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0 序言
隨著電網規模的不斷擴大, 超大規模電力系統的弊端也日益顯現, 成本高, 運行難度大, 難以適應用戶越來越高的安全及可靠性的要求以及多樣化的供電需求。暨世界范圍內接連發生的幾次大面積停電事故后, 傳統大規模電網暴露出了其脆弱性。 2007年我國南方雪災給南方電網造成巨大影響, 使人們深刻反思,除了單一擴大電網規模, 建設超高壓輸電網外,利用新能源以及可再生能源在負荷處就近供電,降低負荷對大電網的依賴無疑對提高供電安全性和可靠性起到至關重要的作用。
1可再生資源發電技術[1]
(1) 微型燃氣輪機技術。微型燃氣輪機是指以天然氣、甲烷、汽油、柴油為燃料的超小型燃氣輪機。其特點是體積小、質量輕、發電效率高、污染小、運行維護簡單,但發電效率可達30 % , 如實行熱電聯產, 效率可提高到75 %。
(2) 燃料電池技術。燃料電池是一種在等溫狀態下直接將化學能轉變為直流電能的電化學裝置。工作時,直接將燃料中的氫氣借助電解質與空氣中的氧氣發生化學反應, 在生成水的同時進行發電。
(3) 太陽能光伏發電技術。太陽能的轉換和利用方式有光熱轉換、光電轉換和光化學轉換。目前, 技術比較成熟且應用廣泛的是光電轉換,也就是太陽能光伏發電技術。該技術是利用半導體材料的光電效應直接將太陽能轉換為電能,具有不消耗燃料、不受地域限制、規模靈活、無污染、安全可靠、維護簡單等優點。
(4) 風力發電技術。風力發電技術是將風能轉化為電能的技術。近年來, 風力發電技術進步很快, 風力發電與光伏發電聯合運行也是近年來的主要技術應用之一。
(5) 生物質能發電技術。生物質能發電是首先將生物質能資源轉化為可驅動發電機的能量形式(如燃氣、燃油、酒精等) , 再按照通常的發電技術發電。我國生物質能資源主要有農作物秸稈、樹木枝椏、畜禽糞便、能源作物(植物) 、工業有機廢水、城市生活污水和垃圾等。
(6) 海洋能發電技術。海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能、潮流能、海水溫差能和海水鹽差能等不同形態的能源。目前, 海洋能發電多數處在試驗階段, 比較成熟的只有潮汐能發電技術。潮汐能發電和水力發電廠相似,是利用海水漲落及其所造成的水位差來推動水輪機,再由水輪機帶動發電機發電。
(7) 地熱發電技術。地熱能是來自地球深處的可再生熱能,地熱發電是利用地下熱水和蒸汽為動力源的一種新型發電技術。其和火力發電的基本原理是一樣的, 都是將蒸汽的熱能經過汽輪機轉變為機械能, 然后帶動發電機發電。所不同的是, 地熱發電不像火力發電那樣要具有龐大的鍋爐, 也無需消耗燃料。
2新能源發電的并網問題
2.1 什么是可再生能源并網發電系統
可再生能源并網發電系統是將光伏陣列、風力機以及燃料電池等產生的可再生能源不經過蓄電池儲能,通過并網逆變器直接反向饋入電網的發電系統。
因為直接將電能輸入電網,免除配置蓄電池,省掉了蓄電池儲能和釋放的過程,可以充分利用可再生能源所發出的電力,減小能量損耗,降低系統本錢。并網發電系統能夠并行使用市電和可再生能源作為外地交流負載的電源,降低整個系統的負載缺電率。同時,可再生能源并網系統可以對公用電網起到調峰作用。
可再生能源有獨立供電和并網供電兩種形式。目前,可再生能源的獨立供電主要是針對邊遠無電地區,而要解決我國南方雪災情況下的就近供電,就必須采用并網供電。所以為了提高其利用率,可再生能源必須由獨立供電向并網供電方向發展。
在整個并網系統中,逆變器是最主要也是最重要的部分。以太陽能發電系統和風力發電并網系統為例。并網太陽能發電系統由光伏組件、光伏并網逆變電源量裝置組成。光伏組件將太陽能轉化為直流電能,通過并網逆變電源將直流電能轉化為與電網同頻同相的交流電能饋入電網。并網逆變電源是光伏并網發電系統的核心設備。風機并網發電系統由風力機、風機控制器、風機并網逆變電源及計量裝置等組成。風機將風能轉化為交流電能,通過風機控制器再轉換為直流電能,經風機并網逆變器將直流電能轉化為與電網同頻同相的交流電能饋入電網。風機并網逆變電源是風力并網發電系統的核心控制設備,它將風機發出的交流電整流成直流電力,然后逆變成交流電最大限度的饋入電網。
2.2 并網系統的系統原理
如圖1所示為一個典型的可再生能源發電系統。系統中發電裝置包括常見的風力發電、光伏發電以及燃料發電等,同時還包括了各種儲能技術,各個發電裝置通過各自的變流器連接在一起形成直流總線。同時,直流總線上通過變流器連接有儲能環節。直流總線通過并網逆變裝置得到交流電,經過電能監控與管理裝置既可以掛接到公共電網實現并網發電,也可以接交流負載。在此系統中除了單純的可再生資源發電以外,還加入儲能環節,可以利用各種儲能技術儲存多余能量。此外電能監控與管理系統具有電能自動化系統的功能。
單純的可再生資源發電系統,儲能環節是可以省略的,但如果針對固定負載供電的并網發電系統,帶一定數量的儲能蓄電池是必須的,還有就是多功能并網系統也需要帶有儲能系統。
如圖1所示的并網發電系統,在能源充足的情況下,發電系統首先滿足負載用電,如果還有富余的電能可以通過電能管理系統結合當時的電價以及當時負載用電量的需求情況決定是優先通過向電網賣電還是進行儲能,等負載用電需求量達到高峰期再向電網賣電。這樣靈活應用儲能系統的充放電來追求可再生資源并網發電系統的經濟運行機制,這樣的儲能環節完全不同于獨立可再生資源并網發電系統的儲能系統,這樣的并網機制也不同于一般不帶儲能環節的并網發電系統。
2.3 并網系統的拓撲結構
如圖2所示并網拓撲結構有很多形式,最普遍的有采用單級變換和兩級變換拓撲結構,兩級變換拓撲結構一般由形式多樣的DC/DC變換器和DC/AC并網逆變器組成。
前端的DC/DC變換器一般是比較常見的BUCK、BOOST、BUCK-BOOST、CUK或者是推挽電路等等,用來實現電池輸出功率的最大功率跟蹤,前端DC/DC環節還需要實現蓄電池儲能功能;而DC/AC一般是單相或三相的并網逆變器實現并網、有功調節、無功補償或者是諧波補償等功能,如果是單級變換拓撲結構就只有后端的DC/AC部分[4][5]。
3 儲能技術
(1)超級電容器儲能[1]。超級電容器通過使用一種多孔電解質加大兩極板的面積,從而使儲能能力得以提高,有常規電容器功率密度大、充電能量密度高的優點,可快速充放電,且使用壽命長,不易老化,還具有一些自身的優勢,它沒有可動部分,既不需要冷卻裝置也不需要加熱裝置,在正常工作時,內部沒有發生任何化學變化。超級電容器能夠安全放電,安裝簡易,結構緊湊,可適應各種不同的環境。
(2)蓄電池儲能。蓄電池儲能目前在市場上占主要地位,是電力系統中廣泛應用的儲能技術之一。根據所使用的不同化學物質,蓄電池分為多種類型,如鉛酸電池、MH-Ni電池等。它可與超級電容器聯合使用,既發揮了超級電容器功率密度大,又發揮了蓄電池能量密度大的優勢。
(3)超導儲能。超導儲能裝置將能量儲存在由電流超導線圈產生的磁場中,將超導線圈浸泡在溫度極低的液體(液態氫等)中,然后放在密閉容器中。然而超導線圈放置在溫度極低的環境中是目前利用超導儲能的瓶頸。一旦超導材料研制成功,超導儲能的前景難以估量。
(4)飛輪儲能[2]。飛輪儲能是一種新型的機械儲能方式,它將能量以動能的形式存儲在高速旋轉的飛輪裝置中。目前使用的飛輪技術主要有高速飛輪系統(飛輪較小,轉速極快)、低速飛輪系統(飛輪較大,轉速相對較慢)。飛輪儲能系統的能量密度較大,占據空間相對較小,但是其功率密度相當低,不能像超級電容器那樣快速地釋放其儲存的能量。然而只要設計合理,加上飛輪儲能具有效率高、建設周期短、壽命長等優點,將飛輪儲能系統應用發電系統中是很有競爭力的。
4 結束語
可再生資源發電并網技術相對可再生資源能應用來說,目前的發展還處在初期。2030年之后會有穩定且很高的增長率。到2030年可再生資源發電并網發電將成為可行的電力供應者,此后市場將繼續全速增長。商業技術會進一步快速成熟,發電成本會繼續降低。所以可再生資源發電將成為一個標準和公認的選擇,它與其它可再生能源一起,將成為安全有力的能源供應者,在需要的時間和地點支撐電網或單機模式的電力供應。
參考文獻
[1] ,張玲,盛銀波. 新能源及可再生能源并網發電規模化應用的有效途徑——微網技術[J].華北電力大學學報,2009,36(1):10-14
[2]程華,徐政.分布式發電中的儲能技術[J].高壓電器,2003,39(3):53-56.
