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探索低温热源的应用
探索低品位热能在建筑中的应用
精明发展与能源
人类文明5000年,生产力获得了极大的发展,人类具备了追求舒适生活的物质基础,
毋庸置疑,人是有权利享受生活的——“以人为本”才是这个社会发展的最终目的,但是各
种技术与设备在给人类带来美好生活的同时,也在消耗着大量能源。
工业革命以来,人均能耗已经上升了40倍,自1945年以来,用于采暖和空气调节的能
耗每年平均增长4-5%。在世界总能耗中,石油、天然气和煤炭为主的一次性能源占其中的
85%,据估计,人类每年消耗的这些矿物燃料需要200万年才能形成。就中国而言,2008年
社会总能耗为33.13亿吨标准煤,一次性能源比例达到95%,如果中国人均能耗达到美国的
水平,那么还需要14个地球才能养活人类。由于石油、天然气和煤炭的形成需要一个漫长
的历程,在人类看来,这些就是不可再生能源,用一点即少一点,从目前探明的储量来看,
按照2008年的能耗标准,石油和天然气在30-50年内将耗尽,煤炭还能使用150年, 寻找
与发展替代能源成为世界各国政府、学者、科研人员的当务之急。
在国家提出的可持续发展战略中,我们可以看出,发展是主体,但是在追求发展的过程
中也是要注重可持续的。没有能源支撑,社会就没有发展的动力,曾经的电荒而被迫进行的
拉闸限电对长三角企业造成的经济损失我们还记忆犹新;没有稳定的能源支撑,社会就缺乏
可持续发展的保障。
我们也欣喜的看到,能源已经提升到国家战略的高度,相继通过的《可再生能源法》、
《节约能源法》为能源战略提供了法律保障,中央也出台了众多促进节能技术和产品发展的
引领政策。这些政策也取得了良好的成果,十一五前三年单位GDP能耗已经累计下降了
10.1%,相当于节约了2.9亿吨标准煤.
舒适型建筑与能源
社会总能耗主要有工业、建筑与交通三大部分,建筑能耗占据其中的28%,建造与使用
分别占建筑能耗的44%和56%,建筑使用能耗中,照明为9%,热水为14%,制冷为5%,家电
及其他设备为25%,采暖更高达47%。在中国已有的400亿平方米建筑中,99%为高能耗建筑,
即使新建建筑达到节能要求的也只有15%。按照老的建筑标准,北京和哈尔滨建筑能耗费被
是31.7和33.7W/M2(新标准分别是20.6和21.9W/M2,即要求降低35%能耗),如果用瑞典
和丹麦等欧洲国家的标准的11W/m2,那么建筑能耗要下降70%以上,也就是说现有能耗下降
70%是完全有可能的。
丘吉尔说过,首先是人营造了建筑,然后是建筑造就人。现在人追求精神文明的同时,
也在尽自己能力享受着物质文明,对生活、办公、学习、沟通乃至娱乐等建筑空间的温度、
湿度、照明、噪声、振动、气味、烟等指标颇为敏感,渴望以一种健康的居住环境愉悦自己。
为了达到这些要求的“人工环境”,建筑师在不仅要考虑建筑的外观、支撑体系(梁、柱)
和建筑围护体系(墙、顶、地面、门、窗)外还需要合理运用各种性能的设备来实现(或者
给这些设备预留空间),无疑,这些设备是消耗大量能源的,舒适与能耗之间似乎是一种此
消彼涨得对立关系。
具有前瞻意识和绿色理念的建筑师们开始了各种尝试,在规划、围护结构中考虑墙窗比
和自然通风优化设计、被动太阳房采暖这些“软系统”,也在使用LOW-E门窗,固定/可调遮
阳,外墙保温/自保温墙体等建材,但还是不可避免的需要寻找能替代传统照明、热水、制
冷、采暖、除湿等高能耗设备的新设备。因为这些设备和围护体系的结合在一起为居住者创
造舒适的光、声、热和空气环境的同时消耗着大量的能源,如果这些设备不用节能型产品替
代,建筑的能耗指标依旧居高不下。
寻找更合适的设备,在满足舒适需要的同时缺能有效节约能源,也是众多科研工作者、
建筑师和业主的共同心愿。那么用什么替代呢,这是一个难题?我们不妨先了解这四个原则:
1、替代设备是否 安全。
2、替代设备制造和使用过程是否环保。
3、替代设备不能降低使用者的舒适度。
4、如果设备初期投资增加,这个设备差额是否能在10年之内通过节能的效益回收,即
产品的生命周期成本应该比原设备要降低。
如果能符合上述指标,技术可行、经济合理的设备也一定被各方所接受。
向太阳索取更多
神奇的大自然造就人类的同时,也给人类的可持续发展提供了充足的条件,能源也是如
此,只是有些能源暂时没有被我们认识或者凭目前的科技无法使用。
在我们太阳系,太阳是万物之母,它通过热核聚变每秒辐射到太空的热量相当于一亿亿
吨标准煤,虽然只有其中的22亿分之一来到地球,但已高达173,000TW,也
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