节能环保论文范文

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第1篇

新型路口警示灯由底座、立杆、微型垂直轴风力发电机、温差发电机、电源板、超级电容电池、LED警示灯等构件组成。通过底座可以把警示灯固定于路面上，底座上的立杆用来支撑警示牌、风力发电机、温差发电机和太阳能集热板。警示灯的最上端为太阳能集热板，集热板上方罩着透明玻璃保温外壳，中间开孔安装LED灯珠，下方与温差发电机的吸热面连接（根据需要可安装40×40×4MM温差发电机5～10片，接触面需涂抹导热硅脂），未安装温差发电机的位置铺设4MM厚的隔热层。温差发电机的散热面与散热底盘连接（接触面需涂抹导热硅脂），电源输出线和顶部LED电源线通过中空的风力发电机定子轴管与风力发电机的电源输出线一起引至指示牌箱体内，连接到电源控制板上。指示牌箱体上的LED闪光器电源线和蓄电池的电源线则在箱体内直接与电源控制板连接，另外还可根据需要在箱体上安装光线感应器，光线感应器可以感知光线变化，通过电源控制板来控制警示灯的开关。

2.新型路口警示灯的工作原理和参数配置

2.1温差发电机的工作原理和功率匹配不同的金属导体（或半导体）具有不同的自由电子密度（或载流子密度），当两种不同的金属导体相互接触时，在接触面上的电子就会由高浓度向低浓度扩散。而电子的扩散速率与接触区的温度成正比，所以只要维持两金属间的温差，就能使电子持续扩散，在两块金属的另两个端点形成稳定的电压。这种现象称为塞贝克效应。根据塞贝克效，将一个P型温差电元件和一个N型温差电元件在热端用金属导体电极连接起来，在其冷端分别连接冷端电极，就构成一个温差电单体。在温差电单体开路端接入负载RL，如果温差电单体的热面吸收热量，那么温差电单体热极和冷极之间就会建立温差，就会有电流流经负载RL，负载上将会得到一定的电功率，从而实现了由热能到电能的直接转换。为保持电流的持续输出，热极和冷极之间就必须始终保持一定的温差，这就需要不断地对热极供热，从冷极排热。用半导体材料制成的温差电单体经过一定的工艺加工成片状结构（简称发电片），然后根据需要进行适当的串并联后，就可以输出符合超级电容电池充电要求的电压和电流，得到我们想要功率的温差发电机。通常一片外形尺寸为40×40×4MM温差发电片在60℃温差下可以产生3V左右的电压和3A的电流，功率达到10W，因此我们如果想让温差发电机为工作电压为直流12V，功率为60W的设备供电，我们就最少需要8块功率为10W的温差发电片，其中每4片发电片串连成一个回路，形成2个串连回路，然后把这2个串连回路并接起来，就可形成一台输出电压为直流12V，功率为60W的温差发电机。

温差发电机的工作稳定状态取决于两极的温差稳定情况，温差过小则发电功率不足，温差过大则会损坏发电机，所以持续稳定的热源对温差发电机至关重要。以太阳能为热源的温差发电机就存在供热不稳定的情况，不能独立为设备供电，于是同位素温差发电机（又称核电池）应运而生，不仅可以做到体积小、功率大且输出稳定，而且使用寿命非常长。前苏联从1960年代末开始研究制造放射性同位素温差电机,该类型发电机以Sr90为热源,可稳定提供7～30V，80W的输出，平均使用寿命大于10年。而美国国家航空和宇航局也先后在多艘宇宙飞船上使用以各种放射性同位素为热源的温差发电装置。其中旅行者1号飞船上的所有电能均由热电转换模块提供，该电力系统已安全运行了33多年。虽然同位素温差发电机性能优良，但是因为价格昂贵，目前还无法达到民用标准，所以新型路口警示灯任然采用价格便宜的太阳能集热板为温差发电机提供热源。

2.2微型垂直轴风力发电机的工作原理和功率匹配垂直轴风力发电机是采用空气动力学原理，采用由轮毂固定在一起的垂直叶片组形成的风轮作为接受风力的单元，利用风力吹动风轮旋转，带动稀土永磁发电机进行旋转发电。风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13～25V变化的交流电，须经控制器的整流和稳压后才能对超级电容蓄电池充电。由于垂直轴风力发电机的抗风能力强，发电功率上升速度快，在低风速运转时的发电量也较大，非常适合在沿海及山区多风地带使用。风力发电系统的功率是由蓄电池功率决定的，风力发电机的功率只对电池充电速度有影响，所以我们选择风力发电机时要首先考虑电池组功率和用电设备功率的匹配，然后再根据当地的风力情况选择合适的风力发电机功率。风力发电机功率的大小不仅取决于机头功率的大小，而且与风量的大小密切相关。在沿海地区，小的风力发电机会比大的更合适。因为它更容易被因海陆温差而形成的持续微风带动而发电，所以新型路口警示灯选用100W风力垂轴发电机。

