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能源危机的解决办法范文1
关键词:永动机;能源危机;陶瓷发电机;能量守恒定律;电能倍增电站
中图分类号:TM461文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)12-0097-02
一、陶瓷发电机简介
陶瓷发电机实际上是“变电容式”发电机。采用高耐压、高介电陶瓷片,是缩小发电机体积、提高效率的唯一途径。陶瓷发电机由此而得名。
陶瓷发电机的一个主要性能指标是“有效电容变化量”,其电容量由最大值到零值,连续的周期性的变化。该机的激励电路,将对其充电,充电电量Q正比于最大电容量C和激励电压U,即Q=CU,当Q值达一定量时,若C0则U∞。这就它的工作原理。
二、作用力等于反作用力,FL≠FC
设一台电磁感应式直流发电机,输出的电功率,直接供给一台电磁感应式直流电动机。
当该机组正常工作时,我们可以在发电机的输出端子上测量到他的额定输出电压U。电路中的电流I应由电路中的电阻R所决定。I=U/R。电动机的输入功率PN=UI。PN会
在电动机的内部产生一个强有力的磁场FLn。这个磁场FLn会产生一个“作用力”驱动电动机“转子”的旋转。“作用力”具有“积极主动”的意义,是针对“电动机”而言,在其内部是推动力。
通过发电机内部的电功率Pm=UI。Pm同样也会在发电机内部产生一个强有力的磁场FLm。通过发电机内部的电流属于“感生电流”,根据“楞次定律”,这个感生电流的磁场FLm会产生一个“反作用力”来阻碍发电机“转子”的旋转。力的方向和输入机械力的方向相反。“反作用力”具有“消积被动”的意义。针对“发电机”而言,在其内部是阻力。
从上面讨论可以看出Pm=PN=UI。既然Pm=PN则“作用力”等于“反作用力”。
电磁感应式发电机,是由原动机拖动发电机转子克服“磁场引力”(用FL表示)而作功。陶瓷发电机,内部无线圈,不产生磁场。是由原动机拖动发电机转子克服“电场引力”(用Fc表示)而作功。这里直接牵连出两个“场”――磁场和电场。两种发电机同时输出相等的电功率,实践中两种场的引力并不相等。即FL≠FC。
三、两种发电机同时输出1kw电功率,其内部产生的引力计算
首先计算陶瓷发电机在输出1kw电功率时,其电机内部产生的最大电场引力是多少?(静态最大值)一台陶瓷发电机,其基本参数:
额定输出电压:1000V;
工作频率50HZ;
定转子导体两板间隙:1mm;
最大电容变化量:10µf。
以上问题可等效为一个10µf平板型电容器,求两板间引力问题,我们直接引用库仑老先生早在200多年前给出的计算公式(同时我们也作了实验,实验值与计算值相符)。
Fc=E・Q=CU2/2d
= 0.00001×1000×1000/2×0.001=5000N≈500kg。
该机的输出功率:根据电流的定义,因Q=CU,f50HZ,每周期充、放电(Q)各一次:
I=2fQ=2fCU。
P=IU=2fCU2=2×50×0.00001×1000×1000=1000(W)。
2fQ非为有效值,近似于整流后的平均值,本文对此不再进行讨论。
结论:陶瓷发电机每输出1kW电功率其内部可产生电场引力为500kg(即Fc=500kg/kW)。
其反作用力(动态)FC反作用力=K×500kg/kw(式中K为比例系数,K
每千瓦电场引力因发电机的工作频率不同而不同,详见表1:
表1 陶瓷发电机工作频率与内部引力值的关系
工作频率f CU2 P Fc(1mm时) Fc(0.8mm时)
10 Hz 10 200W 2500 kg/kW 3000 kg/kW
15 Hz 10 300W 1660 kg/kW 1980 kg/kW
30 Hz 10 600W 830 kg/kW 996 kg/kW
50 Hz 10 1000W 500 kg/kW 600 kg/kW
70 Hz 10 1400W 357 kg/kW 430 kg/kW
关于电磁感应式发电机内部的磁场引力,计算起来比较麻烦,(假设条件多)且又不直观,最简捷有效又直观的办法,就是直接作一个实验来实际测量一下:
取一小型牵引电磁铁,上下块间隙垫一厚度为0.5mm硬纸
片,实验电压15伏,实测电流值为0.45A(15V×0.45A=6.8W),
测得最大引力值约20kg。(1000w/6.8w)×20kg≈3000kg。模拟直流串激电动机(汽车启动机)工作状态。每kW磁场引力,见表2:
表2 电磁感应式发电机v电动机w的定、转子间隙
与引力值的关系
定转子间隙 0.5mm 1.0mm 1.5mm 2.0mm
引力值 3000kg/kW 1750kg/kW 800kg/kW 350kg/kW
结论:电磁感应式发电机每输出壹kw电功率,其内部所产生的磁场引力为1750kg。
