵相比，相當于減少40%以上，與電供暖相比，相當于減少70%以上，如果結合其它節(jié)能措施節(jié)能減排會更明顯。雖然也采用制冷劑，但比常規(guī)空調裝置可節(jié)能40%以上。

3.2 地源熱泵的應用狀況

淺層地熱能利用相對于歐美國家起步時間較晚，2004年才開始有第一個水源熱泵項目。最近幾年發(fā)展比較快，特別是在我國北方建筑工程上對地源熱的利用上比較快。地源熱泵作為一種新型的制冷供暖方式，現(xiàn)在雖然發(fā)展勢頭較好，但作為一個整體的系統(tǒng)來推廣應用時，還是存在很多的問題。在我國南方還比較滯后，因氣候、環(huán)境、地質、開發(fā)商、人們的生活習慣以及國家政策等因素制約。比如政府相關職能部門之間缺乏溝通機制，地源熱泵和水源熱泵項目的審批手續(xù)過于復雜，目前 還沒有出臺具體的管理辦法，來引導項目進行辦理相關的審批手續(xù)。例如湘江沿岸一些建筑項目，設計時考慮采用水源熱泵，但在審批中過程牽涉到的部門太多、周期太長而放棄。

到目前為止，在我國沿海一帶有幾處零星的項目在做試點推廣，其中嘉興嘉善縣為浙江建筑節(jié)能試點推廣縣，主要有政策的支持和鼓勵。在國家于2006年頒發(fā)了《可再生能源法》后，各省市相繼出臺了各種激勵辦法和強制措施。但監(jiān)督管理和執(zhí)行力度都還不夠，而沒有大面積推廣應用。

4建立可行的可再生能源建筑應用發(fā)展機制

自2007年12月14日國家發(fā)改委批準 為全國資源節(jié)約型、環(huán)境友好型建設綜合配套改革試驗區(qū)以來，在推進“兩型”城市建設綜合配套改革中，一直以可再生能源建筑應用視為工作重點。通過大規(guī)模在建筑用能系統(tǒng)推廣應用可再生資源，實現(xiàn)調整建筑用能結構、節(jié)約建筑耗能，大力推進城市建筑節(jié)能發(fā)展。加強組織領導，各部門協(xié)調配合，解決推廣工作中遇到的問題，督促各項工作的落實，總結工作中的經(jīng)驗教訓等，積極而穩(wěn)妥地推進可再生能源在建筑中應用的工作。結合可再生資源狀況的特點，建立和完善具有特色的可再生能源建筑應用政策法規(guī)，研究制定適宜可再生能源建筑應用特點的相關經(jīng)濟激勵政策措施。充分借助政策激勵措施推動可再生能源建筑應用市場的發(fā)展，貫徹落實國家法律法規(guī)，制定強制性推廣政策，發(fā)揮財政、稅收等經(jīng)濟政策的引導和調控作用，促進可再生能源在建筑中應用和相應產(chǎn)業(yè)的發(fā)展政策。對符合規(guī)定要求的可再生能源建筑應用項目，及時支付補助款項。通過無障礙實施財政補助，以資金激勵方式推動可再生能源建筑應用規(guī)?；＝⒂行У捻椖抗芾眢w系,“十一五”期間完成太陽能光熱建筑一體化、地表水地源熱泵、地下水地源熱泵、地埋管地源熱泵等可再生能源建筑規(guī)模化應用示范項目，培育和促進可再生能源建筑應用產(chǎn)業(yè)發(fā)展。不斷提高人們對能源狀況的憂患意識和應用可再生能源重要意義的認識，使可再生能源建筑應用的知識進入到千家萬戶。

5 結論及建議

太陽能及淺層地熱能建筑應用產(chǎn)業(yè)剛剛起步，技術較為薄弱，政策法規(guī)建設、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等多方面存在諸多問題，因此，需要結合可再生能源及建筑應用的特點，建立和完善具有特色的可再生能源建筑應用政策法規(guī)、經(jīng)濟激勵措施及技術、產(chǎn)品質量標準，引導可再生能源建筑應用產(chǎn)業(yè)健康、快速發(fā)展。

參考文獻：

[1] 付祥釗. 可再生能源在建筑中的應用. 中國建筑工業(yè)出版社2009(09).

[2] 鮑齋. 太陽能與建筑一體化漸成發(fā)展趨勢.經(jīng)濟參考報2008（01）

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關鍵詞：竹木建筑；生態(tài)建筑；木建筑結構；良性循環(huán)

根據(jù)相關調查數(shù)據(jù)顯示，木結構建筑已經(jīng)遍布全球，在建筑市場上，采用木結構建筑的住宅已經(jīng)占據(jù)主導地位，是人們首選的建筑結構。目前，木結構建筑通常被用于學校、廠房和體育館等。但隨著社會經(jīng)濟的逐步發(fā)展，生活水平的不斷提高，人們對居住環(huán)境舒適度有了更高的要求，因此，木結構建筑更加受到廣大人們的熱愛和關注。

