求新能源科学与工程专业的概论
由于常规能源资源逐渐耗竭,以及环境生态遭受破坏,在能源科技进步的推动下,新能源(风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能、氢能等)开发利用水平不断提高,经济性逐渐显露,是许多国家和地区大力发展的能源产业,也是实现循环经济及低碳经济的重要途径,所占比例逐年增加。新能源科学与工程专业是我国为适应新能源产业发展趋势于2011年设立的战略性新兴产业本科专业,旨在为新能源产业培养和输送高质量的专业人才。
本专业培养具备热学、力学、机械、能源科学、系统工程等宽厚理论基础,掌握太阳能、风能、生物质能与地热能等新能源专业知识,能从事清洁能源生产、可再生能源开发利用、能源环境保护、新能源开发、工程设计、优化运行与生产管理,具有较强的综合能力、创新精神和实践能力的跨学科复合型高级人才。毕业生能在能源、建筑、交通、材料、电子、环保等行业从事新能源与可再生能源产品研发与生产、工程设计与施工,以及教学、科研和管理等工作。
新能源与科学工程专业涵盖行业广泛,国家的《能源发展“十二五”规划》中加大非化石能源发电比例,大力发展可再生能源,社会对这方面的人才需求量必然增大。毕业生能在能源、建筑、交通、材料、电子、环保等行业从事太阳能、风能、生物质能、地热能等新能源与可再生能源产品研发与生产、工程设计与施工,以及教学、科研和管理等工作。
你好,能够在明尼苏达大学留学当然是很好的。下面是一些关于明尼苏达大学的留学生的一些介绍,希望对你有帮助,望采纳。
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我本科就读于明大化工系,故请允许我擅自偷换一下概念,将讨论的话题转入到在明大化工系就读是个怎样的体验,写点个人之愚见,聊作补充。
作为明大的王牌专业之一,明大化工系在全美享有盛誉。事实上,明大是真正意义上的现代化学工业的发源地。化学工业起步和繁荣于石油的炼制,并从人造橡胶、化纤、聚乙烯等高分子材料的发明和工业化起开始大跨越式发展。然而,直到上世纪50年代以前,人们对化工领域的认识基本来自于纯经验,极少有系统性的理论被发掘出来用于解释化工中普遍存在的传热、传质和流体力学现象。当时,许多大学虽已成立化工系,但从课程的设置到教学方法均基本照搬照抄化学系,完全不能算是一门独立的工程学科。1950年代后,明大化工系Neal Amundson教授首次将数学方法引入到化工上来,从而开辟了作为一个独立学科而存在的化工的新纪元,同时也奠定了明大在化工领域中的地位。他建立的许多著名理论和模型已成为全世界任何一本化工传质或反应工程教材的经典章节,如固定床吸附/反应中溶质/催化剂的扩散现象(即著名的Lapidus-Amundson模型)[10]、非等温连续搅拌反应器(Non-isothermal CSTR)的多重稳态等[11]。Amundson教授同时是一位独具慧眼的伯乐。在他担任化工系系长的任内,聘用了许多后来的大牛,如Rutherford Aris, Lanny Schimdt, Edward Cussler, Kenneth Keller, Chris Macosko等等(这些都是用Wikipedia能搜到词条的人)[4]。在这些前辈们的合力下,明大化工系在上世纪60-80年代成为当之无愧的全美第一,而Amundson也因为他卓越的贡献被后人称为"现代化工之父"[5]。历经岁月,由于种种客观原因(严酷的自然环境以及作为公立大学没有私校有钱等),化工系排名有所下滑,但根据最新公布的US News的权威排名,明大化工系排名仅次于麻省理工学院,与加州理工学院和加州大学伯克利并列全美第二[9]。她仍拥有众多世界顶尖的教授,包括7名美国科学院/工程院院士,以及充沛的科研经费和强大的科研实力。
那么在这样的一个我们称之为具有"优秀传统和光明前途(a heritage of excellence and a promising future)"的系就读究竟是什么样的感觉呢?这是一个很难用三言两语回答的问题。我愿意开一个头,仅作抛砖引玉之用。
首先是课程的高强度、高难度和整个专业的高淘汰率。在本科课程的设置上,化工系延续了自身在传统化工领域(即传递过程和反应工程)上的优势和重视理论研究的特点。如化工系学生的第一门入门课CHEN 2001: 物料与能量衡算,是直接从线性分析和自由度分析开讲的。每年上这门课的人都会遇到一道作业题,是对一套复杂的化工生产装置所进进出出的几十种物料做物料衡算,我们那年最后得到了一个67乘67的矩阵,并要求我们求解这个67乘67的线性系统。我还记得当时我腾出了一整天的时间,什么也不干,就埋头在电脑前一遍遍地算,光是把coefficient矩阵的4489个elements准确输入到MATLAB里,就花了几个小时的功夫。最后求解的时候毫无意外地出了bug,只好又是debug又是做自由度分析看是不是矩阵线性相关了有木有!这门课的midterm也是巨难,许多人拿了0分,更多人则不堪打击,直接退出了化工系。据估计这门课中途退选及挂科需要重修的人占到了总人数的近一半。课堂纪律也是十分严明,上课期间要求绝对安静,连举手问教授问题或问旁边同学问题也是不被允许的,因为这会拖慢课堂进度。我记得有一次一个坐在前排的同学在上课途中从裤袋里拿出了手机(貌似只是看了看时间),教授不由分说冲上来,一把抽出同学手里的手机,直接往他的脸上重重一甩,并令他"马上出去(get out)"。这种在别人看来属于极度不尊重学生的侮辱行为,在化工系似乎已经司空见惯。这或许要归结于系里教授承受的巨大的教学和科研压力。