2.3超级电容电池性能分析和容量选定超级电容电池又叫黄金电容、法拉电容，它通过极化电解质来储能，属于双层电容的一种。由于其储能的过程并不发生化学反应，因此这种储能过程是可逆的，所以超级电容器可以反复充放电几万次以上。目前性能最好的高能镍碳超级电容电池采用新型固体功能材料制作，具有超高容量和耐压值。用于小功率设备供电上具备以下技术优势：（1）充电速度快：由于不存在电能转化化学能的化学反应，充电10几分钟可达其额定容量的95%以上；（2）循环使用寿命长，没有“记忆效应”，预计深度充放电循环使用次数可达5万次以上；（3）功率密度高，可达2.0度/kg以上，相当于普通电池的数十倍；（4）电池生产所用的原材料均是廉价的绿色环保金属，生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染；（5）充放电线路简单，安全系数高，适合长期免维护使用；（6）工作环境温度范围宽，在-40℃～＋70℃之间均能正常充放电。

正是因为超级电容电池具备以上优点，非常适合在工作环境恶劣、充放电频率高、负载功率小的新型路口警示灯上应用。所以才被选做警示灯的储能装置。按照警示灯10W左右的功率计算，我们选用2组128W（3.2V40AH）的超级电容电池即可满足警示灯48小时的工作需求（采用点亮1秒后再熄灭1秒的秒闪方式工作）。

2.4新型路口警示灯的系统图和工作原理

3.工作原理

当可再生能源风能和太阳能任何一种具备发电条件时，垂轴风力发电机或太阳能温差发电机即开始工作，产生电能。风力电经过整流与温差电分别经稳压模块调压至同一电压后接入充放电控制模块。充放电控制模块分配部分电源到输出控制模块供LED使用，分配另一部分电源对超级电容电池进行充电。当风能和太阳能都不具备发电条件时，超级电容电池通过充放电控制模块向输出控制模块供电，驱动LED正常工作。另外输出控制模块可以外接光控开关，保证警示灯只在光线微弱时开始工作。

4.总结

第2篇

能源问题已经成为当今世界共同关注的问题，能源短缺成为制约经济发展的重要因素。住宅建筑作本身是巨大的能源消费者。随着我国人民生活水平的不断提高，住宅能耗占全国能源消费总量的比例也逐年增加。在我国政府提出建设“节能省地型住宅”和“2020年建筑节能远景规划目标”，的今天，坚持可持续发展原则，节约能源，已成为住宅建筑节能设计的重要工作。

2住宅建筑节能的内容

2.1住宅建筑节能的定义

住宅建筑节能是指通过采用合理的建筑设计和选用符合节能要求的新型墙体材料、屋面隔热材料、门窗、空调等措施，执行建筑节能规范标准，加强住宅建筑耗能设备的管理和使用，合理设计建筑结构的热工性能，提高其照明、采暖、给排水及通风系统的运行效率及利用可再生资源的能力，从而降低建筑物的能源消耗。

2.2住宅建筑节能的控制内容

①合理规划节能方案根据住宅所在地环境特点，依照国家及地方住宅建筑节能标准，综合考虑住宅开发、利用、维护成本，合理地规划设计节能方案，保证住宅建筑节能效果。②合理利用节能材料节能材料进场前应按照规范标准及设计要求认真核对，审核有关质量保证资料、技术推广证书。对于保温隔热材料、隔热型材、外窗及中空玻璃、幕墙玻璃、散热器、风机盘管机组、低压配电系统的电缆、电线在使用前应根据有关规范要求取样试验合格。

3现有住宅工程建筑节能存在的问题

3.1节能材料的选择

目前，建材市场上主要供应的节能材料种类单一，且大多为一次性能源，而且大多节能材料从国外引进，价格较高、具有自主知识产权、能够形成主流产品与技术的不多，难以满足日益增长的市场需求，为推广使用节能材料带来难度。另外部分开发商片面的追求降低住宅建筑节能成本，不会综合考虑节能效果、建筑节能的全部费用等因素；或者缺乏对节能新产品的了解，往往造成节能材料选择使用不当，影响住宅建筑的节能效果。

3.2住宅建筑节能规划与设计

目前，多数新建的住宅建筑在进行规划、设计时仅考虑建筑物的外观及造型，不重视绿化景观设计及相关配套工程的建设，相关规划部门也只要求住宅的方位与周围的有关参照物相一致（如道路），忽视住宅小区与周围环境相协调，未考虑住宅建筑的日照及自然通风要求，不能保证房屋的最佳朝向。住宅节能设计在我国还处于起步和发展阶段，还没有一套成熟、通用的体系，某些不成熟的节能技术，通常会产生一些垃圾建筑及建筑垃圾，降低了住宅的耐久性，不利于建筑结构的稳定，损坏建筑结构主体，缩短房屋的寿命，例如外墙内保温、外墙自保温、夹芯保温等做法所产生的一些问题正在加剧一些垃圾建筑和建筑垃圾的产生。