1 竹木建筑與生俱來的低碳性能

竹木建筑材料之所以能夠越來越受到廣泛應用，主要是其自身具有較多的特點，最突出的特性就是低碳性能，并且竹木建筑材料是一種可再生資源，即具有可回收、再生產(chǎn)、低碳環(huán)保等特點。竹木生長在泥土里，最終也回歸于泥土，這就是一種純粹的自然再生資源。竹木在自然生長循環(huán)的過程中，既不消耗自然資源，同時，生長過程中也不會造成任何的環(huán)境污染和空氣污染等，是非常環(huán)保的自然資源。它自身還具備一個較強的優(yōu)勢，即生長周期較短，因此，竹木資源比較豐富，在使用的過程中也比較容易加工，這也是竹木材料在木建筑中被廣泛應用的重要因素之一。

竹木建筑技術的優(yōu)點：取材方便、成本較低、施工期短、結構占用空間少、質量優(yōu)質、彈性好等。竹木建材經(jīng)久耐用，即使被損壞也比較容易修復，而且修復后的效果較好，木材料建筑物比較容易維護和更新。加上自身取材和建筑技術的優(yōu)點，是木建筑行業(yè)首選的建筑材料，構建真正意義上的低碳建筑。

竹木材料相對于其它建筑材料，其組織結構比較簡單，竹木的維管束和竹桿平行排列，因此，竹木建筑的抗劈性能較高，尤其是需要彎曲加工的建筑，竹木是最好的選擇材料。從力學的角度分析，竹桿上部強度較大，并且竹壁的外側比內側的力學強度大，因此，從這個角度說，竹木被譽為自然界中效能最高的材料。建筑選材中，一定程度上，竹桿能夠代替木材和金屬。

2 竹木建筑新材料在木建筑中的應用

2.1 竹木規(guī)格材

我國人工林竹木地區(qū)以湖南和安徽地區(qū)為典型，在我國森林使用相關規(guī)定的法律法規(guī)基礎上，采用人工林結構，北美曾對竹木規(guī)格進行分級測試，綜合評估竹木規(guī)格材，從而得出相關數(shù)據(jù)。竹木規(guī)格材具有可彎性，并且力學強度較大，在建筑中能夠有效滿足墻骨和屋架等各種要求，而常規(guī)的SPF規(guī)格材通常被竹木規(guī)格材代替。

2.2 竹木復合覆面板

我國的毛竹和速生楊木資源較為豐富，在采用該種材料時，主要是利用改性酚醛膠黏劑（PF）。建筑采用竹木建材之前，首先，進行結構設計和科學的工藝加工，通過這樣的操作程序加工竹木，加工成輕質高強的竹木覆面板材。在測量好建筑需要材料的尺寸和穩(wěn)定性能的基礎上，進一步加強其力學性能，這時竹木復合覆板面的性能就會達到甚至超過OSB/4級的要求。這一方面是由于竹木材料比較好加工；另一方面是因為竹木自身的性能較高。

2.3 竹與木的搭配

2.3.1 空心與實心的搭配。采用竹木復合材料的建筑，其外觀是竹材，從建筑的強度和加工特性以及穩(wěn)定性的角度來分析，其它竹材不能與之相比較。而竹木復合建筑材料加工過程比較簡單，竹木的竹節(jié)內部有節(jié)板，加工竹木復合建筑材料時除去節(jié)板即可，把加工好的圓形木棒插人竹筒作芯材，竹筒與芯材之間會有縫隙，這個縫隙可以用樹脂來填充，使竹筒和芯材構成一個整體。

2.3.2 剛與柔的搭配。所謂剛柔并濟的效果，在竹與木的結合中詮釋的非常恰當，木材是剛性材料，因為它具有質輕高強和順紋抗壓的性能。竹材屬于柔性材料，竹材的性能相對于木材來說更穩(wěn)定，而且密度較小，具有抗劈性能。因此，竹材與木材二者相搭配，其性能剛柔并濟、相互穩(wěn)定，并且施工中方便快捷，力學性能也較強，由此看來，二者在建筑中搭配使用能夠得到很好的建筑效果和性能。

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關鍵詞：室內設計；簡潔；生態(tài)

20世紀80年代初，隨著改革開放，國內大量興建星級酒店，裝飾工程大部分被香港承包商獨攬，他們帶來了濃郁、豪華、累贅的商業(yè)風格，使得國內的裝飾市場、裝飾理念、裝飾風格被這“酒店”風格所壟斷。浪費了國人大量錢財，造成了許多精神垃圾。因此，正確可取的室內裝飾風格，應是引導進入了21世紀的人們，把握對與否并清楚認識的時候。讓室內裝飾朝著簡潔環(huán)保的風格發(fā)展，把“輕裝修重裝飾”到“輕裝飾重空間”這一逐漸感悟到的概念，作為我們同時代共發(fā)展的設計要素、成為我們的裝飾理念。

