节能论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇节能论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

2计算机软件的应用

科学技术的发展对于各行业各领域来说都是推动领域新技术使用的前提条件，这一点对于建筑空调能耗控制来说同样也适用。实现建筑空调能耗控制指标的合理性，科学性，必然会用到一些科学的计算方法。对于西方国家来说，也愿意投入大量的资金与技术对这种科学的计算方法进行研究分析。而这些科学的计算方法可以由大型软件实现，如美国在这一方面的突出贡献，ACCESS软件和TRNSY软件，日本的突出贡献则是研发了HASP软件，法国也取得了一定的成就，典型的就是CIJM2000软件，以及其他国家自主研发的大型软件。对于法国研发的CIJM2000软件来说，其对数据的分析主要是采用网络法对系统进行动态模拟，使用丹麦软件ESACAP作网络描述和模拟计算，从语言（ESACAP）到编程（模块式）都有其独特之处。从而让该软件在编程语言模块和系统模块上都具有了其它软件没有的独特性。不得不注意的是，大型软件的应用对使用者提出了很高的要求，他们必须要具备软件应用过程中的编程能力。如果没有相应的编程能力，就会造成计算结果的误差。此外，在计算空调能耗指标中应用该软件，往往需要耗费一段时间。因此，为了提高该软件的实用性，很多国家都在致力于解决耗时长的问题。如在计算建筑物内部采暖能耗时，可以采用“度日法”，较高的适用性弥补了估算结果的粗犷，也得到了世界各国的广泛运用。结合多年实践经验以及我国的实际情况，解决我国建筑空调能耗问题最适宜的方法应该是改良温频法。首先，该方法具有通用性，不管是建筑供冷空调系统的应用还是供暖能耗的分析都有着良好的应用；其次，该方法具有简明性，通过对稳定传热公式的应用，提升了空调能耗分析的实用性；第三，与我国“冷负荷系数法”计算原理一致，大量的减少了参数的重复计算。

3气象参数的提供

逐时计算法的采用，对气象参数资料提出了很高的要求。即使是之前的“改良稳频法”简算法，其计算过程中也还要求要用到室外空气干、温球温度以及湿度这几项参数。气象参数作为一个参考数据，其对能耗的分析也产生了很大的影响。但是当前，我国不少省市的气象部门在提供气象参数时采取有偿服务的方式，以牡丹江市为例，每获取一个气象参数就要花费0.2-0.5元，无形中加大了气象参数获取的投入，且当前我国在空调能耗研究方面投入经费不足的情况下，给科研项目的开展增加了很大的压力。而在发达国家，气象参数的提供是免费的。如美国，其提供使用的磁盘气象资料，是利用“参考年”、“气象年”等方法进行统计的气象参数，此外，还提供气象参数公开的服务。节能工作的开展可以说是国家的公益性活动，而节能研究机构对节能方案的设计最终目标是服务国家、服务社会。因此，加大国家的对空调节能项目的支持，可以适当的出台一些政策法规，进而保证节能研究机构把握大量的、准确的气象参数。

4空调节能措施相关问题的研究

对于建筑空调能耗指标的研究来说，研究的方面很广，在计算问题之外，还有相关措施的研究。如冬季中，日照能够满足人们对温度的需求，而这又有利于控制冬季的空调能耗，但是夏季的日照对空调的制冷来说，就要耗费大量的能源进行制冷。我国地域的复杂性决定了我国具有复杂的气候特征，因此，各地方设计建筑物的窗墙时，要切合当地的气候条件。又如，对自然界中冷能源和热能源的利用研究。包括夜间的风力运动、水分蒸发作用、太阳能的利用等方面的内容。虽然，当前有很多的科研人员和科研课题针对空调节能措施相关的问题进行了研究，但是我们要明白，空调节能技术研发以及节能措施的实施都不是一朝一夕的事，而是要上升到一定的层面，从而为空调节能技术的研发和技术措施的实施提供坚实的后备力量。

篇（2）

贴膜是玻璃表面用粘胶、压敏胶贴上一层薄膜或层压薄膜，玻璃表面的贴膜具有各种功能，如增强、遮阳、绝热、装饰等。贴膜时可采用液体轮合剂或膜本身涂布压敏胶。按膜的功能可分为遮阳绝热、阳光控制、低辐射、热反射、光栅（镭射）、增强（防爆、防盗）、磨砂、彩色和印花等贴膜。贴膜一般在室内玻璃。

我国建材行业标准JC846—1999中贴膜玻璃指贴有机薄膜的玻璃制品，在足够强的冲击下将其破碎，玻璃碎片能够粘附在有机膜上而不飞散，如果被击穿成一个洞，洞的边缘不应有未贴膜玻璃那样锯齿状。此标准分为1类贴膜玻璃和11类贴膜玻璃，I类贴膜玻璃指未经过钢化处理的单片玻璃板贴膜而制得的，II类贴膜玻璃指钢化玻璃或半钢化玻璃板贴膜而制得的，此标准适合于建筑玻璃，与建材行业标准相比，本文所讲的玻璃贴膜所包括的范围更广一些。

隔热保温膜贴于玻璃正面或背面，既可起隔热保温作用，又可起装饰作用，主要性能如下。

①遮阳性此类型膜根据产品类型和用途，反射大阳热能50％～78％，热能透过仅10％～20％，遮蔽系数0.20～0.60，起控制阳光作用，减少了进入室内的太阳能。

②绝热性贴膜后可起绝热作用，通过玻璃的热能损失减少到30％～50％，减弱温度急剧变化程度，可望解决冷壁效应和温室效应，因而节省了空调费用。

③减少可见光和紫外线的透过率一般3mm透明平板玻璃的可见光透过率为89％，对300～380nm紫外线的透过率为70％。贴膜后，根据要求可使用不同色泽的膜，对可见光的透过率能降到10％～50％，紫外线的透过率仅为0.4％，减轻了紫外线对室内家具和纺织制品的损害作用。

④改善建筑物的协调性绝热薄膜有各种不同的色彩和不同的透过率，贴膜后可与现有建筑色彩协调，融为一体，贴膜也可起镜面作用，室外看不到室内人与物，而室内却可以看到室外的景象，可代替窗帘，减少了窗帘拉开和合拢时所造成的不协调现象，克服建筑物外观的不一致性，提升建筑品质。

⑤增加玻璃强度和安全性玻璃破裂时，碎片不会飞出伤人。

此类贴膜又可以分为阳光控制膜、阳光反射膜、低辐射膜（Low－E），三者相互之间很难明显区分，通常认为阳光反射膜的反射率较阳光控制膜和低辐射膜略高。低辐射膜是在保证可见光透过率尽可能高的条件下，阻止室内辐射能量传递，达到节能效果，其辐射率E<15％。此外还有防紫外膜等。

各类型隔热保温膜不仅具有数值不等的太阳能反射率、吸收率、总太阳能的阻隔率与遮蔽系数，而且具有99％的紫外线的阻隔率，相应的防晒指数为100，而一般玻璃的防晒指数仅为0.5～2.7，防晒霜的防晒指数也只有20，贴隔热保温膜后阻隔紫外线效果较理想。根据品种的不同，眩目光减少率波动于42％～79％之间。表12河中各类型贴膜的强度也是比较高，No.l～5的抗拉强度为177.3MPa，断裂强度为696.3kPa，剥离强度1300g.cm－1，穿刺强度为34927g.No.6的抗拉强度为203.4MPa，断裂强度为1620.3kPa，剥离强度为1122g.cm-1，穿刺强度为66224g.

