建筑节能技术 1

建筑节能技术,第一章能源、环境与可持续发展,第一节能源概论,一、能量（1）机械能是与物体机械运动或空间状态相关的能量，包括固体和流体的动能、势能、弹性能和表面张力能。设质量为m的物体的运动速度为v，该物体的动能Ek可以用下式表示：（,受重力作用，不同位置高度的物体具有不同的重力势能。设物体的质量为m，高度为H，重力加速度为g，则物体的重力势能Ep可用下式表示：物体由于弹性变形而具有做功的本领，这种能量叫做弹性势能。设物体弹性系数为k，物体的变形量为x，则物体的弹性势能用下式表示：在不同物质和同一物质不同相的界面上，由于表面张力的存在而具有的做功能力称为表面张力能。设物体的表面张力系数为，界面面积为S，则表面张力能Es可表述为：,（2）热能设温度为T的系统的熵的变化为dS，则热能Eq可以表述为：（3）辐射能,（4）化学能（5）电能以电子的流动传递的能量。设驱动电子流动的电动势为U，电流强度为I，则电能Ee可以表示为：t（6）核能是原子核内部粒子相互作用所释放的能量。核能要通过核反应释放能量。核反应有三种形式：放射性衰变；核裂变；核聚变。,二、能源,一次能源和二次能源表1-2一次能源煤炭、石油、天然气、水力、核能、太阳能、地热能、生物质能、风能、潮汐能、海洋能二次能源电力、城市煤气、各种石油制品、蒸汽、氢能、沼气,从资源的角度出发，还可以将能源分为可再生能源和不可再生能源。国际公认的可再生能源有六大类：,太阳能；风能；地热能；现代生物质能；海洋能；小水电。,生物质能,依据是否能大规模代替常规化石能源，而将其分为传统生物质能和现代生物质能。传统生物质能主要包括农村生活用能：薪柴、秸秆、稻草、稻壳及其他农业生产的废弃物和畜禽粪便等；现代生物质能是指生物质能中非传统质能的部分，是可以大规模应用的生物质能，是对物质再加工利用，包括现代林业生产的废弃物、甘蔗渣和城市固体废物等。,2005年世界各国的能源消费比例,2005年世界一次能源消费量构成,第二节能源与环境,一、能耗引起的环境污染二、能耗引起的全球气候变化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。这十大问题或多或少都与人类消耗能源有关，也或多或少与人类大规模的建设活动有关。其中最直接的，也是影响最大的问题是温室气体排放、酸雨和臭氧层破坏。,温室效应示意图,从公元元年开始大气中温室气体浓度的变化,有气象记录以来地球表面温度的变化（以19611990年平均值为基准）,海平面的变化（以19611990年平均值为基准）,：,为了评价各种温室气体对全球温暖化影响的相对能力大小，可以用“全球变暖潜势（globalwarmingpotential，GWP）”的指标参数,地球大气层构造,美国航空航天局（NASA）提供的南极上空图像（2006年9月）,HCFCs(氢氯氟烃)淘汰时间表（2007年9月）,发达国家,发展中国家,第三节中国的能源与环境,纵观我国的能源消费状况，有以下几个显著特点：,（1）我国的能源消费以工业为主（2）能源效率低（3）人均能源消费量低，人均生活能耗量更低（4）农村用能水平很低（5）能源消费结构以煤为主,（1）我国的能源消费以工业为主,（2）能源效率低,（3）人均能源消费量低，人均生活能耗量更低,（4）农村用能水平很低（5）能源消费结构以煤为主,第四节能源与可持续发展,中国太阳能资源分布图（10MJ/m2）,中国风能资源分布,垂直轴风力发电机的一些形式,现代生物质能源的应用也存在一些问题：,第二章室外环境规划中的节能技术,第一节环境降温节能的概念,第一节环境降温节能的概念一、室外热环境的概念,二、城市热岛效应,热热岛效应，指由于人为原因，改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素，进而引起的城市小气候变化现象。该现象，属于城市气候最明显的特征之一。由于城市化的速度加快，城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容，使得城市地区升温较快，并向四周和大气中大量辐射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温的郊区包围之中，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之为城市热岛效应。大城市散发的热量可以达到所接收的太阳能的2/5，从而使城市的温度升高，这就是常说的热岛效应。,气候条件是造成城市热岛效应的外部因素，而城市化才是热岛形成的内因。一般认为热岛成因有三：一是城市与郊区地表面性质不同，热力性质差异较大。城区反射率小，吸收热量多，蒸发耗热少，热