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1、建筑电气节能建筑电气节能杨本强13500354860参考书：1.建筑节能技术及应用.刘伟庆主编.中国电力出版社;2.建筑电气节能技术以设计原则.李炳华,宋镇江主编.中国建筑工业出版社;3.节能技术应用与评价.方利国主编.化学工业出版社1 1 绪论（绪论（4 4学时）学时）1.1 1.1 能源概论能源概论1.2 1.2 节能的概念节能的概念1.3 1.3 节能基本原理节能基本原理1.4 1.4 节能技术评价节能技术评价1.5 1.5 我国建筑能耗概况我国建筑能耗概况注注：建筑电气节能技术与设计指南建筑电气节能技术与设计指南第第1 1章；章；节节能技术应用评价能技术应用评价第第1 1、2 2章章能
2、能源源：能能量量的的源源泉泉，就就是是能能量量的的来来源源或或载载体体，要要么么来来自自物质，要么来自物质的运动。物质，要么来自物质的运动。前前者者如如天天然然气气、煤煤炭炭、等等矿矿物物燃燃料料，后后者者如如风风流流、水水流流、海浪、潮汐等。海浪、潮汐等。到到目目前前为为止止，人人类类认认识识的的能能量量主主要要有有机机械械能能、热热能能、电电能、辐射能、化学能、核能。能、辐射能、化学能、核能。到到目目前前为为止止，按按热热力力学学，能能量量的的主主要要形形式式有有内内能能、动动能能、势能、热、功。势能、热、功。1 1 绪论绪论1.1 1.1 能源概论能源概论1.1.1 1.1.1 能源定义
3、能源定义4 1 1 绪论绪论1.1 1.1 能源概论能源概论1.1.2 1.1.2 能源分类能源分类可再生能源可再生能源能否再生能否再生非再生能源非再生能源太阳能、风能、水能、潮汐能、地热能、生物质能等石油、天然气、煤炭等化石能源特点：连续再生；来自太阳和地球特点：形成时间长5 1 1 绪论绪论1.1 1.1 能源概论能源概论1.1.2 1.1.2 能源分类能源分类一次能源有无加工转换终端能源：通过用能设备供消费者使用的太阳能、风能、水能、潮汐能、地热能、薪柴、原油、原煤、天然气、天然铀矿经电线输送的电能、经煤气管道输送的煤气二次能源电、蒸汽、焦炭、煤气、氢6 1 1 绪论绪论1.1 1.1
4、能源概论能源概论1.1.2 1.1.2 能源分类能源分类常规能源利用的程度新能源7 1 1 绪论绪论1.1 1.1 能源概论能源概论1.1.2 1.1.2 能源分类能源分类液体燃料性质电能世界能源会议推荐的分类：固体燃料气体燃料水能核能太阳能生物质能风能海洋能地热能核聚变8 1 1 绪论绪论1.1 1.1 能源概论能源概论1.1.2 1.1.2 能源分类能源分类清洁能源使用过程中对环境是否有污染非清洁能源9 1 1 绪论绪论1.1 1.1 能源概论能源概论1.1.2 1.1.2 能源分类能源分类10 1 1 绪论绪论1.1 1.1 能源概论能源概论1.1.2 1.1.2 能源分类能源分类11（
5、1）薪柴时期）薪柴时期人类从远古的钻木取火之后，学会使用火，人类能源使用就进入人类从远古的钻木取火之后，学会使用火，人类能源使用就进入薪柴时期，一直延续到薪柴时期，一直延续到18世纪的产业革命之前。世纪的产业革命之前。（2）煤炭时期）煤炭时期18世纪的产业革命，以煤炭为燃料的蒸汽机成为生产的主要动力，世纪的产业革命，以煤炭为燃料的蒸汽机成为生产的主要动力，人类能源使用进入了煤炭时期。到人类能源使用进入了煤炭时期。到19世纪末，以煤炭为主要燃料世纪末，以煤炭为主要燃料的火力发电厂运转发电，电力开始进入社会各领域，电动机代替的火力发电厂运转发电，电力开始进入社会各领域，电动机代替了蒸汽机作为生产动
6、力。了蒸汽机作为生产动力。（3）石油时期）石油时期在在20世纪世纪50年代，美国、中东、北非相继发现了巨大的油田和气年代，美国、中东、北非相继发现了巨大的油田和气田，西方发达国家很快从以煤为主要能源转换到以石油和天然气田，西方发达国家很快从以煤为主要能源转换到以石油和天然气为主要能源，世界能源使用由煤炭时期进入了石油时期。为主要能源，世界能源使用由煤炭时期进入了石油时期。1 1 绪论绪论1.1 1.1 能源概论能源概论1.1.3 1.1.3 能源发展进程能源发展进程12人类依靠煤炭、石油、天然气等矿石资源，创造了人类历史人类依靠煤炭、石油、天然气等矿石资源，创造了人类历史上空前的物质文明，但是