低辐射贴膜能阻隔夏季太阳巨大热量（可达79％太阳热能）和眩目强光，但不光线进人，使室内更阴凉，而冬季却能减少热量透过玻璃的损失，贴在单层玻璃内表面时可降低热损耗30％左右，起了冬暖夏凉的作用。

隔热保温膜的基片材料为15～50μm的聚酯薄膜，可用磁溅射各种有色金属进行着色，通常有银色、灰色、古铜色、金黄色等。比较低档一些有染色膜。

篇（3）

据中国移动综合部的孙佰介绍，中国移动2006年保有基站约25万个，至2007年，基站数目就已达30.7万个。基站数量的激增，加大了对能源的消耗，根据中国移动内部提供的耗能分析图表显示，目前基站耗能占据73%，这其中基站主设备耗电占据51%，基站空调耗电占据46%，其他配套设备耗电3%。

可见，若想从根本上降低基站耗电，节约运营成本，只有从机房主设备和空调入手。目前，通过空调乙二醇双冷等技术已经可以充分降低空调耗能，所以，基站主设备节能成为最大的突破口，也是运营商关注的重点。

节能不能只关注基站功耗

事实上，通过对移动运营商生产需求分析，设备制造商很早就意识到基站节能对于运营商运维成本降低的重要性，目前已经出现了很多成熟产品。

由于实力和经验相当，目前各大设备商使用的节能技术和节能方案差别不大，主要集中提升基站功放能效，采用节能软件降低基站运行能耗，各类绿色洁净能源的采用(如风能、太阳能、生物能源等)、改进基站站点设计等。

目前，这三家设备制造商的最新主打基站产品都在采用较为先进的多载波功放技术(MCPA)，可以大幅度降低每载频的能耗。根据资料显示，通过采用双密度载频，S4/4/4配置的GSM基站能耗从1800W迅速降到1000W左右，能耗节省高达40%以上。据华为中国区无线Mar-keting部CTO周建国表示，目前华为已经实现在单模块内最多支持6个载频，正在四川、青海等地进行测试和商用验证。爱立信也正在开发这样的基站，据介绍，对比2载频，这种新技术将节能40%以上。

目前运营商在进行节能测试时，过多地将目光集中在单一设备功耗上，而没有从基站整体考虑能耗。“这种方式是不合理的，有些时候尽管产品功放效率较高，但如果基站的整体设计不好，很可能要达到同样的通信质量和覆盖范围，设备能耗一样很高。”爱立信无线解决方案专家章正珊表示。但好在目前，中国移动设计院已经意识到基站节能不能只关注功放，还要关注整体基站设计。

由于分布式基站4载频配置下平均能耗仅550W，基带与射频单元之间采用光纤传输，无馈线损耗，覆盖效果与传统宏基站相当，自然散热技术则省去了温控能耗，且占地面积小，安装快捷，能够广泛应用于室内覆盖、城区选址困难区域、热点覆盖等场景。由于分布式基站具有如此多的优势，中国移动已经明确表示，会进一步扩大分布式基站的应用场景，目前爱立信、华为正在内蒙古、广东、贵州、四川等地进行测试和验证。

软件节能优于硬件

降低设备的载频能够有效降低功耗，于是出现很多运维人员通过长时期观测载频使用情况，人为在“闲时”开关载频来达到节能的现象，虽然效果显著，但这样既浪费人力，同时也大大降低了基站的应急能力。

目前各大厂商提供的节能软件改变了这种情况，让老旧基站焕发出新的节能活力。通过负载平衡能耗，在闲时将设备设定为节能状态，当话务量突增时，可以自动转化为正常状态。章正珊表示，爱立信的“PowerSaving”软件解决方案可以根据话务量的变化自动对实际需要的载频数量进行控制，从而达到降低基站能耗的目的，该功能可以应用于爱立信1994年后出产的所有基站产品上。而华为的绿色节能软件已经能够达到时隙开关，主要应用在华为GSM3012、3006G等主打产品上。诺基亚的NetActServiceQualityManager也有相同的功效。

对于移动运营商来说，相对于硬件的投入，软件的投入可以有效解决现有基站的节能问题，同时具有成本低，便于维护等特点，可以说是运营商最佳节能投入。另外，新能源的应用对于基站的稳定性提出了更高的要求，风能和太阳能等不稳定电力源，要求基站设备能够有更强壮的生命力。具周建国介绍，目前中国移动“绿色行动计划”已经选择了爱立信和华为在内蒙古等省市，针对太阳能的基站展开测试，检验基站设备的稳定性。

网络规划与设备功耗同等重要

在整体网络规划上，专家提出了“需求-设计-研发-制造-供应链-部署-回收-需求”等闭环周期节能系统，如华为的“E2E绿色设计方案”、爱立信的LCA绿色计划等计划也都是全生命周期评估的典范。

有着丰富工程经验的章正珊认为，基站节能的重点不应放在基站技术的升级上，而是应该放在网络规划中。“一个好的网络规划，在不影响用户通话质量和减少覆盖的基础上，可以最大限度地减少基站数量。这对于运营商来说，不但可以减少初期成本投入，同时也可以减少后期维护成本。”

据专家经验估计，让一个经验丰富的网络设计专家从最初即参与整体网络规划，可以将无线站点的数量减少30%～50%。

按目前网络基站设备2.5KW(GSM、CDMA基站平均能耗)来计算，每减少一个基站，每年可以减少耗能21900度电。

但是目前运营商还没有完全认识到网络规划在节能减排工作中的重要性，曾有中国联通地方运维人员对记者抱怨：“节能减排不能光靠在后期运维上下功夫，运维能够减少的能耗很少。节能减排要从新建基站网络规划抓起。由于没有良好的规划，造成现在后期维护上能源消耗过多的现象还很多。”

在中国移动“绿色行动计划”重点工作矩阵图中，可以看出他们并没有将网络规划作为降低能耗的主要领域。业内专家解释说，由于这种方式的可实施难度大，投入规划成本大等问题，还是需要市场的考验。

向无空调基站挑战

据统计，温度从24度上调到28度时，基站节能效果将提高3%～8%。但是在目前的基站内，都有最高温度上限的设置，不能轻易调高基站温度。

中国移动绿色行动计划负责人秦光泽对记者表示，现在的基站设备已经能够适应普通的高温运行，之所以设定基站顶限温度——25℃，主要是考虑不影响基站内蓄电池的寿命，蓄电池在高温下不能正常运行，如遇断电等情况，会对网络安全运行带来威胁。

篇（4）

当管路阻力不平衡时，往往近处用户室温过高，需开窗散热，浪费能源。远处用户则室温过低。如果增强供热后虽然提高了远处用户室温，但近处用户室温更高，总之供热效果不好、又浪费能源。设计时应尽量使各并联管路阻力平衡，但管路长度相差悬殊，设计无法达到阻力平衡时，采用技术手段，如阀门调节、设减压孔板、设自动平衡阀等。这一过程应在设计及安装调试阶段完成。水力平衡的调节手段是在各建筑入口处设调节装置。对于一般作启闭用的阀门(如闸阀截止阀和球阀)，因其开启度)流量曲线非线性，不宜作为调节阀使用。

1．2加强保温、提高管网输送热效率

一般来说室外管网输送热效率应大于90%，这就需要对热网的设施和选用优质的材料进行保温节能，加强维护管理，防止水浸，破坏等。

1．2．1对室外管网要进行合理敷设与布置被地下水淹没的热网主、支干线小室实施堵漏。采用膨胀橡胶作为密封填料，将小室主要漏水点管道穿墙套管密封，防止地下水通过穿墙套管进入小室内浸泡管道。对热网中所有的补偿器芯管进行保温。

