生物質(zhì)能·建筑

/生物質(zhì)能·建筑——2建筑與土木工程學(xué)院建筑學(xué)10０1班梁靜10040６01０2一．生物質(zhì)能概述及發(fā)展1。定義：生物質(zhì)能，在能源中的定義是指綠色植物通過葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能存儲在生物質(zhì)內(nèi)部的能量，是太陽能以化學(xué)能形式存儲在生物質(zhì)中的能量,也是指以生物質(zhì)為載體、通過光合作用,將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能形式.２．特點(diǎn):它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，取之不盡、用之不竭,是一種可再生能源,同時(shí)也是唯一一種可再生的碳源。3．儲存形式:生物質(zhì)能蘊(yùn)藏在植物、動物和微生物等可以生長的有機(jī)物中，它是由太陽能轉(zhuǎn)化而來的。有機(jī)物中除礦物燃料以外的所有來源于動植物的能源物質(zhì)均屬于生物質(zhì)能，通常包括木材、及森林廢棄物、農(nóng)業(yè)廢棄物、水生植物、油料植物、城市和工業(yè)有機(jī)廢棄物、動物糞便等。地球上的生物質(zhì)能資源較為豐富，而且是一種無害的能源。地球每年經(jīng)光合作用產(chǎn)生的物質(zhì)有173０億噸，其中蘊(yùn)含的能量相當(dāng)于全世界能源消耗總量的10—20倍,但目前的利用率不到3％.4．分類：林業(yè)資源、農(nóng)業(yè)資源、生活污水和工業(yè)有機(jī)廢水、城市固體廢物和畜禽糞便等五大類。林業(yè)資源-——-是指森林生長和林業(yè)生產(chǎn)過程提供的生物質(zhì)能源,包括薪炭林、在森林撫育和間伐作業(yè)中的零散木材、殘留的樹枝、樹葉和木屑等；木材采運(yùn)和加工過程中的枝丫、鋸末、木屑、梢頭、板皮和截頭等;林業(yè)副產(chǎn)品的廢棄物，如果殼和果核等。農(nóng)業(yè)資源—-－－指農(nóng)業(yè)作物(包括能源作物);農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的廢棄物，如農(nóng)作物收獲時(shí)殘留在農(nóng)田內(nèi)的農(nóng)作物秸稈（玉米秸、高粱秸、麥秸、稻草、豆秸和棉稈等）；農(nóng)業(yè)加工業(yè)的廢棄物，如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中剩余的稻殼等。能源植物泛指各種用以提供能源的植物，通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳?xì)浠衔镏参锖退参锏葞最?生活污水和工業(yè)有機(jī)廢水-——－主要由城鎮(zhèn)居民生活、商業(yè)和服務(wù)業(yè)的各種排水組成,如冷卻水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、廚房排水、糞便污水等。工業(yè)有機(jī)廢水主要是酒精、釀酒、制糖、食品、制藥、造紙及屠宰等行業(yè)生產(chǎn)過程中排出的廢水等，其中都富含有機(jī)物。城市固體廢物--－—主要是由城鎮(zhèn)居民生活垃圾，商業(yè)、服務(wù)業(yè)垃圾和少量建筑業(yè)垃圾等固體廢物構(gòu)成.其組成成分比較復(fù)雜，受當(dāng)?shù)鼐用竦钠骄钏?、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)建設(shè)、自然條件、傳統(tǒng)習(xí)慣以及季節(jié)變化等因素影響。畜禽糞便-—－畜禽糞便是畜禽排泄物的總稱，它是其他形態(tài)生物質(zhì)(主要是糧食、農(nóng)作物秸稈和牧草等）的轉(zhuǎn)化形式，包括畜禽排出的糞便、尿及其與墊草的混合物。沼氣就是由生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換的一種可燃?xì)怏w,通常可以供農(nóng)家用來燒飯、照明。5。特點(diǎn)：1）可再生性--－—屬可再生資源，物質(zhì)能由于通過植物的光合作用可以再生,與風(fēng)能、太陽能等同屬可再生能源,資源豐富,可保證能源的永續(xù)利用；2）低污染性3)廣泛分布性－－－—缺乏煤炭的地域，可充分利用生物質(zhì)能；４）生物質(zhì)燃料總量十分豐富生物質(zhì)能是世界第四大能源,僅次于煤炭、石油和天然氣。