7、也付出了惨重代价。上空前的物质文明，但是也付出了惨重代价。地球的不可再生资源被大量消耗，枯竭之日已将近；地球的不可再生资源被大量消耗，枯竭之日已将近；开采和消耗矿石能源对环境污染日益加重；开采和消耗矿石能源对环境污染日益加重；人类活动范围的扩展，地球生态系统受到严重破坏。人类活动范围的扩展，地球生态系统受到严重破坏。1 1 绪论绪论1.1 1.1 能源概论能源概论1.1.4 1.1.4 能源的危机能源的危机石油还可以开采石油还可以开采3030多年，多年，天然气还可以开采约天然气还可以开采约6060年，年，煤炭还可以开采约煤炭还可以开采约150150年年如何使能源和环境协调，如何使能源和环境协调
8、，使社会可持续发展？使社会可持续发展？13 1 1 绪论绪论1.1 1.1 能源概论能源概论1.1.5 1.1.5 能源的相关概念能源的相关概念（1）标准当量标准当量能源能源标准当量：表示能源的消耗量，以物质的燃烧热值为基准。标准当量：表示能源的消耗量，以物质的燃烧热值为基准。燃燃烧烧热热值值：单单位位质质量量或或者者体体积积的的固固体体或或者者气气体体燃燃烧烧释释放放的的热热量。量。例如：标准煤当量、标准油当量。例如：标准煤当量、标准油当量。1kg标标准准煤煤当当量量=7000kcal，1kg标标准准油油当当量量=10000kcal；而而1cal=4.1868J。文文献献中中有有时时直直接接
9、用用英英文文缩缩写写表表示示能能源源单单位位，如如Mtce表表示示百百万万吨煤当量，吨煤当量，Mtoe表示百万吨油当量。表示百万吨油当量。14 1 1 绪论绪论1.1 1.1 能源概论能源概论1.1.5 1.1.5 能源的相关概念能源的相关概念15（2）能源折换系数）能源折换系数将不同能源及物质的消耗折算到某一标准能源，如标准煤、将不同能源及物质的消耗折算到某一标准能源，如标准煤、标准油。标准油。1 1 绪论绪论1.1 1.1 能源概论能源概论1.1.5 1.1.5 能源的相关概念能源的相关概念（3）能源效率能源效率能能源源系系统统的的总总效效率率由由三三部部分分组组成成：开开采采效效率率、中
10、中间间环环节节效效率率和和终端利用效率终端利用效率。能能源源开开采采效效率率是是指指能能源源储储量量的的采采收收率率。一一般般而而言言这这一一环环节节的的效率是最低的。效率是最低的。中间环节效率包括能源加工转换效率和储运效率；中间环节效率包括能源加工转换效率和储运效率；终终端端利利用用效效率率是是指指终终端端用用户户得得到到的的有有用用能能与与过过程程开开始始时时输输入入的能量之比。的能量之比。通常：能源效率通常：能源效率=中间环节效率中间环节效率*终端利用效率。终端利用效率。161 1 绪论绪论1.1 1.1 能源概论能源概论1.2 1.2 节能的概念节能的概念1.3 1.3 节能基本原理节
11、能基本原理1.4 1.4 节能技术评价节能技术评价1.5 1.5 我国建筑能耗概况我国建筑能耗概况 1 1 绪论绪论1.2 1.2 节能的概念节能的概念1.2.1 1.2.1 定义定义18广义地：节约一切需要消耗能量才能获得的物质；广义地：节约一切需要消耗能量才能获得的物质；狭义地：节约石油、天然气、电力、煤炭等能源；狭义地：节约石油、天然气、电力、煤炭等能源；中中华华人人民民共共和和国国节节约约能能源源法法：节节能能是是指指加加强强用用能能管管理理，采采取取技技术术上上可可行行、经经济济上上合合理理以以及及环环境境和和社社会会可可以以承承受受的的措措施施，较较少少从从能能源源生生产产到到消消
12、费费各各个个环环节节中中的损失和浪费，更加有效、合理地利用能源。的损失和浪费，更加有效、合理地利用能源。1 1 绪论绪论1.2 1.2 节能的概念节能的概念1.2.1 1.2.1 定义定义中华人民共和国节约能源法中华人民共和国节约能源法表明：表明：加加强强用用能能管管理理，向向管管理理要要能能源源。如如能能源源计计量量、能能源源定定额额、能源合同管理、能源需求侧管理等；能源合同管理、能源需求侧管理等；节节能能工工作作必必须须是是技技术术上上可可行行，符符合合现现代代科科学学发发展展和和先先进进工工艺制造水平。艺制造水平。没没有有经经济济效效益益，节节能能不不节节钱钱，甚甚至至是是节节能能费费钱