在過去的100多年里,歐美亞等發達國家先后的完成了工業化,在這一過程中消耗了我們居住的星球中數量龐大的自然資源,尤其是能源資源。目前,許多發展中的國家正在進入工業化階段,能源消費增的加是經濟社會取得發展所面臨的客觀必然。我國是目前世界上名列首位的發展中國家。發展經濟與擺脫貧困是我國政府與人民在今后很長時期內的首要任務。從上世紀70年代末開始,我國成為世界上發展最快速的發展中國家,我國的經濟社會的發展取得了令全世界矚目的輝煌成果,并成功開辟了本國特色的社會主義道路,為人類世界的繁榮與發展立下了不容忽視的功績。我國目前是世界上的第二大能源生產國與消費國。能源的供應出現持續增長的趨勢,為我國經濟社會的發展提供了強有力的支撐。也正是因為能源消費的快速增長,為全世界的能源市場創造了十分廣闊的發展環境。我國目前已經成為全世界能源市場中不能缺少的重要的組成部分,對于維護全世界能源的安全,發揮著愈來愈重要的強大作用。我國政府正在依靠科學發展觀作為指導,加快地發展現代的能源產業,在能源產業發展中堅持節約資源與保護環境兩大基本國策,把建設資源節約型與環境友好型兩大前提的新型社會放在了工業化與現代化發展的突出位置,努力地增強可持續的發展能力,并努力地建設創新型的國家。由此可見我國對可再生能源的研究和發展重視程度可見一斑。
所謂可再生資源指的是那些經過消耗、實用、燃燒、加工、廢棄等程序,能在一定的周期里重復形成的并且具有自我更新和復原的特性,還能夠可持續地被利用的自然資源,它與不可再的資源相對應,是我國目前所提倡發展的清潔能源。其中具有代表性的有:水資源,可降解塑料袋,廢舊物品等等。利用可再生發的能源替代即將枯竭的化石性能源是實現我國經濟社會可持續發展的主要選擇與必然選擇。本文將運用最先進的控制理論,建議一個直觀的包含能源、資本、勞動力投入等一系列先進模型來解答其中的奧妙所在。能源作為國家經濟增長和社會發展最為基礎的物質需求。由于世人對化石能源的過分開采致使其目前處于枯竭的邊緣。除此之外化石能源燃燒后釋放出的二氧化碳和二氧化硫又成為了污染大氣以及造成溫室效應的罪魁禍首。目前來看能源發展受到了地球資源與環境污染量大問題的制約,如果不采取措施,環境污染將進一步加劇。正是因為能源與環境危機的不斷凸顯可再生資源的優勢才引起了全世界的重視。
一、 中國在可再生能源市場上所遇到的問題
近幾年來,我國在能換資源市場化上面雖然取得了很不錯的成績,可是由于能源資源利用和開發中存在大量的化境外部性使得市場機制沒有完全的來解決能源可持續問題。可再生能源具有清潔無污染的優點,它的這一特點對環境是沒有傷害的,并且可以持續利用。我國的可再生能源目前包括:水能、太陽能、生物質能、風能、地熱能、海洋能等等非化石能源。但是我國可再生能源的利用情況相對于發達國家來說尚處于起步階段,目前中國主要還是依靠化石能源來維持國家的發展和人民的生活。目前中國所占的各類人均化石能均低于發達國家,但中國每年在開采過程中由于技術落后等因素所造成的浪費和污染卻居世界前列。如果中國繼續放任這種事態的嚴重,到本世紀五十年代我國將面臨更為嚴峻的經濟增長與環境保護雙重壓力。所以,中國必須要找出一條全新的道路來走,加大發展利用可再生資源的力度,才能走出這一困境,更好更快的發展我國社會主義事業。
二、可再生資源期望代替路經測算
為了走出這一困境,我們必須通過科學的計算來論證觀點,找出途徑,下面我們將為可再生資源期望代替路徑產開測算。根據我國兩千一一年二月份發出的初步核算顯示,中國兩千一零年全年的能源消費總量為32.5億噸的標準煤炭,比起上年同比增長可5.9%,能源第二消耗國的稱號降臨在了我國頭上。兩千一零年可再生的能源的消費量占了能源總消費量的10%,到了3.25億噸標準煤炭。所以E數值可以知道,再根據李韌的回歸分析一九七八年到兩千零七年數據,將能源的有入內升華,再利用三要素柯布道拉絲生產的函數,對能源和經濟的增長關系進行研究,算出a=0.7429,B=0.19,A=0.81,其中的Y,K的單位是億元,E的單位是萬噸煤,取P=0.03。
根據我國的《可再生能源中長期發展規劃》,至本世紀二十年代,中國必須使可再生能源的消費量達到能源總消費水平的15%,到本世紀三十年代,可再生能源的消費量達到消費總量的20%。
上面講述的結果表明,要是存在著合理的社會計劃工作者,找出相適應的可再生的能源的年份路徑,對消耗的化石能源進行有效的替代,到本世紀二十年的可再生能源占總的能源消費量的比例從兩千一零年的10%升高至15.15%,再到本世紀三十年代的20%,確保了中國總體經濟的可持續性的同時化石能源實用漸漸減少,降低二氧化硫、GHG污染物的排放,才能保證我國在未來的CDP穩步增長。
三、總結
根據上文的論斷,想要實現可再生能源的期望替代路徑,中國政府在可再生的能源的定價上,必須充分的按照根據可再生能源年替代率的標準,運用稅收、財政、行政等多種政府手段,來全面推動可再生能源的最佳替代水平。帶領可再生能源合理的定價,是消費人群逐漸普遍起來,保證可再生的能源對耗竭性石油化工能源使用照成GHG等排放所造成的自然環境退化問題。對于枯竭型的石油化工能源應將它的市場價格和成本相對于可再生的能源維持在較高的水平里,首先要對可再生的能源實行財政補貼,稅收優惠,并不斷加大支持力度,其次對耗竭性的能源運用提高污染排放的標準來對其價格進行施加影響。總之,為了實現國家能源可持續的終極目標,政府和人民應當充分重視這一要素,并將它排上日程,它的成功定時一件造福于子孫后代的偉大成就。
前蘇聯著名教育學家蘇霍姆林斯基曾經指出:“教育的技巧并不在于能預見到課的所有細節,在于根據當時的具體情況,巧妙地在學生不知不覺之中做出相應的變動。” 這個論述告訴我們:課堂教學是一個動態的不斷發展、推進的過程,在這個過程中,除了“預設”和“預設生成”外,往往還會產生一些意料之外而又有意義的信息材料,即動態生成資源。有效利用課堂中的動態生成資源,注重課堂的動態生成是新課程對課堂教學提出的新要求。在課堂教學過程中,學生回答并不總是照著教師的預想走,從而使現場變得難以駕馭。但不管是突發性的,還是誘發性的課堂生成資源,只有被用來為課堂教學的充實、拓展、延伸服務時,才具有意義。那么,在教學中如何有效地利用動態生成資源,彰顯數學課堂的生命活力呢?這就需要掌握課堂教學動態生成的方式,以下是本人在學習和實踐中對其所作的幾點思考:
一、把課堂還給學生,引發生成