那次作业后,大家画了这样的暴漫以示纪念。
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大三开始,节奏陡然紧凑起来,常常是连续从上午八点一直上到下午两点而没有午饭时间,像我这样的人中途下课基本都不会离开自己的座位,因为前面的教授基本都会拖堂,而后面的教授还要提前开讲,短短15分钟休息时间基本就剩不下多少。传递过程是由美国工程院院士、原美国化学工程师学会主席、著名的传质学泰斗Edward Cussler教授主讲,他风趣幽默、学识渊博,为了讲授流体在粘滞层中的流动可以不顾自己70多岁的身体,趴在地上,嘴里说着“Imagine I am a particle...”,也时常讲到兴起处,一个健步跨过讲台,爬上前排学生的桌子继续讲课。记得有一次,他为了向我们形象地讲述湍流时流体的运动形态,特地搬来了一幅家里藏着的一幅现代派油画(上面的混乱笔触很像流体湍流时的样子),讲着讲着讲到了这幅画的历史,不禁声泪俱下(这幅画是他的叔叔买的,他的叔叔在二战时被关押在奥斯维辛集中营并被残忍杀害)。可以说,他的授课不仅充满了知识的闪光,更有人文的熏陶。不只我一个人发自内心地坚信,上他的课是一种无与伦比的享受。曾经在rate my professor上看到一个关于Cussler教授的评语,说“其实,不管用什么方法讲授,传递过程都是化工里最难最复杂的学科,Cussler教授的考试和作业也很变态,我也没能够最终拿到一个好成绩,但这一切都不能改变我对教授的崇拜和认为他是明大最好的教授的看法”。Cussler先生是我本科遇到过的最好的教授没有之一。我在此祝愿他身体健康。
化工热力学由David Morse教授讲授,他曾在哥本哈根大学担任著名的Gauss Professor,故而上课时会不时冒出些德语。他也是个不折不扣的机关枪,讲起话来写起板书来速度极快,我们只有埋头抄笔记,整节课没有丝毫空闲。我们班曾有学生在他的课堂上用活动圆珠笔做笔记,因为写得实在太快,突然笔里面的弹簧飞出去了,整个笔也散了。曾有人在他的某堂课上计算,当课进行到一半的时候(25分钟),Morse教授一共用了19块黑板(包括擦了再用的,一块黑板和国内高中教室的黑板一样大),这人实在按捺不住内心的“激动”偷偷发了一条朋友圈,结果在朋友圈的最后写道“趁着编辑朋友圈的功夫已经写到第21块黑板了”。但不得不说,他的课严谨而充实,许多知识点我们都进行了难度上的加深和广度上的拓展,我后来在别的学校上研究生级别的化工热力学时,发现很多东西Morse教授已经讲过了,比如在对departure function、Legendre transform等的讨论时,他已经站在了很高的高度。
明大化工系的本科生课程,均由系里相关领域最好的教授担任主讲。在我本科四年当中,有幸能被系里所有6名美国两院院士教过。其中包括:时任化工系系长,著名的嵌段共聚物(block copolymer)领域大牛Frank Bates教授担任了材料科学导论的主讲;传质领域特别是中空纤维膜(hollow fiber membrane)领域的大牛Edward Cussler教授担任了传递过程和过程控制两门课的主讲;反应闪蒸过程和毫秒反应器的发明者,同时也是可再生能源领域的领军人物Lanny Schmidt教授担任了可再生能源概论的主讲;流变学泰斗,《大分子》杂志和《Langmuir》杂志的编委之一的Chris Macosko教授担任了化工导论的主讲之一。除此之外,与其它学校通常由研究生助教带小型讨论课所不同的是,明大化工系的讨论课也时常由教授们主讲。例如我的材料工程导论的小课便仍由系长Bates教授主讲,传递过程和过程控制的讨论课也是由Cussler教授主讲。理论上来说,只要没有时间上的冲突,所有化工系的课程你都可以选择主讲教授担任你的讨论课主讲。