一、現(xiàn)代室內設計的幾種風格

1　現(xiàn)代前衛(wèi)風格。隨著“80年代”的逐漸成熟以及新新人類的推陳出新。我們有理由相信，現(xiàn)代前衛(wèi)的設計風格不僅不會衰落，反而會在內容和形式上更加出人意料，奪人耳目。凸顯自我、張揚個性的現(xiàn)代前衛(wèi)風格已經(jīng)成為藝術人類在家居設計中的首選。

2　現(xiàn)代簡約風格。以簡潔的表現(xiàn)形式來滿足人們對空間環(huán)境那種感性的、本能的和理性的需求，這是當今國際社會流行的設計風格一簡潔明快的簡約主義。而現(xiàn)代人在這日趨繁忙的生活中，渴望得到一種能徹底放松、以簡潔和純凈來調節(jié)轉換精神的空間，這是人們在互補意識支配下，所產(chǎn)生的亟欲擺脫繁瑣、復雜、追求簡單和自然的心理。

3　新中式風格。新中式風格在設計上繼承了唐代、明清時期家居理念的精華，將其中的經(jīng)典元素提煉并加以豐富，同時改變原有空間布局中等級、尊卑等封建思想，給傳統(tǒng)家居文化注入了新的氣息。

4　新古典風格。在注重裝飾效果的同時，用現(xiàn)代的手法和材質還原古典氣質，新古典風格~41i-了古典與現(xiàn)代的雙重審美效果，完美的結合也讓^們在享受物質文明的同時得到了精神上的慰藉。

5　歐式古典風格。古典主義設計風格繼承了巴洛克風格中豪華、動感、多變的視覺效果，也吸取了洛可可風格中唯美、律動的細節(jié)處理元素，受到了社會上層人士的青睞。特別是古典風格中，深沉里顯露尊貴、典雅浸透豪華的設計哲學，也成為這些成功人士享受快樂，理念生活的一種寫照。

二、現(xiàn)代室內設計的特點

1．簡潔

(1)簡潔的設計特征。簡潔是優(yōu)良品質經(jīng)不斷組合并篩選出來的精華，是將物體形態(tài)的通俗表象，提升凝練為一種高度濃縮、高度概括的抽象形式。簡練出的新概念，摒棄傳統(tǒng)的陳俗與浮華，它多半運用新材料、新技術、新手法，與人們的新思想、新觀念相統(tǒng)一。達到天人合一。以人為本的境界。

(2)簡潔的設計手法。在室內設計方面，不是要放棄原有建筑空間的規(guī)矩和樸實，去對建筑載體進行任意裝飾。而是在設計上更加強調功能，強調結構和形式的完整，更追求材料、技術、空間的表現(xiàn)深度與精確。用簡潔的手法進行室內創(chuàng)造，它更需要設計師具有較高的設計素養(yǎng)與實踐經(jīng)驗。需要設計師深入生活、反復思考、仔細推敲、精心提煉，運用最少的設計語言，表達出最深的設計內含。刪繁就簡，去偽存真，以色彩的高度凝練和造型的極度簡潔，在滿足功能需要的前提下，將空間、人及物進行合理精致的組合，用最洗練的筆觸，描繪出最豐富動人的空間效果，這是設計藝術的最高境界。

2　生態(tài)

(1)生態(tài)設計的特征。生態(tài)是指人與自然的關系，那么生態(tài)設計就應該處理好大環(huán)境。小環(huán)境的創(chuàng)造包括提供給生活和工作在其中人們以健康宜人的溫度、濕度、清潔的空氣、好的光環(huán)境和聲環(huán)境，以及長效多適和靈活開敞的室內空間等等；對大環(huán)境的保護表現(xiàn)在兩個方面：一是對自然界的有節(jié)制的索取，二是把對環(huán)境的負面影響減到最小。對自然資源少廢多用，在能源和材料的使用上貫徹節(jié)約能源、減少使用、重復使用、循環(huán)使用、用可再生資源代替不可再生資源等原則；減少各種廢棄物的排放、妥善處理有害廢棄物、減少光污染和聲音污染等。

(2)生態(tài)設計的手法。①利用外部環(huán)境中的因素。把建筑的外部環(huán)境所起的效用放在重點考慮的地位，盡可能多地利用自然環(huán)境中的資源和要素，以及周圍其他建筑和設施所能提供的技術性可能。由土壤、綠化、水及空氣組成的外部環(huán)境，其他建筑組合成的現(xiàn)實環(huán)境為室內設計提供了多種可能性，這樣可以減少建筑中設備的數(shù)量和功率，節(jié)省能源和運行的費用。②挖掘新材料和新技術的潛力。隨著科技的發(fā)展，建筑技術不斷進步，新型建筑材料層出不窮，設計師們的設計有了更廣闊的天地，除了為藝術形象上的突破和創(chuàng)新提供了更為堅實的物質基礎外。也為充分利用自然環(huán)境、節(jié)約能源、保護生態(tài)環(huán)--境提供了可能。③充分利用太陽能等可再生資源。太陽能、風能等都是取之不盡、用之不竭的能源，有著其他能源不可媲美的優(yōu)點――可再生，無污染。這使人們對建筑外立面和建筑的自然通風有了新的理解；視覺的聯(lián)系、引進日光照明、自然通風、保溫隔熱、遮陽、充分預防眩光、合理運用太陽能、合理運用風能。④注重自然通風。自然通風是當今生態(tài)設計普遍采用的一項比較成熟和廉價的技術措施。采用自然通風的根本目的就是取代(或部分取代)傳統(tǒng)空調制冷系統(tǒng)。自然通風有利于減少能源消耗、降低污染。