新的教育理念向教師提出了“把課堂還給學生,讓課堂充滿生命的氣息”的要求。其目的是要改變教學過程中大多數學生大量時間不是聽老師講,就是老師與其他同學一問一答的被動“聽”課的局面,要求教師在課堂上努力為每一個學生的主動參與教學提供廣泛的可能性。真實的課堂是能夠如實地反映學生學習情況,在如此豐富多彩的課堂中難免會出現學生對所學知識的“聯想”與“推測”, 時常會引發一些非常有價值的“生成性的教育資源”。但這些資源是隱性的、潛在的,如果教師的敏感性不強,不注意傾聽,這些資源將“曇花一現”。 作為教師,在課堂中要發揮自己的教育機智,及時捕捉、判斷課堂教學中生成的、變動的各種有價值的信息,努力地將這些“亮點”資源成為課堂教學中的“”,從而讓課堂充滿活力。
案例1:(冀教版七下11.5兩個三角形全等的條件)
在得出兩角和它們的夾邊對應相等的兩個三角形全等即“ASA”后,老師提出:兩個角和其中一個角的對邊對應相等的兩個三角形會全等嗎?學生不假思索齊答會。老師就讓他們動手操作,同桌為一組約好具體的邊、角數據,就開始畫圖、剪拼驗證起來了,時間一分一秒的過去,越來越多的同學驗證了這個命題的正確性,看看時間也差不多了,我正想引導學生“不用實驗的方法你能證明這個命題嗎?”這時有個學生在下面喊了起來:“老師,我和同桌的兩個三角形不全等”。全班同學嘩的一下議論開了,究竟是怎么回事,我急忙走過去,一看明白了其中的原因,這是一個非常好的亮點資源,何不充分利用呢?我隨即把他倆所剪的三角形展示出來:(如上圖)
學生們很快就找出了其中的原因,并深刻理解了“對應”的含義。在學生剛接觸用“SSS”、“SAS”、“ASA”判定三角形全等時,我一直在解釋和強調“對應”兩個字,而學生也一直不甚理解,今天這次意外生成的亮點資源的及時捕捉,卻使師生困繞很久的問題得以圓滿解決。“有效的數學學習不能單純地依賴模仿與記憶,動手實踐、自主探索與合作交流是學生學習數學的重要方式。”通過這個動態生成資源的及時捕捉與利用,使我更深刻地理解了這句話。
二、以疑促學,提高課堂效率
質疑是創新思維的集中體現.“學則須疑”,“于無疑處有疑,方是進矣.”在學習過程有“疑”有“問”才是真正有成效的學習。但質疑問難能力的培養也不是一朝一夕的事,需要師生長期共同努力。生成的課堂需要教師善于激發學生的學習需求,激發學生質疑的興趣,提供一定時空讓學生質疑問難,放手讓學生自主探索,從而激活學生的創新思維,運用多種資源獲取知識,形成能力,提高課堂效率.這是課堂教學有效性的真正體現。
案例2:(冀教版七上2.7有理數的加減混合運算)
在七年級上冊第二章有理數加減運算的練習課中,有這么一個數學題:在數1,2,3,…2010,前面任意放置“+”“-”號,試探究這些數的和是否為2010?如果能,那么請列出算式;如果不能,請什么理由.學生通過自主探究和交流合作解決了問題.
(-1)+(-2)+3+4+(-5)+(-6)+7+8+…+(-2009)+(-2010)+2011+2012
=[(-1)+3]+[(-2)+4]+…[(-2009)+2011]+[(-2010)+2012]
=2+2+…+2(共1006個2)=2×1006=2012
這時,一位平時思維比較活躍的學生舉手:“老師,是不是所有偶數個數都可以這樣計算”我馬上一愣,我還沒有考慮這個問題,我馬上說:“你能不能舉個例子?”這位學生馬上說“在數1,2,3,…2018,前面任意放置“+”“-”號,試探究這些數的和是否能為2018?”,“同學們,你們現在再探究一下這些數的和是否能為2018?”這時,大部分學生不假思索就認為這些數的和能為2018.我叫了幾個學生說可以用剛才的方法類推,這時一個平時積極思考的同學舉手,我叫了他,他說:“老師,我覺得這樣不對,前面這個問題是添加‘+’‘-’時的規律是2負2正,那么就以4個數為一循環,從第一數到第2016個數共有504個這樣的循環,而最后的兩個數(-2017)、(-2018)不能構成一個循環,這樣結果就不可能為2018”,這時,我又順勢引導學生求一下這2018個數的和,學生算出1+2+3+…+2018=2037171時發現它是一個奇數,不可能前面任意放置“+”“-”號,使它的和為偶數”。
聽到學生一個個鮮活的答案,看到學生積極主動的探索,不斷追隨驗證后的表情和他們臉上洋溢著的快樂和喜悅,心里感慨萬分,課堂雖然亂了點,但我們課堂教學卻是真實的、有效的。
三、巧妙借助錯誤――組織討論、明辨是非促生成
錯誤也是教育資源,因而,面對學生課堂中出現的錯誤,教師不要急于給出標準答案,更不要代替其去思考,應該巧妙借助錯誤,組織討論,明辨是非促生成。
案例3:(冀教版七下10.5乘法公式)
數學課上做作業時,教師多次強調:利用公式(a+b)2=a2+2ab+b2計算時,不要漏掉“積的2倍”,即2ab,可是有的學生還是在計算時漏掉了“積的2倍”。面對學生這種“不應該犯的錯誤”,我便在黑板上并排寫上①(5+4)2=52+42,②(5+4)2=52+2×5×4+42兩個式子,然后組織學生比較兩個式子的不同、計算結果、討論、糾錯并改正。很快好多同學紛紛弄清楚式①是因為漏掉了積的2倍”,進而達到了學生對這一公式的進一步理解與認識,這樣學生在做作業時,類似的錯誤率也大大降低,這比老師不厭其煩的強調、反復叮嚀效果不知要好多少倍。
總之,有效利用課堂教學中的“動態生成”資源,會給師生帶來意外的感覺,這種意外往往會給學生帶來探究的沖動,課堂的活力經常在這樣的情景中迸發出來,所以我們應從關注生命的高度,用變化的、動態的、生成的而非靜止的僵化的觀點來看待課堂教學,讓課堂煥發生命活力。
參考文獻:
1、結構用材的現狀
建筑結構的形式主要有:砌體結構、木結構、鋼結構、鋼筋混凝土結構。我國土地資源緊張、森林資源匱乏,木結構和粘土磚砌體結構受到限制、淘汰,鋼結構造價偏高,難以普及。據統計,我國建筑業每年消耗的混凝土達15億m3,建筑用鋼超過7000萬t,幾乎占全球的1/3。鋼筋和混凝土作為主要的工程結構材料,是國家工程建設必不可少的物質基礎,但消費了大量的能源和資源,給國民經濟可持續發展帶來了挑戰。
2、存在問題
1)資源和能源不足;2)消費結構不合理;3)環境污染嚴重。
3、結構優化的途徑
3.1提高結構材料的強度
一般來講,在同等結構體系中,混凝土強度等級越高,其結構構件尺寸、體積就會相對減小,其用料就會減少。例如HRB400,HRB500的鋼筋,對于受力鋼筋,可節約鋼材10%~25%。配制C35混凝土,用42.5級比用32.5級可節約水泥80kg/m3左右。
隨著材料強度的提高,強度價格比(即每元購得的單位重量材料的強度)明顯增加,可降低配筋率,節省鋼筋;減少運輸、加工、綁扎等施工量;緩解密集配筋區域(如節點)的施工困難;還可減輕結構自重,技術經濟效益顯著。因此,推廣應用新型高強鋼筋,加大C30,C40向C40,C50升級應用,以及C70,C280高性能混凝土在建筑結構中的應用技術研究是節約材料的基本途徑。
