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1.3電力計量自動化系統通過無線GPRS、CDMA網絡，將每個采集終端的電能數據信息傳送到計量自動系統主站，通過數據庫處理，實現耗能單元遠程抄表及綜合性的智能管理。它具有采集功能、統計功能、數據共享功能。計量自動化還可以利用電能計量數據和計算機模擬軟件相結合，通過計算機模擬軟件及時而準確地對當前的電力系統狀態進行評估，及時發現能量損耗嚴重的地方。

2電能計量節能減耗運用的實現

2.1進一步完善電能計量系統從計量裝置普查情況來看，一般企業耗能計量配備率較低。只有完善能源消耗計量系統，才能科學地分析全廠耗能設備情況，合理地下達耗能指標，節能管理才能做到有的放矢，這也是節能降耗的首要措施。電量計量方面應當采用電量計量遠傳技術。安裝配電監測系統終端，經過現場調試和運行，確保其測量準確率。

2.2確保電能計量的準確性

2.2.1采用復合變比電流互感器自動轉換計量裝置對負荷電流長期運行在電能表額定負荷20%以下的線路，可安裝復合變比電流互感器自動轉換計量裝置，與復合變比電流互感器配套使用，通過在線檢測，確定線路運行電流的大小，以提高電能表的計量準確度。

2.2.2開展計量裝置綜合誤差分析把投運前電流、電壓互感器合成誤差、電壓互感器二次回路壓降誤差通過計算形成數據表。在每次的周期校驗時，都可以對照各項數據配合電能表進行調整，使計量綜合誤差達到最小。同時，按規程規定做好電能表、電流互感器、電壓互感器進行周期檢驗和輪換工作。

2.2.3對互感器誤差進行調整電能計量綜合誤差的大小主要決定于電能表本身的誤差和互感器的合成誤差。因此可根據現場的具體情況，對運行中的電流互感器、電壓互感器進行誤差補償，使其誤差盡可能地減小，甚至小到可以忽略；另外，還可通過調整某一相或兩相電流、電壓互感器的比差和角差來減小互感器的合成誤差。

2.2.4經常檢測電流互感器倍率和計量回路有些竊電戶為了少交電費，往往私自將原裝的電流互感器更換為較大倍率的電流互感器，甚至仍裝上原來電流互感器的銘牌。在檢查時，應注意電流互感器的實際倍率是否與銘牌相一致。檢查電流互感器的一次回路或二次回路是否短接、二次回路是否偽接或開路、二次端子的極性或換相是否錯接等。對電壓互感器，應檢查其接線的正確與否，防止虛接、偽接與二次回路的開斷以及換相錯接等。

2.2.5完善計量裝置選擇專業大廠生產的高精度、穩定性好的多功能電能表。由于電子技術的發展，現在多功能電子表已日趨完善，其誤差較為穩定，且基本呈線性。一只多功能電子表可同時兼有正、反向有功，正、反向無功四種電能計量和脈沖輸出、失壓記錄、追補電量等輔助功能，且過載能力強、功耗小。對Ⅰ、Ⅱ類用戶應采用全電子式電能表。專業大廠生產的多功能電能表在元器件材料、設計技術水平、質量檢驗均有較高要求，是實際使用的首選。

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傳統的低溫乙烯流程見流程圖1，即系統產生的BOG通過BOG壓縮機壓縮，冷凍機冷凝后進行減壓閃蒸，閃蒸氣體回BOG壓縮機二段，閃蒸液體回低溫乙烯罐。當下游需要氣相乙烯時，通過改變工藝流程來降低系統的能耗。下面以某項目為例，比較5種工藝流程下的能耗。

2.1乙烯直接蒸汽汽化

低溫乙烯經輸送泵加壓后，進入汽化器加熱至20℃后，送至下游裝置。

2.2乙烯換熱器交換(有閃蒸)