不过要说最变态的课程,就要数明大化工系的王牌课——单元操作实验了。在我们上这门课(应该说是两门,两个学期上,分初级和高级)之前,就已经从学长学姐那听说了无数关于这门课恐怖的传言,如挂人率巨高,实验报告平均分巨低,教授巨变态等。但当我们真正开始上这门课时,才真正意识到我们绝非危言耸听。课程大纲和第一个实验的准备材料通常在离开学还有一个月时就发邮件通知学生了,三人一组,每组进行实验的时间和顺序都不尽相同,有些运气不好的组开学第一天就要做实验。有些组员相互间都不认识,这就逼迫着组员不得不缩短寒暑假,提前回学校meeting。由于一个实验只有两次机会,而教授对单元操作设备的构造和实验具体步骤绝对保密,需要大家进实验室后自己临时figure out,导致我们必须做到一次成功,故而前期准备工作显得尤为重要,需要我们将所有可能出现的状况和应对方法都事先考虑清楚,并将一次实验中的时间分配精确到分钟。整个大三下和大四上两学期,我平均每天的睡眠时间小于5小时,并和其他一百多位同学一样,至少有20天彻夜不眠写报告。如果你在凌晨4点走进明大任何一个理工学院的机房,你会发现基本上只有化工系的同学在里面苦逼。大家一起奋斗,为了报告不吃不喝不睡的拼劲,现在想起来,还挺值得回味的。单单讲这门课的变态,我能开一个讲座讲三天三夜。随便举几个小例子吧:
1. 平均每篇报告的页数是50-70页,词数1万词以上。满分200分,最惨烈的精馏塔实验报告,平均分只有50/200,作为负责放大设计的planner,经常出现写了十几页拿0分的情况。这课开了几十年,培养了几千人,但没人知道某个实验真正应该怎么做,因为教授从来不公布正确的design方法或实验步骤!包括已经毕业的我,还不知道到底某个实验应该如何scale up。导致这种怪象发生的原因有很多,但最主要的原因在于每个实验的独立变量和控制变量太多,实验时可能出现的突发状况也太多,因此同一个实验可以有无数种做法,全凭小组自己根据实际情况优化。比如,某组在摸清管路、引流、调阀以达到稳态等前期工作上若花时间过多,以至超出了实验前小组通过要径法(CPM)讨论出的时间,那么在这时候,作为整个实验决策核心的planner就需要和负责具体操作的experimenter进行沟通,在弄清实验和取样顺序条件下,临时调整实验进度,有时不得不在权衡利弊后冒险放弃某些取样和数据点。甚至有些实验,同一个组用同样方法上午做和下午做,结果也会不一样(实验室的室温和室压对某些实验影响颇大)。这一切都需要我们自己进实验室之后摸索,教授事先不会透露半点信息。
这是我们9个实验的其中一个——“精馏塔”的工艺流程图(PFD)。这张PFD是由我们进入实验后经过细致比对确认后自己画出来的。上面的阀门全部由手动控制,一个小小的失误就会导致整个系统稳态的打破。当我看到全美其它化工top10学校的实验都是由DCS自动控制,学生只需要按一个键然后记录数据就可以完成实验的时候,不由得哀吾生之多艰。
2. 负责这门课的总教授(是的,这门课由6个教授联合执教,足见其分量之重)会经常在大家做实验的时候过来巡视。为了尽可能模拟化工厂出现的各种突发状况,他会在巡视过程中,趁人不注意把某个阀门关掉,从而人为破坏了系统稳态,以考验小组处理突发状况的应变能力。有些实验本身系统稳态就很难达到(坑爹的双效蒸发!!!),阀门又多,还隐藏在各种角落(双效蒸发有63个阀!),教授只要动其中任何一个阀,稳态就被打破了,物料和能量都不平衡了,整个实验就废了。但教授总是乐此不疲。后面大家学乖了,每次只要教授一进来,所有人放下手中的活盯着教授的手,教授走到哪人就跟到哪,以防他又碰某个阀。后来把教授都惹毛了,放下狠话:“我以后都不会再管你们了,即使爆炸了也不关我的事,你们自求多福。”
3. Presentation是这门课的重要组成部分,主要是向教授汇报本小组对该次实验的理论认识(如涉及到的化工原理知识)、初定的实验步骤、以及自己的CPM(精确到小组里每个人)。但实际上,不论准备多么充分,每次presentation的主题只有一个,那就是被教授和助教骂...教授骂什么的都有,学期第一次汇报的时候,教授一般会说“你们做的是bullshit,赶紧退课吧,不要在化工系待了”;学期中的时候,教授则会说“你们做的是bullshit,赶紧退课吧,否则你们三个人都得挂”。即便如此,我们还是必须尽全力准备,否则教授甚至可能当面扔东西摔门而走。因为如此,几乎每年都会有学生因为连续准备某次实验的presentation连续几天不吃不喝不睡结果在presentation的时候晕倒送医的事情发生。我们这届是一个越南女生,上午晕倒下午还要继续做下一个实验,她向教授请示能否不做,教授回复说“你如果不做,这门课就直接不及格”,她于是不得不抱恙进入实验室做实验。期间她又头晕了,连助教都看不下去了,招呼她悄悄到实验室的非实验区域吃一个苹果以缓解症状。结果她还是被教授发现了,教授明确表示:“No food or drink is allowed in the lab,如果你要吃,请你出去。”
4. 因为挂人太厉害(大三下的junior lab又挂了好不容易熬到大三的学生的四分之一,大四上的senior lab还要继续挂人),这门课的变态引来了当地媒体的关注,并上了校报[3]。被采访的学生声泪俱下地表示,自己“每次写报告都aim for perfection, but only expecting not to fail”。而化工系系长则说,“You are either right or completely wrong, because there is no partial credit in real life,所以系里将继续按照更加苛刻的指标要求学生”。