3.2重視結構材料的耐久性
混凝土結構的耐久性是當前困擾土建基礎設施工程的世界性問題。長期以來,人們一直認為混凝土結構是非常耐久的材料,直到20世紀70年代末期,發達國家才逐漸發現原先建成的基礎設施工程,在一些環境下出現過早損壞,許多城市的混凝土結構基礎設施工程和港口工程建成后不到20年、30年甚至更短的時間內就出現劣化。國內外統計資料表明,由于混凝土結構的耐久性病害而導致的經濟損失是巨大的。
而且,混凝土結構的質量檢查習慣上以單一的強度指標作為衡量標準。工程中為滿足施工工作性能要求,用水量大,水灰比高,導致混凝土的孔隙率很高,約占水泥石總體積的25%~40%,特別是毛細孔占相當大的部分。毛細孔是水分、各種侵蝕介質、氧氣、二氧化碳及其他有害物質進入混凝土內部的通道,使混凝土結構耐久性大大降低。
3.3大力發展空心結構
將目前重量達1.8t/m2的粘土實心磚混合結構建筑,改用空心磚或空心砌塊可使建筑重量下降到0.8t/m2~1t/m2,無疑會節約大量建筑材料,或者說用同樣數量的自然資源可建造更多面積的建筑。
3.4大力發展預應力混凝土結構
日新月異的生產工藝變革以及人們對物質文化生活需求的迅速提高,使建筑結構正在向大柱網、大開間、大跨度、多功能方向發展,人們總想在有限的建筑面積和空間內獲得最好的使用功能和最佳的投資回報。
經驗證明:8m~18m柱網(或跨度)的房屋正處于預應力混凝土建筑結構經濟跨度范圍內,對于大多數多層工業廠房,各類公共建筑如文化娛樂建筑、體育建筑、醫療建筑、商業建筑、辦公建筑、航站建筑等,預應力混凝土結構常常是最佳的選擇,具有良好的技術和經濟指標。
預應力混凝土在高層建筑中的應用有很大的發展前景,尤其是無粘結預應力混凝土平板和預應力混凝土扁梁用于高層建筑的樓蓋,具有降低層高、簡化模板、加快施工等明顯效果。預應力混凝土除用于樓蓋外,有時還用來解決大跨度、大空間部位柱網轉換時的轉換梁、轉換桁架,以及復雜柱網情況下的轉換板。此外,8m~18m跨度的預應力混凝土空心板,外墻用的裝飾保溫復合預應力混凝土墻板在高層建筑中的應用前景也很廣闊。
3.5大力發展預制、現澆相結合的裝配整體式結構
預制混凝土構件具有工廠化規模生產的各種優點,如質量控制水平高、構件耐久性好、模板周轉率高、損耗小。在道路及運輸吊裝條件較好,運距不太大(200km以內)的情況下,預制構件常常有良好的技術經濟指標。先進工業化國家中,預制混凝土構件的比例很高,美國占70%~80%,法國、德國約占60%。
隨著大柱網、大開間多層建筑和高層建筑迅猛發展,大力發展裝配整體式建筑結構體系,把預制與現澆二者的優點結合起來,避免純裝配式建筑對產品尺寸的高精度要求,結構整體性差和節點耗鋼量大等缺點,又避免了現澆結構現場濕作業工程量大,受制于現場施工及氣候條件,耗用大量模板、支撐等缺點。
3.6大力發展可再生技術
建筑垃圾中的許多廢棄物經過分撿、剔除和粉碎后,大多可作為再生資源重新利用。如廢鋼筋、廢鐵絲、廢電線和各種廢鋼配件等金屬,經分揀、集中、重新回爐后,可以再加工制造成各種規格的鋼材;廢竹木材則可以用于制造人造木材;磚、石、混凝土等廢料經破碎后,可以代砂,用于砌筑砂漿、抹灰砂漿、打混凝土墊層等,還可以用于制作砌塊、鋪道磚、花格磚等建材制品。因此大力發展可再生技術將固體廢棄物作為建筑材料生產的原材料:1)實現自然資源的可再生;2)實現垃圾、建筑材料等人造材料的可再生利用。以可再生資源逐步替代不可再生資源,以應對未來建筑必須面臨的諸如環境和生態保護。
3.7加強已有建筑的修復與維護
2基于生態文明的建筑設計類型
1)生土建筑。生土建筑的最主要優點是能夠利用覆土來充分改善建筑的熱工性能,從而令建筑更加節約能耗。同時,生土建筑還有許多其他優點,如防塵、防震、防風暴、防噪聲、防放射性污染以及防大氣污染等,以及其非常有利于保持生態平衡,是一種不可多得的生態化綠色建筑。
2)節能節地型建筑。節能節地型建筑的設計出發點是力求節約更多的能源與資源,并在一定程度上實現能源與資源的可循環利用,譬如將建筑物中的一些生活廢棄物進行再利用等。節能節地型建筑的設計符合可持續發展的基本原則,它需要建筑設計者不斷利用新的建筑理念和建筑技術來充分開發與利用自然中安全和潔凈的可再生資源,從而取代傳統的不可再生資源,以為人們創造出一個個更加健康與舒適的生活與工作空間。
3)生物建筑。生物建筑的設計出發點是從整體角度來看待人與建筑之間的關系,它將建筑物視為一個生物般的有機體,并對其中的種種建筑學問題進行深刻研究。比較有名的生物建筑設計概念如“蜻蜓農場塔”,它的設計理念和特點總結起來主要有以下三點:a.對種種傳統和自然材料的建造方法進行了重新審視與研究,在采暖與通風等方面采取的并非機械設備,而是自然技術;b.無論是在建筑的總體布局方面還是在其室內的細節設計方面,都深刻體現出了人與自然之間的和諧發展關系,注重建筑與自然生態環境的平衡,使建筑物顯得非常溫和;c.利用科學與合理的方法來確定所使用的建筑材料,注重人們的生活態度與生活方式對建筑環境的影響,而非只注重建筑技術方面的問題。
4)自維持建筑。自維持建筑是一種基本可以完全獨立維持全部運作的建筑,它一般只需要接受來自外界的自然環境輸入。自維持建筑并不與煤氣、水、電等市政管網相連,它是利用太陽能、風能、雨水等自然資源來為自身運作提供必需能源,并同時能夠處理自身所產生的廢棄物。如果用生態系統觀對自維持建筑進行描述的話,它可以被稱之為一種近乎封閉的生態系統,具有新陳代謝和自我調節的功能。
3基于生態文明的建筑設計要點
1)注重建筑的總體布局。基于生態文明進行建筑設計之時,應當要將建筑的整體布局與周圍的自然環境相協調。一般的生態化綠色建筑要具有較大面積的綠化帶和景觀帶,并且還要對人們的生活區、娛樂區與商業區等進行科學劃分。如北京市碧桂園生態小區就是一個典型的生態化綠色建筑群,它在設計之時采用了中國傳統文化中“天人合一”的理念,把人與自然緊密相連,既凸顯出了時代感,又充滿傳統文化氣息。北京市碧桂園生態小區的總體布局科學合理,它主要分為中軸景觀帶、宅間綠地景觀、濱河景觀帶以及東面休閑運動區四大分區,每個分區既獨立又相連,充分體現出了“生態化”理念。