3.3节能住宅的检测与验收方法不完善

建筑热工法是目前国内外检测建筑节能达标与否常用方法，建筑墙体的传热系数是建筑热工法的一项重要指标。热工法现场测量的内容主要包括：热流密度、室内外气温、保温建筑墙体的内外表面温度以及热流计的两表面温度。此测试方法是以被测试墙体单元的热工性能代表整栋楼或整个小区的墙体热工性能。此方法的缺点是具有代表性的测点难以确定，难以准确而全面的确定整个住宅小区内所有建筑墙体及屋面的热工性能。另外，保温工程作为一项重要的分项工程，目前仍缺少相应的检测验收标准，国家建筑安装统一验收标准中也没有相关内容的规定，施工质量难以检验、保证。

4住宅建筑节能设计措施

4.1既有住宅的节能改造措施

非节能既有建筑主要有两类，一类是已装修的并居住多年的，这类建筑往往是建成多年的老房子，装修比较简陋，居住结构也不合理，各类设施老化，居住者本身为中下等收入群体；另一类是未装修过的新住宅。对于前者，节能改造要首先考虑成本，以最经济、效果最明显的地方下手，无需大动干戈；后者在装修环节中需加入一系列的节能措施。这二者都可以通过墙体、屋面、房屋结构、门窗的改造达到节能效果。既有住宅建筑节能技术改造的推广与实施对实现《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中的节能目标具有很大的促进作用。我们不仅在节能改造的技术上需要进一步探索，用最简便、最经济的措施达到最好的节能效果，而且还需要改变陈旧的观念，加大经济投入力度，推出切实可行的管理方法。

4.2新住宅的节能设计措施

应该从可持续发展及发展循环经济的角度来定位节能住宅以及节能技术，根据住宅的全生命周期来规划设计建设。针对以上存在的问题，应该从以下几个方面来解决：①节能住宅要进行科学合理的规划、设计住宅建筑的布局规划应根据当地的气候特点，因地制宜，使建筑物的整体布置和平面布置有利于利用太阳能和利于自然通风，保留小区内自然水域面积，尽量减少硬化地面，增加绿化，形成适合居住的小区气候。规划过程中还应该注意建筑物的最佳朝向，采用南北向或接近南北向，使得建筑物可以合理利用太阳能，达到“冬暖夏凉”的效果。房屋的单体设计应控制其体型系数，应该增加房屋的进深，减少体形系数，以减少其结构的热损失，减小建筑能耗。②提高建筑结构的保温性能建筑围护结构的保温隔热性能是影响建筑能耗最直接的因素。建筑围护结构主要有屋顶、外墙和外窗三部分组成。屋顶应采用高效的保温隔热屋面，其传热系数和热工性能应满足规范规定，在条件允许的情况下可以采取屋顶绿化等措施；外墙采用新型的低热转移值的节能墙体材料；外窗是建筑结构热工性能最差的环节，因此提高建筑结构节能性能的有效途径是控制窗墙比，提高窗户的保温隔热性能。③提高设备的能效比及利用新能源随着我国的经济发展，南方地区的居民夏季对空调的需求和使用逐年增长，另外北方地区冬季还需要供暖。能效比是空调、供暖等设备的重要的竞技性指标，能效比越高，说明该设备越节能。所以应优先选用符合国家规定的节能型空调和供暖设备。要实现住宅节能，一方面要通过降低建筑能耗；另一方面是利用新能源，减少消耗常规能源。例如，合理利用太阳能，采用太阳能集中供热水系统。④完善节能设计规范标准节能技术与传统工艺有着很大的区别，施工技术要求更高，技术难度更高。目前国家及各级政府部门也相继出台相应的规范和标准，对节能设计起到一定的指导作用，但是有些规范可操作性差。因此，在节能建筑施工前，要结合现有规范标准制定详细的技术交底，编制完善的、操作性强的、能够指导施工全过程的施工组织文件，加强施工人员的技术培训，严格按照施工规范施工。⑤完善对节能住宅的检测和验收方法节能住宅的检测和验收主要包括节能效果的检测和施工质量的验收。首先要对住宅节能体系进行认真检测，根据其离散程度，确定可靠的保证率。同时加强对各施工工序的专项检查和监理工作，规范、完善对节能效果和施工质量的验收方法。