5. 这门课除了实验部分,还有每学期两次的理论考试。教授第一次上课时就告诉了我们,考试只有两道题,一题考泵的计算一题考换热器的计算。学过化工的都知道,泵和换热器是两个最最基本的化工机械,照理来说,这种题应该分分钟拿满分了吧。如果这样想,那就真的是too simple, sometimes naive了。记得第一次考试时,见到题目的我们马上傻眼了,第一题确实有个泵,但除此之外还有茫茫管线,一会上一会下,一会通到敞开储罐一会又连到密闭储罐(对应着压强究竟算表压还是大气压),究竟在哪里画控制体积才能简化问题?英制公制单位并存,换算的时候乱得像坨翔。第二题呢?好吧,确实是换热器,可就在这换热器里的流体同时进行着液相升温、泡点沸腾、汽相蒸发和冷凝四个物态变化,那么每种过程分别对应了多少换热面积?主要机理是对流还是传导?如果是对流的话,是自然对流还是强制对流?一系列问题让我们根本无从下手。最后平均分,25/100算高的。下一次考试,下下次考试,又是两道一样的题目。可是直到我们毕业,都没有人真正知道正确的思路究竟是什么。同样的考试题目已经给了十几届学生,每次大家都是糊里糊涂来,糊里糊涂走,因为教授对正确答案完全保密。
绿色建筑也被称为可持续发展的建筑、生态建筑,将来极可能会成为21世纪建筑设计的主流。下面是我为大家整理的有关绿色建筑的论文,供大家参考。
绿色建筑的论文篇一:《谈我国的绿色建筑发展》
【摘要】本文从绿色建筑理念的内涵出发,对我国绿色建筑发展现状和不足做了相关分析,为推进我国绿色建筑的发展提出了一些建议。
【关键词】绿色建筑能源可持续发展
1 绿色建筑的内涵
绿色建筑也称生态建筑、生态化建筑、可持续建筑。我国《绿色建筑评价标准》(GB/T50378-2006)将绿色建筑定义为:在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。绿色建筑的内涵包括四个方面:一是广义上的节能,除“四节”外,主要是强调减少各种资源的浪费二是保护环境,强调的是减少环境污染,减少二氧化碳排放三是满足人们使用上的要求,为人们提供“健康”、“适用”和“高效”的使用空间四是强调 与自然和谐共生。
学术界对绿色建筑有两个观点是比较一致的:一是要求绿色建筑关注对全球生态环境、地区生态环境及自身室内外环境的影响。二是要求绿色建筑关注建筑本身在整个生命周期内(即从材料开采、加工运输、建造、使用维修、更新改造直到最后拆除)各个阶段对生态环境的影响。
绿色建筑遵循可持续发展原则,体现绿色平衡理念,通过科学的整体设计,集成绿化配置、自然通风、自然采光、低能耗围护结构、太阳能利用、地热利用、中水利用、绿色建材和智能控制等高新技术,充分展示人文与建筑、环境及科技的和谐统一。绿色建筑具有选址规划绿色合理、资源利用高效循环、综合 措施 有效节能、建筑环境健康舒适、废物排放减量无害、建筑功能灵活适宜等六大特点,不仅可满足人们的生理和心理需求,而且能源和资源的消耗最为经济合理,对绿色环境的冲击最小。
2 我国绿色建筑的发展现状
我国目前的城市化发展将一直保持较高的速度。城市化率将从目前40%左右发展到本世纪中叶的75%以上,这意味着每年约有1200~1500万人口从农村转移到城市,而每个城镇人口平均耗能水平比农村人口高3~3.5倍。同时,近年来我国每年城乡新建房屋面积近20亿平方米,其中80%以上为高能耗建筑。既有建筑近400亿平方米,95%以上都属于高能耗建筑,能源利用率仅为33%。而在建筑的建造和使用全过程中的能耗占用了全部资源和能源的50%,同时增加了环境负荷。这对我国的资源环境的承受能力无疑是一种巨大的挑战。因此,必须大力发展绿色建筑,建立有中国特色的绿色建筑理念及绿色建筑评价标准体系。
我国建设部、科技部已于2005年10月印发了《绿色建筑技术导则》。国家建设部和质量监督检疫检验总局于2006年6月发布了《绿色建筑评价标准》(GB/T50378-2006)。2007年10月,胡锦涛在党的第十七大 报告 中指出:建设生态文明,基本形成节约能源资源和保护生态环境的产业结构、增长方式、消费模式。循环经济形成较大规模,可再生能源比重显著上升。主要污染物排放得到有效控制,生态环境质量明显改善。生态文明观念在全社会牢固树立。2007年12月,中央经济工作会议强调指出:节能减排目标是具有法律效力的约束性指标,是政府对人民的庄严承诺。必须坚持节约资源、保护环境,把推进现代化与建设生态文明有机统一起来,把建设资源节约型、环境友好型社会放在工业化、现代化发展战略的突出位置。 3 我国绿色建筑目前存在的不足
3.1 法制建设和激励机制有待完善:我国已颁布实施的绿色建筑相关法律法规,存在二个方面的不足:一是只有节能与节地的相关规定,缺乏对节水、节材与环境保护方面的专门法规二是强调规划设计、评价、施工方面,忽视了物料生产、运营维护及拆除、回收阶段的相关政策。同时,建筑节能和绿色建筑的发展缺乏财政补贴、绿色贷款、减税政策等方面有效的激励政策的引导和扶持,没有可操作的奖惩 方法 来规范和制约各方利益主体必须积极参与。使得建筑节能长期落后, 成为我国全面建设资源节约型社会的一个薄弱环节。