三、現(xiàn)代室內設計的幾種弊端

1　片面追求豪華的傾向；2　片面追求高檔材料的傾向；3　盲目購買大尺寸家具的傾向；4　隨意堆砌裝飾成品的傾向；5　忽視使用功能的傾向。

家庭裝修所涉及的問題是多方面的，同時也是較為復雜的。為此切不可輕率從事。應從實際出發(fā)，加強分析，借鑒經(jīng)驗．虛實結合，這樣才能夠創(chuàng)造出室內裝飾的優(yōu)秀作品來。

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關鍵詞：綠色建筑；節(jié)能設計；措施

中圖分類號：TU201.5文獻標識碼：A 文章編號:

引言

綠色建筑節(jié)能目的就是通過對能源和資源進行節(jié)約和控制，來盡量減少對環(huán)境產(chǎn)生污染，綠色建筑的重要指標是建成后要在節(jié)約能源上具有特色，即要使建筑物做到冬暖夏涼，這樣就可以節(jié)約有限的能源。

1.綠色建筑的定義

從概念上講，綠色建筑是指建筑物可以充分利用自然資源，例如，利用風的流動降溫，利用太陽加熱；在建筑施工中又不破壞生態(tài)平衡的建筑稱為綠色建筑。綠色建筑要求室內布局必須合理，盡量減少合成材料的使用，充分考慮建筑物與環(huán)境的協(xié)調，充分利用太陽能、風能。在綠色建筑的設計過程中，要利用高科技手段盡力減少能源的消耗，要考慮建筑物的節(jié)能、無污染因素。尤其是對綠色建筑物室內設計，一定要首先考慮為人類創(chuàng)造利用太陽能源的生活環(huán)境；為人類創(chuàng)造一種接近自然的感覺。利用高科技的設計手段造就溫馨的設計，是綠色建筑的追求目標。要堅持以人為本，以建筑與自然環(huán)境協(xié)調發(fā)展為目標，要充分體現(xiàn)出綠色建筑向大自然索取和回報的平衡。

2.綠色建筑的節(jié)能設計策略

2.1自然采光設計

充分利用天然采光不但可以節(jié)約大量照明用電，還提供更健康、高效、自然的光環(huán)境，還可以起到殺滅細菌和病毒的目的。建筑的自然采光就是將日光引入建筑內部，通過設計手段精確地控制并且將其按一定的方式分配，以提供比人工光源質量更好的照明。

2.2自然通風設計

自然通風是一項改善人與環(huán)境的重要技術手段。在我國許多傳統(tǒng)建筑中都有體現(xiàn)，如傳統(tǒng)民居中的穿堂風等處理手法。通過合理的建筑設計，自然通風可在不消耗不可再生的能源的情況下降低室內溫度、帶走潮濕的氣體、排除室內污濁的空氣，使人體感到舒適，并提供新鮮、清潔的自然空氣，有利于人的生理和心里健康，減少人們對空調系統(tǒng)的依賴，從而節(jié)約能源、降低污染、預防疾病。

要充分利用自然通風就必須考慮建筑朝向、間距和布局。例如南向是建筑物最好的選擇。另外，一般高層建筑對其自身的室內自然通風有利。而不同高度的房屋組合時，高低建筑錯列布置有利于低層建筑的通風，處于高層建筑風景區(qū)內的低矮建筑受到高層背風區(qū)回旋渦流的作用，室內通風良好。

自然通風和采光往往是結合在一起的。通過保證房間內及中庭頂部一定的開窗面積，既達到了自然采光的目的，又可依靠室內外的風壓及熱壓差，形成有組織的自然通風，在室外氣候適宜時通過自然通風達到調節(jié)室內熱環(huán)境的目的。

2.3隔熱保溫設計

2.3.1墻體節(jié)能設計

建筑物圍護結構應有較好的保溫隔熱功能，一般通過建筑外墻的耗能約占建筑物全部耗能的40%，因此提高圍護結構的保溫、隔熱性能對改善室內熱環(huán)境及建筑節(jié)能具有重要意義。

不同的氣候條件對建筑護結構的傳熱性能要求不同，一般氣候越嚴寒，圍護結構的傳熱系數(shù)要求越小，需要用導熱系數(shù)小的高效隔熱材料附著在墻體結構來改善整個墻體的熱工性能。根據(jù)復合材料與主體結構相對位置不同，分為外保溫技術、內保溫技術及夾心保溫技術，其中外墻外保溫是目前大力推廣的一種建筑保溫節(jié)能技術。外保溫與內保溫相比，技術合理，由其明顯的優(yōu)越性，使用同樣規(guī)格、同樣尺寸和性能的保溫材料，外保溫比內保溫的效果好。外保溫技術不僅適用于新建的結構工程，也適用于舊樓改造。