(2)遵循三大基本原則。基于生態文明進行建筑設計之時應當要遵循三大基本原則,即舒適化原則、運用自然原則和自我調節原則。舒適化原則就是要求建筑設計者在進行建筑設計之時要盡量將其設計得更加舒適、更加滿足人們的需求,如令建筑室內的空氣質量更加優質、溫濕度環境更加適宜、視線環境更加廣闊、光環境更加充足以及聲環境更加安靜等;運用自然原則就是要在建筑設計的過程中最大限度地利用太陽能、風能、雨水等自然資源來代替傳統的不可再生資源,從而減少建筑的能耗,并為人們創造出一個更加健康的建筑環境;自我調節原則就是要讓建筑本身具有較好的自我調節功能,使其能夠對通風、采光、溫濕度等方面進行自我調節和控制,以及能夠進行自我凈化、減少污物和噪聲排放。
(3)充分利用自然資源。基于生態文明進行建筑設計之時應當要充分利用自然資源,如太陽能、風能、雨水等。太陽能作為一種可再生能源,它在建筑當中有著非常廣泛的應用,如利用太陽能熱水器進行燒水可以大大減少煤、石油、天然氣等不可再生化石燃料的使用,同時還能夠減少污染或有毒氣體的排放;其次,利用太陽能光電技術發電還能夠在一定程度上解決某些用電高峰時節的建筑用電問題,方便人們的生活與工作;再者,利用太陽能蓄熱技術能夠幫助人們冬天采暖,也在一定程度上減少了能源消耗。風能和太陽能一樣,也是一種可再生資源,利用小型或者微型風力發電機發電能夠為建筑提供綠色電能,以及合理利用風能還能夠為建筑室內提供優質的空氣質量,從而改善室內環境。雨水是大自然賜予人類的珍貴資源,在建筑當中合理利用雨水系統能夠節約很多能源,如在一些高層建筑當中,就可以利用屋頂花園雨水儲存與利用系統來進行水資源的儲存與循環利用,這在北方水資源相對匱乏地區的建筑設計當中尤其值得推廣。
中圖分類號:F204 文獻標識碼:A 文章編號:1001-828X(2014)09-00-01
能源問題是關于經濟可持續發展的重要因素,目前我國50%以上的能源是依賴國際市場,因此中國每年都要花費巨大的財力來解決能源問題,能源是限制中國經濟發展的核心,未來能否解決能源問題,是關系我國經濟能否長遠的可持續發展的關鍵[1]。
一、我國能源經濟存在的問題
1.能源結構不合理
我國能源結構以煤炭資源為主,煤炭、石油、天然氣在我國能源消耗中約占9成,這樣的能源結構設定是不合理的。這三種資源都屬于不可再生資源,具有不可再生性和稀有性,如果開采過量會陷入能源危機,不利于能源經濟的可持續發展。
2.能源開采過剩,利用率低
目前隨著我國經濟的不斷發展,煤炭資源作為我國目前能源經濟的主要資源,被大量開采,造成開采過剩,且價格偏低,無法體現煤炭的稀有性,造成了供給過大造成浪費,同時開采的不合理也會造成開采過程中的浪費。另一方面,許多非可再生資源無法被充分利用,利用率低,造成能源的浪費。
3.節能觀念薄弱
煤炭、石油等能源的大量開采,使得價格偏低,無法讓人們重視這些非可再生資源的稀有性。另外,在許多人意識里,我國是資源大國,能源儲備豐富,這種觀念在一定程度上造成了人們對能源的任意浪費,使人們的節能觀念薄弱。
4.缺乏能源經濟的預警機制
近年來,我國許多地區出現煤油氣的三荒現象,這正是由于我國缺乏能源經濟的預警機制,沒有做好提前的計劃和控制,無法及時發現問題并且提出有效的解決措施,使一些地區陷入能源危機。
二、實現我國能源經濟可持續發展的應對措施
1.優化能源結構
優化能源結構就是利用科技技術,使我國使用各種能源的比例趨于合理。我國是一個煤炭大國,決定了我國以煤炭為主的能源消費結構。當前我國最主要的任務就是優化產業結構,優化能源的合理配置,降低對煤炭能源的依賴。首先要調經經濟產業結構,減少第二產業和發電用煤,大力發展第三產業,降低對煤炭的使用。使我國經濟發展對能源的消耗結構達到合理[2]。
2.提高能源的利用率
我國經濟增長方式的粗放和產業結構的不合理,在一定程度上嚴重影響了能源結構的合理分配和有效利用。由于很長一段時間里片面追求經濟增長的速度和產品生產的數量,從而忽視了效益和質量問題,這就使得我國的經濟增長粗放,投入和消耗和生產效益不成正比,并且高耗能的產業占絕大多數,這種粗放的經濟增長方式,導致了能源的浪費[3]。因此,我們需要建立可持續發展觀,轉變當前這種粗放的經濟發展方式,積極調整產業結構,找到一條低消耗、高效益的新的經濟增長路線。
3.加強科技投入
面對能源消耗給環境帶來污染這一問題,需要我們加大科學技術的研發和投入使用。當前,煤炭能源仍然是我國一次能源消費的主要能源,因此加強科技投入的首要任務就是要減輕煤炭能源在使用中造成的環境污染。目前已經研發出潔凈煤技術,將煤炭液化再投入使用,可以有效減輕煤炭在使用時對環境的污染。另外,在煤炭資源的高效利用和消耗后廢棄物處理方面仍然要加大科技投入,并實行推廣,讓環境可持續發展。
4.將節能放在優先位置
我國經濟發展面臨的兩大基本國情的限制,一是人口眾多,二是人均能源不足,嚴重阻礙著我國經濟的發展。我國在過去相當長的一段時間里,采用加大能源外延的方式促進經濟的發展,這種粗放的經濟發展方式前期確實一定程度上使經濟產生了明顯的增長,然而隨著后期資金、環境等客觀因素的限制,弊端和缺點不斷被暴漏,無法再適用于當前的經濟發展。所以,我國不能采用大量消耗能源走工業化發展的方式,必須保證開發和節能雙管齊下,優先節約能源,走可持續發展之路。
5.大力開發應用可再生能源
煤炭、石油等一次能源屬于不可再生能源,其特點是不可再生性和稀缺性。隨著能源的不斷發展,對能源消耗的要求也不斷提高,終會陷入能源危機甚至能源枯竭,這就要求我們必須尋找新的可替代能源,加大力度開發可再生能源。可再生能源主要包括太陽能、風能、地熱、水電等,其優點是可循環利用且無污染。我國的可再生能源十分豐富,因此要加大對可再生能源的開發和推廣應用。未來,隨著科技的不斷進步,國家政策的出臺,可再生能源具有巨大的發展潛力。
6.加快建立能源經濟的預警機制
我國部分地區曾不同程度地突然出現煤碳、石油等資源的短缺現象,很多人認為,這是由于我國隨著經濟的發展對能源的采集和消耗也突然變大,而提前沒有搞好計劃和預測。其實能源陷入危機,不是一朝一夕的事情,但是,這也從側面反映了我國在能源方面沒有建立有效的監測和應急機制。考慮到這方面,從現在起我們必須盡快地建立能源經濟預警體系,抓緊能源源頭,可以及時發現能源在經濟發展中出現的問題,并提出有效的解決辦法,在問題發生前就給予阻止,從而確保能源經濟的可持續發展。
三、結束語
我國能源目前面臨著嚴峻的形勢,要想我國的能源經濟得到長遠持續的發展,就必須采取一定的措施。優化能源結構,開發可再生能源,減少能源的浪費,建立能源經濟的預警機制等方法都能有效的解決我國的能源問題。在發展經濟的同時要保持長遠的戰略性眼光,注意節約能源減少能源的不必要消耗。
參考文獻:
[1]薛儉.我國城市可持續發展綜合評價系統設計[J].生態經濟,2011,05(10):32-33.