3.2 理论研究与实践结合不够:目前,我国关于绿色建筑、生态建筑的理论研究多数停留在关于建筑设计的理论框架、设计原则及生态学理论对建筑学的指导,国外先进绿色、生态建筑的 经验 介绍等方面,缺乏实际工程实践模式、计算机模拟、环境效果的测试分析。关于农村绿色建筑的深入理论研究较少,工程实践则更少。
3.3 对绿色建筑的理解片面:绿色建筑的核心是根据当地的自然环境,运用建筑学、生态学的基本原理,合理安排组织建筑与其他相关因素的关系,使建筑物与其周围环境成为一个有机的结合体,同时具有良好的室内气候条件和建筑物的自我调节能力,并具有节地、节水、节能、减少污染、延长建筑寿命、改善生态环境等优点。但是有人片面地认为加强建筑内外的绿化就是绿色建筑建筑物单纯的节能就是绿色建筑还有人认为建筑的平面将来有重新划分的可能就是生态建筑等等。
3.4 绿色建材行业发育不健全:在绿色建材方面存在着:片面强调材料的性能使用,对于材料在整个生命周期内的安全环保考虑不多缺乏完整有效的绿色建材认证体系,对绿色建材的评价简单和盲目追求新型材料等问题。
4 推进我国的绿色建筑发展的建议
4.1 健全相关法律法规和激励性政策:首先,针对建筑节能的相关问题,对《中华人民共和国节约能源法》进行适当的补充修改,同时制定与之相配套的法律来法规,形成由统一的基本法律和相关配套法规组成的完善的法律体系。其次出台财政补贴、绿色贷款、减税政策等方面的成套激励政策,支持绿色产品、绿色建筑、新能源的开发与建设。
4.2 完善绿色建筑的技术支撑体系:绿色建筑评价体系是发展绿色建筑的技术支撑,我国目前在这方面还未形成体系化。建设部新近制定出版了《中国生态住宅技术评估手册》,是一套科学全面、简明易操作的评价体系和标准, 将十分有利于促进我国绿色建筑事业的长远健康发展。
4.3 加强科研和宣传 教育 培训:在科研方面加强国际交流与合作,重点开展应用研究。广泛开展绿色建筑的宣传教育培训, 使绿色建筑观念深入人心, 形成浓厚的舆论氛围。
绿色建筑的发展需要全社会的支持,它的实现必须有一套良好的经济、社会、道德方面的激励体制和可靠的技术支撑。在当前全球环境问题日益严重和我国基本国情的背景下,大力推进我够绿色建筑的发展有着深远的现实意义。绿色建筑实践将促进全球环境品质的改善,提高人类的自身生活品质。
参考文献
[1] GBTF 50378-2006,绿色建筑评价标准[s].
[2] 柏乃宁,姚利华.对我国节能建筑发展的探析[J]城市管理,2008(4)
[3] 戈华清.绿色建筑市场的法律调整[J].中国环保产业,2005(3)
[4] 李学征.中国绿色建筑的政策研究[D].重庆:重庆大学,2006(1)
[5] 姚玉蓉.对我国发展绿色建筑的政府职能的思考[J].建筑经济,2007(8)
[6] 张文禄,胡永东.绿色建筑的发展现状及应用探讨[J],铁道建设,2007(3)
绿色建筑的论文篇二:《关于“绿色建筑”和适宜技术》“绿色建筑”也称为生态建筑、可持续建筑,最早是在1992年联合国环境与发展大会上明确地提出来的。用建设部仇保兴副部长的 总结 ——“绿色建筑”就是指为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动的空间,同时在建筑全生命周期(物料生产、建筑规划、设计、施工、运营维护及拆除、回用过程)中实现高效率地利用资源(能源、土地、水资源、材料)、最低限度地影响环境的建筑物。可见,绿色建筑理念的提出,就是为了使得建筑在满足人类不断提高的健康、舒适、安全的需要基础上。对环境、资源影响最小,最终做到可持续发展.前提都是为了人类的永久利益。社会上有一些观点把绿色建筑看得很片面、绝对化,要不就是极端限制人的合理需求,以保护环境为唯一目的而另一些观点就是把绿色建筑当成是仅仅是为人类的眼前利益、健康或舒适(像绿色建材、绿色蔬菜一样看待)而不怎么从整体上、长期上考虑对环境的影响。这两种观点可能都不利于“绿色建筑”的健康发展和推广。绿色建筑最终的目标是以“绿色建筑”为基础,进而扩展至“绿色社区”、 “绿色城市”层面。达到促进建筑永续发展的目标。这意味着建筑不仅被作为非生命元素来对待,更被视为自然生态循环系统的一个有机组成部分。
中国的国情
中国作为最大的发展中国家,二氧化碳排放居第二位,根据《京都议定书》的要求,中国要采取一系列减少温室气体排放的政策和措施,包括努力提高能源利用效率,改善能源结构,促进新能源和可再生能源的利用等。