即FL=1750kg/kW。(静态最大值)v取间隙为1mm时)。其反作用力(动态)FL反作用力=K×1750kg/kW。式中:K为比例系数,因陶瓷发电机有多种结构形式,当两种发电机同为旋转式时两K值相等,当两种发电机不同为旋转式时两K值略有差异。
四、两种发电机消耗机械推动能量的比较
当两种发电机同时输出相等量电功率,其每单位时间输入的机械能量,即推动能量(E)之比是多少?影响输入发电机机械推动能量的物理指标有以下四项:(1)额定输出电功率P额定;(2)每秒钟转数,即频率fn;(3)转子有效力矩半径R转;(4)反作用力造成的阻力(动态)・kg/kW。
我们首先价定:(1)两机输出电功率相等。即P电磁额=P陶瓷额=1kW;(2)两机极数相等、转数相等f电磁=f陶瓷=50HZ;(3)两机转子有效力矩半径相等R电磁转=R陶瓷转;(4)采用模拟实验值(动态),FL反作用力=k×1750kg/kW,Fc反作用力=k×500kg/kW。
消耗的机械推动能量:
E 电磁机械推=P电磁额×f电磁×R电磁转×k×1750kg/kW;
E 陶瓷机械推=P陶瓷额×f陶瓷×R陶瓷转×k×500kg/kW;
E电磁机械推/E陶瓷机械推= FL/FC=3.5/1。
结论:输出电功率相同的情况下,电磁感应式发电机每单位时间消耗的推动能量是陶瓷发电机的3.5倍,或者说陶瓷发电机机械能转换电能的效率是电磁感应式发电机的3.5倍。
五、电能倍增电站的行为
设以一台电磁感应式电动机,直接推动一台陶瓷发电机,组成一个“电动-发电-供电”的闭合环路系统。取名称:“电能倍增电站”。在假设“同轴同步,两机转子有效力矩半径相等(工作频率50Hz)的情况下,我们讨论其内部的量值关系:
该电磁感应式电动机吸收1kw电功率,可以在其转子表面产生磁场引力而形成作用力,FL作用力=k×1750kg以驱动其转子的旋转。而该陶瓷发电机输出1kw电功率只须克服“电场引力”所形成的反作用力。Fc反作用力=k×500kg。
则1750-500=1250,可见该系统尚有1250kg剩余引力,可以提供给其他机械使用。
如果全部应用于发电,企图维持该系统的正常运转,该系统应满足以下量值关系:
(该电动机产生的作用力)≥(该发电机产生的反作用力)。(摩擦力忽略不计)
即:P入×FL作用力≥ P出×Fc反作用力。
P出≤ P入×(FL作用力MFc反作用力)。因FL反作用力=FL作用力。
P出≤ P入×(FL MFC ),令P入=1(kw)
P出≤1(kw)×3.5。
P出≤3.5(kw)。
得到了输出功率大于输入功率的结果。这一结果和能量守恒定律的陈述是相抵触的。
在以上讨论中,只有当(FLMFC)=1时,即FL=FC时,该系统输出功率才等于输入功率;才能维持“能量守恒”。若FL≠FC时,输出功率就出现大于、或小于输入功率的情况。即破坏了“能量守恒”,由此而得出结论:
若FL≠FC,则能量就不守恒。。该系统具有能量倍增、放大作用。
若经多次转换,多次倍增(n)次,其能量(E)可以被无限制的倍增、放大。
E=(FLMFC)n(n为自然数1、2、3、4…)
如果令(FLMFC)=β。则E=βn。
例:在这里β=3.5,如果假设n=3(即经3次转换、倍增;组成3级连续环路系统)其能量:
E=(3.5)3=3.5×3.5×3.5=42.875(倍)
若输入功率为1kW 则输出功率为42.875kW。取其中一部分(1kW)反送给该电磁感应式电动机,作为输入功率。则“该3级连续环路系统”末级输出功率约为40kW。
从上面的讨论可以看出:“电能倍增电站”是一种完全脱离了“能源物资”的、纯粹的、物理转换过程。“能量”从“转换效率差”中产生。
目前,在这个世界上,能源与能源物资紧密的联系在一起,能源物资是“有限”的,能源就存在“危机”。能量脱离了物资,“能源危机”将不复存在。该系统从根本上解决了“能源危机”问题。
六、实践中完全可以实现FL ≠FC
以上讨论的焦点是:若FL≠FC,则能量就不守恒。从表1、表2中可以看出:当实验样品“电磁感应式电机”确定后,FL值是一个与电机转子转数无关的量。但是,FC值却是随着发电机工作频率的不同而不同,即f×FC=(常数),f与Fc成反比关系。当f值升高,FC值却有下降趋势。假设在某一特定频率下两者相等(FL=FC),如果人为改变工作频率f就会破坏这种等值关系。为此,我们有理由说,实践中完全可以实现FL≠FC。
如果有人不愿意放弃能量守恒定律。您必须设法证明FL =FC,而且还有一个附加条件:“要求两者必须严格相等”。因为这是能量守恒定律所要求的必备条件。
七、电能倍增电站的广泛用途及其意义
电能倍增电站可以取代任何动力机械,具有“三零”之特点:零消耗、零排放污染零。电能倍增电站的问世为人类的能源危机、环境污染提供了一条极好的解决办法。特别在军事、航天技术方面,具有广阔的应用前景。
参考文献
[1]鲍重光.静电技术原理[M].北京理工大学出版社,1993.
