密集型生活小區的節能
發布時間：2010-01-14 共1頁
摘 要：針對人口密集型生活小區有利于節能的特點，提出了建筑節能、照明和家用電器節能、燃氣空調節能、屋頂太陽能發電、生活垃圾回收利用等節能措施。
關鍵詞：小區；節能；建筑；照明；太陽能
目前我國城市化比例是39%，在今后的30至40年間將一直處于城市化的高速發展期。建立人口密集型節能小區，最可能地利用可再生能源是我國建立節約型社會的必由之路。首先，人口密集型小區有利于節能設備的統一規劃和使用，節省了節能投資；其次，城市布局相對集中，可以減少資源和能源的浪費；再次，居住人口密集型小區使生產與生活相對分開，減少相互干擾，便于提高城市人居環境質量，利于形成良好的生活氛圍。
1、小區主要節能措施
1.1 建筑節能
建筑能耗在我國能源總消耗的比例已經超過30％，所以建筑節能對我國建立節約型社會有著十分重要的意義。首先，建筑的結構、外形都要符合節能的標準。一般在設計時應避免正南正北的朝向，根據地域可偏東或偏西，否則總有一面的能耗會很，不利于節能。窗戶的設計非常重要。設計時要注重自然通風和采光，在房子周圍應多栽落葉喬木。夏天的時候有助于降溫。其次，建筑時要使用新型節能材料。利用工業廢渣及其它非粘土資源乃至垃圾生產輕質、空心、高強、塊的新型節能建材，例如空心磚、石膏制品系列、礦物棉、玻璃棉、膨脹珍珠巖、塑料門窗與管道及節能玻璃等，用這些新型建筑材料建造的框架式和內澆外掛式的房屋，可使其建筑的綜合能耗下降50％、有效使用面積增加10％、房屋基礎費用及建材運輸量降低一半，并可增強其抗震性。在墻體、屋面及地面加入保溫隔熱材料和采用節能保溫門窗．可使建筑物的熱損失降低30％～50％；如果采用雙層玻璃，中間再充上惰性氣體，可在一定程度上阻斷熱量散發，節能效果就更明顯。
1.2 照明節能
照明用電約占我國用電總量的13%，照明節電投入少、見效快，是所有終端用電設備中節電率和發電污染物減排率最高、成本效益最好的一種節電技術措施。采用高效照明產品可節電60％以上，因此照明節電意義重。
目前較為適合使用的自然光采光系統主要技術包括：
（1）帶反射擋光板的采光窗，是面積側面采光最常用的一種方法。其優點是能有效反射陽光，把陽光通過頂棚反射到室內深處，提高內墻部位的照度，同時起到降低窗口部位的亮度，使整個室內光線分布更加均勻。
（2）陽光凹井采光窗。通過一個內部帶有光反射井的上部或頂部采光口，將陽光經過反射變為間接光。窗的挑出部分和井同特性可按日照參數進行設計，盡量提高表面的反光系數，提高窗的陽光利用效能。
（3）用導光材料制成的導光遮光窗簾。可遮擋陽光直射室內，同時可將光線導向室內深處，其功能和涂有高反光材料的遮陽板相似。
（4）導光玻璃和棱鏡板采光窗。導光玻璃是將光纖維夾在兩塊玻璃之間進行導光。棱鏡板采光窗是在聚丙烯板上壓出折射光的小棱鏡或用激光方法在聚丙烯板上加工出平行的棱鏡條，將陽光導入或折射到室內深處。
夜晚照明要在滿足照明質量和視覺效果的要求下，通過科學的照明設計，采用高效節能實用的新光源、燈用電器附件、照明燈具、控制器和科學的維護管理等照明節電技術，節約照明用電。優質節能燈的特性主要有：
（1）光衰小（2000h照明維持率78％）、壽命長（平均壽命至少應不低于5000h，壽命是白熾燈的8倍）；
（2）節能效果明顯，在相同照度情況下，是白熾燈效率的5倍，節電率高達80％；
（3）舒適、顯色性高、色度容差小；
（4）亮度高、光效高；
（5）安全、不引起火災、無觸電危險；
（6）能確保燈的使用環境滿足要求，良好的售后服務，對損壞的燈能及時更換或維修。