６．應(yīng)用:沼氣、壓縮成型固體燃料、氣化生產(chǎn)燃?xì)?、氣化發(fā)電、生產(chǎn)燃料酒精、熱裂解生產(chǎn)生物柴油等。７.利用途徑:直接燃燒、熱化學(xué)轉(zhuǎn)換和生物化學(xué)轉(zhuǎn)換等3種途徑。直接燃燒————生物質(zhì)的直接燃燒在今后相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)仍將是我國生物質(zhì)能利用的主要方式。當(dāng)前改造熱效率僅為１0％左右的傳統(tǒng)燒柴灶，推廣效率可達(dá)20％—30％的節(jié)柴灶這種技術(shù)簡單、易于推廣、效益明顯的節(jié)能措施，被國家列為農(nóng)村新能源建設(shè)的重點(diǎn)任務(wù)之一.熱化學(xué)轉(zhuǎn)換—－--生物質(zhì)的熱化學(xué)轉(zhuǎn)換是指在一定的溫度和條件下,使生物質(zhì)汽化、炭化、熱解和催化液化,以生產(chǎn)氣態(tài)燃料、液態(tài)燃料和化學(xué)物質(zhì)的技術(shù)。生物化學(xué)轉(zhuǎn)換—-——生物質(zhì)的生物化學(xué)轉(zhuǎn)換包括有生物質(zhì)—沼氣轉(zhuǎn)換和生物質(zhì)—乙醇轉(zhuǎn)換等.8.中國的發(fā)展現(xiàn)狀:中國８０％人口生活在農(nóng)村,秸稈和薪柴等生物質(zhì)能是農(nóng)村的主要生活燃料.盡管煤炭等商品能源在農(nóng)村的使用迅速增加,但生物質(zhì)能仍占有重要地位.因此發(fā)展生物質(zhì)能技術(shù)，為農(nóng)村地區(qū)提供生活和生產(chǎn)用能，是幫助這些地區(qū)脫貧致富，實(shí)現(xiàn)小康目標(biāo)的一項(xiàng)重要任務(wù)?？梢婋S著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展和農(nóng)民生活水平的提高，農(nóng)村對于優(yōu)質(zhì)燃料的需求日益迫切。傳統(tǒng)能源利用方式已經(jīng)難以滿足農(nóng)村現(xiàn)代化需求,生物質(zhì)能優(yōu)質(zhì)化轉(zhuǎn)換利用勢在必行。生物質(zhì)能高新轉(zhuǎn)換技術(shù)不僅能夠大大加快村鎮(zhèn)居民實(shí)現(xiàn)能源現(xiàn)代化進(jìn)程，滿足農(nóng)民富裕后對優(yōu)質(zhì)能源的迫切需求,同時(shí)也可在鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)等生產(chǎn)領(lǐng)域中得到應(yīng)用.由于中國地廣人多，常規(guī)能源不可能完全滿足廣大農(nóng)村日益增長的需求,而且由于國際上正在制定各種有關(guān)環(huán)境問題的公約，限制二氧化碳等溫室氣體排放,這對以煤炭為主的我國是很不利的。因此，立足于農(nóng)村現(xiàn)有的生物質(zhì)資源,研究新型轉(zhuǎn)換技術(shù),開發(fā)新型裝備既是農(nóng)村發(fā)展的迫切需要，又是減少排放、保護(hù)環(huán)境、實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要。我國擁有豐富的生物質(zhì)能資源，據(jù)測算，我國理論生物質(zhì)能資源為50億噸左右標(biāo)準(zhǔn)煤，是目前中國總能耗的4倍左右。在可收集的條件下,我國目前可利用的生物質(zhì)能資源主要是傳統(tǒng)生物質(zhì),包括農(nóng)作物秸稈、薪柴、禽畜糞便、生活垃圾、工業(yè)有機(jī)廢渣與廢水等。農(nóng)業(yè)產(chǎn)出物的5１%轉(zhuǎn)化為秸稈，年產(chǎn)約6億噸,約３億噸可作為燃料使用，折合１。５億噸標(biāo)準(zhǔn)煤;林業(yè)廢棄物年可獲得量約９億噸，約3億噸可能源化利用，折合２億噸標(biāo)準(zhǔn)煤.甜高粱、小桐子、黃連木、油桐等能源作物可種植面積達(dá)2０0０多萬公頃,可滿足年產(chǎn)量約５０0０萬噸生物液體燃料的原料需求。畜禽養(yǎng)殖和工業(yè)有機(jī)廢水理論上可年產(chǎn)沼氣約８0０億立方米。能源多樣化發(fā)展生物燃料既有助于促進(jìn)能源多樣化,幫助我們擺脫對傳統(tǒng)化石能源的嚴(yán)重依賴,還能減少溫室氣體排放，緩解對環(huán)境的壓力。所以，它被視為替代燃料之一，對于加強(qiáng)能源安全有著積極的意義。二．建筑與生物質(zhì)能