第3篇

经济的发展加快了城市化的进程，目前建筑耗能占我国整体能源消耗总量的百分比逐年上升。由于每年都要新建或者改建一些建筑，这就会消耗大量的能源，使自然环境不断的恶化。同时，在建设中存在着严重的水污染、土地资源的利用率较低、建筑耗材高等一些严重的问题。由于自然环境地不断恶化，这就使建筑系统内外物质的良性循环和能量的良性转换得到严重的破坏，即生态环境遭到严重破坏。由此可见，居住住宅区的气候设计，不仅仅只是能够充分的利用自然能源、尽量减少再生能源消耗的一个问题，还是直接处理人与自然之间关系的一个问题。

二、环保节能建筑设计原则

1要做到对环境的影响降低到最小化。具体如下：

（1）防止在建筑设计的过程中污染水、土壤和空气；

（2）尽量的使用本地建材，这样做不仅可以大大的减少在运输的过程中对环境的污染，同时还能在一定程度上促进当地的经济发展；

（3）注重建筑材料的循环利用。我们在选择材料时，一定要充分的考虑材料的可循环性，在建设过程中倡导材料循环再利用。

（4）尽量利用既有的建筑，从而能够提高建筑物的使用寿命。

2要使资源的利用率达到最高。即要充分地利用在建设的过程中的能源、水、土地、以及各种建筑材料等，从而可以更好的节约能源。

3要做到能够最好的对待生态环境。这里所说的对待生态环境好是指要做到对于人和其他自然中的生物的生存和健康要有利。众所周知“以人为本”原则固然正确，然而人类亦是自然生物当中的一份子。因此，在建筑设计中，不但要满足“人”的物质需求、精神需求，还要做到平衡人类与生态环境的关系，从而更好的实现可持续发展。

三、如何实现建筑设计中节能环保

1建筑的绿化覆盖

绿化和自然环境不是孤立存在，他们之间相互依赖。要想实现建筑的绿化覆盖，首先要使建筑空间与城市绿化能够得到统一。其次，要将建筑与绿化复合，使双方的效益达到最大化。再次，要以一种人性化的方式解决建筑与城市的生态问题。

2选用绿色环保节能型建筑材料

（1）装饰材料。因为不同的装饰材料所消耗的能源都不尽相同。例如，如果一个房间贴着深色的壁纸，其所需要的照明用电是同样大小贴浅色壁纸的房间的两倍。另外，房间里面选择合适的灯具可以实现节能效果。首先，像大面积的房间例如客厅，要选用那些多角度的装饰灯具，这样可以更好的使房间的每一个角落都可以得到照明；其次，应大量使用一些节能的灯具，使灯的亮度根据自然光线的强弱来调节；再次，要鼓励居民经常使用不同规格的灯泡。因为不同材料对于能源的利用是不一样的，所以要尽可能的选用那些绿色节能的材料来建造我们的家园。

（2）维护材料。据统计，目前我国的民用建筑外墙围护热能损耗量是发达国家的几倍甚至十几倍，因此，解决外墙周护热能损耗的问题刻不容缓。市场上一些新型的节能环保材料如：外墙挤塑板、中空玻璃、倒置式隔热保温屋面等都可以更好的提高建筑的保温性能，改善建筑热工环境，因此，在今后的建筑设计中我们要积极的推广使用。

（3）要开发一些新的节能能源代替电力。目前，节能灯的使用虽然在一定程度上缓解了部分用电紧张的局面，但是每逢夏季，用电不足的现象在我国南部仍然存在。因此，如果在建筑住宅设计的最初阶段把燃气作为电力能源的补充考虑进去的话，就能够节省很大一部分的电力。因为液化天然气具有安全、价格低廉、清洁等优点，所以成为燃气空调的首选能源。此外，我们还要加大对新能源的开发，如地热、水热、风能等自然能源。

3屋面节能设计

住宅建筑护充分考虑节能设计以后，还应对屋面隔热保温效果进一步加强。首先，选择保温层的时候，要选择那些导热系数较低并且密度较小的材料，以防止屋面厚度和重量过于大；其次，要控制好保温层的吸水率，防止由于保温层吸水过量导致保温效果降低。目前市场上，膨胀珍珠岩保温层能够很好地解决常规屋面保温材料的一些缺点，而且它不污染环境、价格也比较低廉、施工操作还简单。至于住宅建筑其他部位则应该根据实际情况来进行分析。

4太阳能的利用

在我国，大部分地区都有较好的太阳能资源，这样就可以大大的减少建筑能耗。太阳能的主要利用方式有两种：

（1）主动式太阳能建筑。指那些需要借助其他资源配合的太阳能使用系统的建筑。在该系统里面，光电系统的研究最多，这是因为它的能量转换率低但是费用却很高。所以如果想要在今后能够大批量使用的话，还需要进一步来研究。

（2）被动式太阳能建筑。主要是指在阳面通过使用储蓄热质和阳光房来吸取储备热量进而将其合理利用的这样一种形式，这种方式在我国目前应用比较广泛。

四、结语