能源危机的解决办法范文2
一、教师要有渗透环境保护的意识
“思想支配行动”,作为化学教师而言,首先要在思想上引起足够的重视,要意识到化学教学对环境教育的重要性和必要性,只有这样,咱们才能在化学教学中有意识的对学生进行环境教育,提高学生的环境保护意识。
二、在实验教学中渗透环境教育
化学实验,不论是演示实验还是分组实验,它们既能培养学生的动手能力、观察能力、思维能力,又能很好的对学生进行环境教育。而“化学是一门以实验为基础的科学,化学的许多重大发现和研究成果都是通过实验得到的。”因此,在化学实验中渗透环境教育就更生动、更具体、更直接、更有教育意义。如药品取用为什么要按规定用量,没说明用量则取少量,固体药品盖满试管底部,液体药品则取1-2ml,这样既节约药品又减少对环境的污染。再如对用剩药品的处理:为什么不能放回原瓶,不能抛弃,不能带出实验室,要放在指定容器里,其根本原因就是为了防止造成对环境的污染和危险;硫磺在空气中的燃烧需要在密闭的容器中进行;制气体的装置为什么首先要检查装置的气密性;一氧化碳还原氧化铁为什么要对尾气进行处理;以及闻气体的方法;化学试剂的贮存和使用等等。化学实验是对学生进行环境教育的重要环节,也是环境教育的重要时机,教师必需运用好这环节,对学生进行环境教育。
三、在课堂教学中渗透环境教育
新课标提倡:“以教师为主导,以学生为主体”。教师要充分利用现有教材中的环境教育因素加强对学生的环境教育。例如,在讲“我们周围的空气”一单元时,可以给学生讲解空气的污染与治理,沙尘瀑的产生与防治,也可根据学生的实际,讲解如何避免SO2、CO的中毒以及SO2、CO中毒后如何处理;还可以给学生讲解臭氧的作用以及出现臭氧空洞的严重后果等。在讲解“自然界的水”时,淡水资源的危机、水体的污染便可贯穿其中,从全球来看,淡水资源短缺,分布不均,而水污染又在进一步加剧,造成淡水供需矛盾的尖锐;这样能很好的让学生意识到,环境污染给人类造成的极大危害,使之体会到水资源保护的重要性;讲解“碳和碳的氧化物”的知识学习后,可以给学生介绍“温室效应”的形成、事实、危害。在讲解“使用燃料对环境的影响”时给学生讲解酸雨的形成、空气的污染、温室效应,以及为何要寻找和开发新能源等。在讲解“金属资源的利用和保护”时,教育学生为什么要合理开采和利用资源以及废旧电池为何要回收等;在讲解“有机合成材料”时给学生讲解什么是“白色污染”以及如何解决“白色污染”,教育学生从身边的小事做起,争做保护环境的主人。新晨
作为化学教师要充分利用书本知识,结合身边实际把环境教育穿穿于课堂教学之中,让学生了解环境问题的前因后果以及一些相应的解决办法,培养学生的环境忧患意识。
四、在课外活动中渗透环境教育
教育的目的之一就是让学生获得知识、具有一定的能力,因此环境教育的根本目的就是要让学生明白为什么要保护环境。教师可以利用如3月12日植树节、5月31日世界无烟日、6月5日世界环境日等纪念日,争取当地有关部门的支持,让学生参与到活动中去,使学生通过这些活动受到教育,从而提高环境保护的认识。还可以利用寒署假、节日等空余时间让学生通过开展社会调查的方式对自己生活的地方进行环境调查,看一看我们身边存在哪些环境问题?造成这些环境污染的原因是什么?首要污染物是什么?有什么严重后果?可以通过什么方法加以解决等,从而提高学生的环境保护意识,增强社会责任感。
五、在化学试题中渗透环境教育
能源危机的解决办法范文3
“拉闸限电”,一个久违的词汇,如今高频率地出现在媒体之上。“电荒”、“煤荒”、“油荒”接踵而至,人们不禁有如此疑问,我们的政府对此在做些什么?