1．2．2供热管网保温层厚度的确定尽量将管道散热损失降到最小供热管道保温层厚度应按国标《设备及管道保温设计导则》中的经济厚度计算公式确定。

2供暖节能的管理策略

2.1供热企业经营机制的转换，形成多元化投融资渠道

供热事业长期以来一直以国有企业为投资主体，投融资相对单一，资金投入严重不足。随着我国经济体制改革的不断深入，这种投融资模式己经制约了供热事业的发展，必需打破这种传统计划经济下的投融资管理模式，逐步形成投资主体多元化，资金来源多渠道，投资方式多样化，项目建设市场化的新格局。在理顺供热价格的前提下，通过注入资本金、贷款贴息、税收优惠等措施，鼓励和引导社会资本以独资、合资、合作、联营、项目融资等方式，参与供热项目的建设。

2．2制定正确的热价管理政策

城市集中供热价格，是供热企业通过一定的供热设施，向用户供热，以保持恒定的室内温度，所形成的供热商品价值的货币反映。因供热系统是由热源、热网、热用户室内采暖系统)组成的庞大、封闭、复杂的循环系统，采暖供热具有自然垄断性，热价不能通过市场自由竞争形成，只能由城市政府模拟市场机制而对热价形成进行管理。热价管理，包括热价构成、制定、调整和执行管理。热价构成管理是热价的静态管理，热价制定、调整和执行管理是热价的动态管理。热价管理理论研究，目的是探索热价管理工作中的客观规律，为热价管理办法的制定和热价管理支持系统的开发提供科学依据。热价构成管理，是正确核算和规定热价的成本费用，科学计算热价的税金利润，使热价能正确反映供热商品的价值。正确制定热价管理及定价政策是中国推行热计量的关键环节。实行供暖费的明补改革，制定热计量的奖惩政策，制定热价管理政策，制定热计量投融资政策，设立供暖保障金，实行供热体制改革是推行热计量必须解决的问题。而热价管理政策的正确制定是其中关键的一环。热价与供热体制，供热技术和供热投融资机制互关联、相互促进。

2．3改善企业经营机制

改善企业经营机制由粗放型向效益型、科技型、节约型转变，建立起一套以考核经济效益为中心的技术经济指标体系。长期以来，由于对城市集中供热的商品意识比较薄弱，国家对供热企业的考核，主要讲求速度和服务质量，而不注重经济效果，使之长期处于不求经济效益的落后状况。但随着我国经济体制改革的深入发展，使人们对商品经济和市场竞争的认识逐步加强，对一种商品在市场上是否有魅力及企业的管理水平，主要观其投入和产出之比。具体的说，也就是产品在形成价值的过程中，能够为社会创造的价值(即企业盈利)与产品实际消耗的物化劳动和活劳动(即产品成本)的比较。在一定的价格下，成本降低，企业盈利就可以增加，反之，则减少。因此，企业为了增加盈利，就必须在降低成本上下功夫。为了使产品在形成价值的过程中，能够及时发现问题，找出降低成本的途径就必须加强对各项费用的核算工作，并建立起一套能够科学、合理的反映投入产出对比关系和综合经济效益的指标体系。供热企业现有的指标体系存在不少问题。从宏观上看，主要是反映速度型的增长模式。例如供热发展面积、供热量、销售量、产值、产量、利润总额等等。但却反映不出投入与产出的关系；从微观上看，企业内部指挥过多，重点不突出，主次不分明，综合在一起，很难做出比较肯定的判断。

篇（5）

市场状况：市场的压力、电力短缺、资金短缺以及环境的变坏已为外国公司带来极大的商机，使他们有机会在节能技术方面来分享庞大的中国市场。

最初开始于1978年的市场改革，戏剧性的削弱了国家计划在中国经济中的作用。国有企业所占全国工作总产值由1980年的76％下降到1994年的34％，国家分配的商品由1979年的65种缩减为1995年的14种。在重工业和通讯以及运输领域的价格控制作用已削弱。多数商品的价格由市场决定，尽管少数几种关键项目，如谷类、棉花以及石油产品的价格仍在国家的控制之下。中国正通过降低进口关税和配额，以及向完全自由兑换货币转变，来努力与世界贸易组织的基准保持一致。

作为经济改革的一部分，中国政府已停止向煤炭工业发放每年高达2.3亿美元的补贴。煤炭价格1993年在许多地区开始急剧上涨，1994年价格下调后，仍继续上涨。据政府报道，许多煤矿在1995年已开始盈利。另一方面，石油价格的改革在前进了两步后又退回了一步。在宣布了几条措施后，石油市场在1992年开始开放。1994年夏季，政府改变了方针，重新由中央统一管理价格和销售渠道。1994年春季，为了防止社会不安定，政府逐步对居民用煤和用气售价实行控制。电价仍是大幅度调节了的，在多数地区，电价现在比燃料价格上升得快。

通过改革，中国的经济有了明显的增长，国内生产总值以每年平均8－9％的速度连续增长。尽管80年代能源使用的增长速度只有经济增长速度的一半，中国的主要燃料－－煤炭的价格，从1978年到1995年仍翻了一番。1995年的原煤产量达12.8亿吨。中国是世界上最大的含碳矿燃料的生产者和用户。难怪现在存在严重的空气污染和酸雨问题，已成为仅次于美国的世界第二大温室气体排放者。这些环境问题由于从生产、运输到最终使用的整个能源系统的低效率而加剧。

此外，部分是因效率低，电力生产没有跟上迅速发展的经济的需要。经常性的电力短缺降低了生产率，并导致生活的不便。问题是如此普遍，以致许多地方报纸象预报天气一样发出计划性的停电通知。电力部计划从1995年至本世纪末到少增加200GW至300GW的装机容量，即平均每年增加24GW。当然，中国无论是建造大型电站的能力还是资金，都不足以完成如此巨大的扩展。这就解释了为什么中国政府急于想吸引国外资金用于电力领域投资。

当然，政府也很清楚节能在改善与能源相关的经济和环境问题方面的潜力。早在1980年，国家便开始投入大量的资源来提高关键能耗工业的能源使用效率，以及提高所有工业用电机、风机以及泵类的能源使用效率。90年代，政府的目标已将节能投资的责任由公共领域转向私人领域。国家计划委员会的中国节能投资公司（CECIC）由大制造商转化为一个出租协会。1993年，CECIC的贷款加上地方政府的资金补充，共有3亿美元，每笔贷款需要企业提供投资的一部分。

政府已公布了能源标准和一系列附加的节能条例，它们已收录在中国的《节能法》草案中。如果这一法律获得通过，许多地方节能技术服务和监测中心将授权进行检查并将检查结果向政府报告。严厉的立法将加强对节能的需求，这一需求由于现有的节能条例和市场以及环境的压力而有了较强的增长。

国外的技术和投资可在满足中国的节能需求中充当重要的角色。自从1978年中国开放以来，国内已成立了240，000家外资企业。直接的国外投资在固定资产中所占的比重已超过国家的总产的10％。外资企业现已占了超过中国总的对外贸易的三分之一。1992年，美国在中国能源和电力上的总投资达7.74亿美元。

机会范围：

由于经济和政治力量的综合作用，以许多方面都产生了节能的需求。由于经营困难的公司允许破产，幸存者更愿意投入先进的技术，如工业过程控制、凝汽阀以及高效电机、锅炉和炉窑，这些将为企业提供竞争优势。电价的上升使得使用效率和热电联产成为更具吸引力的选择，尽管以低的、可控制的价格传送暖气在多数地方仍是一个重要障碍，市场政府面临着通过改善区域采暖系统来减少污染和费用的压力。外资宾馆和办公大楼开发商通过采用节能灯具、恒温控制系统和装置以提高能源使用。请理解随着中国消费者可随意支配的收入的增长（暂且不考虑电线容量的限制）也需要高质量、高效率的用电器具，因为通过减少维护和电费，比竟可以节省金钱。