對于需要面積照明的小區配套建筑目前建議使用功率緊湊型熒光燈(節能燈的一種)。最近，我國首先開發出功率緊湊型熒光燈，功率為55W、65W、85W、l00W及120W，外形有3U、4U及5U，其中65W以下還形成整體式。它們可取代150W以下的高壓鈉燈和金屬鹵化物燈、250W以下的高壓汞燈以及500W以下的白熾燈。路燈可采用電感式路燈電光源并使用路燈照明節電技術即根據道路上車輛、行人在不同時間段的變化規律，平滑地對路燈輸入電壓進行動態調整，使路燈輸入電功率與實際需要照度要求達到最佳匹配，實現“按需照明”。這種降壓一穩壓一調光技術不僅節約了電能，而且延長了路燈的使用壽命。其中可穿插排列使用無源路燈，即自身安裝了發電裝置，白天吸收太陽能之后晚上自動照明的路燈。在家庭照明上建議使用T8、T5熒光燈和緊湊型熒光燈，并采用聲控、光控、紅外等智能化的自動控制系統，減少照明用電和延長照明產品壽命。如果所有的電光源都能采用發光二極管，那么節能效果將更加顯著。它的電力消耗只相當于最省電的熒光燈的1/5。功率為3W的發光二極管，照明效果就相當于60W的白熾燈。全球電力有22％消耗在照明上，如果發光二極管能得到推廣，照明用電就能下降一半。
1.3 燃氣空調節能
現在所使用的空調主要是電力空調，因而夏季空調的使用使電網的負荷急劇增加，對電網造成極影響。發展和應用燃氣空調不僅可以緩解電力緊張的局面，還可以提高電力負荷率，從而減輕國民經濟的負擔。
雖然燃氣空調比電空調造價約高30％～70％，但由于燃氣空調具備制冷、采暖、衛生熱水三種功能，從增加的功能和減少的占地來看燃氣空調價格并不貴。其次，由于燃氣空調不以機械旋轉而以熱交換做功，維護成本低、壽命長，也相應降低了設備生命周期成本。再次，由于氣候變化框架條約締約國會議要求各國二氧化碳等溫室氣體排放量控制在1990年水平，中國將逐步履行國際義務，減少燃煤電力的使用，因此燃氣空調的推廣是措施之一。第四，第十一屆保護臭氧層國際公約會議提出，電空調所使用的冷媒——氟利昂因會造成臭氧層空洞將進一步受到嚴格限制，而燃氣空調的冷媒溴化鋰是一種對環境人體完全無害的天然原料。因此，小區內建議使用燃氣中央空調。燃氣空調是以天然無毒害的溴化鋰為冷媒，以可燃氣體作為能源，以吸收傳熱做功，提供制冷、采暖、衛生熱水，可稱為吸收式空調。目前推薦使用除濕冷卻式燃氣空調機。這是以燃氣為能源的最佳空調系統，它是一個“全能系統”，即以燃氣為能源在建筑物內就地進行熱電冷聯產的供能系統。系統在利用燃氣發電的同時，燃氣燃燒后尾氣的余熱用來加熱再生空氣，充分利用了余熱，起到節能的作用，且除濕冷卻式空調因新風經過除濕處理，能夠承擔較的冷負荷和濕負荷，不僅節約了能耗，還避免了制冷劑的蒸發溫度過低影響制冷效率和凝結水排放不當造成的滲漏。由于充分利用了燃氣機或燃氣輪機的廢熱進行供熱或制冷，因此使系統總能得到充分利用，熱電綜合利用率可達80％以上。在集中供暖和制冷的同時采用分戶計量法也會提高能源的效率節省能源。
1.4 太陽能發電
中國屬太陽能資源豐富的國家，全國2/3以上地區年日照時數都于2 000 h，太陽能理論儲量達17 000億t標準煤/a。因此在中國太陽能應當成為普及型能源。我們在建設小區建筑的時候應事先在屋頂鋪設太陽能電池板，用來收集太陽能發電。現在的太陽能發電技術主要是太陽能光伏發電。長久以來，光伏電池（主要是平板因定式晶硅光伏電池）的高成本和低光電轉換效率（平均最高約為15％）制約著太陽能發電技術的推廣普及，但最新兩項發明技術使光伏電池成為廉價、可行的可轉換能源提供者。一是用了較為廉價的聚合體塑料代替硅使用紅外線發電技術的新型光伏電池，使成本幅降低；二是利用某些“化學半導體”材料研制出的轉化效率超過26％的太陽能電池，使光電轉換率為提高。太陽能光伏發電的缺點是：有太陽有電，無太陽無電。所以小區應采用帶有儲能電池的太陽能并網光伏發電系統。這樣增加了小區太陽能光伏發電系統的可調度性，可以根據需要并入或退出電網，既可儲存屋頂太陽能電池白天發的電，又可儲存電網的低谷電，當電網因故停電時還可以充當緊急備用電源。因而太陽能光伏發電系統的儲能電池必須是安全長壽高效價廉的。現在國內外都在力研發儲能電池，在眾多的儲能電池中，目前人多采用鋰離子儲能電池。