13、钱就就没没有有实实施施的必要。的必要。任任何何节节能能措措施施必必须须符符合合环环境境保保护护、安安全全质质量量可可靠靠，并并符符合合人们生活习惯。人们生活习惯。19 1 1 绪论绪论1.2 1.2 节能的概念节能的概念1.2.2 1.2.2 节能的层次及标准节能的层次及标准(1)节节能的能的层层次次不使用能源不使用能源降低能源的使用降低能源的使用质质量量通通过过技技术术手段提高能源使用效率手段提高能源使用效率通通过调过调整整经济经济和社会和社会结结构提高能源利用效率构提高能源利用效率20(2)节节能的准能的准则则最大限度地回收和利用排放的能量最大限度地回收和利用排放的能量梯梯级级利用能源，尽
14、可能减少排放到利用能源，尽可能减少排放到环环境中去的能量。境中去的能量。能源能源转换转换效率最大化效率最大化每每一一次次能能源源状状态态的的转转换换尽尽可可能能采采用用先先进进技技术术，提提高高能能源源转转换换效率；效率；能源能源转换过转换过程最小化程最小化尽可能直接利用，减少能量的尽可能直接利用，减少能量的转换转换次数；次数；能源能源处处理理对对象最小化象最小化对处对处理的理的对对象在象在进进行能源行能源处处理前尽量减量。理前尽量减量。1 1 绪论绪论1.2 1.2 节能的概念节能的概念1.2.2 1.2.2 节能的层次及标准节能的层次及标准211 1 绪论绪论1.1 1.1 能源概论能源概
15、论1.2 1.2 节能的概念节能的概念1.3 1.3 节能基本原理节能基本原理1.4 1.4 节能技术评价节能技术评价1.5 1.5 我国建筑能耗概况我国建筑能耗概况(1)在热力学中，为明确研究对象，将物质或空间分为系统在热力学中，为明确研究对象，将物质或空间分为系统和环境，其之间由界面分开。和环境，其之间由界面分开。孤立系统孤立系统系统和环境没有物质和能量的交换系统和环境没有物质和能量的交换封闭系统封闭系统只有能量而没有物质的交换只有能量而没有物质的交换敞开系统敞开系统有能量和物质的交换有能量和物质的交换 1 1 绪论绪论1.3 1.3 节能基本原理节能基本原理1.3.1 1.3.1 热力学
16、第一定律与节能的可能性热力学第一定律与节能的可能性23 1 1 绪论绪论1.3 1.3 节能基本原理节能基本原理1.3.1 1.3.1 热力学第一定律与节能的可能性热力学第一定律与节能的可能性(2)按按热热力学，能量的不同形式力学，能量的不同形式:内能，又称内能，又称热热力学能，以力学能，以U表示；表示；动动能：能：24重力势能：重力势能：热热：由于温差而引起的能量：由于温差而引起的能量传递传递，以，以Q表示，表示，热热有有传递传递方向。方向。温度是温度是热传递热传递的推的推动动力。当力。当热热加到系加到系统统以后，其以后，其储储存的不是存的不是热热，而是增加了而是增加了该该系系统统的内能。的
17、内能。功，除了功，除了热热之外的能量之外的能量传递传递均叫做功，以均叫做功，以W表示，功有表示，功有传递传递方向，是系方向，是系统发统发生状生状态变态变化化时时与与环环境交境交换换的能量。的能量。1 1 绪论绪论1.3 1.3 节能基本原理节能基本原理1.3.1 1.3.1 热力学第一定律与节能的可能性热力学第一定律与节能的可能性25储存能5种能量传递能内能、动能、势能热、功特点：由于物质本身具有质量并且处于一定状态下；与过程的始末状态有关，与过程本身无关。特点：以能量传递的形式体现；只与过程途径有关，与状态无关。1 1 绪论绪论1.3 1.3 节能基本原理节能基本原理1.3.1 1.3.1
18、热力学第一定律与节能的可能性热力学第一定律与节能的可能性26按照一般分类：机械能（动能、势能）、热能、电能、辐射能、化学能、核能。热能是一种基本形式，由于：(1)所有其他形式的能量都可以完全转化为热能，而热能却不能完全转化为其他形式的能量;(2)绝大多数的一次能源都首先经过热能形式而被利用;节能工作中十分关注热能的转化和利用。节能工作中十分关注热能的转化和利用。1 1 绪论绪论1.3 1.3 节能基本原理节能基本原理1.3.1 1.3.1 热力学第一定律与节能的可能性热力学第一定律与节能的可能性（3）热力学第一定律（即能量守恒定律）：）热力学第一定律（即能量守恒定律）：能量既不能创造，能量既不
19、能创造，也不会消灭。也不会消灭。热力学第一定律的另一种表达：不消耗能量而产生机械热力学第一定律的另一种表达：不消耗能量而产生机械功的功的第一类永动机是不可能造成的。第一类永动机是不可能造成的。例如：在热能与机械能相互转换过程中，如果系统消耗一例如：在热能与机械能相互转换过程中，如果系统消耗一定的热能，它就会完成相当数量的机械功；反之，若消耗一定的热能，它就会完成相当数量的机械功；反之，若消耗一定的机械功，就会产生相当数量的热。定的机械功，就会产生相当数量的热。27 1 1 绪论绪论1.3 1.3 节能基本原理节能基本原理1.3.1 1.3.1 热力学第一定律与节能的可能性热力学第一定律与节能的