改善工业设备和工艺：

中国的工业领域为国外的节能投资提供了巨大的机会。目前，中国工业消耗的能源超过能源总是的三分之二。非国有工业产量份额已显著增长，但由于国家控制着许多重工业领域，它仍是主要的能源使用者。

对国有企业能源使用的研究表明，如果将中国现有的过时的设备和工艺立即用当今世界最先进的技术来代替，将能源效率提高到新的水平，中国具备现有的能耗总量上节省40－50％能耗的技术潜力。当然如此彻底的设备改造是不现实的，这一数字只是作为一个有用的技术参考点。

一个对中国锅炉和炉窑的提供了大量的证据，证明通过工业设备改造而实现节能的潜力。中国的锅炉每年消耗8.6X1015Btu(9.1X1018焦耳）的煤,约为最终使用能源的三分之一。如果锅炉的效率由现在的平均65％提高到发达国家所达到的平均80％，每年可减少能源浪费1.6X1015Btu(1.7X1018焦耳)。

工业炉窑大约消耗中国最终使用能源的四分之一。由于中国使用的炉窑的低效率，工业加工比如钢铁和玻璃生产以及铜的冶炼所消耗的能源比初级加工要多25－110％。如果中国的炉窑提高到先进水平，中国将减少炉窑能耗的大约40％，或每年减少2.7X1015Btu(2.9X1018焦耳)的浪费。

根据地球环境研究所提供的案例研究，多数的工业能源使用的改善是经济可行的，多数情况下的投资回报率都是很好的。

上面陈述的节能潜力还没有包括乡镇企业，它们多数使用低效、高污染的二手设备，由小型、低效的电站供电。甚至，许多地方的乡镇企业投资规模还是技术的先进程度均段于国有企业，为高经济回报的节能投资提供了一个现成的市场。

降低高效率电机的花费是国外投资的一个很有前途的区域。中国的制造商已生产也一系列称为YX系列的高效异步电机。然而，YX系列电机由于采用了更昂贵的材料，其成本比低效的Y系列电机要高出50％。尽管用一台YX系列电机更换一台Y系列电机的费用可在相当短的时间内收回，然而，许多电机用户却不愿意支付较高的初始费用。中国的高效率电机制造商也许愿意允许国外的技术或者作为一种大胆的尝试，以提高他们减少材料用量和降低产品价格的能力。

国外投资对促进钢铁工业使用废气也是必要的，高炉产生的含一氧化碳丰富的废气可用来低成本发电，且可减少工厂产生的污染。例如，一个6MW的发电厂的投资成本约在1500－2500万元，由于使用废气，不需要燃料费用，每年可发电36GWH。假设电价为0.6元／KWH,生产的能源价值将高于2000万元，可让工厂在不到两年时间内收回投资。中国已有8家钢铁厂有兴趣采用这一技术。

表1中国市场节能投资的回报率

投资领域回报率％

钢铁

将敞式热熔炉更换为氧气炉16

采用连续浇铸19

二次加热炉改造36

高炉气回收41

铝

炉窑改造84

氨

中型工厂重组20

小型工厂废热回收71

氢氧化钠

采用薄膜电解槽29

水泥

中型炉窑改造15

由湿法转为干法生产19

小型炉窑改造35

造纸

采用热电联产25

黑液回收25

纺织

印染过程的热电联产38

氢氧化钠回收58

计算机化的能源管理>100

认识到中国工业企业节能改造所存在的潜在的机会，一些美国公司已始了这一领域的业务。例如，有一家领先的美国控股公司已与一家中国的石化公司合作，采用过程控制改造其炼油厂。一家美国凝汽阀公司与一家领先的中国机械公司合作，改善许多工业应用蒸汽系统的效率。在第三个案例中，一家钢铁工业相关公司在财团在中国设立了一个办事处，寻求钢厂的节能改造机会。

热电联产：

1993年，联合产热和发电，即大家所知的热电联产，估计几乎占了中国热力发电装机容量的12％。80年代，中央政府支持发展热电联产，因为这一下子解决了几个问题：供电量增加、能源使用效率得到提高、环境得到保护。小规模热电联产的任务现在转移到了省级和地方政府以及私人领域，在这方面产生了对国外投资的需求。

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2原因分析

（1）产量提高后，篦床面积小，总风量偏少；（2）高温区的风量少，导致急冷效果差；（3）篦板间的缝隙以及篦板与盲板的间隙过大，造成严重漏料和气流短路；（4）风室间隔墙板密封失效，窜风严重。

3技术改造

针对冷却机存在的问题，厂方决定对篦冷机进行技术改造，提高热回收效率，改善冷却效果，消除设备故障隐患。降低熟料温度主要从三个方面着手解决，一是适当增加风量，优化风的分配；二是从结构上改变冷却方式；三是增加篦床面积提高篦冷机的能力。高温区温差大，热交换效果好，此处增加风量能提高急冷效果，增强热回收，但要注意冷风不能掺入过多，否则会造成二、三次风温降低，甚至影响窑系统煅烧。改变冷却方式是指在高温区将风室供风变为充气梁供风，从而达到强制冷却的效果。但充气梁不宜增加过多，否则会导致电耗升高，同时还要注意充气梁与风室间风压的匹配。增加篦床面积对提高设备性能是最为直接有效的。本着投资小、效果好的原则，结合冷却机实际运行情况，最终确定的技改方案如下：（1）将一段篦床从2.7m加宽至3.3m，面积增加5.6m2；将第室的矮墙减薄，面积增加1.8m2，使其总面积增加7.4m2。更换相关的篦板梁和篦板，现场修改上、下壳体和顶板，更换新的风管系统。（2）下料口固定篦床改为TCH型高效急冷模块，该模块采用多单元供风模式。每个单元配置独立风管和调节阀门，根据各区域料层厚度和熟料颗粒的不同调节风机阀门开度，使熟料在下料口得到最佳的骤冷效果。（3）高温区固定梁改为充气梁，同时更换相应的篦板，并配套加装独立的充气梁供风系统，加速熟料在该区域的冷却。（4）高温区细料侧设置通风侧吹盲板，保护边上的篦板，减轻红河带来的影响。（5）修复活动框架，更换已变形的纵梁，篦床重新找正。（6）更换阻力偏大的进风管道，降低压损。（7）优化风机配置，以适应提产的需求。（8）检修漏料锁风系统，减少风室漏风。（9）换上新型的活动框架纵梁穿过隔室的密封装置，避免风室间的窜风现象。

4调试过程

此次调试过程中，对冷却机的控制进行了调整。（1）由于篦床面积增加，一段传动转速降低了3~5转，确保二室压力在4.3~4.6kPa；（2）由于产量增加，二段转速增加2～3转，确保五室压力在1.7~1.9kPa；（3）此次技改后，额定风量增加79300m3/h，但实际用风量经计算只增加20000~35000m3/h。调试时对风机风门进行了合理调整，调整原则是：确保窑运行稳定，高温段风门大，低温段风门小，风量必须合理，风量过小则冷却效果差，窑内燃烧不充分，风量过大则火焰不稳定，即通常讲的坏“火头”。通过实践目前已确保风机风门控制合理。（4）此次冷却机技改增加风机4台,调整3台位置，额定风量增加79300m3/h，风机功率增加365kW。改造前，窑运行过程中，冷却机10台风机的风门都是全开98%，由于头排和高温风机功率并没有提高，加上窑系统用风量要非常合理，改造后，为确保稳定煅烧，投料量在175t/h时，新增加的4台风机如此配置：侧吹盲板风机G3门为15%，固定充气梁风机G12风门为70%，二室和三室两台串联在一起作充气梁风机，即G36和G37风门都为70%；原风机风量配置如下:一室风机、二室风机、充气梁G8和充气梁G9控制在80%，三室风机风门70%，四室风机风门60%，五室风机风门40%，六室风机风门30%。当产量提高到180t/h时，所有风机风门依次增加5%；当产量提高到185t/h时，所有风机风门再提高3%；当产量提高到188t/h时，所有风机风门再增加2%，侧吹盲板风机G34不调整。改造后的风机配置可以满足3000t/d产量，提产空间十分富余。