1.5 沼氣發電
沼氣發電是能源綜合利用的有效途徑之一。在燃氣發電技術中，沼氣發電的環保效益和成本效益尤為突出。沼氣是有機物在隔絕空氣并在一定的溫度、濕度、酸堿度等條件下，經過甲烷菌作用產生的一種可燃性氣體。1m3沼氣的熱值相當于0.8kg標準煤，1t城市生活垃圾全部發酵后，所產生的沼氣量約為100～200m3，可提供150～300kW·h的電力。我國城市每年可產生數億噸生活垃圾，如果將其發酵產生的沼氣都轉換為電能，可發電150～300億kW·h，如果進行熱電冷聯產，效益更，該技術可緩解國內區域性能源緊張狀況。
目前我國的沼氣發電機組設備充分利用了多項成熟、可靠的技術，產品具有一定的先進性和可靠性，并且已經成功推向市場。沼氣發電機組建立的沼氣發電站具有以下優點：
（1）機組對沼氣的適應性強。機組對氣體的壓力要求不高，只需300mm水柱以上的壓力就可以滿足要求；機組小受氣體濃度變化的影響，甲烷濃度變化時，機組也能可靠穩定運行。
（2）建站簡單、投資少。電站只需要簡易廠房、機組基礎、冷卻水池、冷卻水塔等配套設施。
（3）建設周期短。2000kW的電站從施工到并網運行不超過30天。
（4）發電效率高。含甲烷50％的沼氣，lm3沼氣可發電1.6 kW·h，和小區的燃氣空調進行冷熱電聯產，綜合效率更高。
（5）運行人員少。
（6）運行費用低，操作維護簡單。機組運行只需要消耗少量的機油及配件費用，日常的維護保養簡單方便。但是如對沼氣處理不當，排放到氣中，對環境危害極，因而在生產和利用過程中必須配有相應的安保設施設備，如安全閥、阻火器、凝水器、水封、廢氣燃燒器等等。
2、結 語
燃氣空調使用熱電冷聯產技術生產的電能與沼氣發電系統、太陽能發電系統生產的電能共同并網，這樣可以更加有效地使用電力網絡、儲能電池和并網監控設施。小區內的其它民用、公用、商用耗能設施均使用電能，設施應為節能設施。小區的用電基本以自供發電為主、電網送電為輔，減少了電能輸送的巨損耗。
關鍵詞：小區；節能；建筑；照明；太陽能
目前我國城市化比例是39%，在今后的30至40年間將一直處于城市化的高速發展期。建立人口密集型節能小區，最可能地利用可再生能源是我國建立節約型社會的必由之路。首先，人口密集型小區有利于節能設備的統一規劃和使用，節省了節能投資；其次，城市布局相對集中，可以減少資源和能源的浪費；再次，居住人口密集型小區使生產與生活相對分開，減少相互干擾，便于提高城市人居環境質量，利于形成良好的生活氛圍。
1、小區主要節能措施
1.1 建筑節能
建筑能耗在我國能源總消耗的比例已經超過30％，所以建筑節能對我國建立節約型社會有著十分重要的意義。首先，建筑的結構、外形都要符合節能的標準。一般在設計時應避免正南正北的朝向，根據地域可偏東或偏西，否則總有一面的能耗會很，不利于節能。窗戶的設計非常重要。設計時要注重自然通風和采光，在房子周圍應多栽落葉喬木。夏天的時候有助于降溫。其次，建筑時要使用新型節能材料。利用工業廢渣及其它非粘土資源乃至垃圾生產輕質、空心、高強、塊的新型節能建材，例如空心磚、石膏制品系列、礦物棉、玻璃棉、膨脹珍珠巖、塑料門窗與管道及節能玻璃等，用這些新型建筑材料建造的框架式和內澆外掛式的房屋，可使其建筑的綜合能耗下降50％、有效使用面積增加10％、房屋基礎費用及建材運輸量降低一半，并可增強其抗震性。在墻體、屋面及地面加入保溫隔熱材料和采用節能保溫門窗．可使建筑物的熱損失降低30％～50％；如果采用雙層玻璃，中間再充上惰性氣體，可在一定程度上阻斷熱量散發，節能效果就更明顯。
1.2 照明節能
照明用電約占我國用電總量的13%，照明節電投入少、見效快，是所有終端用電設備中節電率和發電污染物減排率最高、成本效益最好的一種節電技術措施。采用高效照明產品可節電60％以上，因此照明節電意義重。