就能源消费而言,在我国化石能源资源探明储量中,90%以上是煤炭,人均储量也仅为世界平均水平的二分之一人均石油储量仅为世界平均水平的1 1%天然气仅为4 5%而目前我国单位建筑面积能耗水平是发达国家的2~3倍以上。就土地的情况而言,我国人均耕地只有世界人均耕地的1/3,水资源仅是世界人均占有量的1/4实心黏土砖每年毁田12万亩物耗水平与发达国家相比,钢材消耗高出10%~25%,每拌和1立方米混凝土要多消耗水泥80公斤卫生洁具的耗水量高出30%以上,而污水回用率仅为发达国家的25%。严峻的事实表明,中国不仅要走可持续发展道路,发展节能与绿色建筑也刻不容缓。
我们应该认识到我国不仅经济上“穷”,在资源和环境上更“穷”,但要想做到可持续发展的目标就要摆脱狭隘的“唯经济穷论”,全面在“四节一环保”上提高标准,用强有力的税收、金融、土地政策鼓励有条件的地区或开发绿色建筑项目,走在地区、国内甚至国际的前列。同时,强制要求经济发达地区和大型城市的节约标准,提到一个和自身地区资源相符合的程度。
成本问题
从全国范围里来讲。绝大多数普通的民用建筑在节能等方面存在巨大的缺陷和不足,因此需要我们进行综合的设计来增加建筑这些方面的品质和性能,每一方面的改善基本上都需要增加一定的成本,比如成本增加10%以上,是必然的。
就住宅而言,一说到因为“节能要增加成本”,就有许多人说会增加购房人的负担,好像以后使用过程中的使用成本对老百姓无关紧要一样。因此,我们不仅要关注建造的经济成本,更要关注今后使用中的经济成本以及生态成本和社会成本。就生态成本来讲,今天对环境的污染今后需要花费更大的代价去治理就社会成本来说,绿色建筑由于改善了室内的环境,使人的疾病发生率大幅度下降,因为人有80%的时间是在室内活动,这样疾病发生率将会大幅度下降.寿命将会延长,生存质量也大大提高,这就是另一方面的节约同时,在建筑数十年的使用过程中.使用成本将高于建造成本数倍以上。,因此,我们应该把注意力放在生态成本、社会成本和全寿命周期的经济成本上,况且现在的房价即使没有技术含量和“四节”,性能的提高也在不断的增加,这种价格的增加加大了房地产泡沫的可能性,因此房地产价格的理性回归应该是建立在价值的增加基础上的。我认为可以鼓励各个地方的高档住宅或其他民用建筑通过适当的高投入,带来项目的内外环境质量、提升“绿色”性能,从而提高房子的品质,以品质来支撑高于其他普通房子的价格,让这些高价房成为“绿色建筑”的榜样,以此带动地方住宅技术及产业化的发展,最终让更多的普通房子更容易实现“绿色”梦想。
绿色建筑需要什么样的技术?
在探索绿色建筑的技术路线时.经常会听到一些专家主张应该采用“低技术”,有些认为应该采用“适宜技术”,还有些认为应该采用“适宜技术结合高技术”等等不同的观点,我个人认为这种争论没有意义。技术是用来解决我们所面临的具体问题的,应该根据具体项目的具体情况和实际需求来选择。更多技术选择的可能性一方面能够满足建筑师的创造需要,另一方面能够满足市场的需求。。在我们国家目前普遍技术非常落后的今天,如果不是大力去发展高新技术而一味强调低技术,只能是更落后,离我们自己的标准也会越来越远。
在技术选择上,我们应该从所需要的建筑性能和全寿命周期的观点去分析、判断、计算、选择。汪光焘部长说过,要充分认识资源环境问题已成为国民经济和社会发展的重大制约因素。,我们当前在经济增长方式方面主要还存在“高投入、高消耗、高排放、不协调、难循环、低效率”的问题。这些问题如果低技术能够解决还需要拖到今天吗?高低是相对的,适宜不适宜也是相对的,如果站在国际的水平上看,我们国内有些专家认为的“高技术”早已经是“低技术”和“适宜技术”了。所以根据我们的国情,恰恰需要去大力鼓励开发绿色高新技术甚至是自主知识产权的高新技术,同时去大力鼓励使用高新技术,工程实践能促使技术的发展,使之变成适宜技术。只有这样.到2020年我们的住宅和公共建筑的能源资源消耗水平才有可能接近或达到现阶段中等发达国家的水平,这是我们国家建筑发展的总目标。
总之,绿色建筑的发展建设需要正确看待卫生、安全、健康、舒适的问题和当地资源情况,目前各地的节能标准里面所假定的舒适度,前提是小康标准的,是最基本的,不能完全体现今后的发展方向。随着生活水平的提高,舒适度的标准也会提高,能源等资源的消耗也将会大幅提高。因此应该根据当地气候和生活习惯、经济水平分级,适应不同收入阶层和满足不同的需求,要有一定的前瞻性。同时,绿色建筑的设计需要将有关今后使用费用(如采暖制冷等)或能耗等定量化,要具体到单位使用者,这样有利于老百姓的选择权、知情权和监督。有了老百姓的参与,绿色建筑才会更加迅速和健康地发展。
绿色建筑的论文篇三:《浅论绿色建筑设计》【摘要】随着经济、社会和科学的发展,人们的生活水平也随之提高,人们追求更舒适的生活环境的同时,也在消耗着越来越多的能源,在人口密集的今天,生活坏境不断的恶化,环境的污染越来越严重,使我们不得不重视环境的问题,发展绿色建筑是缓解我国的恶劣的坏境首要选择,绿色建筑是一种崭新的设计思维和模式,它提供给使用者有益健康的建筑环境,并最大限度地保护环境,减少能耗。以下本文就对绿色建筑节能设计进行分析探讨。
【关键词】绿色建筑发展现状及发展趋势绿色设计要点
绿色建筑就是在保证建筑物使用功能和室内外环境质量的前提下,在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。