弊病
“电荒”的出现,不仅与的迅猛增长有关,更与电力行业自身体制的有密不可分的联系。
有业内人士认为,造成电力紧张的一个重要原因是电源结构失衡,火电所占比例过大,煤荒加剧了电力紧张。中国火力装机占总量的75%(美国火电占51%)。中国煤炭产能建设严重滞后,加之铁路运力有限,煤炭和运力瓶颈双双制约着电煤供应。
“拿现在顶在热点尖儿上的钢铁和电力进行比较,二者截然不同。”北京大学中国经济中心的胡大源教授在接受《瞭望东方周刊》采访时道:“钢铁早就市场化了,它自身供求的波动也很大,但这种反应是很快的。如果有这种市场需求,会很及时地反映给生产方。”
与之相反的是,电力还处于垄断,事先比较难预测其需求量,只有到了真正短缺的时候,这种供求矛盾才会显现出来。
胡教授认为,电力行业存在的问题,更多的是制度上的问题。这种改革的滞后已成为制约经济的“瓶颈”,因此打破这种行业垄断已成为当务之急。
国家发改委能源研究所高级顾问周凤起对《瞭望东方周刊》表示,高能耗的部门例如冶金、水泥、化工等产业的增长有过热的趋势;能源需求估计不足,前两年出现的电力的相对过剩,而现在却是电量总体的不足;中国近几年的经济增长主要靠扩大内需来拉动,汽车产业和房地产的发展刺激了能耗的增长;电和煤还没有形成连动的价格机制,无法形成良性循环。
牵一发而动全身,由于电力行业对市场的反应不灵敏,使得在能源问题凸现的时候,直接导致了煤炭市场告急。
国土资源部油气资源战略研究中心一位研究人员告诉《瞭望东方周刊》,相比中国日益增长的能源需求,我国能源战略储备和预警体系的建设就显得有些薄弱。
“政府在制定政策时需要对未来的局面有一个超前性的预测,但是对于短缺的石油资源,国家却很难做出有效的国内规划。这是由中国石油资源先天不足造成的,而中国目前需要2亿5000万吨石油,这是国内生产所远远不能满足的。”石油大学(北京校区)陈大恩教授在接受《瞭望东方周刊》采访时表示。
开源
面对日益告急的能源危局,可选择的应对方案无非是开源与节流两种。
事实上在两年前政府已经注意到了油气资源的匮乏对将来国家战略安全将会造成极大的隐忧。
自2002年4月起,国土资源部陆续遴选出一批最有前景的石油勘探靶区,以西部鄂尔多斯盆地大型骨干综合能源基地为研究对象,建立国家级油气资源数据库,努力促进油气资源找矿工作实现重大突破。
在中国国家煤炭大会上,芝加哥大学能源系博士凯瑞.布劳德建议中国政府:“建议当经济发展时,提高能源的利用率,从西方的经验来看,能源需求的增长要和经济发展同步。另外要发展新技术、寻找新能源,寻求更好的解决办法。”
6月24日,发改委能源局表示,根据目前中国的天然气发展战略与政策,政府鼓励外商参与从天然气勘探开发、基础设施、天然气发电站、大中城市燃气等项目的建设与经营,对外开放的领域几乎涵盖了整个天然气产业链。
这在以往几乎是不可想像的。
陈大恩教授认为,能源危机的解决之道一方面是国家继续积极地对石油资源进行勘探;另一方面,要提高开采效率,使石油资源的有效利用率达到更高的水平。对于像大庆油田、胜利油田这样已经开采多年的油田,可以运用注水开采等新的手段来提高它们的出油率,尽管这样会提高石油生产的成本。
在继续勘测石油储量的同时,核电项目也成为政府的选择之一。
中国核集团公司总经理5月24日表示,中国核电站预计到2005年底全部投入商业运行。
他说,中国核电总装机容量达到870万千瓦,共有6座核电站,11台核电机组。2003年,中国核电发电量达到437亿千瓦时,比上年增长64.8%。按照规划,2020年中国的核电要达到3600万千瓦左右的装机容量,占全国装机容量的4%。届时,中国的核电装机容量将新增2800万千瓦,比现在增加320%。
节流
根据国家发改委的预测,未来20年中国对能源的需求将有明显的增长,到2020年,国内能源供应缺口将进一步扩大,而石油、天然气等重要能源对进口的依存也将大大升高。
高世宪表示,如果再不节能,那么未来中国的战略安全将会受到能源匮乏的巨大威胁。
在今年3月召开的中央人口资源环境工作座谈会上,主席、总理对资源节约提出了明确的要求。
4月15日,国务院召开全深入开展资源节约活动电视电话会议,会议主题就是增强做好资源节约工作的紧迫感和责任感,全面部署资源节约工作,加快建设资源节约型社会。
节约能源已经成为目前中国政府高层的普遍共识。
事实上,新一届政府部门几乎同时启动了《中国可持续油气资源战略》、《我国能源中长期发展规划》、《新一轮全国油气资源评价》、《全国油气资源战略选区调查评价》、石油储备等重大行动。
前不久,发改委能源局局长徐锭明对外界表示,“国家能源发展中长期的总体规划和煤、电、石油、储备、走出去和可再生能源利用等方面的专项规划,我们都已经做完。”