2.3.2屋面節(jié)能設計

屋面是建筑物與室外大氣接觸的一個重要部分，因此應當重視其保溫隔熱效果。主要措施為:①采用坡屋頂;②加強屋面保溫措施;③根據(jù)需要,設置保溫隔熱屋面(架空隔熱屋面、蓄水屋面、種植屋面等)。一般而言，屋面的傳熱系數(shù)要優(yōu)于外墻的傳熱系數(shù)，并且可依屋面的形式選用不同的保溫材料。現(xiàn)在高效保溫材料已經(jīng)開始應用于屋面。

2.4 遮陽設計

外遮陽是最有效的遮陽設施，它直接將80%的太陽輻射熱量遮擋于室外，有效地降低了空調負荷，節(jié)約了能量。在窗戶合適部位加設遮陽擋板，可以巧妙地遮蔽夏季入射角度很大的強烈陽光，而在冬季，由于太陽入射角度的降低，陽光又可以入射到室內，從而吸收熱量，降低室內的熱負荷。

2.5 可再生資源的利用

近年來，可再生能源在世界范圍內迅速發(fā)展，可再生能源已成為實現(xiàn)能源多元化，應對氣候變化和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要替代能源，可再生能源目前主要指太陽能、風能、地熱能、潮汐能和生物能。

2.7 建筑綠化

綠色植物一方面可以滿足人們希望與自然界接觸的愿望，另一方面可以吸收二氧化碳，產(chǎn)生氧氣，為使用者提供舒適的環(huán)境和新鮮的空氣，同時植物還可以起到遮擋太陽直射光，降低環(huán)境溫度，減少空調的消耗，從而達到環(huán)保的作用。

2.8 其他

合理的空間設計是在充分滿足建筑使用功能要求的前提下,對建筑空間進行合理分隔（平面分隔和豎向分隔），以改善室內保溫、通風、采光等微氣候條件,達到節(jié)能目的。

合理選用建筑節(jié)能材料也是建筑節(jié)能的一個重要方面。建筑材料的選擇應遵循健康、高效、經(jīng)濟、節(jié)能的原則。

3.促進綠色建筑節(jié)能設計實現(xiàn)的措施

綠色建筑節(jié)能設計的實現(xiàn)需要從理念到實踐的統(tǒng)一。首先，綠色建筑節(jié)能設計需要設計人員改變傳統(tǒng)的設計理念，遵從低碳經(jīng)濟的原則，尤其要設計出可以利用太陽能的建筑，才能夠達到綠色設計的相應要求。因此，建筑設計師們首先要站在保護和諧自然環(huán)境的立場，從建筑物可以節(jié)約能源的角度去思考如何設計建筑物，這樣才能夠在建筑物綠色節(jié)能設計過程中，最大程度的使建筑物從設計中就考慮節(jié)約能源，通過節(jié)能來促進人類與自然的和諧共處，達到建筑物的可持續(xù)發(fā)展與人類生存的關系。

3.1綠色建筑節(jié)能設計要加強對自然環(huán)境的關注與尊重

綠色建筑存在的根本就是加強對自然環(huán)境的關注，重視與自然環(huán)境共生的意識，提高建筑師的職業(yè)道德素質和業(yè)務水平，在設計過程中始終保持一顆平常心和一種謙遜的姿態(tài)，對建筑物設計時要充分考慮建筑物的布局、朝向、方位以及充分利用地形地勢、場地自然氣候條件，合理設計植被位置；對建筑進行節(jié)能設計時，應把如何盡可能多的降低能源消耗量，提高能源利用率，發(fā)展利用新能源，盡可能的利用可再生能源如風能、太陽能、自然通風采光等，強化室內綠色建筑設計作為建筑綠色設計的重要課題；盡可能的利用當?shù)丶夹g、材料，降低建造成本和環(huán)保材料，

3.2 加強設計利用太陽能的綠色建筑

在綠色建筑設計中，要利用好太陽能這一最佳的可再生能源。要把太陽能作為綠色建筑加熱的一部分，因為，太陽能是一種取之不竭并且沒有污染的能源，利用太陽能可以為綠色建筑節(jié)能設計開闊了如何節(jié)能的思路。通常我們利用太陽能來收集熱量的特點來進行節(jié)能設計，比如它可以利用白天吸收儲存太陽的熱量，然后均勻的在 24 小時利用，從而節(jié)約了綠色建筑物能源方面的投資。

3.3 設計以水資源循環(huán)的綠色建筑

在人類生活的建筑物中，生活用水要比使用用水多的多，如何利用生活用水才符合綠色建筑對節(jié)約水資源的需求，達到節(jié)約用水的可持續(xù)發(fā)展理念。在綠色建筑設計要充分利用有限的水資源，在保證有效利用的基礎上進行循環(huán)利用，它不僅可以節(jié)約用水，還可以減輕城市污水處理廠的運行負荷。比如，生態(tài)景觀水景規(guī)劃就可以遵循整體性水資源的可持續(xù)利用與水資源的再生及循環(huán)性的原則，對雨水資源進行收集并加以利用，可以全部用來補充景觀水，使景觀水得到充裕的補充。