Abstract: The urban landscape is an important part of urban planning, successful design can be created for people beautiful, unique personality, comfortable working and living environment, and at the same time it is also to improve the city's ecological environment, a regulating local climate means. In this paper, some of the problems in the contemporary urban landscape construction and starting from the actual status of green urban landscape design elaborated and discussed.Key words: City; landscape; Green Design
中圖分類號:TU986.1 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)
概況
城市園林景觀作為城市建設的一個重要組成部分,主要是由城市廣場景觀、道路景觀、公園和住宅小區景觀等組成。它在調節當地氣候、改善城市風榮風貌、保護城市生態環境和提高人民生活質量等方面都起到了積極作用。近些年,隨著我國經濟的快速發展,城市化進程不斷加快步伐,但因此也帶來了一定困擾,如何平衡城市經濟建設和生態環境保護之間的關系是我們必須面對的問題。一些城市的領導者在進行城市園林建設時,沒有從當地的實際情況出發,大搞形象工程,不僅耗費大量人力、財力、物力,更是造成了嚴重的環境破壞。
我國相關部門出臺的法律、法規中,已經認可了“綠色建筑”這一內容,而且不僅對其設計思想、監控標準、施工流程等有著明確的規定,還對施工區域周邊的道路、生態環境等也制定了詳細標準。比如在景觀材料、景觀設施的選擇上,采用高效節能產品,保證景觀功能的前提下節能減排,有效減少環境污染;在綠化植物的配置上,保證“適地適樹”的同時豐富植物多樣性,從而維持生態環境的良好運作。這些作為“綠色建筑”評價準則的法規與規定,對城市園林景觀的綠色設計也同樣適用。
二、設計思想
城市園林景觀設計的核心思想就是在保護好自然環境的基礎之上,通過使用綠色環保材料和對可再生資源的合理利用,將人工環境很好的融入到自然環境中去,實現城市經濟發展建設和生態環境之間的平衡。
選擇使用綠色材料
園林景觀作為建筑環境的一部分,它的材料主要應用在公園、道路、廣場等諸多地方,比如其中的硬質鋪裝大多會選用大理石、花崗巖等天然材料鋪設。這些材料相對集中在少數地區,開采過程也比較復雜,如果在設計建設過程中大量采用這類天然石材,勢必會造成項目成本的增加。同時,石材需求量的擴大會導致石材原產地的過度開采,對當地生態環境也帶來一定的威脅。
那怎樣才能做到在不破壞環境的情況下保證城市園林景觀綠色建設的正常運行呢?一般可以通過以下兩種方法解決這類問題。一是因地制宜,就近取材,在選擇建材時,盡量采用當地生產和制造出來的材料,這樣不僅可以縮減材料運輸的時間,降低成本,同時還可以更好地保證材料的質量;另一就是盡量使用二次加工的產品,比如混凝壓土磚、人造大理石等,這些經人工合成的材料不但具備了原材料的功能特性,而且外觀和使用性能上也要優于原材料。以人造大理石為例,用天然花崗巖和大理石的殘渣作為填充料,加入一些用水泥、樹脂和石膏制成的粘合劑,攪拌均勻后以模板塑造成形,再對其進行打磨、拋光等工序制作而成。它除了秉承天然大理石的固有特性外,還具備體量輕、抗侵蝕、硬度強、抗污染、制作方便、可操控性強等優點。甚至可以根據不同的要求,生產制造出不同形狀、不同顏色的產品,可選擇性較強。
合理利用可再生資源
隨著全球經濟和工業生產的迅速發展,能源的需求量也是逐年倍增,由此產生的環境、氣候以及能源儲量等問題也日益嚴重。因此合理利用可再生資源、實現能源消耗結構的變革、改變單一的使用模式、做好生態環境的保護工作、應對全球氣候等問題,已成為全球性的重要課題。園林景觀中,對能源消耗最大的就是景觀設施如照明設備和其他輔助設備的使用,在這一點上,可以借鑒現在一些比較成功的案例,如我國的新疆、等地,已經把風能、地熱能作為新型的能源利用起來。
風光互補新能源技術是目前最為成功的一種利用可再生資源來服務大眾的方法。它的內部有兩種不同類型的發電設備,一種是風力發電機,另一種是太陽能電池方陣,這兩種發電設備可以兼容使用,共同發電。發電完成后,用蓄電池組存電,當設施用電時,只要打開開關,內部的逆變器就會將蓄電池組力的電轉換成為交流電,然后通過電線運到設備負載處。若將該技術運用于園林景觀建設中的照明上,可在道路兩旁或者景觀中心地段多立桿、塔,并配置專業發電設備和照明燈具,利用風光互補技術在實現無污染、無浪費發電的同時,為園林景觀提供照明。
實現城市園林景觀的植物多樣性
所謂城市園林景觀的多樣性是指將不同種類的植物,在功能特性、空間等方面有機地結合、搭配起來,在發揮它們應有的功能基礎之上,又看上去美觀。植物配置單一的城市園林景觀,不僅視覺效果不夠理想,且缺乏生命力。比方說在城市公園或城市廣場的中心綠地中,若只單純種植草坪或幾株喬木,沒有其他灌木花卉相搭配,這不僅在視覺上缺乏層次而顯得單調,其“綠肺”作用更是沒有充分發揮出來。某種程度上講,植物造景是城市園林景觀物種多樣性的一種體現,要堅持在保留原有植物功能特性的基礎之上,突出城市的鮮明個性。
4.豐富城市園林景觀的綠化層次,實現人工環境和自然環境有機結合
園林景觀植物配置要注意豐富其空間立體層次。由于園林景觀主要是在城市范圍以內的人為建設,人工痕跡比較明顯,所以在選擇植物時,一定要考慮喬、灌、草、花相互搭配,盡可能使植物群落的組合科學而又不失自然之感。例如在對城市公園進行設計時,可在地帶多種植喬木林,并配以耐陰灌木;中心綠地以特色喬木為主,下面種植草坪或花卉,中間層以低矮灌木填充,彩葉樹種、常綠植物、落葉植物搭配種植。這樣不僅實現城市園林景觀內部空間的穩定性,還給人以視覺上的享受,將自然植被很好的融入到人工環境中去,實現兩者之間的完美結合。
總結:
城市園林景觀的綠色設計并不是單純地把園林景觀設計成綠色,而是指在園林景觀的設計和建設過程中,通過使用綠色環保材料和對可再生資源的合理利用,將人工環境與自然環境有機地融合在一起,既保護了自然生態環境,又實現了城市經濟發展建設和生態環境之間的平衡。
參考文獻:
[1] 李春宏.城市園林景觀可持續發展探討[J]. 中國園藝文摘. 2010(05)
[2] 韓冬青.綠色設計及其在城市建設實踐中的難點[J]. 新建筑. 1999(02)
中圖分類號:F12 文獻標識碼:A 文章編號:1001-828X(2013)10-000-01