建筑節(jié)能的概念有廣義和狹義之分，廣義的建筑節(jié)能是指將與建筑有關(guān)的能耗降下來,包括建設(shè)時(shí)消耗的鋼筋、水泥等建材和建筑物運(yùn)行時(shí)消耗的能源等；狹義的建筑節(jié)能，僅指將建筑物運(yùn)行過程中的能耗降下來，包括照明、空調(diào)、采暖等所使用的能耗。

比較而言，僅管在建設(shè)過程中各種建材的消耗很高,但從建筑物的全生命周期來看，最主要的能耗還是在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的。兩者特征不一樣，建設(shè)時(shí)的能耗是一次性發(fā)生的，運(yùn)行時(shí)的能耗則是持續(xù)性的。按一個建筑物70年的壽命計(jì)算，建設(shè)過程中消耗的能源還不到運(yùn)行十年所消耗的能源。因此，建筑節(jié)能最主要的是降低建筑物運(yùn)行過程中的能耗,這也是建筑節(jié)能的主要任務(wù)。

據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,美國、日本等發(fā)達(dá)國家的建筑能耗有一個共同發(fā)展模式，就是隨著經(jīng)濟(jì)的飛速增長而成倍的上漲。

近十年間,我國北方地區(qū)采暖能耗由于政府抓節(jié)能保溫、熱電聯(lián)產(chǎn)等工作呈現(xiàn)逐年下降的趨勢，但是長江流域地區(qū)和農(nóng)村地區(qū)的建筑能耗卻呈緩慢上升趨勢。雖然,目前我國城鎮(zhèn)建筑能耗，無論是人均建筑能耗還是單位建筑面積能耗，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美國、日本等發(fā)達(dá)國家。但是隨著城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，如果也出現(xiàn)發(fā)達(dá)國家建筑能耗成倍上漲的現(xiàn)象，就會給整個國家的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展帶來巨大問題。因此，必須高度重視建筑節(jié)能問題。

采暖節(jié)能不同地區(qū)選擇不同

在建筑節(jié)能方面，各種類型的熱泵越來越受到關(guān)注和重視，推廣和應(yīng)用也越來越廣泛.由于有國家政策支持，有些地方甚至出現(xiàn)了盲目地、大規(guī)模地使用水源熱泵、地源熱泵、空氣源熱泵等現(xiàn)象.

對此，這就等于是用高能耗的方式替代低能耗的方式。不同地區(qū)應(yīng)當(dāng)發(fā)展符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況的熱泵技術(shù)。熱泵不是解決北方地區(qū)采暖能耗的最終出路。地源熱泵、水源熱泵、空氣源熱泵等雖然與燃煤鍋爐相比是節(jié)能的、高效的，但與大規(guī)模的熱電聯(lián)產(chǎn)相比,又不如熱電聯(lián)產(chǎn)效率高。

在北方，熱電聯(lián)產(chǎn)能到達(dá)的地方應(yīng)優(yōu)先使用熱電聯(lián)產(chǎn)，到不了的地方，可使用熱泵作為解決特殊地方采暖問題的辦法.