3.4 設計利用自然通風和采光的綠色建筑

近年來城市化的推進，人口高速增加，人類生存又希望居住在冬暖夏涼的建筑物中，因此，在進行綠色建筑節(jié)能設計時，通常可采用將建筑內部及外部有效連通的方法，保持室內的自然通風，同時要考慮建筑物采光問題，讓建筑物最大限度的得到陽光照射，達到既節(jié)能又環(huán)保的效果。

4.結束語

目前，我國正處于建設的鼎盛時期，要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，作為資源消耗大戶的建筑業(yè)必須要走綠色建筑之路。目前對綠色建筑的探索和研究，仍處于初級階段，要實現(xiàn)真正意義的綠色建筑，還需要廣大建筑設計人員和科研人員長期不斷的發(fā)展完善?？梢韵嘈?，隨著社會的發(fā)展進步，各種生態(tài)節(jié)能技術會在各類建筑設計中越來越廣泛地應用。

參考文獻：

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傳統(tǒng)材料扼住時代之喉

傳統(tǒng)建筑材料對不可再生資源的依存度非常高，在生產(chǎn)過程中要消耗大量的能源，環(huán)境污染嚴重，已成為制約我國經(jīng)濟、社會可持續(xù)發(fā)展的重要因素。因此，對傳統(tǒng)建筑材料進行生態(tài)化改造勢在必行。與此同時，由于國家政策引導和先進生產(chǎn)工藝技術的不斷發(fā)展，提高傳統(tǒng)建筑材料的環(huán)境友好性，發(fā)展生態(tài)新型建筑材料勢在必行。

傳統(tǒng)建筑材料的發(fā)展出現(xiàn)三大瓶頸：不可再生資源的大量消耗、巨大的能耗、對生態(tài)環(huán)境的嚴重污染。生態(tài)建筑材料具有先進性、環(huán)境協(xié)調性和舒適性的特點，是當代建材的發(fā)展方向。

首先，不可再生資源的大量消耗是制約傳統(tǒng)建筑材料發(fā)展的瓶頸之一。建材生產(chǎn)中對不可再生資源的綜合利用率非常低，不合理的開采和浪費更加劇了資源短缺，如與煤共生的高嶺土、陶瓷土等礦產(chǎn)大都未被利用，從原礦到成品的利用率也很低，并產(chǎn)生大量廢棄物。

其次，傳統(tǒng)建材工業(yè)大都是高溫工業(yè)，在生產(chǎn)過程中要消耗大量的能源，在能源日趨緊缺的今天，無疑制約著建材工業(yè)的發(fā)展。傳統(tǒng)建筑材料在使用過程中同樣消耗大量的能源，如傳統(tǒng)的玻璃、傳統(tǒng)的墻體材料由于其保溫隔熱效果差，室內溫度、濕度隨著外界的變化而變化，這就需要消耗大量的能源以使室內溫度、濕度保持在人體感到舒適的范圍內。

最后，建筑材料在生產(chǎn)過程中燃燒煤、油、燃氣會排放大量有害環(huán)境的氣體，如CO2， SO2，H2S，NOX，CO 等和固體廢棄物。建材工業(yè)排放的CO2是造成地球溫室效應的主要因素之一。

傳統(tǒng)材料的生態(tài)化改造

生態(tài)建筑材料又稱綠色建材，指健康型、環(huán)保型、安全型的建筑材料，在國際上也稱為“健康建材”或“環(huán)保建材”，它注重建材對人體健康、環(huán)保及安全防火性能所造成的影響。

此類產(chǎn)品具有良好的使用性能，對資源和能源消耗少，對生態(tài)環(huán)境污染小，可再生資源利用率高，在設計、生產(chǎn)、使用到再循環(huán)利用的整個生命周期全過程中都與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調。生態(tài)建材主要包括天然建材和循環(huán)再生建材。天然建材如木材、竹材、苧麻、劍麻等，循環(huán)再生建材為可多次重復循環(huán)使用，廢棄物可作為再生資源，即材料本身可循環(huán)再生的材料。

對傳統(tǒng)建材進行生態(tài)化改造就是在對傳統(tǒng)建材在原料選用、產(chǎn)品制備、使用處理等過程中進行生態(tài)化改造。具體包括以下幾點：（1）原料獲?。罕M可能少用天然資源，盡量使用廢渣等廢棄物，符合可持續(xù)發(fā)展的自然屬性之定義；（2）生產(chǎn)能耗：采用低能耗制造工藝和不污染環(huán)境的生產(chǎn)技術，符合可持續(xù)發(fā)展的科技屬性之定義；（3）配制過程：盡量不使用含有對人體有害的、有機化學物質，符合可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟屬性之定義；（4）使用：能改善室內環(huán)境質量、具有多功能性，符合可持續(xù)發(fā)展的社會屬性之定義； （5）循環(huán)利用：可以回收利用、循環(huán)生產(chǎn)，成本較低、且無污染。