据悉,能源局出台了五大措施,来规避石油短缺的风险。一是组织探明国内石油储量,以三大公司增加投入为动力,来提高国内石油产量;二是通过替代燃料和提高燃油型标准,来减少工业和民用机动车的耗油量;三是以三大公司为主,开发天然气资源,力争在五年内产量翻两番;四是鼓励走出去,利用境外资源;五是规范市场建设。
能源危机的解决办法范文4
关键词:建筑机电;设备节能;遵循的原则;设计措施
一、建筑机电设备的节能现状分析
随着节能理念的深入人心,人们对于建筑节能的要求越来越严格,节能型建筑已经成为今后发展的一个大趋势,并且始终贯穿在建筑设计、施工以及使用的全过程中。在几次国际性的能源危机过后,各国对于温室效应对环境产生的负面影响以及矿物能源的不可回复性有了更深层次的认知。但是人们不得不面对的是日益增长的能源需求,从而使得两者之间产生了极为复杂的矛盾关系,为了有效地解决这一问题,节能减排、低碳环保的理念被提出。建筑机电设备作为我国能源消耗大户之一,现已受到人们越来越多的关注。机电设备涉及的领域既广且杂,在一般建筑内包括空调、暖通、给排水、消防等等,智能建筑中的机电设备更多。据有关调查结果显示,建筑机电设备有很大一部分处于满负荷状态及高限状态运行,这不仅使能耗有所增大,而且还使运行质量有所下降,这样一来难免会造成末端设备与管道的承载压力增高,从而严重影响了设备与管道的使用寿命。此外,建筑内一般采用的都是单相电感性负荷,由于其功率因数相对较低,致使电网中滞后无功功率的比重较大,这不仅严重影响了设备的使用效率,而且进一步增大了设备能耗。正因如此,对机电设备进行节能已经势在必行。
二、建筑机电设备节能应遵循的原则
随着我国经济的不断发展,我国建筑机电节能工程技术也随之发展。面对世界性能源紧张的问题,只有对能源进行节约,才可以有效的实现我国社会与经济的可持续发展。想要进一步实现建筑机电设备节能就必须在工程设计时遵循以下原则:其一,科学合理设计供配电,以促进电能有效利用。通常情况下,建筑机电设备在设计时优先考虑的主要是其经济性和适用性,简单来讲就是设备必须能够为建筑提供所需的动力和必要的能源,并且可确保机电设备对控制方式的要求,使其发挥出最大的功效和作用。同时机电设备安全性也是必须考虑的因素之一,机电线路之间应当具备足够的距离和绝缘强度,还应具备相应的动稳定和热稳定裕度,这样有利于确保供配电及各个用电设备的安全性。此外,还必须有可靠的防雷措施,对于一些特殊的场合还应具有防浪涌及防静电保护措施;其二,应进一步提高机电设备的运行效率,借此来降低电能的直接或间接损耗。如果机电设备的运行效率过低,那么必然会消耗大量的能源,这与节能要求严重不符,为此,应当在满足建筑物各方面使用功能要求的基础上,将能源消耗降至最低,尽可能做到以下几点:优选节能设备、采取无功补偿、降低线损、均衡负荷,最大限度地提高能源利用效率;其三,优选设计参数。在具体设计过程中,应当对设计参数进行优选,若有特殊的用电要求,应当采取合理的节能措施,以达到最佳的节能效果。
三、建筑机电设备节能减排的优化设计措施应用
1变压器节能
1.1选配变压器容量。就理论层面而言,为了发挥变压器的最大功率,应当保证平均负荷率是额定容量的50%~75%。但是,由于变压器自身功率因素和负载是变化的,并且有可能存在超载运行的情况,所以不能按照最大功率这一原则选配变压器容量。变压器容量选择一定要适当,符合实际情况需求,切忌过大或过小。容量过大会出现空载现象,增加损耗;容量过小,会使变压器负载过大,增大负载损耗。
1.2.优化选择变压器类型。应当遵循以下两个原则优化选择变压器类型,确定变压器数量。①选择效率高、能耗低的节能型变压器,减少空载状态下产生的铁损和漏磁损耗,降低负载时在变压器线圈电阻上产生的损耗;②若在绝大部分负荷为三级负荷的情况下,可选择一台变压器。若在一、二级负荷比重过大,需两个电源供电的情况下,应选择两台变压器。特殊情况下,也可选择多台小容量变压器。
1.3.提高变压器功率因数。用电设备不仅要消耗有功功率,还要消耗一定的无功功率。所以,应在该种设备系统中装设移相电容器,改善负载功率因数,降低变压器线路损耗和铜损耗,达到抑制无功功率消耗的目的。 (二)空调系统的节能优化设计。商用建筑中空调系统占据较大的份额,空调系统的能源消耗也是机电设备中消耗最重的组成,其能源损耗来自于两个方面:即制冷和制热源的能耗、空调辅助设施如风机、水泵等的能耗。对空调系统的节能优化设计主要体现在:室内的温度参数是设计的重要指标,要利用室外的自然风力资源,合理调节室内外的温度,降低室内外的传热温差;要化自然资源为动力,减少空调系统的动力损耗,动态地控制好空调系统的参数指标,杜绝热量的不足与过剩,在排风的过程中优化热量的回收功能。
2 照明系统的节能优化设计。在建筑机电设备的照明系统中,按使用区域的不同划分为:公共区域和室内区域以及泛光照明,为了更好地进行建筑机电设备的照明优化功能,需要进行合理优化的照明设计:自然光线是建筑设计中要开发和利用的资源,需要在机电设备使用中加以合理开发与利用;其次,不同区域的照明系统也要根据不同的照明标准进行设计;再次,在不同的区域也要选用不同的灯具,用高效的光源控制装置进行照明的优化与调节,如:照明采用低压LED灯具,手机充电采用36V低压充电器等。