1、绿色建筑的发展现状及发展趋势
1.1绿色建筑的发展现状
目前绿色建筑处于快速推广发展阶段,伴随着可持续发展思想在国际社会的认同,绿色建筑理念在我国也逐渐受到重视。2010年的第六届国际绿色建筑与建筑节能大会,其参加的人数之多,范围之广,规模之大,反映了绿色建筑发展中各界对绿色建筑的关注程度达到空前的水平.而仅仅过了一年的时间,到了2011年,新建绿色建筑面积是2010年的46倍.全国评出了371项绿色建筑评价标识项目,总建筑面积达3600多万平方米。
1.2绿色建筑未来发展趋势
自绿色建筑发展以来,政府从鼓励引导、政策激励、强制推行三大方面推动发展。2012年,财政部、住房和城乡建设部《关于加快推动我国绿色建筑发展的实施意见》(财建〔2012〕167号)明确,对高星级绿色建筑给予财政奖励。
《国家新型城镇化规划(2014―2020)》提出,城镇绿色建筑占新建建筑比重要从2012年的2%提升到2020年的50%。到2015年,能源强度降低16%,到2020年,30%的商业建筑都是绿色建筑,这就意味着到2020年我国将拥有全球最多的绿色建筑。
2、绿色节能建筑设计的要点
基于我国绿色建筑发展的状况,综合国内绿色建筑的研究成果,目前,我国绿色建筑设计主要体现在以下几方面:
(1)建筑选址和建筑功能
我国地域辽阔,占地面积巨大,气候类则复杂多样,分布在多个不同的气候带。在进行绿色节能建筑设计时,设计人员首先要考虑建筑的选址和建筑功能,结合建筑地点的地形特点、气候、场地资源、建筑风格和建筑功能等来确定建筑的设计规划,将环境与建筑形式相结合,避免重复性的进行简单的建筑设计。
(2)建筑平面设计
建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上,通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计,使建筑获得一个良好的外部微气候环境,达到节能的目的。
对室外风环境进行优化设计,使建筑物前后形成气压差,有利于夏季及过渡季的室内自然通风,减少冬季的冷风渗透。各用房尽量争取良好的自然采光和通风以降低能耗。在进行绿色设计时应充分的考虑建筑的朝向,其目的是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并防止太阳辐射,减少对电器设备的依赖,设计时采用明厅、明卧、明卫、明厨的设计,外墙设计要努力提高室内环境的热稳定。
再者就是建筑的体型系数设计,绿色建筑的体形系数一定要先进行详细的计算分析,因为其直接关系到建筑的能耗,这主要是因为单位建筑空间的散热面积随着体形系数的增加而增加,能耗也随着提高,因此建筑通过采用合理节能建筑设计,增强建筑围护结构隔热,保温性能和提高空调、采暖设备能效比的节能措施,能满足《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》的要求。
建筑师在进行设计中应充分预见到建筑可能根据用户的不同要求而改造,采取适应性改变、灵活性设计等策略,以此来提高建筑的使用寿命和使用效益,以提高整体资源利用率,减少寿命周期的能源资源消耗和环境影响。
(3)改善建筑围护结构,减少能量损失
主要从以下几方面做好建筑围护结构节能设计:(a)墙体节能技术:对于外墙,应重点发展高效保温节能的外保温墙体。如采用加气混凝土、黏土空心砖以及现浇混凝土墙体等。外侧可采用高性能保温砂浆、轻质高效保温聚苯板保温层以及浅色耐候饰面层等措施。外墙内保温可采用保温砂浆抹灰、硬质建筑保温制品内贴以及保温层挂装等做法。(b)门窗节能技术:控制窗墙比,窗户的传热系数一般大于同朝向外墙的传热系数,故在进行前期建筑设计时,在保证室内采光通风的前提下合理控制窗墙比是很重要的,一般北向不大于25%南向不大于35%东西向不大于30%。改善门窗保温效果。采用热阻大、能耗低的节能材料制造的新型保温节能门窗可大大提高热工性能,同时还要特别注意玻璃的选材,如:选择中空玻璃、low-e玻璃,镀膜玻璃等。减少冷风渗透。门窗是空气渗透的薄弱环节,除提高门窗制作质量外,加设密封条是提高门窗气密性的重要手段。(c) 屋面节能技术: 为了提高屋面的保温性能,屋面保温隔热层主要有:加气混凝土保温屋面,憎水性珍珠岩保温屋面,聚苯板、水泥聚苯板保温屋面,蓄水屋面,覆土 种植 屋面等对屋顶可采用架空屋面,浅色屋面,种植屋面等还有设计通风屋面、蓄水屋面等节能措施。
(4)绿化设计
根据建筑功能的需求,应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境,创造建筑节能的有利环境。要充分利用植被绿化改善建筑群内的自然亲和力,美化环境,降低城市热岛强度,调节局部微气候,实现良性氧循环。在建筑周围多种植、植被,可以有效地遮挡风沙、净化空气,遮挡阳光、降噪。植物的设计以简单为主,对此,乔木和灌木是很好的选择。提高绿地空间的利用率,增加绿量,使有限的绿量发挥最大的生态效益和景观效益。整个景观设计为业主营造出四季如春、风景宜人的环境。
