第4章建筑能源需求与供应(第一节)讲述.pptx

第四章 建筑能源需求与供应第一节 能源的基本概念 建筑环境与能源应用工程专业概论 建筑环境与能源应用工程专业概论 1 4.1.1 能源 2 建筑环境与能源应用工程专业概论 物质世界的构成 建筑环境与能源应用工程专业概论 3 一次能源和二次能源 可以直接获取能量或经过加工转换获取能量的自然资源称为能源。 在自然界天然存在的、可以直接获得而不改变其基本形态的能源是一次能源。 将一次能源经直接或间接加工改变其形态的能源产品是二次能源 4 建筑环境与能源应用工程专业概论 一次能源 二次能源 煤炭、石油、天然气、水力、核能、太阳能、地热能、生物质能、风能、潮汐能、海洋能 电力、热力（蒸汽、热水、冷水）、城市煤气、各种石油制品、氢能、沼气 遵循自然规律 “量”的规律：能量守恒定律 “质”的规律：从高温到低温 5 建筑环境与能源应用工程专业概论 可再生能源和不可再生能源 可再生能源 太阳能； 风能； 地热能； 现代生物质能； 海洋能； 小水电。 清洁能源 非化石能源 6 建筑环境与能源应用工程专业概论 4.1.2 能源效率 7 建筑环境与能源应用工程专业概论 能源效率（Energy Efficiency）的三重含义 1. 能源有效利用（Efficient Energy Use）：即用尽量少的能源提供尽量多的产品或服务。 2. 能源转换效率（Energy conversion efficiency）：能源经过加工、转换后，产出的各种能源产品的数量与投入加工转换的各种能源数量的比率。 3. 能源节约（Energy conservation）：减少服务、限制用能 注重全生命周期的能耗 注重从一次能源到二次的能源转换过程的能效 （提示：同学们可以举出三种能效途径的实例/查找资料，对某个家电产品分析其生命周期能耗/分析某种品牌汽车的能效） 8 建筑环境与能源应用工程专业概论 服务与能效 9 建筑环境与能源应用工程专业概论 图中横坐标表示能耗，纵坐标表示服务，中间的斜线叫做服务曲线。显然，提供的服务越多，能耗就越大。服务曲线的斜率是能源利用的效率。能源利用效率越高，斜率就越大，服务曲线就越陡峭。 热力学第二定律 在环境条件下任一形式的能量能够转变为有用功的那部分称为能量的? ，在一定的能量中?占的比例越大，其能质（品位）越高。 热能应用中应遵循的两个原则： ① 不应将高能级的热能用到低能级的用途，例如，用来源于火力发电的电力直接加热为建筑供暖； ② 尽量实现热能的梯级利用，减小应用的级差，例如高温热能应先用来推动热机或发电，将余热用来供暖或加热热水，做到物尽其用，温度的对位应用。 10 建筑环境与能源应用工程专业概论 4.1.3 能源消耗对地球环境的破坏 11 建筑环境与能源应用工程专业概论 能源消耗对地球环境的破坏的两个层面 第一是传统意义上的“公害”问题，即大气污染、水污染和固体废弃物污染。 第二是能源消费中的温室气体排放所导致的全球气候变化。 温室气体主要指： 二氧化碳（CO2） 甲烷（CH4） 氧化亚氮（N2O） 全氟碳（Perfluorocarbons, PFCs） 氟代烃（Hydrofluorocarbons，HFCs） 六氟化硫（SF6）等六种气体。 12 建筑环境与能源应用工程专业概论 能源燃烧造成的大气污染 能源应用造成环境污染 2013年中国大范围PM2.5污染，已经成为全球范围内最严重的空气污染灾难之一 化石燃料燃烧，造成SO2和NOx的排放，是酸雨成因之一 能源生产过程中大量废水废渣排放，导致土地和水的污染 （提示：同学们可以到互联网上有哪些信誉好的足球投注网站能源造成的环境影响的必威体育精装版数据和案例） 14 建筑环境与能源应用工程专业概论 全球环境问题 大气污染和酸雨（雪、雾），即跨国界的大气污染问题； 温室气体排放问题； 臭氧层破坏问题； 土地退化和荒漠化问题； 水资源短缺和水污染问题； 热带雨林的迅速减少； 生物多样性（包括基因、物种和生态系统）的破坏； 有害废弃物的越境转移； 海洋污染； 人口增长过快。 15 建筑环境与能源应用工程专业概论 温室气体排放引起气候变化 所谓温室气体，按照联合国气候变化框架公约的定义，主要指二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、全氟碳（Perfluorocarbons, PFCs）、氟代烃（Hydrofluorocarbons，HFCs）和六氟化硫（SF6）等六种气体。 六种温室气体对太阳的短波辐射是透明的，而对地面的长波辐射却是不透明的。携带热量的太阳辐射可以通过大气层长驱直入，到达地球表面，而地表热量却难以向地球外逃逸。大气中由燃料燃烧排放的CO2等气体起到了给地球“保温”的作用。 2005年以后的地球表面平均温度，要比1961-1990年间的平均温度高出将近0.6℃，而且呈现出持续和加速增