在整個歷史發展過程中,人類通過開發資源環境獲取生產資料來謀求生存和發展,在早期人類對資源環境的開發利用是隨心所欲、毫無節制的裸的“掠奪”。然而人類必須遵循人與自然和諧發展的開發觀,做到統籌考慮當前發展與未來發展,在對資源的利用過程中既要滿足當前現實生活的物質文化需求,同時還要為我們的子孫后代留下充裕的資源來滿足其未來的需求,協調好經濟發展與資源環境的關系,真正做到可持續發展。
不得不承認的現實是,通過大量地消耗能源資源,以資源環境作支撐才鑄造了一個國家和民族的經濟增長。然而通過大量地消耗資源來謀求經濟的增長,從長期來看是不可持續的。因此,我們需要提高資源的利用效率,尋找可再生的替代能源,使資源的消耗和經濟效益的提高達到最大化,對環境的危害達到最小化,實現資源環境經濟的長期高效可持續發展。
自然資源、產品資產和人力資源是一個國家、一個地區、一個企業財富創造的主要來源。經濟學家定義資源環境為:能夠向人類社會經濟系統提供一系列服務的“復合性資產”。在現實生活中生產資料、生活資料的天然來源、無形資產及資本、人力資源、知識技能、產品資產等都屬于資源優勢的范疇。在這篇淺談里資源側重于指自然資源。
我們知道要達到資源環境經濟的效益最大化,就需要采取一些措施來引導。因為在市場經濟條件下,要保證資源環境與經濟的可持續發展必須有相關的法規進行約束,在經濟學中我們知道經濟生活的理性人都是利己的,我們不可避免會遇到很多人對資源環境大肆掠奪以謀求個人利益最大化,這時候對資源和環境造成的損害是嚴重的。只有在有關的法規約束下,才能保證行為主體的行為既合乎行為主體自身的利益也合乎資源環境經濟發展的整體利益。其次,資源環境與經濟的正常運行也離不開政府的行政監管。作為公共品或準公共品的資源具有外部性,這一特性決定了其進入經濟領域需要政府采取一定的公共政策以保護環境不被破壞。
最佳的經濟開發模式應該是對于可再生資源的開發和利用保持在可持續的最大收獲量之內,同時向環境中排放的廢棄物等要低于環境的自我凈化能力。從可持續發展的角度出發,對于像土壤、水、森林、魚類等可再生資源的利用速度要低于其再生速度,若是高于其再生速度則容易造成可再生資源的枯竭。對于像化石燃料、優質礦石等這些不可再生資源的利用速度應該適當的放緩,積極的尋找可替代的資源。
具體的創新資源節約體制機制的可用措施包括:(1)推進資源型產品價格改革,參考資源的稀缺程度、市場供求關系和環境恢復成本這些指標確定合適的各種資源價格。(2)建立和完善資源的產權制度。建立資源有償使用制度,探索建立統一、開放、有序的資源初始產權有償取得機制。(3)構建循環經濟體系。根據資源稟賦和產業特色這些因素來建設循環經濟產業園區和循環農業示范區,促進循環經濟改造。完善循環經濟政策支撐體系,探索循環經濟發展新模式,建立生產者責任延伸和工業廢棄物處理認證等制度。(4)創新資源開發管理機制。以促進資源節約、發展循環經濟為目的,制定相應的地方性法規。(5)完善節能減排激勵約束機制。綜合運用價格、稅收、財政、金融等經濟杠桿,完善政府引導、企業為主體的節能減排投入機制,有效促進社會、企業節約能源資源。
估計某一個特殊的政策變化所帶來的直接和間接影響及其對經濟系統整體的全局性影響可以通過使用可計算一般均衡模型即CGE模型。所謂CGE模型,它是以阿羅-德布魯一般均衡理論為基礎,明確定義了經濟主體的生產函數和效用函數,從而反映多個部門、多個市場之間的相互依賴和相互作用的關系,揭示比部門均衡模型或宏觀計量經濟模型更為廣泛的經濟聯系。通過CGE模型,研究者能夠估計某一個特殊的政策變化所帶來的直接和間接影響及其對經濟系統整體的全局性影響[1]。在環境政策的分析上,典型的CGE模型具有四個優點:第一,價格由市場內生決定;第二,基于瓦爾拉斯一般均衡理論的價格調整使商品和要素的供求達到平衡;第三,模型中的供需函數分別由基于廠商利潤最大化和居民效用最大的行為導出;第四,CGE模型通常是多部門和非線性的,并包含資源的約束[2]。張越扶[3]建立了中國環境 CGE模型,并利用該模型進行了經濟政策調控對環境影響的模擬,對提高污染排放收費標準的影響進行了模擬分析。模擬結果表明提高污染物排放收費標準將損害中國的經濟增長,但是GDP的下降幅度并不是很大。
經濟增長方式是一個動態的演進過程,由于我國勞動力資源的先天優勢,在一個較長的時期內,我國選擇了粗放式的經濟增長方式,在工業化步伐不斷推進的今天,我國經濟的發
展日益受到資源、環境的約束,迫使我們必須選擇新的經濟增長路徑,通過技術革新、制度的優化來解決經濟發展中的瓶頸,矯正市場失靈[4]。
我國作為最大的發展中國家,在前進的道路上仍然面臨著眾多的挑戰。要提高綜合國力和國際競爭力,加快經濟的高速發展,就需要立足于當下同時要有長遠的眼光,提高資源的利用效率,加快對可替代能源資源的探索,減少對環境的污染,做到長久的可持續發展。
參考文獻:
[1]李丕東.中國能源環境政策的一般均衡分析[D].廈門:廈門大學,2008.
中圖分類號:G427文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2013)02-056-1
一、環保“5R”原則
1.減量化原則(reduce)。
能源原料節儉化,工藝簡單化,產品小型化、輕型化和簡裝化,減少“三廢”排放。
2.再循環原則(recycle)。
產品完成使用功能后,能重新變成可利用資源,包括原級再循環(廢品生產同類產品)和次級再循環(廢品轉化成其它產品的原料),可有效實現省資源、少污染、減成本。
3.再使用原則(reuse)。
產品和包裝容器能以初始形式被反復使用,抵制一次性用品,從而降低成本和減少廢物排放。
4.再生原則(regeneration)。
在有選擇的情況下,選擇可再生資源制品多于不可再生資源制品。如選擇紙袋多于塑料袋,因紙是一種可再生資源,可通過種樹彌補。這是節省資源、能源,減少污染的有效途徑。
5.拒用原則(rejection)。
在化學生產過程中拒絕使用無法替代、無法回收、無法再生和無法重復使用的以及毒副作用和污染作用明顯的原料;拒絕使用非環保的物品;拒絕購買過度包裝的物品。
二、化學實驗中的“5R”原則
1.減量化原則,即實驗的微型化
在化學實驗教學中通過減少化學試劑的用量,從而減少污染物的排放,降低實驗成本,即化學實驗要朝著小型化、微型化的方向發展。這也是綠色化學的一項方法和技術。如:在滬教版九年制義務教育用書第七章第一節溶液的酸堿性中,探究酸、堿與指示劑的作用時,原來的實驗都是在試管中進行的,現在采用白色點滴板作為反應容器,既節約了藥品又減少了實驗產生的污染,同時又能增大實驗的數量,實驗效果明顯,可謂一舉多得。若是演示實驗,怕學生無法觀察,可以放在實物投影上,放大實驗現象,同樣是清晰可見。
從以上實驗可以看出:微型實驗和常規實驗一樣,能得出相同的實驗結果,但藥品用量卻是常規實驗的1/5,甚至更少,大大減少了對環境的污染,是綠色化學思想在化學實驗中的一種體現。教師可以指導學生利用日常生活中的一些廢棄物來設計實驗,鍛煉學生的動手能力,同時還培養了學生的創新思維和環保意識,最大限度地實現化學藥品的減量化使用。
2.再循環原則,即實驗的綜合化