目前，上海、南京、武漢、重慶等長江流域一帶，采暖能耗只是北方的1/7到1／1０.這些地區(qū)也開始像北方一樣實(shí)施集中供熱，如果全面推廣集中供熱，能耗將增加２4倍，這樣這一地區(qū)的采暖能耗將占到我國城鎮(zhèn)建筑能耗總量的2０%。如何控制采暖能耗?是維持現(xiàn)狀還是發(fā)展集中供熱？

目前認(rèn)為,這兩者都不是很好的選擇。長江流域一帶，冬季氣溫雖然冷但沒有北方低，因此,這片區(qū)域比較適合選用熱泵來解決冬季采暖問題，應(yīng)發(fā)展基于熱泵的戶式分室可調(diào)的熱環(huán)境控制系統(tǒng)。生物質(zhì)能在建筑方面的體現(xiàn)主要在于建筑節(jié)能方面.而如何走出符合國情的建筑節(jié)能道路是目前我們都要考慮的問題。

農(nóng)村節(jié)能應(yīng)以生物質(zhì)能為主

目前，我國農(nóng)村建筑能耗比城鎮(zhèn)低得多，但呈現(xiàn)出快速的上升趨勢.尤其隨著農(nóng)村的建設(shè)與發(fā)展，傳統(tǒng)的采暖方式變成以燃煤、天然氣等為主，導(dǎo)致近幾年農(nóng)村用煤每年上漲20％。據(jù)統(tǒng)計(jì),1９98年、19９９年,中國農(nóng)村的每年用煤總量是幾千萬噸,現(xiàn)在則達(dá)到了2億噸標(biāo)煤。

農(nóng)村的條件與城鎮(zhèn)不一樣，因此能源解決方案一定與城鎮(zhèn)不一樣。如，城市推廣太陽能只能利用建筑物的頂部和垂直的外立面，農(nóng)村由于空間相對大得多不會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。

而且農(nóng)村應(yīng)當(dāng)發(fā)展太陽能和生物質(zhì)能.農(nóng)村的用能結(jié)構(gòu)應(yīng)以生物質(zhì)能為主,輔之以可再生能源和常規(guī)電能，最好不再使用煤。這才是適合農(nóng)村的能源系統(tǒng),是解決農(nóng)村建筑能源問題的方向。

非住宅建筑能耗不容樂觀

目前，我國非住宅建筑占城鎮(zhèn)建筑的１/３，能耗水平快達(dá)到世界先進(jìn)水平。

當(dāng)前，我國非住宅建筑的趨勢是高檔建筑在新建建筑中的比例迅速增加,普通辦公建筑通過大修改造也升級為高檔建筑。

同樣功能的建筑,高檔建筑能耗比普通建筑高3~5倍以上，技術(shù)進(jìn)步只能是高檔建筑能耗降低３0％50%。高檔建筑通常并不能提供更舒適健康的環(huán)境,反之,經(jīng)常遭到人們的抱怨。

對此,有關(guān)人士分析,關(guān)鍵問題出在營造建筑環(huán)境的理念上，應(yīng)當(dāng)營造與自然和諧、溝通的室內(nèi)環(huán)境。

節(jié)能效果只能用數(shù)據(jù)說話

目前,關(guān)于節(jié)能建筑的評判有兩種不同的思路，一種是建筑物采用了多少節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品，如果采用了就是節(jié)能建筑；第二種是從數(shù)據(jù)出發(fā)，從建筑物的實(shí)際能源消耗出發(fā)，用實(shí)際能耗進(jìn)行考核、衡量和判斷是否是節(jié)能建筑。

建筑節(jié)能應(yīng)完全用數(shù)據(jù)說話。有人說不能光看裝了多少東西，有的建筑采用了大量的節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品，但是實(shí)際節(jié)能效果反而比其他建筑高.考查建筑是否節(jié)能的惟一標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)際能耗和節(jié)約了多少能耗.

建筑節(jié)能與工業(yè)節(jié)能不同。工業(yè)生產(chǎn)，投入與產(chǎn)出非常清楚，技術(shù)與節(jié)能效果能直接掛鉤，采用先進(jìn)技術(shù)能否節(jié)能很容易計(jì)算和統(tǒng)計(jì)。但是建筑節(jié)能卻不同，因?yàn)榻ㄖ芎倪€與生活方式、