20、可能性锅炉用能平衡图28电能100%红外和紫外76%损失热量12%可见光能14%1 1 绪论绪论1.3 1.3 节能基本原理节能基本原理1.3.1 1.3.1 热力学第一定律与节能的可能性热力学第一定律与节能的可能性热力学第一定律对节能原理的指导意义热力学第一定律对节能原理的指导意义:能量守恒必须将系统和环境一起来考虑，单独考虑系统能量守恒必须将系统和环境一起来考虑，单独考虑系统时，能量是不守恒的，为节能的可能性提供了理论依据；时，能量是不守恒的，为节能的可能性提供了理论依据；节能的方向是减少能量向环境的转移，提高系统的能量节能的方向是减少能量向环境的转移，提高系统的能量利用率。利用率。29
21、1 1 绪论绪论1.3 1.3 节能基本原理节能基本原理1.3.2 1.3.2 热力学第二定律与节能的程度热力学第二定律与节能的程度最广泛的说法：自然界一切自发过程都是不可逆的。最广泛的说法：自然界一切自发过程都是不可逆的。1850年德国物理学家克劳休斯说法：年德国物理学家克劳休斯说法：“不可能使热量由不可能使热量由低温物体向高温物体传递而不引起其他的变化。低温物体向高温物体传递而不引起其他的变化。”，此，此说法针对热量传递过程的方向性。说法针对热量传递过程的方向性。“外界做功外界做功”是使热由低温物体传给高温物体所必须具备是使热由低温物体传给高温物体所必须具备的条件。的条件。1851年开尔文
22、年开尔文-普朗克说法：普朗克说法：“要制成只从一个热源吸收要制成只从一个热源吸收热量并把它全部转换为功的热机是不可能的。热量并把它全部转换为功的热机是不可能的。”即即“第第二类永动机是不可能造成的二类永动机是不可能造成的。”“向冷源排热向冷源排热”是热机把热能不断地转换为机械能所必须是热机把热能不断地转换为机械能所必须具备的条件。具备的条件。30 1 1 绪论绪论1.3 1.3 节能基本原理节能基本原理1.3.2 1.3.2 热力学第二定律与节能的程度热力学第二定律与节能的程度（3）热机及其效率的极限问题）热机及其效率的极限问题31绝热绝热等温等温 1 1 绪论绪论1.3 1.3 节能基本原理
23、节能基本原理1.3.2 1.3.2 热力学第二定律与节能的程度热力学第二定律与节能的程度（3）热机及其效率的极限问题）热机及其效率的极限问题热机的最高效率是由吸热环境的温度和放热环境的温度决定热机的最高效率是由吸热环境的温度和放热环境的温度决定的。要想获得最大的功，可使热机的吸热温度尽可能的高，的。要想获得最大的功，可使热机的吸热温度尽可能的高，放热温度尽可能的低。但受各种因素影响，放热温度尽可能的低。但受各种因素影响，T1只能达到只能达到500600，T2就是常规环境温度，为就是常规环境温度，为2040，在此工作状态，在此工作状态下，热机的最大效率为下，热机的最大效率为60%左右。左右。32
24、 1 1 绪论绪论1.3 1.3 节能基本原理节能基本原理1.3.2 1.3.2 热力学第二定律与节能的程度热力学第二定律与节能的程度33（4）制冷机及其效率的极限问题）制冷机及其效率的极限问题 1 1 绪论绪论1.3 1.3 节能基本原理节能基本原理1.3.2 1.3.2 热力学第二定律与节能的程度热力学第二定律与节能的程度冷源冷源34（4）制冷机及其效率的极限问题）制冷机及其效率的极限问题 1 1 绪论绪论1.3 1.3 节能基本原理节能基本原理1.3.2 1.3.2 热力学第二定律与节能的程度热力学第二定律与节能的程度节流冷凝压缩蒸发中温高压液体高温高压气体低温低压气体低压气液混合物/液
25、体节流阀节流阀373212735（4）制冷机及其效率的极限问题）制冷机及其效率的极限问题冷源冷源冷凝器冷凝器蒸发器蒸发器冷凝器冷凝器蒸发器蒸发器 1 1 绪论绪论1.3 1.3 节能基本原理节能基本原理1.3.2 1.3.2 热力学第二定律与节能的程度热力学第二定律与节能的程度36（4）制冷机及其效率的极限问题）制冷机及其效率的极限问题1234绝热绝热定定压压1234节流阀节流阀Q2Q1 1 1 绪论绪论1.3 1.3 节能基本原理节能基本原理1.3.2 1.3.2 热力学第二定律与节能的程度热力学第二定律与节能的程度（4）制冷机及其效率的极限问题）制冷机及其效率的极限问题37冷凝器冷凝器蒸发