3.给排水系统的节能优化设计。水资源的合理开发利用具有重大功效,在建筑机电设备中的水资源利用中,主要体现在给排水系统的节能优化方面,由于建筑设备中采用高位、直接和恒压的给排水装置,尤其是在兴起的高层建筑设计给排水系统中,主要采取以下节能措施:运用新技术推广和普及节水设备,同时应用高效的变频水泵,对水供应系统进行优化;并且开发可适用、可控的第二水源,在水资源匮乏的环境下延续长远的发展规划。
4.供配电系统的优化节能设计。在建筑的机电设备中,其供配电系统要依循简明而适用的原则,通过环式、放射式和树干式的电路设计,运用科学系统的供电线路布置,有效实现安全供电,并杜绝重叠供电的发生。
四、结束语
建筑机电设备是建筑中的重要设施,其涵盖的内容、领域非常广泛,是一项复杂的系统工程。为了保证建筑机电设备的节能优化功能,更好地为建筑行业服务,就必须对机电设备的各个环节进行逐一规范,通过对建筑机电设备中的空调系统、变压器设计、电梯系统和给排水系统的优化设计,以节能减排的环保理念,实践各环节的优化措施,用切实可行的优化措施贯穿于建筑施工中的每一环节,真正实现全方位的机电设备节能减排工作。
参考文献:
[1]曹永安.建筑机电节能工程设计实践探讨[J]. 科技创新导报. 2011(32)
能源危机的解决办法范文5
在与会专家看来,金融危机之所以爆发,世界经济之所以出现不平衡,其根本原因在于一些国家的内部出了问题,失衡各方要首先从自身内部寻找原因,而不应一味谴责对方。
与会专家也认为,要找出应对危机的措施,就需要问诊危机,认清世界上存在着的两类经济结构失衡。一个是中国的经济失衡,主要表现在过高的储蓄率对应着过低的消费率。另一个是西方发达国家的经济失衡,与中国正相反,表现为过高的消费率和过低的储蓄率。
两种相反的失衡反映了第二次世界大战后世界经济的格局。发达国家和发展中国家通过国际贸易形成互补关系。通过国际贸易,发展中国家储蓄中的一部分借给发达国家,这在一定时期内有利于发展中国家。西方国家特别是美国,利用美元的主导地位,运用扩张性的货币政策和宽松的金融监管也促进了经济增长。而西欧国家则通过大量借债的办法来支持经济的繁荣。
但是,尽管各个经济体面对两种经济失衡都在一定时期内实现了经济繁荣,但失衡中暗藏危机风险。
中国经济的不平衡
中国经济对内不平衡,可能并不表现为消费的不充分,特别是物质上消费的不充分,而是表现在城乡差别大、地区差别大、商品和服务差距大、服务的消费相对于商品严重不足、公共服务严重短缺,以及相对于物质财富、金融财富增长迅速,而知识财富、人力资本增长缓慢,生态财富更是负增长。
中国经济对外不平衡的核心问题是产业结构比较落后。制造业很发达,占GDP的比重高达48%,但高度集中于低附加价值的低端产业,中国靠低端产品与其他国家交换获得了贸易顺差。
但是,中国经济不平衡给世界经济作出了贡献,所有工业品的价格逐渐下降,而所有原材料、能源产品价格都在上升。不过贡献之外也带来问题,中国的进口,特别是能源原材料的进口越多,对世界造成的压力也越大。还有环境和排放问题。另外,产成品价格上涨,全球的通货膨胀可能会重新上扬,廉价储蓄和资本也会减少供应。
为实现经济平衡增长努力
世界经济失衡实际上是发达国家转向更高水平的经济形态,即后工业化阶段,该阶段虽然痛苦,但也难以从根本上治愈失衡。发展中国家为扭转失衡可发挥更大作用,现在的关键是如何让它们得到更多的经济资源,在未来发展中不至于被甩得更远。中国为此可以做很多事情。
与会专家指出,中国目前应该做的,就是加快转变经济发展方式,实现经济的可持续发展,全球经济也将因此受益。
专家指出,为解决内部失衡,应努力做好储蓄与消费的平衡、内需与外需的平衡、金融创新与金融监管的平衡、虚拟经济与实体经济的平衡、经济增长与可持续性发展的平衡和地区一体化与经济全球化的平衡。
实现可持续发展需转变发展方式
世界的未来必取决于我们是否有能力找到实现可持续发展的对策,切实可行的做法是迅速采取全球性的综合对策。但到目前为止,可能仍未能正确理解和抓住这种平衡的经济层面问题。具体而言,无论是在国家、区域还是全球范围的决策过程中,可持续发展都被视为一项只有富人才有实力争取实现的长期目标,因为他们已经实现了经济增长的短期目标。这样,环境目标与经济目标就被置于彼此排斥的对立面上――其中一个目标的实现必将以牺牲另一个目标为代价,显然,在这场较量中,经济利益完胜。这也就说明了为什么很难将可持续发展对话转化为切实行动。
中国更需转变发展方式