5效益分析

（1）提高熟料产量2.5~3.0t/h；（2）风机功率增加365kW，熟料电耗=（62.5×2750+365）/2810=61.3kWh/t，相比改造前下降1.2kWh/t，年运转率按300d，每年节约电费60.7万元；（3）耐热皮带技改前每年需要700m，改造后只需200m左右，节约15万元；（4）由于熟料冷却效果好，易磨性提高，水泥磨提产5~10t/h；（5）技改后冷却机地坑几乎不漏料，每年减少劳务费5万元左右；（6）熟料实物煤耗下降3~5kg/t，原煤按800元/吨计算，每年节约原煤费用269.8万元。

篇（7）

“十一五”期间，我国钢铁工业在节能减排方面取得的成绩有目共睹，但节能减排是我国经济社会发展的一项长期战略方针，“十二五”节能减排约束性指标更加严格。因此在总结经验的同时，需要进一步寻找差距和潜力。

(1)淘汰能源利用效率低的落后设备的工作依然艰巨。我国钢铁行业仍有大约1亿多吨钢的落后产能，影响了钢铁行业能源利用效率进一步提高。

(2)各企业发展程度不平衡，很多大型企业节能减排水平已经很高，各种节能减排措施基本配备，技术上可挖掘潜力空间变小。但一些中小企业水平比较低，存在很多能源浪费现象，节能措施配备不完善，能源利用效率低，需进一步挖掘潜力。

(3)主要二次能源种类，特别是煤气损耗绝对数量仍然偏大。从总体来看，尽管近两年钢铁行业高、焦、转炉煤气的损失率逐年降低，但由于生产规模增加，各种煤气发生总量也在增加，因此损失率降低还不能说明损失总量的减少。重点统计钢铁企业2010年焦炉煤气损失量超过6.5亿m3，高炉煤气损失量超过281亿m3，因此，提高企业副产煤气综合利用率是钢铁行业重要的节能方向。

(4)余热资源的利用效率有待进一步提高。“十一五”钢铁行业在各生产工序的余热回收上取得一些成绩，开拓出一些新的利用技术和领域，但总体上说还有较大差距。主要是因为这些余热的品质低，压力波动，含水量高等不利因素，供给生产利用问题较多;其次，由于余热汽源比较分散(热轧系统)，压力、温度不统一，很难形成“规模”化集中使用等，导致余热资源利用效率较低。总体判断“十一五”钢铁行业余热资源的利用效率大约40%左右，仍有一定的节能空间和潜力。

(5)企业能源管理工作仍有待进一步加强。目前大部分企业已认识到能源管理在节能降耗方面的重要作用，近年来各企业对于能源管理工作也越来越重视，但总体管理水平仍然不高，有进一步提高的空间。

钢铁工业“十二五”节能减排对策措施建议

转变钢铁工业发展方式对节能减排工作提出了更高的要求。“钢铁工业‘十二五’发展规划”中要求“淘汰400m3及以下高炉(不含铸造铁)、30t及以下转炉和电炉。重点统计钢铁企业焦炉干熄焦率达到95%以上。万元工业增加值能耗和二氧化碳排放分别下降18%，重点统计钢铁企业平均吨钢综合能耗低于580kgce，万元工业增加值用水量降低10%，吨钢耗新水量低于4.0m3，吨钢SO2排放量低于1.0kg，下降39%，吨钢化学需氧量下降7%，固体废弃物综合利用率97%以上”。因此，“十二五”期间，钢铁工业要调整发展战略，将节能减排作为转变增长方式、优化产业结构的重要抓手，降低能源消费在成本构成中的比重，提高能源资源的利用效率和效益。推动节能减排工作向更深层次发展，是实现钢铁工业发展方式的根本转变的必然。

1加快淘汰落后产能，优化产业结构，提升技术水平

从总体上看，我国钢铁工业的产业集中度还不高，落后产能在不少地方还普遍存在，通过加快淘汰国家产业政策和振兴规划提出的落后装备，提高产业集中度，优化产业结构，充分发挥现代化、大型化装备能效高的优势，可以取得较大的节能效果。例如:降低铁钢比，在条件许可时，转炉应多“吃”废钢，减少铁前的物料和能源消耗;采用高效连铸工艺技术，进一步提高生产作业率;提高高炉炼铁喷煤比，优化企业用煤结构;采用连铸坯热送热装和直接轧制技术，促进轧钢工序节能;优化高炉炼铁炉料结构，多使用球团矿等。在推进淘汰落后装备、促进产业结构升级的同时，应加大烧结机变频调速和降低漏风率技术、煤调湿技术、焦炉利用废弃塑料技术、干式TRT发电技术、脱湿鼓风技术、钢渣显热回收技术、钢材在线热处理技术等各生产工序先进节能减排技术的创新和应用推广力度，依靠技术进步促进节能减排。

2提高能源利用效率，进一步挖掘节能潜力

“十一五”钢铁行业在二次能源和余热资源的回收利用方面取得了巨大的成就，但在提高能源利用效率方面仍具有一定的节能潜力可以挖掘，特别是应加大在“二高、一低”，即能源的高效回收利用、高效率的转换利用、低温余热回收利用节能技术的改造力度。同时应注重企业电力系统优化产生的节能潜力。

(1)能源的高效回收利用外购能源的高质高用;二次能源的高水平回收利用，并实现“零”放散损失。

(2)高效率的转换利用电能高效转换利用;气转汽、由中温中压向高温高压转换等。

(3)低温余热回收利用低品质的余热在钢铁企业量大、面广，“十一五”钢铁行业在烧结工序上的余热利用进展最快，效果明显;高炉渣显热回收节能潜力很大，但尚未有效利用;转炉余热的利用率，尚有提高的空间;热轧一次材的余热，可采取整合方式进一步提高利用率。可以说，钢铁行业低温余热资源综合利用将会成为钢铁行业“十二五”的主战场和进一步挖掘节能潜力和技术攻关的难点所在。

3重视钢材产品全生命周期的节能减排

钢铁工业是基础制造业，是国民经济发展必不可少的支撑行业，生产各种钢铁产品，为各下游行业提供原材料。钢铁产品整个生命周期包括钢铁生产、制品加工、制品使用阶段、废钢回收重新进入钢铁生产，或散失于环境中。因此，钢铁工业的节能减排要转变方式，不仅仅局限于钢铁生产流程本身的节能减排，还要从钢铁产品全生命周期的角度考虑。即，既要考虑到上游生产过程中的低消耗、低排放，又要考虑到产品整个生命周期中的高效使用，满足下游产品节能减排的要求。