目前較為適合使用的自然光采光系統主要技術包括：
（1）帶反射擋光板的采光窗，是面積側面采光最常用的一種方法。其優點是能有效反射陽光，把陽光通過頂棚反射到室內深處，提高內墻部位的照度，同時起到降低窗口部位的亮度，使整個室內光線分布更加均勻。
（2）陽光凹井采光窗。通過一個內部帶有光反射井的上部或頂部采光口，將陽光經過反射變為間接光。窗的挑出部分和井同特性可按日照參數進行設計，盡量提高表面的反光系數，提高窗的陽光利用效能。
（3）用導光材料制成的導光遮光窗簾。可遮擋陽光直射室內，同時可將光線導向室內深處，其功能和涂有高反光材料的遮陽板相似。
（4）導光玻璃和棱鏡板采光窗。導光玻璃是將光纖維夾在兩塊玻璃之間進行導光。棱鏡板采光窗是在聚丙烯板上壓出折射光的小棱鏡或用激光方法在聚丙烯板上加工出平行的棱鏡條，將陽光導入或折射到室內深處。
夜晚照明要在滿足照明質量和視覺效果的要求下，通過科學的照明設計，采用高效節能實用的新光源、燈用電器附件、照明燈具、控制器和科學的維護管理等照明節電技術，節約照明用電。優質節能燈的特性主要有：
（1）光衰小（2000h照明維持率78％）、壽命長（平均壽命至少應不低于5000h，壽命是白熾燈的8倍）；
（2）節能效果明顯，在相同照度情況下，是白熾燈效率的5倍，節電率高達80％；
（3）舒適、顯色性高、色度容差小；
（4）亮度高、光效高；
（5）安全、不引起火災、無觸電危險；
（6）能確保燈的使用環境滿足要求，良好的售后服務，對損壞的燈能及時更換或維修。
對于需要面積照明的小區配套建筑目前建議使用功率緊湊型熒光燈(節能燈的一種)。最近，我國首先開發出功率緊湊型熒光燈，功率為55W、65W、85W、l00W及120W，外形有3U、4U及5U，其中65W以下還形成整體式。它們可取代150W以下的高壓鈉燈和金屬鹵化物燈、250W以下的高壓汞燈以及500W以下的白熾燈。路燈可采用電感式路燈電光源并使用路燈照明節電技術即根據道路上車輛、行人在不同時間段的變化規律，平滑地對路燈輸入電壓進行動態調整，使路燈輸入電功率與實際需要照度要求達到最佳匹配，實現“按需照明”。這種降壓一穩壓一調光技術不僅節約了電能，而且延長了路燈的使用壽命。其中可穿插排列使用無源路燈，即自身安裝了發電裝置，白天吸收太陽能之后晚上自動照明的路燈。在家庭照明上建議使用T8、T5熒光燈和緊湊型熒光燈，并采用聲控、光控、紅外等智能化的自動控制系統，減少照明用電和延長照明產品壽命。如果所有的電光源都能采用發光二極管，那么節能效果將更加顯著。它的電力消耗只相當于最省電的熒光燈的1/5。功率為3W的發光二極管，照明效果就相當于60W的白熾燈。全球電力有22％消耗在照明上，如果發光二極管能得到推廣，照明用電就能下降一半。
1.3 燃氣空調節能
現在所使用的空調主要是電力空調，因而夏季空調的使用使電網的負荷急劇增加，對電網造成極影響。發展和應用燃氣空調不僅可以緩解電力緊張的局面，還可以提高電力負荷率，從而減輕國民經濟的負擔。
雖然燃氣空調比電空調造價約高30％～70％，但由于燃氣空調具備制冷、采暖、衛生熱水三種功能，從增加的功能和減少的占地來看燃氣空調價格并不貴。其次，由于燃氣空調不以機械旋轉而以熱交換做功，維護成本低、壽命長，也相應降低了設備生命周期成本。再次，由于氣候變化框架條約締約國會議要求各國二氧化碳等溫室氣體排放量控制在1990年水平，中國將逐步履行國際義務，減少燃煤電力的使用，因此燃氣空調的推廣是措施之一。第四，第十一屆保護臭氧層國際公約會議提出，電空調所使用的冷媒——氟利昂因會造成臭氧層空洞將進一步受到嚴格限制，而燃氣空調的冷媒溴化鋰是一種對環境人體完全無害的天然原料。因此，小區內建議使用燃氣中央空調。燃氣空調是以天然無毒害的溴化鋰為冷媒，以可燃氣體作為能源，以吸收傳熱做功，提供制冷、采暖、衛生熱水，可稱為吸收式空調。目前推薦使用除濕冷卻式燃氣空調機。