中国经济再平衡的关键是转变经济增长模式。靠投资拉动和出口导向驱动的增长模式即将走向尽头。中国现在的货币与GDP比率是世界第一,超过了180%,流动性泛滥,造成金融体系无法承受外部或内部的冲击。这样的经济增长模式,是储蓄与消费结构失衡最深刻的根源。投资率不断提高,消费率不断下降,对分配产生了消极的影响:资本所有者的收入越来越高,而作为社会主要消费力量的劳动者的收入越来越低,从而形成了一种恶性循环。
专家也强调,中国虽在“九五”规划中正式提出转变经济增长模式的问题,但直到现在仍未达到预定的要求,根本原因是体制上的障碍。只有坚持改革,才能消除体制,建立有利于创业的经济体制。 “十二五”规划指出,改革是加快转变经济发展方式的强大动力,必须以更大的决心和勇气全面推进各领域的改革,使上层建筑更加适应经济基础的发展变化,为科学发展提供有力的保证。
转变经济增长方式,同时需要明确政府在市场经济中的作用。在今后的改革中,一方面,政府做到有所为、有所不为,不应该由政府做的事情,让市场去做。另一方面,政府需要进行监管,在提供公共产品、提供基础社会保障、提供良好教育体系等方面,应尽自己的责任、加强自己的工作。如果改革工作做好了,中国经济发展方式的转变、解决经济失衡问题就能够进行地更快、更好一些。这样,中国就直接或间接地对世界经济的稳定发展作出了贡献。
绿色增长是可持续发展的必由之路
专家指出,绿色增长是发展中国家的必然选择。在新的绿色发展模式下,气候变化和能源危机等挑战不再被单纯当做问题,而是被视为实现新增长和创造就业的机会。绿色增长的推动因素是新思路、变革性创新与尖端科技,特别是在信息和通信领域。资金支持对实现绿色增长有着举足轻重的作用,除了要最大限度地综合利用各种融资手段,还必须创造公共和私人资金之间的协同效应。
政府的引导对实现绿色增长极为关键。公共政策必须能够有效内化全球气化的外部性,从而有效促进私人资金的注入,解决绿色增长领域私人投资收益低的问题。通过财政手段制定合适的碳价格,如取消对化石燃料的补贴、征收碳排放税、制定排放交易方案,这些都能有效地把资金从高碳经济活动引向低碳活动。需要制定长期的借贷和投资政策,建立适当的法规和激励机制,减少机会成本和不确定因素。
协调全球的碳政策、措施,也有利于筹集气候行动和绿色增长公共资金。同时,多边开发银行(MDB)与联合国体系进行合作,通过将气候行动纳入国家、地区的发展计划,充分利用绿色投资。资金对绿色技术发展也同样重要。在创新技术的初始阶段,政府拨款对于研发极为重要,在技术研发阶段,公共部门必须与私营部门进行合作。此外,政府对气候相关研究和创新的支持也有助于开发绿色增长新融资手段和产业发展,包括碳市场、碳基金、碳计量、碳排放经纪公司或持证中间商。
绿色增长为亚洲和发展中国家提供了一条切实可行的道路。通过这条道路可以缩短与发达国家的经济差距,可以让其超越传统的发展模式,走上可持续的发展道路,实现经济和环境目标。绿色增长为目前所面临的许多全球问题提供了一个全面的解决办法。
能源危机的解决办法范文6
【关键词】自然通风应用实现方式节能
1.建筑设计中自然通风应用的意义
随着科学技术的不断进步,设备的不断更新,人们的日常生活越来越依赖于消耗地球上原本就不再充足的能源,而忘记了大自然能提供给我们的低能耗甚至是零能耗的提高建筑舒适度的措施。随着能源危机的不断加剧和大自然对人类的一次又一次警示,我们终于注意到,建筑产业对环境的破坏的严重程度是超乎人们的想象的。建筑是高污染、高耗能的产业,积极推进绿色生态建筑的发展已经成为一项刻不容缓的艰巨任务。尤其是建筑耗能伴随着建筑总量的不断攀升和舒适度的提升呈急剧上升趋势。
在建筑的全生命周期中,建筑材料和建造过程所消耗的能源一般只占其总的能源消耗的20%左右,大部分能源消耗发生在建筑物运行过程中,如采暖空调能耗、照明能耗、通风能耗等,因此降低建筑物运行过程中的能耗对建筑专业而言具有真正研究意义。而在建筑物的运行过程中,空调能耗主要用于补偿围护结构传热损失和处理新风,因此良好的建筑通风设计可降低空调耗能。
自然通风,自然通风是指利用空气的密度差引起的热压或风力造成的风压来促使空气流动而进行的通风换气, 是最自然的建筑节能手法,也是绿色建筑最重要的气候调节对策。在建筑设计中充分利用自然通风能够有效地实现室内环境的降温,还能够节约常规能源、减少环境污染。同时还能够将新鲜空气引入室内并及时地将污染物排出,极大地改善室内环境品质。这是一项非常传统的建筑防热技术,具有巨大的节能潜力。
我们的祖先在几百年或者至少是几十年前就应用了很多对抗不利气候条件的策略和解决办法,他们在利用技术和自然基础知识方面融入了更多的智慧,自然通风就是他们的优秀成果,不同气候条件下的传统民居形式就是他们智慧的体现,我们应该去借鉴、学习,并在当前以节能、舒适为主要目标去发扬、去优化减少对其他耗能系统的依赖。
2.我国自然通风的优势