26、器蒸发器热热量量Q1热热量量Q2做功做功W节流阀节流阀 1 1 绪论绪论1.3 1.3 节能基本原理节能基本原理1.3.2 1.3.2 热力学第二定律与节能的程度热力学第二定律与节能的程度38热量热机功功制冷机 热量转移卡诺循环：逆卡诺循环：利用热源的一部分热做功 利用做功把热量从低温物质转移到高温物质 热力学第二定律对节能原理的指导意义热力学第二定律对节能原理的指导意义:不要将高品位的能量等量转变为低品位的能量。如将不要将高品位的能量等量转变为低品位的能量。如将电能转变成热能，不要直接转换，可通过制热机提供能电能转变成热能，不要直接转换，可通过制热机提供能源效率系数源效率系数 低品位能量不能
27、完全转变成高品位能量，过程中一部低品位能量不能完全转变成高品位能量，过程中一部分能量转移到了环境中去。如能充分利用这部分能量，分能量转移到了环境中去。如能充分利用这部分能量，则可提高能量的利用率，达到节能的目的。则可提高能量的利用率，达到节能的目的。1 1 绪论绪论1.3 1.3 节能基本原理节能基本原理1.3.2 1.3.2 热力学第二定律与节能的程度热力学第二定律与节能的程度39 1 1 绪论绪论1.3 1.3 节能基本原理节能基本原理1.3.2 1.3.2 热力学第二定律与节能的程度热力学第二定律与节能的程度40“饮水鸟饮水鸟”是永动机吗？是永动机吗？1 1 绪论绪论1.1 1.1 能源
28、概论能源概论1.2 1.2 节能的概念节能的概念1.3 1.3 节能基本原理节能基本原理1.4 1.4 节能技术评价节能技术评价1.5 1.5 我国建筑能耗概况我国建筑能耗概况 1 1 绪论绪论1.4 1.4 节能技术评价节能技术评价不理想不科学的节能方法：节能不节钱节能不节钱节能节钱不环保节能节钱不环保短期节能效益短期节能效益,长期环境污染长期环境污染对潜在危险无法评定对潜在危险无法评定所以必须对节能技术进行全面、综合的评价。42 1 1 绪论绪论1.4 1.4 节能技术评价节能技术评价43例如：节能灯替代白炽灯技术指标：光效高，寿命长优势怎样整改？怎样整改？(1)(1)加大宣传力度加大宣传
29、力度(2)(2)完善回收处理体系完善回收处理体系(3)(3)更新技术，尽量减小汞含量，推广不含更新技术，尽量减小汞含量，推广不含汞的节能照明产品如汞的节能照明产品如LEDLED等等(4)(4)相关标准和制度相关标准和制度经济效益：价格高环境影响：不可降解的汞（5毫克汞/只普通节能灯，其中，1毫克的汞渗入地下就可污染360吨水）弊端 1 1 绪论绪论1.4 1.4 节能技术评价节能技术评价441998年实施的年实施的中华人民共和国节约能源法中华人民共和国节约能源法；2005年建设部：年建设部：民用建筑节能管理规定民用建筑节能管理规定，民用建筑民用建筑节能设计标准节能设计标准(采暖居住建筑部分采暖
30、居住建筑部分)；夏热冬冷地区居夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准住建筑节能设计标准(合肥地区适用合肥地区适用)；夏热冬暖地区夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准居住建筑节能设计标准;公共建筑节能设计标准公共建筑节能设计标准等等 1 1 绪论绪论1.4 1.4 节能技术评价节能技术评价1.4.1 1.4.1 节能技术经济评价节能技术经济评价目前对节能技术的评价常用方法有能源使用效率评价、经济目前对节能技术的评价常用方法有能源使用效率评价、经济效益评价、生命周期评价。效益评价、生命周期评价。能源使用效率评价能源使用效率评价着重评价能源的转化利用过程中的技术着重评价能源的转化利用过程中的技术因素，主要体现
31、在能源的高效转化和充分利用上。因素，主要体现在能源的高效转化和充分利用上。经济效益评价经济效益评价着重各种节能技术所付出的代价和其所带来着重各种节能技术所付出的代价和其所带来的效益之间的关系，如果代价大于效益，说得多动听的节能的效益之间的关系，如果代价大于效益，说得多动听的节能技术就目前而言也没有实施的必要。技术就目前而言也没有实施的必要。生命周期评价生命周期评价力争使节能方案对环境的各种影响降至最低。力争使节能方案对环境的各种影响降至最低。45(1)经济评价基础经济评价基础前提：不管采用何种节能技术或措施必须具有前提：不管采用何种节能技术或措施必须具有相同的状态比相同的状态比较标准较标准，否