篇（8）

2对节能评估的影响

由于强条的增加，在做住宅类项目的节能评估时，除了要关注原标准中涉及的强条外，评估报告要明确项目的平均层高是多少，是否大于3.0m；建筑物是否设计有凸窗，特别是北向；东、西向外窗是否设计了活动式外遮阳。如果在设计上没有明确，评估报告应提出要求。而不再只是提出建议。例如凸窗挑出过多过大对节能影响很大，因此评估要求在居建设计中北向不应设置凸窗；其他朝向设置凸窗时，凸窗凸出（从外墙面至凸窗框外表面）不应大于400mm，凸窗的保温性能必须予以保证，否则不仅造成能源浪费，而且容易出现结露、淌水、长霉等问题，影响房间的正常使用。在对围护结构热工性能指标对比中，要注意写法的改变，新标准中去除了非采暖地下室顶板和阳台门下部门芯板的写法，增加了分隔采暖与非采暖空间的楼板、分户墙、分户楼板和变形缝的控制指标。对外窗的热工性能指标对比中，原标准是按窗墙比的取值来规定限值，而新标准是以朝向来规定限值。在对项目进行节能评估时，要明确这些部位的设计指标，如果未明确，评估报告要提出要求。例如，项目未明确分户墙、分户楼板的保温做法，应予以明确；窗户的传热系数与玻璃的品种、型材和密封胶条等有关，评估要求拟建项目应根据窗墙比的不同设计选用不同中空玻璃材料，以满足相关节能标准的传热系数限值要求。

篇（9）

AbstractAmodelofheattransferthroughlow-Ewindowsisdeveloped.Thetwomostimportantperformanceparameters-overallheattransfercoefficient(Uvalue)andSolarHeatGainCoefficient(SHGC)arecalculatedandanalyzed.Thefactorsthatinfluencethetwoparametersoflow-Ewindowsarediscussedandthemechanismofwhylow-Ewindowscansavebuildingenergyisdiscussed.Italsogivesanexampleofthesimulationoftheimpactoflow-Ewindowsonair-conditioningandheatingenergycostinfourtypicalclimatesinChina.Basedontheresultsofthesimulation,themosteligibleclassoflow-Ewindowsisproposedforeachclimateforthebestenergysavingeffect.

Keywordslow-emissivitywindows;low-E;energy-saving

0引言

减小空调和供暖系统能耗电量降低建筑能耗的重要途径，而由于玻璃窗引起的空调供暖能耗在整个建筑能耗中占有相当大的比重，减小这部分能耗，是降低建筑能耗的一条行之有效的方法。在我国普遍采用的是单层或双层普通玻璃窗，能大大降低窗户的传热系数，从而减小由玻璃窗引起的建筑能耗。因此，研究低辐射能窗，并将其用于我国建筑，对于降低我国建筑能耗水平有着重要意义。

1低辐射能玻璃简介

低辐射能玻璃，即low-E玻璃，是利用真空沉积技术的在玻璃表面沉积一层低辐射涂层，一般由若干金属或金属氧化物薄层和衬底组成。普通玻璃的长波热辐射发射率约为0.8左右，low-E玻璃长波热辐射发射率最低可达到0.04，对长波热辐射光谱有很强的反射作用。并可调整制造工艺制造出各种不同光学性能的产品，如对太阳光有不同透过率的高透过low-E玻璃、低透过low-E玻璃等，见表1。但一般来说，都对可见光透过率影响不大。

表1玻璃材料

Table1Glass

编号厚度D/mmTsolTirEmis1Emis2K

高透30.60600.8400.0920.9

低透30.35400.8400.0920.9

普通30.83400.8400.8400.9

内Low-E30.60600.8400.0880.9

外Low-E30.60600.0880.8400.9

2低辐射能窗的传热原理

2.1窗的物理传热模型

在有太阳辐射的情况下，考虑有N层玻璃的窗户，忽略通过窗框的传热与玻璃边缘和窗框之间的传热，可以认为窗户仅由N层玻璃和N-1个密闭空间组成。假设每层（如第i层）玻璃有3个节点：第i层的中心节点i、第i层的两个表面节点i，s1和i，s2，如图1。玻璃本身的热容量不考虑。窗户传热方式有：和室内外环境的辐射换热、最外表面强迫对流换热、最内表面自然对流换热、玻璃层间的对流换热和辐射换热、玻璃层内的导热以及玻璃对太阳能的吸收。太阳光一部分直接透过窗户进入室内，还有一部分是由各层玻璃的中心节点吸收太阳能量后，以点内热源的形式向室内传热。玻璃窗热性能用总传热系数U和太阳得热系数SHGC（SolarHeatGainCoefficient）来表征。

图1窗户计算模型

Fig.1Schematicsofthewindow

2.2传热系数U

窗户的总传热系数U是指在单位温差下通过单位面积窗户所传递的热量。因此，U就是上述窗户有传热热阻之和Rtota的倒数，即：

（1）

由于对流、辐射传热的热阻是温度的函数，因此应首先通过求解各个节点的热平衡方程来确定窗户各层玻璃的温度值。在稳态传热情况下，对任意节点，流入流出该节点的净热流量为零。对于有N层玻璃的窗户，有N个中心节点和2N个表面节点。

2.2.1节点温度的确定

第i层玻璃的中心节点热平衡方程：

（2）

式中，Ri-1、Ri+1分别为第i中心节点与第（i+1）中心节点之间、第i中心节点与第(i+1)中心节点之间的换热热阻，即玻琉层内的导热、层间的对流换热和辐射换热的热阻之和，它们分别为：

（3）

（4）

第i层玻璃两个表面节点i,s1、i,s2的热平衡方程：

（5）

（6）

温度求解是一个迭代过程。首先设定N个中心节点温度，解出2N个表面节点温度，再以此求出热阻和热流，并解得下一步的中心节点温度。重复此过程，直到求出敛解。

2.2.2对流换热

外表面的对流换热系数是风速和风向的函数：

迎风情况下，若风速υ大于2m/s，hc,out=8.07υ0.605(7)

若风速小于2m/s，hc,out=12.27(8)

背风情况下，hc,out=18.64(0.3+0.05υ)0.605(9)

对垂直安装的窗户，内表面对流换热系数是温差的函数：

hc,in=1.77(TN,s2-Tin)0.25(10)

各个层流间对流换热系数hc,i=λ×Nu/ωi=1,N-1(11)

对于Ra＜2×105

Nu=[1+(0.0303Ra0.402)11]0.091(12)

2.2.3辐射换热

对N层玻璃组成的具有2N个表面的系统，若各层间填充的气体对长波热辐射无吸收，则长波热辐射能量在各层间传递的过程中没有损失。对于第j与（j+1）层玻璃间的空气层所对应的第（j,s2）和（j+1,s1）两个玻璃表面，离开某个表面的净长波热辐射能量为：

Qrj,s2=Sj,s2+ρj,s2Qrj+1,s1(13)

Qrj+1,s1=Sj+1,s1+ρj+1,s1Qrj,s2(14)

其中，。一般玻璃的长波热辐射透过率为0，因而ρj,s2=1-εj,s2

所以，窗户的各辐射换热热阻为：

最外表面辐射换热热阻（15）

最内表面辐射换热热阻（16）

层间辐射换热热阻

（17）

窗户的总热阻Rtotal为：（18）

由式（15）至（17），玻璃的辐射热阻与其热辐射表面的长波热辐射半球发射率有关，ε越小，辐射热阻越大，从而增大了窗户总热阻。同时，各层辐射热阻与对流换热热阻并联，因而ε减小对窗户总热阻的影响，也和与其并联的对流换热热阻的大小有关，该对流换热热阻越小，ε增大总热阻的程度也越小。因此，安装窗时要考虑low-E面的安装位置，使它位于对流换热热阻较大的表面。