我国绝大多数地区一年中风向都会发生着规律性的季节更替,这是由我国所处的特殊的地理位置决定的。我国地处于欧亚大陆的东南端,濒临太平洋,由于海洋和陆地热力性质的差异以及太阳辐射随季节的变化,导致冬夏间海洋与陆地上气压的季节变化。夏季大陆形成低气压,海洋形成高气压;冬季则相反,大陆气压高,海洋气压低,于是我国冬季多偏北和西北风。相反夏季多东南风或西南风。我国这种具有规律性的季风特点对于建筑中采用自然通风是非常有利的。
3.建筑设计中自然通风的实现方法
自然通风的实现,主要是“风压”和“热压”的作用。利用风压就是利用建筑迎风面和背风面的压力差进行气流组织,形成自然空气流动。热压通风又被称为“烟囱效应”,其应用主要依靠建筑设计及通风控制技术。热压产生的流量大小主要受室内外温度差及进出风开口之间的有效高差影响。室内外温差与开口之间高差越大,则热压产生的换气量越大。
在实际工程中,由于各方面条件的限制,实现自然通风的方法也不尽相同。大体来说有以下几种方式:
1)控制建筑物的体型和布局
建筑物的体型和布局对自然通风的作用影响很大。单体建筑设计应尽量使建筑的法线方向与建筑所在地夏季的主导风向一致。但是对于建筑群体,前后面建筑之间的影响比较大,应该分析和优化设计建筑群的整体布局和楼间距。
2)围护结构的开口的优化设计
围护结构的开口的优化设计主要是指窗户的开口大小、位置、形式优化设计。当外界风速较高时,可以通过调节开口开度,减小通风量;但反过来,外界风速较小时,则有可能无法满足建筑的通风量要求。所以,应该尽量减小建筑内部气流路径的阻力。直接的手段是减短气流路径,如建筑穿堂风设计。
3)屋顶的优化设计
屋顶不单可以作为建筑自然通风系统的组成部分,本身也可以通过设计成为一个独立的通风系统――通风屋顶。通风屋顶内部一般有一个空气间层,利用热压通风的原理使气流在其中流动,以改善屋顶内表面的温度,进而影响到室内温度。
4)地板的自然通风与节能
由于低温空气向下沉,地板通风,可以使新鲜的低温空气从地板的送风口进入室内,夏季打开送风口,低温新风围绕人体,既提供新鲜的室外空气,还增加体内散热及防止由皮肤潮湿引起的不适。
5)中庭、排风烟囱和通风墙体
在建筑中设置的中庭、排风烟囱和通风墙体都是利用“烟囱效应”组织气流按照一定的路径流动,气流流动主要由建筑内部温度梯度的大小决定。利用太阳能可强化自然通风,实现方式主要为:设置太阳能集热器、屋面太阳能烟囱等,利用太阳的热量来加热集热构件形成热压,引起空气流动。
6)双层护结构
双层护结构是当今建筑中普遍采用的建筑节能技术。尤其是双层玻璃幕墙,它由内外两道幕墙组成,之间留有一个空腔,又称“会呼吸的皮肤”。在冬季可关闭进出风口利用“温室效应”提高维护结构表面温度。在夏季可利用“烟囱效应”带走通道中的热空气实现自然通风达到降低房间内温度的作用。
7)地下风道
地下风道可以将空气在进入室内之前进行预处理;在冬季,作为地道预热系统,将室外的低温空气引入地道,对空气进行预热再向室内提供经过加热的新鲜自然风,可有效改善冬季为减少热消耗较少开窗而造成的室内的空气品质不佳的现象。在夏季,可作为冷却系统,收集夏季夜晚相对较低的空气并利用地道内的低温环境进一步冷却再向室内提供凉爽新风。
北京大学附属小学校园建筑所进行的节能技术实践中就采用了地下风道降温预热系统,取得了较好的效果。
4.建筑中自然通风设计的应注意的问题
我们知道,中国幅员辽阔,从南到北、从东到西跨度很大,当南方己进入炎炎夏日,东北地区的人们可能才刚刚褪去冬装。而且即使是在同一纬度线上的杭州和拉萨也因为海拔高度的原因而使得夏季长短不一。因此,在建筑自然通风的设计中要注意分区,注意结合当地的自然气候条件。不同的气候条件对房屋建筑提出不同的要求。炎热地区需要通风、遮阳、隔热,防室内过热。寒冷地区需要采暖、防寒和保温。在北方气候应该展现“封闭型通风设计”,即采用采用气密性良好的围护结构,以及固定的通风口、控制通风量与通风路径的通气管通风塔等。而对于南方热湿气候地区则应展现“开放型通风设计”,即多空隙围护结构、导风遮阳板镂空阳台等。
结语
在全球能源日趋紧张的大环境下,中国的能源形式愈发严峻。特别是在环境气候问题日益严重的今天,作为建筑师,从所从事的每个层面去减少不可再生能源的消耗是我们的职责。我们应该避免对高科技的依赖,重新审视下我们的祖先在几百年或者至少是几十年前就发现的策略和解决办法,他们在利用技术和自然基础知识方面融入了更多的智慧,自然通风就是他们的优秀成果,我们应该去借鉴、学习,并在当前以节能、舒适为主要目标去发扬、去优化。
【参考文献】
[1]钟军立 曾艺君.《建筑的自然通风设计浅析》重庆建筑大学学报,2004(2).
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[4]郭一军.《建筑结合环境设计的低碳生态性》太原理工大学.硕士论文.2010
[5]卜根.《我国不同地区自然通风应用潜力与节能潜力研究》南京理工大学.硕士论文.2010