32、则无法确定节能效果的好坏。，否则无法确定节能效果的好坏。方向：节能措施的技术经济分析，是要在措施实现以前全面方向：节能措施的技术经济分析，是要在措施实现以前全面考察其在考察其在技术上的可行性与经济效益的优劣技术上的可行性与经济效益的优劣，进行方案比较，进行方案比较，确定投资方向，避免由于盲目性而造成人、物、财的浪费。确定投资方向，避免由于盲目性而造成人、物、财的浪费。1 1 绪论绪论1.4 1.4 节能技术评价节能技术评价1.4.1 1.4.1 节能技术经济评价节能技术经济评价46(1)经济评价基础经济评价基础步骤：步骤：首先建立不同技术方案；首先建立不同技术方案；可行性分析；可行性分析；分析
33、各种方案在技术性能和经济性方面的优劣及影响其经分析各种方案在技术性能和经济性方面的优劣及影响其经济性的各种因素；济性的各种因素；找出经济指标与各有关因素之间的关系；找出经济指标与各有关因素之间的关系；数学计算，求解指标的最优方案；数学计算，求解指标的最优方案；综合分析，决策。综合分析，决策。1 1 绪论绪论1.4 1.4 节能技术评价节能技术评价1.4.1 1.4.1 节能技术经济评价节能技术经济评价47 考虑到投资、影响范围和时间考虑到投资、影响范围和时间3个因素，经济效益计算：个因素，经济效益计算：对于可行性研究的初期阶段或项目较小、补偿期很短时，对于可行性研究的初期阶段或项目较小、补偿期
34、很短时，可采用计算可采用计算投资回收时间投资回收时间的补偿期法。的补偿期法。对于较大型项目和经济寿命较长的项目（对于较大型项目和经济寿命较长的项目（10年以上），需年以上），需要进行要进行包括时间因素和利率因素包括时间因素和利率因素在内的计算方法。在内的计算方法。对于投资超过对于投资超过1000万元，使用寿命超过万元，使用寿命超过15年的大型项目，年的大型项目，需要进行更详尽的综合分析，并用需要进行更详尽的综合分析，并用动态分析方法动态分析方法计算投产后计算投产后1015年得财务平衡情况，以便于逐年逐项审查其资金偿还年得财务平衡情况，以便于逐年逐项审查其资金偿还能力，并为最初作决策时参考。能力
35、，并为最初作决策时参考。1 1 绪论绪论1.4 1.4 节能技术评价节能技术评价1.4.1 1.4.1 节能技术经济评价节能技术经济评价48 1 1 绪论绪论1.4 1.4 节能技术评价节能技术评价1.4.1 1.4.1 节能技术经济评价节能技术经济评价(2)简单补偿年限法简单补偿年限法是最简单、最基本的经济分析方法。是最简单、最基本的经济分析方法。只考虑节能措施投入的资只考虑节能措施投入的资金在多长时间内可以由节能创造的直接经济效益中收回金在多长时间内可以由节能创造的直接经济效益中收回。对资。对资金的利息以及节能的社会效益等全未予考虑。金的利息以及节能的社会效益等全未予考虑。计算公式：计算公
36、式：式中，式中，IP节能措施一次性投资费用，元；节能措施一次性投资费用，元；A节能措施形成的年净节约费用，元；节能措施形成的年净节约费用，元；N节能措施原投入资金的回收年限，年。节能措施原投入资金的回收年限，年。AE为年节约能源费用；为年节约能源费用；W为节能技术而增加的维修费用。为节能技术而增加的维修费用。49 1 1 绪论绪论1.4 1.4 节能技术评价节能技术评价1.4.1 1.4.1 节能技术经济评价节能技术经济评价决策方法：决策方法：判断判断单个方案单个方案是否可行：是否可行：回收年限回收年限N既要小于标准补偿年限既要小于标准补偿年限Nb，又要小于设备的使用寿命，又要小于设备的使用寿
37、命Ns；多个方案多个方案比比较评较评价价时时，回收年限回收年限N小者为较优方案小者为较优方案。注：注：对电类设备对电类设备科按科按Nb=5年考年考虑虑。50 1 1 绪论绪论1.4 1.4 节能技术评价节能技术评价1.4.1 1.4.1 节能技术经济评价节能技术经济评价例：关于节能灯和普通白炽灯的数据如下表，试分析利用节能例：关于节能灯和普通白炽灯的数据如下表，试分析利用节能灯替代白炽灯的经济可行性。灯替代白炽灯的经济可行性。51光源光源规规格格零售零售单单价价使用寿命使用寿命飞利浦紧凑型荧光灯5W20元6000小时普通白炽灯25W2元1000小时解：计算，利用简单补偿年限法（小时）解：计算，