從自然生態(tài)角度來看，城市是消耗大量資源并生產(chǎn)超過全球總量60%的環(huán)境有害物質的開放式生態(tài)系統(tǒng)，城市本身很難自發(fā)地實現(xiàn)生態(tài)式的可持續(xù)循環(huán)。世界觀察研究所的專家認為，全球經(jīng)濟大約1/10用于城市建設。僅建筑材料就消耗了世界木材、礦物、水和能源的1/6～1/2。建材工業(yè)是地球上礦產(chǎn)資源消耗最多、綠色土地破壞最多、能源消耗最多、環(huán)境污染最為嚴重的行業(yè)之一。所以，建筑材料的生態(tài)化改造是保護生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的需要。

時代呼喚新型材料

新型建材的發(fā)展對建筑技術產(chǎn)生巨大的影響，并可能改變建筑物的形態(tài)或結構。新型建筑材料包括新出現(xiàn)的原料和制品，也包括原有材料的新制品。新型建筑材料是區(qū)別于傳統(tǒng)的磚瓦、灰砂石等建材的建筑材料新品種，包括的品種和門類很多。從功能上分，有墻體材料、裝飾材料、門窗材料、保溫材料、防水材料、粘結和密封材料，以及與其配套的各種五金件、塑料件及各種輔助材料等。從材質上分，不但有天然材料，還有化學材料、金屬材料、非金屬材料等等。

1. 墻體材料

目前在社會上出現(xiàn)的新型墻體材料有加氣混凝土砌塊、 陶粒砌塊、 小型混凝土空心砌塊、 纖維石膏板、新型隔墻板等。這些新型墻體材料以粉煤灰、煤矸石、石粉、爐渣等廢料為主要原料，具有質輕、隔熱、隔音、保溫等特點。有些材料甚至達到了防火的功能。

新型墻體材料，具備有效減少環(huán)境污染，節(jié)省大量的生產(chǎn)成本，增加房屋使用面積等一系列優(yōu)點，其中相當一大部分品種屬于綠色建材。

2. 裝飾材料

按主要用途分為地面裝飾材料、內墻裝飾材料、外墻裝飾材料三大類。

新型的地面裝飾材料有木纖維地板、塑料地板、陶瓷錦磚等。陶瓷錦磚質地堅硬、耐酸、耐堿、耐磨、不滲水、易清洗，除作為地磚外，還可作內外墻飾面。

隨著科學的發(fā)展，有機合成樹脂原料廣泛地用于油漆，使油漆產(chǎn)品面貌發(fā)生根本變化而被稱為涂料，成為一類重要的內外墻裝飾材料。用紙裱糊室內墻面和頂棚有悠久的歷史，但已被塑料壁紙和玻璃纖維貼墻布所替代。石膏板有防火、隔聲、隔熱、輕質高強、施工方便等特點，主要用于墻面和平頂；作平頂時，可打成各種花紋的孔，以提高吸聲和裝飾效果。鈣塑板有良好的裝飾效果，能保溫隔聲，是多功能板材。大理石板材、花崗石板材用于裝飾高級公寓的也日益增多。 新的外墻裝飾材料如涂料、聚合物水泥砂漿、石棉水泥板、玻璃幕墻、鋁合金制品等，正在被一些工程所采用。

隨著市場對裝飾空間的要求不斷升級，裝飾材料的功能由單一向多元化發(fā)展。建筑裝飾向著環(huán)保化、多功能、高強輕質化、成品化、安裝標準化、控制智能化的方向發(fā)展。

隨著人口居住的密集和土地資源的緊缺，建筑日益向框架型的高層發(fā)展，高層建筑對材料的重量、強度等方面都有新的要求，為便于施工和安全，裝飾材料的規(guī)格越來越大、質量越來越輕、強度越來越高。

3. 門窗材料

新型專利產(chǎn)品彩色不銹鋼骨防盜窗克服了市場現(xiàn)有防盜窗防盜性能差，易生銹，色彩單一、籠獄感強等缺點。不僅色彩多樣且永不生銹，內部采用鋼骨通過標準零部件組裝，在增加了防盜性能的同時更具裝飾性，產(chǎn)品檔次明顯提升。鋁合金是各種金屬元素制成的合金，具有其他材料所無法比擬的優(yōu)點，質量輕并且強度高，可擠壓成各個時期所用各種新的復雜斷面材料。

4. 保溫材料

2005年以來，我國建筑節(jié)能的標準明顯提高，到2020年新建建筑至少要實現(xiàn)節(jié)能65%。國內目前建筑節(jié)能剛開始起步，主要材料以聚苯乙烯為主，要實現(xiàn)2020年65%的節(jié)能目標，需要對430億平方米的建筑外墻進行全面節(jié)能措施，國際發(fā)達國家的建筑節(jié)能保溫材料中，聚氨酯占據(jù)75%的市場份額，聚苯乙烯和玻璃棉分別占5%和10%，而我國目前建筑保溫材料中不到10%采用聚氨酯硬泡材料，建筑節(jié)能保溫市場將是未來我國聚氨酯硬泡消費增長潛力最大的應用領域。