在自然界中存在著碳循環、氧循環等,這些循環現象給我們開展化學實驗帶來了一定的啟示,即在化學實驗教學中注重再循環、再使用的原則。在化學實驗中主要有:(1)將上一個實驗的產物作為下一個實驗的原料,以此類推實現再循環。如:在實驗室制取氧氣的實驗教學中,加熱高錳酸鉀得到氧氣的同時,得到了二氧化錳,而二氧化錳又是過氧化氫制取氧氣的催化劑,這樣兩個實驗的綜合化過程充分體現了再循環原則。(2)對于一些實驗過程中沒有消耗的化學試劑、藥品,可以進行回收利用。如:在粗鹽提純的實驗中,提純的食鹽可以回收,在其他實驗中再利用。學生分組實驗中,做金屬性質的時候,稀鹽酸或稀硫酸和鋅粒反應,因為是試管實驗,鋅粒往往是過量的,所以我們可以回收,在講解實驗室制取氫氣時,就可以利用回收的鋅粒和稀硫酸來制取氫氣,再做氫氣性質的演示實驗。
3.再使用原則,即實驗的簡易化
在現用的滬教版九年制義務教育用書中,“啟普發生器”等特殊裝置已不見蹤影,而在實驗教學中更多的是采用一些由常見玻璃儀器組合而成的簡易裝置,同樣具有啟普發生器的優點:隨時發生反應,隨時停止反應。既體現了減量化原則(啟普發生器中鋅粒和稀硫酸的用量是很大的),又可以讓常見的玻璃儀器實現不同的功能,體現了實驗器材的再使用原則。
4.再生原則,即實驗的綠色化
隨著社會的發展,科學的進步,人類對資源的需求大大增加,但是在滿足當代社會發展的同時更要考慮子孫后代的長遠發展,對不可再生資源的開發和利用要有長遠的可持續發展的思想。在進行化學實驗設計時,盡量做到綠色環保。如實驗室中的熱源——酒精燈,其燃料就是采用了可再生的能源酒精,而點燃酒精燈也把火柴改為打火機。
中圖分類號:TU201.5 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)35-0369-01
0 引言
發展進步是人類社會永遠追尋的主題,享受高質量的生活是永恒的話題。但是隨著人口的爆炸性增長,社會的城市化快速發展,進而非可再生資源的銳減、環境的惡化等危機也孕育而生。據統計,建筑的建設需要消耗總能源的50%。如何減少資源浪費、利用可再生資源、減少建筑對環境的影響,如何建造出“宜居、可持續、和諧共生”的建筑,“綠色建筑”指導概念孕育而生。
綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內,最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材)、保護環境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑[1]。在新的《綠色建筑評價標準》GB/T 50378-2014中“節能與能源利用”章節中明確了建筑如使用可再生能源可獲得綠色建筑評分21分,說明可再生資源利用在綠色建筑中所占的權重。本文就針對太陽能的光電、光熱、照明功能在綠色建筑中的應用進行淺析。
1 太陽能發電系統在綠色建筑中的應用
太陽能發電系統是由光伏組件、控制器、逆變器(DC-AC)、蓄電池(可不包含)組成,是利用光伏組件(單晶硅、多晶硅、非晶硅、多元化合物太陽能電池)吸收太陽光后轉化為直流電源,根據需要利用逆變器轉化交流電源或者選擇使用蓄電池對直流電進行儲存。
目前將光伏系統用于建筑中的模式一般分為兩種:建筑光伏(BMPV)及建筑光伏一體化(BIPV),在綠色建筑中兩者均可在建設不同部位及建筑功能上得到完美應用。
1.1 BMPV系統在綠色建筑中的應用
在非建材領域光伏系統主要有:光伏雨棚、光伏遮陽板、光伏欄板、光伏墻/屋面支架結構等。如果按照光伏成品劃分又包括:光伏路燈、光伏庭院燈、光伏移動電源、光伏滅蚊燈、光伏手電等等。
就獨立居民住宅或公建而言,通常在建筑陽面設置帶“光伏雨棚”的停車場,發出的電量可用于車棚的照明或者電動動車充電電源使用;小區內部功能區則使用“光伏路燈、光伏滅蚊燈”用來滿足照明及滅蟲作用;小區或公建陽面窗戶則利用“光伏遮陽板”,起到遮陽及發電功能;“光伏墻/屋面支架結構系統”可將光伏發出的電能利用在樓梯照明、電梯、公共區域照明等,大大減少業主及用戶電費開支。所以,BMPV在綠色建筑中起到不可或缺的作用。
1.2 BIPV系統在綠色建筑中的應用
目前建材型光伏系統主要包括:光伏磚、光伏瓦、光伏幕墻、光伏窗、光伏采光頂等。在公建建筑中,將光伏與建筑總體設計施工,主要利用“光伏幕墻、光伏采光頂”發出電能用于照明及部分動力電源;光伏窗則應用于居民建筑比較適宜,可以起到遮陽及發電作用。BIPV系統主要的優勢在于能夠與建筑形成一體化,不僅可以產生電能,還可起到建筑構件功能。BIPV系統不僅可以保證建筑物自身用電需求,還可根據裝機電量將多余電量并網,舒緩高峰用電壓力,具有極大的社會及經濟效益。
2 太陽能熱水系統在綠色建筑中的應用
太陽能是一種清潔無污染的可再生能源。太陽能熱水系統是利用太陽輻射能為熱源,將太陽能轉為熱能,以達到加熱水體的一整套裝置,包括太陽能集熱裝置、儲熱裝置、循環管路裝置、循環動力等。
太陽能熱水系統按鋪設配型分為:單機太熱能熱水器、集中式太陽能熱水系統、半集中式太陽能熱水系統三大類。此三類太陽能熱水系統在綠色建筑中均得到了廣泛的應用。
2.1 單機太陽能熱水器在綠色建筑中的應用
單機太陽能熱水器(又叫家用太陽能)應用最早,七十年代中期第一代熱水器是用鐵皮、鐵管進行焊接,簡單利用太陽能將水“曬熱”。第二代太陽能熱水器則應用銅鋁復合芯條技術。第三代就是發展到現在所見到的“黑管――玻璃真空管”,能夠大大提高太陽能輻照,減少輻照時間,迅速將水制熱。
在多層建筑中,大多是選用 “屋頂式”單機太陽能;高層居民建筑則選用“壁掛式”單機太陽能。單機太陽能熱水器最大的好處是獨立供用水,管理方便。但,其最大的缺點是:無可靠的回水系統,造成供水浪費;多余熱水無法共享,造成熱能浪費;系統管路多,與建筑結合不協調。單純從能源利用角度看,單機太陽能熱水器能夠彌補“綠色建筑”政策涉及不到的廣大農村地區節能問題。
2.2 集中式太陽能熱水系統在綠色建筑中的應用
集中式太陽能熱水系統的最大優點是集成化程度高,分攤造價低,管理統一,水熱利用程度高,與建筑統一設計施工,結合程度高。在居民建筑中得到最大程度的利用,解決了供暖、生活熱水問題,為廣大居民減少了建筑使用費用。目前,也是眾多居民住宅開發項目“綠色建筑評價標準一星”應用最多的項目。
3 導光照明系統在綠色建筑中的應用
導光照明系統主要由采光罩、導光管和漫射器組成,其主要是利用室外的太陽光,通過導光管,將自然光引入需照明的空間。其是真正的節能、環保、綠色的新型照明方式。在綠色建筑中被廣泛應用在場館、辦公場所照明、地下空間、大跨度廠房等白天需照明的環境。由于導光照明系統照明來源取自大自然,所以是“純綠色”照明系統。但是,系統中的主要部件均需進口,與傳統照明系統相比造價不菲,如果能夠國產化,相信定會產生頗豐的經濟收益。
4 結論
太陽能是可再生能源中最不受地域限制的能源之一,其能夠與建筑完美的融合成為一個有機整體,是“綠色樓盤”最受追捧概念,也是居民最能直觀理解的綠色概念。從建筑業發展、可再生能源利用、樓盤銷售賣點、降低建筑使用成本等方面均能夠充分證明,太陽能系統的多元化發展終將“最接地氣”地與“綠色建筑”融合,并得到最廣泛的應用。
參考文獻