(5)节材与材料资源利用
在建筑设计过程中,一方面要注重使用过程中的节能,另一方面还要考虑蕴含在建筑材料本身中的能源消耗量。在满足建筑的使用功能和结构安全的前提下,应尽可能地选用生产能耗低的建筑材料,回收利用率较高的建筑材料。在材料的选择上也应该尽量就地选材减少运输过程中的能耗和污染。选用耐久性材料,使得建筑使用寿命延长,所以设计中选用耐久性较好的建材,最好做到建筑材料的使用寿命与建筑同步,减少材料的更换、维护,从而节约费用。
(6)节水与水资源利用
绿色建筑节水系统可归纳为减少排放、回收利用、循环使用和生态用水。主要采取如下节水措施:①在方案、规划阶段制定水系统规划方案,统筹、综合利用各种水资源。②设置合理、完善的供水、排水系统。③采取有效措施避免管网漏损。④建筑内卫生器具合理选用节水器具。⑤使用非传统水源时,采取用水安全保障措施,且不对人体健康与周围环境产生不良影响。⑥采用 雨水 收集利用系统,绿化、景观、洗车等用水采用非传统水源。⑦按用途设置用水计量水表。⑧采用太阳能提供生活热水。⑨采用节水型卫生器具,如给水龙头、坐式大便器等。
3、结 语
绿色建筑作为一个新兴产物,对环保、节能的要求,值得探索、研究和尝试。虽然绿色建筑处于刚刚起步阶段存在许多问题。但是它的未来一定会是一片光明。今后在建筑设计的实际工作中,我们需要以绿色建设设计理念为指导,以节约资源,注重保护自然环境为目标,促进建筑业可持续发展,寻求经济、社会、环境效益的和谐统一。
参考文献:
[1] 周世春.浅谈绿色建筑技术在民用建筑中的设计和应用.建筑设计管理,2009第6期
[2]宋德萱.节能建筑设计与技术.上海.同济大学出版社
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---生物质能与核能
能源是人类藉以克服困难,维持生存的原动力,譬如太阳给我们光热,风吹动风车可以发电,燃烧汽油可用以推动汽车,使用瓦斯可以烹调、取暖,凡此种种如太阳、风、汽油、瓦斯等都是能源。近年来,无论核分裂、核融合和太阳能的研究发展,均呈现出一片蓬勃景象,但今日能源供应市场燃料其蕴藏量有限且日益枯竭、分布不均,使用时又污染严重,鉴於目前已经投置的生产设备和应用技术,预计主能源维持在能源主流的地位直至本世纪之末,因此人类当务之急便是寻求更好用的燃料,并加紧改良现有能源的利用技术。下面是未来应用较广泛的两种新能源。
一、新能源之生物质能
生物质能是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。 而所谓生物质能,就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能 量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可 转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳,所以从广义上讲,生物质能是太阳能的一种表现形式。目前,很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中,它是由太阳能转化 而来的。
1、生物质能的特点
1) 可再生性生物质属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,资源丰富,可保证能源的永续利用;
2) 低污染性生物质的硫含量、氮含量低; 生物质作为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量, 因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减轻温室效应;
3) 广泛分布性 缺乏煤炭的地域,可充分利用生物质能;
4) 生物质燃料总量十分丰富。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的十倍。
2、生物质能的分类
依据来源的不同,可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等。林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源,包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等。农业生物质能资源是指农业作物;农业生产过程中的 废弃物,如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排 出的废水等,其中都富含有机物。 城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾,商业、服务业垃圾和 少量建筑业垃圾等固体废物构成。