2.3太阳得热系数SHGC的求解

来源于太阳辐射的室内得热量一部分是直接透过窗户进入室内的，还有一部分是各层玻璃吸收太阳能量后，作为一个独立的小热源，向室内放出的热量。所以，SHGC可写为：

（19）

式中，βi是该层吸收的太阳能量向室内流入的比例，等于该玻璃层中心节点以外的总热阻与整个窗户总热阻之比，为：

（20）

所以，室内得热量Q=U(Tout-Tin)+SHGC×I(21)

3窗户传热性能分析

使用LBL1994年了出品的Window4.1软件[2]，计算了几种窗户的性能参数并进行比较，所计算的窗户包括单层和双层的普通玻璃窗及low-E玻璃窗。所计算工况见表2，所使用的玻璃的物性说明见表1，所计算的窗户种类及计算结果见表3。从计算结果可以分析得知下述结论。

表2模拟计算条件

Table2Thesimulatedconditions编号工况描述

A有太阳入射，垂直入射强度为783W/m2,室外温度-17.8℃，室内温度21.1℃，风速6.7m/s，迎风

B有太阳入射，垂直入射强度为783W/m2,室外温度31.7℃，室内温度23.9℃，风速3.4m/s，迎风

C计算U：无太阳，室外温度-17.8℃，室内温度21.0℃,风速6.7m/s,迎风。

计算SHGC，垂直太阳入射强度为783W/m2，室外温度31.7℃，室内温度23.0℃，风速3.4m/s，迎风

表3窗户种类和计算结果（U：W/（m2℃）;T:℃）

Table3Thecalculatedvalueforthedifferentwindows

编号层数所用材料冬季工况夏季工况

外层内层USHGCT1,s2USHGCT2,S2

1a1普通6.290.85-6.55.850.8631.9

1b1内low-E3.860.63-7.43.270.6336.4

1c1外low-E6.120.64-4.75.510.6533.1

2a2普通普通2.820.7612.53.130.7632.4

2b2内low-E普通1.770.5716.61.820.5730.7

2c2普通外low-E1.760.6020.71.840.6134.3

2d2外low-E普通2.780.5611.63.010.5731.8

2e2普通内low-E1.870.5915.92.360.6043.2

3.1低辐射涂层（low-E层）可以降低窗户的传热系数

low-E材料的应用能够降低窗户的传热系数U，结果见表3。如有low-E层时U值最大可降低约50%，但low-E层位置不同，降低窗户传热系数的作用不同。

3.2low-E层位置对传热系数有重要影响

从表3可以看出，对于单层玻璃窗，low-E层（ε=0.088）在室内侧和在室外侧时，其传热系数有很大差别。表3中所计算的窗户，除low-E层位置不同外，其它参数均相同。在相同工况下，编号为1a、1b和1c的三种窗，1b的传热系数要比1c的低约40%；而1a和1c的传热系数几乎相同，即此时low-E几乎没有起到作用。对于双层玻璃窗也具有同样的情况。可见ε对U的影响与low-E面的位置有关。对单层玻璃窗，low-E层的最佳位置是室内侧；对双层玻璃窗，low-E层的最佳位置则是中间空气层的内或外侧。

3.3ε、τ值和SHGC的影响

ε（ε是窗户的low-E面的长波热辐射发射率）和τ（τ是窗户的法向总太阳透过率）对U和SHGC的影响与玻璃窗的结构、形式，即玻璃层数、low-E层的安装位置等因素有关，下面探讨在这些因素一定时，ε、τ对U和SHGC的影响。图2和图3分别为反映ε、τ与U和法向SHGC的关系的等值线图，其中，窗户的形式是表3中的2c（双层窗low-E面中置），计算工况为表2中的工况C。

对U起决定性影响因素的是ε，ε值的变化改变了总热阻中的辐射阻部分，从而达到了改变传热系数U的目的。ε值越小，辐射热阻越大，U也越小。不同τ值下，各玻璃层吸收的太阳能量不同，使得玻璃窗各节点的温度分布不同，从而对应的U值不同，但τ对U的影响很小，如图2示。

图2双层窗U-ε、τ等值线

Fig.2Theisolinefordoublewindow

SHGC主要受τ影响，τ越大，SHGC相应越大，而ε对SHGC的影响主要在于ε改变了各层玻璃的热阻，从而改变了各层所吸收的太阳能量中流入室内的比例。由图3可以看出，SHGC基本上只与τ有关。

图3以层窗SHGC-ε、τ的等值线

Fig.3TheSHGCisolinefordoublewindow

3.4low-E层降低了热负荷的波幅

图4绘出了哈尔滨冬季某日逐时室内得热量Q（计算式见21），设室内温度恒为20℃，进入室内热量为正。由图可见，使用low-E窗户，一天的得热量波动小于普通窗户，可削弱室外环境变化对室内环境的影响，使得用于维持室内恒定舒适环境的能耗也相应降低。Low-E窗户的传热系数U降低的同时，由于它本身材料的光学特性，SHGC也随之降低，这对于冬季工况要求尽量利用太阳辐射能是矛盾的。有low-E层玻璃窗白天虽然U值降低，但同时太阳得热也降低。图4中可以看到，有low-E的双层窗（2b）白天太阳得热的降低值大于U值降低所减少的失热量，因此白天时对太阳能利用效果不如没有low-E层的普通双层玻璃窗（2a）；但单层玻璃窗（1b）则与双层相反，这主要是因为对单层来说，U值的降低起主要作用。从全天效果来看，有low-E层的窗户还是比普通窗户节能。

图4哈尔滨冬季某日室内逐时得热量

Fig.4ThesolargaininHarbin

4低辐射能玻璃对建筑全年能耗的影响

如前所述，U和SHGC只是反映在某一特定工况下的玻璃窗性能的静态参数，而不能反映全年气象条件波动下玻璃参数的变化以及这种变化对建筑能耗的影响。因此，要分析低辐射能窗对建筑能耗的影响，就应该对由玻璃引起的空调和供暖负荷进行全年模拟。用传递函数法进行负荷模拟一个例子，通过模拟来分析使用低辐射能玻璃的节能效果。

4.1模拟房间描述和负荷计算方法

选取了编号1b的单层low-E窗以及编号2b的双层low-E窗两种形式进行负荷模拟计算。与之比较的普通玻璃物性见表1。Low-E玻璃厚为3mm，普通表面的长波热辐射发射率ε均为0.84，low-E表面的ε值范围为0.04到0.7，窗户的太阳透过率τ取值范围分别为单层窗户0.04到0.7；双层窗户0.04到0.6。实际的U值随室内外气象条件等因素而随时变化，但是全年的波动范围不大，因此在得热量计算中采用了工况C下的定值；τ和SHGC则进行了逐时计算。

所计算的房间模型为重型结构[4]，朝南一面全部为玻璃窗，其余5面均为室温恒定的相邻房间。其面积为21.6m2，其净空尺寸：长×宽×高为6m×3.6m×3m。南面玻璃净面积为9m2。据实测验结果，该房间的辐射型得热传递函数系数为V0=0.32，V1=-0.25，W1=-0.93，传导型得热传递函数系数为V0=0.68,V1=-0.61,W1=-0.93。求得冬夏两季的逐时空调负荷再相加（根据ASHRAEHandbookofFundamentals,1993），可求得全年的空调能耗。冬季设计室温为20℃，夏季设计室温为25℃，允许室温波动范围均为±1℃，冬夏两季均来用热泵式空调，同时不考虑室内设备和照明产热。

4.2计算结果及其分析

为能反映低辐射能玻璃的节能效果，引入了一个新的参数--节能百分比

，单层窗与单层普通玻璃窗进行比较，双层窗与双层普通玻璃窗进行比较。η可以充分反映单位面积低辐射能玻璃窗的节能效果，而不用考虑负荷绝对量值的大小，η值越大说明节能效果越显著。图5、6是哈尔滨、广州二地采用不同材料的low-E窗的情况下（根据1999年清华大学的建筑能耗分析用气象数据生成系统MEDPHA），，η与ε、法向τ的关系的等值线图。