聚氨酯硬質泡沫塑料簡稱聚氨酯硬泡，即PU，是聚合MDI（黑料）和聚醚多元醇（白料）混合，加入發(fā)泡劑、催化劑、阻燃劑等經(jīng)化學反應形成的硬質泡沫體。

5. 防水材料

防水技術的不斷更新也加快了防水材料的多樣化，總體來說防止雨水、地下水、工業(yè)和民用的給排水、腐蝕性液體以及空氣中的濕氣、蒸氣等侵入建筑物的材料基本上都統(tǒng)稱為防水材料。

防水材料有高彈防水、堵漏快、防腐防水劑、墻面防水、補漏液和隱形防水劑。

高彈防水涂料是以高檔丙烯酸乳液為基料， 添加多種助劑、 填充劑經(jīng)科學加工而成的高性能防水涂料。它是普通防水涂料的升級產(chǎn)品，由于添加了多種高分子助劑，使得該產(chǎn)品的防水性能比普通防水產(chǎn)品更優(yōu)，同時又具有高強度拉伸延展性，能覆蓋裂縫。

堵漏快是國際先進水平的高科技防水產(chǎn)品，具有快干、速凝、立馬止水、瞬間堵漏、抗?jié)B防潮、永久防水等顯著特點。與新老混凝土、磚石、金屬等基層粘結牢固。它無毒、無害、無污染，可帶水作業(yè)，是一種理想的防水堵漏材料。

防腐防水劑既可防水侵蝕，又可防潮、防霜凍、防青苔、抗風化、耐污染等綜合效果。 使用本品后對石材或磚面不產(chǎn)生任何顏色、質感、外觀的改變，保持原有風格。

墻面防水是一種由獨特配方調制而成的聚合物，不僅具有粘結強度高、抗?jié)B性能好的特點，同時又不影響地磚、馬賽克、木地板、石膏板等施工安裝。

補漏液使用起來輕松方便：無需專業(yè)工具、專業(yè)知識、專業(yè)人員，無需破壞原有裝飾，自己輕松搞定！它無色、無味、無污染，對人體及環(huán)境無任何危害，家居使用放心。本品遇水激活，不斷產(chǎn)生新的晶體密實裂縫，完全堵塞漏水通道，真正做到永不漏水。隱形防水劑自然滲透型防護劑，是無機硅酸鹽、活性二氧化硅、專用催化劑及其他功能助劑通過納米技術配制而成的新一代水性、環(huán)保、抗裂型防水劑。使用后在基面上形成透明又透氣的隱形防水保護層，當水珠落在建筑物表面時，就像落在荷葉上一樣，不留痕跡。

5. 密封材料

密封件材料有金屬材料（鋁、鉛、銦、不銹鋼等），也有非金屬材料（橡膠、塑料、陶瓷、石墨等）和復合材料（如橡膠-石棉板），但使用最多的是橡膠類彈性體材料。

硅橡膠密封劑能耐高溫和低溫、耐輻射、耐真空、無污染、無毒；聚硫橡膠密封劑具有優(yōu)異的耐航空燃料性能，還有就是耐高溫、耐高壓、耐摩擦、耐壓，這些都是密封行業(yè)的主導方向，密封材料的質量直接影響機械身設備的生產(chǎn)效率。

新型材料之“殺手锏”

新型建材具有輕質、高強度、保溫、節(jié)能、節(jié)土、裝飾等優(yōu)良特性。采用新型建材不但使房屋功能大大改善，還可以使建筑物內外更具現(xiàn)代氣息，滿足人們的審美要求；有的新型建材可以顯著減輕建筑物自重，為推廣輕型建筑結構創(chuàng)造了條件，推動了建筑施工技術現(xiàn)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，生產(chǎn)新型建材產(chǎn)品的原材料及工藝方法也各不相同。 就其發(fā)展情況而言，有的品種重在花色，花色品種層出不窮，如裝飾裝修材料；有的品種重在功能，如保溫材料；有的則通過深加工衍生出多個品種，如新型建筑板材等。以新型建筑板材為例。目前新型建筑板材有幾十個品種，其中紙面石膏板、玻璃纖維增強水泥（GRC） 板、無石棉硅鈣板是目前我國生產(chǎn)量最大、應用最普遍的三種新型建筑板材。這三種板材不但所采用的原料不同，生產(chǎn)工藝不同，其性能和功用也不同。如紙面石膏板主要原料為石膏和護面紙，適用于作內墻板和吊頂板；玻璃纖維增強水泥板主要原料是低堿水泥和耐堿玻璃纖維，適用于作內外墻板；硅鈣板主要原料是硅鈣材料，除用作內外墻板外，還可用于裝修以及制作和房屋結合在一起的家具等。這三種板的同一特點是：采用它們作為原始板材，再分別配上防滲、保溫、防火等功能材料，采用復合技術，可生產(chǎn)出各種輕質和性能優(yōu)越的新型墻體材料。此外，它們所用的原材料均為非金屬材料，而且又是三種最易得到的非金屬材料。