38、利用简单补偿年限法（小时）结论：可行（缺标准补偿年限的数据）结论：可行（缺标准补偿年限的数据）1 1 绪论绪论1.4 1.4 节能技术评价节能技术评价1.4.1 1.4.1 节能技术经济评价节能技术经济评价(3)标标准准补偿补偿年限的年限的计计算算费费用法用法当多个方案当多个方案满满足技足技术术条件要求，又符合条件要求，又符合Ns Nb时时。计计算公式：算公式：式中，式中，IPi第第i个个节节能措施一次性投入的能措施一次性投入的资资金，元；金，元；Nbi各方案各方案对应对应的的标标准准补偿补偿年限，年；年限，年；Si各方案各方案对应对应的年运行成本，元；指的年运行成本，元；指设备设备正常运正常
39、运行行时时，每年的，每年的设备设备折旧、折旧、维护维护管理、能源消耗管理、能源消耗费费用等等。用等等。1 1 绪论绪论1.4 1.4 节能技术评价节能技术评价1.4.1 1.4.1 节能技术经济评价节能技术经济评价(4)动态补偿年限法动态补偿年限法考虑到资金的时间效益，若考虑到资金的时间效益，若在在ND年内年内回收一次投资，则应该符回收一次投资，则应该符合下式条件：合下式条件：式中，式中，Aj第第j年年节节能能项项目每年的目每年的净节约费净节约费用，元；用，元；F节节能能项项目寿命周期末的残目寿命周期末的残值值，元；，元；i为资为资金的年利率。金的年利率。53 1 1 绪论绪论1.4 1.4
40、节能技术评价节能技术评价1.4.1 1.4.1 节能技术经济评价节能技术经济评价(4)动态补偿动态补偿年限法年限法如果，如果，项项目每年的目每年的净节约费净节约费用相等，用相等，化化简简：得到：得到：54决策方法：决策方法：首先判断各个方案是否可行：动态回收期首先判断各个方案是否可行：动态回收期ND小于行业标准小于行业标准回收年限回收年限；优选方案：动态回收期优选方案：动态回收期ND小者为较优方案小者为较优方案。1 1 绪论绪论1.4 1.4 节能技术评价节能技术评价1.4.1 1.4.1 节能技术经济评价节能技术经济评价(5)寿命周期寿命周期净现值净现值收益法收益法将一次性投将一次性投资资、
41、每年的、每年的净节约费净节约费用、寿命周期、残用、寿命周期、残值值及及资资金利金利率均考率均考虑虑在内，折算技在内，折算技术术方案在寿命周期的方案在寿命周期的净净收益。收益。计计算式：算式：同同样样地，如果地，如果项项目每年的目每年的净节约费净节约费用相等，得到：用相等，得到：式中，式中，P节节能能项项目寿命周期目寿命周期净现值净现值收益。收益。55 1 1 绪论绪论1.4 1.4 节能技术评价节能技术评价1.4.1 1.4.1 节能技术经济评价节能技术经济评价56(5)寿命周期寿命周期净现值净现值收益法收益法决策方法：决策方法：单单个方案：个方案：P0，节节能方案增益，能方案增益，经济经济上
42、可行；上可行；P=0，节节能方案收支相抵，能方案收支相抵，经济经济上无收益，但若有上无收益，但若有环环境境收益，可考收益，可考虑实虑实施；施；P0，节节能方案增益，能方案增益，经济经济上可行；上可行；AP=0，节节能方案收支相抵，能方案收支相抵，经济经济上无收益，但若有上无收益，但若有环环境境收益，可考收益，可考虑实虑实施；施；AP0，节节能能项项目目亏亏损损，经济经济上不可行。上不可行。多个方案：多个方案：AP大者大者为较优为较优方案。方案。58（7）案例分析）案例分析 对对某某锅锅炉炉进进行行节节能技能技术术改造，有两个方案可供改造，有两个方案可供选择选择：方案：方案A，一次性投入，一次性
43、投入20万元，每年万元，每年产产生的生的节约节约能源能源费费用用5万元，因万元，因节节能技能技术术而增加的年而增加的年维维修修费费用用1万元，使用寿命万元，使用寿命8年，年，设备设备残残值值3万元；方案万元；方案B，一次性投入，一次性投入30万元，每年万元，每年产产生的生的节约节约能源能源费费用用7万元，因万元，因节节能技能技术术而增加的年而增加的年维维修修费费用用1.5万元，使用寿命万元，使用寿命10年，年，设备设备残残值值4万元；在万元；在资资金年利率金年利率为为10%的情况下，判断两的情况下，判断两节节能能技技术术改造方案的可行性。改造方案的可行性。1 1 绪论绪论1.4 1.4 节能技
44、术评价节能技术评价1.4.1 1.4.1 节能技术经济评价节能技术经济评价59 1 1 绪论绪论1.4 1.4 节能技术评价节能技术评价1.4.1 1.4.1 节能技术经济评价节能技术经济评价60简单补偿年限法简单补偿年限法 1 1 绪论绪论1.4 1.4 节能技术评价节能技术评价1.4.1 1.4.1 节能技术经济评价节能技术经济评价61标准补偿年限内的计算费用法标准补偿年限内的计算费用法 1 1 绪论绪论1.4 1.4 节能技术评价节能技术评价1.4.1 1.4.1 节能技术经济评价节能技术经济评价62 动态补偿年限法动态补偿年限法 1 1 绪论绪论1.4 1.4 节能技术评价节能技术评价