图5单层窗η-ε、τ等值线图

Fig.5Theηisolineformonolayerwindow

图6双层窗η-ε、τ等值线图

Fig.6Theηisolinefordoublewindow

1)哈尔滨

气温较低，太阳辐射强度较小。由图看出，采用单层窗时ε值越小，τ值越大，节能效果越好；采用双层窗时ε越小越好，而τ值应适中。这是因为单层窗U值较大，由温差引起的传热量很大，冬季能耗是主要部分。而双层窗U值较小，温差传热量在总传热量中所占比例减小，冬季能耗在全年能耗中所占比例降低；太阳得热对全年能耗的影响比单层窗显著，如果τ值太大，会增大夏季能耗，反之，若τ值太小，会增大冬季能耗。

2)广州

冬夏两季气温比北方明显增高，辐射强度也较大，且夏季辐射尤为突出，减小夏季供冷负荷是主要矛盾，冬季供暖量非常小，太阳得热对负荷的影响非常大。由图看出，全年能耗与τ值关系密切，τ越小，能耗越小，而在保证一定小的τ后，能耗基本与ε值大小无关。

由所得的η值可见，无论是北方还是南方地区，使用低辐射能玻璃都不同程度地节省了全年的空调能耗。

5结论

1)低辐射能玻璃是否全年节能与地区有关

低辐射能玻璃的节能是由于ε主要影响传热系数U，从而影响由温差引起的对流传热和辐射传热。对于气候寒冷的北方地区，采用低辐射能玻璃有明显的节能效果，ε越小，全年能耗节省情况越佳。而在南方，由太阳辐射引起的空调能耗是全年能耗的主要部分，ε值的变化仅减小传热系数U，对这部分能耗影响不大。南方使用low-E玻璃造成的节能效果，除U的降低是一个因素之外，最主要的原因是low-E玻璃的材料特性使它对太阳透过，相对于普通玻璃必定有一定程度的削弱。所以在南方，单纯的ε值减小对节能作用不显著，如果能够用其它措施（如内、外遮阳）来降低太阳得热的话，可以不使用low-E玻璃来达到相同程度的节能效果。但如果要求较好的视野，例如商用建筑采用大面积的玻璃幕墙，low-E玻璃是很好的选择，在保证自然采光的同时可降低空调能耗。

2)室内热源的影响

在计算空调负荷时，省去了设备和照明负荷。但在实际应用中，如果采用的低透玻璃减小了太阳光进入房间的强度，使得房间内必须采用人工照明的情况，由于提供相同照度人工照明造成的负荷更大，可能会出现采用低透玻璃夏季空调负荷反而增大的情况。所以在确定低透的low-E玻璃的透过率时，要结合房间功能等因素综合考虑。

3)根据具体情况决定是否选用low-E玻璃窗

使用low-E玻璃窗，不一定符合夏季工况的要求，反之亦然。所以，在具体选用low-E窗户时，仅有U和SHGC这两个静态参数是不够的，应根据具体气候、建筑类型等因素综合考虑。对于气候较寒冷、全年以供暖流为主的地方，由于室内外温差大，以降低传热系数U为主；而对于气候炎热、太阳辐射强、全提以供冷为主的地方，可选择SHGC较低的low-E窗户种类和安装方

式。有条件的话，应进行全年负荷的模拟计算，选取用合适的U和SHGC的组合以及窗户的适当安装方式。

本次模拟的房间在结构上属于重型结构，其它结构和类型的建筑还没有进行模拟，这是下面有待进行的研究，以便分析不同建筑对窗户使用的不同要求。同时，本次模拟采用的空调系统是热泵式空调，这与我国大部分地区的供暖与供冷实际情况并不完全符合，这也有待于进一步研究改进。

符号U-总传热系数，W/（mm2/℃）Emis2-玻璃内表面长波热辐射发射率下标

R-热阻，mm2·℃/Wυ-室外风速，m/si-第i层玻璃的中心节点

T-温度，℃I-太阳入射强度，W/m2i,s1-第i层玻璃外表面节点

Q-热流量，W/m2希腊字母i,s2-第i层玻璃内表面节点

h-换热系数，W/(m2℃)λ-空气的导热系数，W/(m℃)c-对流换热

D-玻璃的厚度，mmω-空气层的厚度，mmr-辐射换热

K-玻璃的志热系数，W/(m℃)ρ-表面长波热辐射半球反射率k-玻璃层的导热

Tir-玻璃的长波热辐射透过率ε-表面长波热辐射半球反射率total-整个窗户

Tsol-玻璃的太阳透过率τ-总太阳透过率in-室内环境

Emis1-玻璃外表面长波热辐射发射率α-玻璃的太阳吸收率out-室外环境

参考文献

1)ArastehDK,ReillyMS,RubinMD."AversatileprocedureforcalculatingheattransferthroughWindows".ASHRAETransactions,1989,95,(2):755-765.

篇（10）

2被动式能源建筑的形式

按照太阳能建筑的利用方式可以把能源建筑分为直接受益型、集热蓄热墙型、附加型等几种形式，具体内容如下几个方面。

2.1直接受益型

直接受益型的擦暖形式是以太阳通过一定的透光材料直接进入室内，以太阳透过较大的南窗玻璃，通过存储热能到维护结构表面的墙和地上，再通过夜间对流辐射的方式和室内空间热传导进行释放。建筑要求：建筑正阳的南方要安装大面积的直接受阳的玻璃窗、围护结构需要有较大的热阻、室内需有蓄能较好的材料保证能量的积聚。

2.2集热蓄热墙型

集热蓄热墙型是利用建筑南向的集热墙（垂直），通过传导、辐射和对流吸收太阳光而传送热能。建筑要求：建筑墙体覆盖玻璃，在墙体上下设通风口，一方面，太阳能通过墙体热传导通过对流辐射吸收热能到室内，另一方面，集热墙以对流方式传递热能给玻璃和墙体间的夹层，再由室内空气对流传递热能。

2.3附加型

附加型是指在建筑的南面附加一个玻璃罩室，是使太阳光是集受益窗和蓄热墙的综合热能的一种方式。建筑要求：以阳光直射建筑南向，在建筑室内用门或者窗把房子和阳光隔开，给房间一个缓冲的减少热能消耗，以此给房间热能供给。

3节能建筑设计策略

3.1位置及朝向设计

被动式太阳能建筑在建造上必须保持足够的阳光直射，按照太阳偏离的角度和时间以个固定的北纬35°的建筑为例，方向正南向垂直，冬季较夏季受到的辐射要大，当太阳直射垂直角度超过30°时接受的能量集聚下降。

3.2建筑平面

被动式太阳能建筑以太阳能利用年规律的合理为设计目的，按照使用功能和人们对温度的舒适度来把控，太阳能的建筑要以温度舒适性为主，尽可能把卧室和客厅设计到正南向或者东西向的15°来吸取太阳能，把一些要求温度不高的比如厕所、厨房、衣帽间可以设计到北向，在中间设计一道缓冲区减少热能流失。

3.3形体设计

建筑形体是指建筑单位体积的建筑外表面积，建筑形体系数的越小度对建筑耗能损失就越小，外维护结构的传热损失就小，因此，在设计上尽可能减小建筑的体形系数，体形系数以f0\V0进行表示，除此外，影响到建筑体形的还有建筑的造型、布局和暖通的因素。因此在对建筑节能的系数间采取f0\V0<0.3时为最佳控制。