這是以燃氣為能源的最佳空調系統，它是一個“全能系統”，即以燃氣為能源在建筑物內就地進行熱電冷聯產的供能系統。系統在利用燃氣發電的同時，燃氣燃燒后尾氣的余熱用來加熱再生空氣，充分利用了余熱，起到節能的作用，且除濕冷卻式空調因新風經過除濕處理，能夠承擔較的冷負荷和濕負荷，不僅節約了能耗，還避免了制冷劑的蒸發溫度過低影響制冷效率和凝結水排放不當造成的滲漏。由于充分利用了燃氣機或燃氣輪機的廢熱進行供熱或制冷，因此使系統總能得到充分利用，熱電綜合利用率可達80％以上。在集中供暖和制冷的同時采用分戶計量法也會提高能源的效率節省能源。
1.4 太陽能發電
中國屬太陽能資源豐富的國家，全國2/3以上地區年日照時數都于2 000 h，太陽能理論儲量達17 000億t標準煤/a。因此在中國太陽能應當成為普及型能源。我們在建設小區建筑的時候應事先在屋頂鋪設太陽能電池板，用來收集太陽能發電。現在的太陽能發電技術主要是太陽能光伏發電。長久以來，光伏電池（主要是平板因定式晶硅光伏電池）的高成本和低光電轉換效率（平均最高約為15％）制約著太陽能發電技術的推廣普及，但最新兩項發明技術使光伏電池成為廉價、可行的可轉換能源提供者。一是用了較為廉價的聚合體塑料代替硅使用紅外線發電技術的新型光伏電池，使成本幅降低；二是利用某些“化學半導體”材料研制出的轉化效率超過26％的太陽能電池，使光電轉換率為提高。太陽能光伏發電的缺點是：有太陽有電，無太陽無電。所以小區應采用帶有儲能電池的太陽能并網光伏發電系統。這樣增加了小區太陽能光伏發電系統的可調度性，可以根據需要并入或退出電網，既可儲存屋頂太陽能電池白天發的電，又可儲存電網的低谷電，當電網因故停電時還可以充當緊急備用電源。因而太陽能光伏發電系統的儲能電池必須是安全長壽高效價廉的。現在國內外都在力研發儲能電池，在眾多的儲能電池中，目前人多采用鋰離子儲能電池。
1.5 沼氣發電
沼氣發電是能源綜合利用的有效途徑之一。在燃氣發電技術中，沼氣發電的環保效益和成本效益尤為突出。沼氣是有機物在隔絕空氣并在一定的溫度、濕度、酸堿度等條件下，經過甲烷菌作用產生的一種可燃性氣體。1m3沼氣的熱值相當于0.8kg標準煤，1t城市生活垃圾全部發酵后，所產生的沼氣量約為100～200m3，可提供150～300kW·h的電力。我國城市每年可產生數億噸生活垃圾，如果將其發酵產生的沼氣都轉換為電能，可發電150～300億kW·h，如果進行熱電冷聯產，效益更，該技術可緩解國內區域性能源緊張狀況。
目前我國的沼氣發電機組設備充分利用了多項成熟、可靠的技術，產品具有一定的先進性和可靠性，并且已經成功推向市場。沼氣發電機組建立的沼氣發電站具有以下優點：
（1）機組對沼氣的適應性強。機組對氣體的壓力要求不高，只需300mm水柱以上的壓力就可以滿足要求；機組小受氣體濃度變化的影響，甲烷濃度變化時，機組也能可靠穩定運行。
（2）建站簡單、投資少。電站只需要簡易廠房、機組基礎、冷卻水池、冷卻水塔等配套設施。
（3）建設周期短。2000kW的電站從施工到并網運行不超過30天。
（4）發電效率高。含甲烷50％的沼氣，lm3沼氣可發電1.6 kW·h，和小區的燃氣空調進行冷熱電聯產，綜合效率更高。
（5）運行人員少。
（6）運行費用低，操作維護簡單。機組運行只需要消耗少量的機油及配件費用，日常的維護保養簡單方便。但是如對沼氣處理不當，排放到氣中，對環境危害極，因而在生產和利用過程中必須配有相應的安保設施設備，如安全閥、阻火器、凝水器、水封、廢氣燃燒器等等。
2、結 語
燃氣空調使用熱電冷聯產技術生產的電能與沼氣發電系統、太陽能發電系統生產的電能共同并網，這樣可以更加有效地使用電力網絡、儲能電池和并網監控設施。小區內的其它民用、公用、商用耗能設施均使用電能，設施應為節能設施。小區的用電基本以自供發電為主、電網送電為輔，減少了電能輸送的巨損耗。