45、1.4.1 1.4.1 节能技术经济评价节能技术经济评价63寿命周期净现值收益法寿命周期净现值收益法 1 1 绪论绪论1.4 1.4 节能技术评价节能技术评价1.4.1 1.4.1 节能技术经济评价节能技术经济评价64年度净收益法年度净收益法 1 1 绪论绪论1.4 1.4 节能技术评价节能技术评价1.4.2 1.4.2 节能技术生命周期评价节能技术生命周期评价（1）生命周期评价的概念）生命周期评价的概念 生命周期评价生命周期评价（Life Cycle Assessment，LCA）是一）是一种评价产品、工艺过程或服务系统，从原材料的采集、加工到种评价产品、工艺过程或服务系统，从原材料的采集、
46、加工到生产、运输、销售、使用、回收、养护、循环利用和最终处理生产、运输、销售、使用、回收、养护、循环利用和最终处理整个生命周期系统对环境负荷影响的方法。整个生命周期系统对环境负荷影响的方法。ISO14040对对LCA的定义是，汇总和评价一个产品、过的定义是，汇总和评价一个产品、过程（或服务）体系在其整个生命周期的所有及产出对环境造成程（或服务）体系在其整个生命周期的所有及产出对环境造成的和潜在的影响方法。该方法注重于研究产品系统在生态健康、的和潜在的影响方法。该方法注重于研究产品系统在生态健康、人类健康和资源消耗领域内的环境影响。人类健康和资源消耗领域内的环境影响。65 1 1 绪论绪论1.4
47、 1.4 节能技术评价节能技术评价1.4.2 1.4.2 节能技术生命周期评价节能技术生命周期评价国际标准化组织国际标准化组织ISO 14040 所提出的技术框架所提出的技术框架 国际环境毒理学与环境化学学会国际环境毒理学与环境化学学会（SETAC）所提出的技术框架）所提出的技术框架（2）生命周期评价技术框架）生命周期评价技术框架66 1 1 绪论绪论1.4 1.4 节能技术评价节能技术评价1.4.2 1.4.2 节能技术生命周期评价节能技术生命周期评价（3）节能技术生命周期评价应用）节能技术生命周期评价应用 生命周期评价应用于节能技术，可遵循生命周期评价应用于节能技术，可遵循ISO的生命周期
48、的生命周期评价技术框架，确定评价的目的和范围，对每种不同的节能评价技术框架，确定评价的目的和范围，对每种不同的节能技术需进行溯源分析，收集对该技术所需的原料的清单分析技术需进行溯源分析，收集对该技术所需的原料的清单分析数据，按照原料获得、原料生产、产品加工、节能技术应用、数据，按照原料获得、原料生产、产品加工、节能技术应用、节能技术后处理整个生命周期，计算各种节能技术后处理整个生命周期，计算各种LCA指标数据，并指标数据，并据此进行影响评价。据此进行影响评价。671 1 绪论绪论1.1 1.1 能源概论能源概论1.2 1.2 节能的概念节能的概念1.3 1.3 节能基本原理节能基本原理1.4
49、1.4 节能技术评价节能技术评价1.5 1.5 我国建筑能耗概况我国建筑能耗概况 1 1 绪论绪论1.5 1.5 我国建筑能耗概况我国建筑能耗概况1.5.1 1.5.1 我国城市化进程概况我国城市化进程概况（1 1）城市化城市化是由农业为主的传统乡村社会向以工业和服务业是由农业为主的传统乡村社会向以工业和服务业为主的现代城市社会逐渐转变的历史过程。城市化体现四个为主的现代城市社会逐渐转变的历史过程。城市化体现四个方面特征：方面特征：人口和非农活动向城市的转型、集中、强化和分异；人口和非农活动向城市的转型、集中、强化和分异；城市景观的地域推进；城市景观的地域推进；城市的经济、社会、技术变革的扩散
50、；城市的经济、社会、技术变革的扩散；城市文化、城市生活方式、城市价值观念的扩散。城市文化、城市生活方式、城市价值观念的扩散。（2 2）城市化水平城市化水平的计算就是城市人口除以总人口。城市化进的计算就是城市人口除以总人口。城市化进程可以划分为三个阶段：程可以划分为三个阶段：初级阶段初级阶段是缓慢的过程是缓慢的过程，城市化水平在，城市化水平在3030以下；以下；中期阶段中期阶段是加速的阶段，是加速的阶段，城市化水平在城市化水平在3030至至7070，据，据预测到预测到20152015年我国城市化水平达到年我国城市化水平达到50%50%；后期阶段后期阶段基本稳定，城市化水平在基本稳定，城市化水平在