BOG壓縮機加壓后的BOG與泵出口的乙烯進乙烯冷凝器進行熱交換，冷凝后的壓縮液體進閃蒸罐閃蒸后氣體回壓縮機二段入口，液體回低溫乙烯罐。換熱后的低溫乙烯再進入乙烯汽化器升溫至20℃后送至下游裝置。

2.3乙烯換熱器交換(無閃蒸)

BOG壓縮機加壓后的BOG與泵出口的乙烯進乙烯冷凝器進行熱交換，冷凝后的壓縮液體直接回低溫乙烯罐。換熱后的低溫乙烯再進入乙烯汽化器升溫至20℃后送至下游裝置。

2.4換熱器、節能器交換

泵出口的低溫乙烯分別經過乙烯節能器及乙烯冷凝器進行熱交換后，再進入乙烯汽化器升溫至20℃后送至下游裝置。

2.5乙烯空溫汽化器

低溫乙烯在進入汽化器之前，先經過乙烯冷凝器和空溫汽化器汽化后，直接進入乙烯過熱器升溫至20℃后送至下游裝置。

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可見，若想從根本上降低基站耗電，節約運營成本，只有從機房主設備和空調入手。目前，通過空調乙二醇雙冷等技術已經可以充分降低空調耗能，所以，基站主設備節能成為最大的突破口，也是運營商關注的重點。

節能不能只關注基站功耗

事實上，通過對移動運營商生產需求分析，設備制造商很早就意識到基站節能對于運營商運維成本降低的重要性，目前已經出現了很多成熟產品。

由于實力和經驗相當，目前各大設備商使用的節能技術和節能方案差別不大，主要集中提升基站功放能效，采用節能軟件降低基站運行能耗，各類綠色潔凈能源的采用(如風能、太陽能、生物能源等)、改進基站站點設計等。

目前，這三家設備制造商的最新主打基站產品都在采用較為先進的多載波功放技術(MCPA)，可以大幅度降低每載頻的能耗。根據資料顯示，通過采用雙密度載頻，S4/4/4配置的GSM基站能耗從1800W迅速降到1000W左右，能耗節省高達40%以上。據華為中國區無線Mar-keting部CTO周建國表示，目前華為已經實現在單模塊內最多支持6個載頻，正在四川、青海等地進行測試和商用驗證。愛立信也正在開發這樣的基站，據介紹，對比2載頻，這種新技術將節能40%以上。

目前運營商在進行節能測試時，過多地將目光集中在單一設備功耗上，而沒有從基站整體考慮能耗?！斑@種方式是不合理的，有些時候盡管產品功放效率較高，但如果基站的整體設計不好，很可能要達到同樣的通信質量和覆蓋范圍，設備能耗一樣很高。”愛立信無線解決方案專家章正珊表示。但好在目前，中國移動設計院已經意識到基站節能不能只關注功放，還要關注整體基站設計。

由于分布式基站4載頻配置下平均能耗僅550W，基帶與射頻單元之間采用光纖傳輸，無饋線損耗，覆蓋效果與傳統宏基站相當，自然散熱技術則省去了溫控能耗，且占地面積小，安裝快捷，能夠廣泛應用于室內覆蓋、城區選址困難區域、熱點覆蓋等場景。由于分布式基站具有如此多的優勢，中國移動已經明確表示，會進一步擴大分布式基站的應用場景，目前愛立信、華為正在內蒙古、廣東、貴州、四川等地進行測試和驗證。

軟件節能優于硬件

降低設備的載頻能夠有效降低功耗，于是出現很多運維人員通過長時期觀測載頻使用情況，人為在“閑時”開關載頻來達到節能的現象，雖然效果顯著，但這樣既浪費人力，同時也大大降低了基站的應急能力。

目前各大廠商提供的節能軟件改變了這種情況，讓老舊基站煥發出新的節能活力。通過負載平衡能耗，在閑時將設備設定為節能狀態，當話務量突增時，可以自動轉化為正常狀態。章正珊表示，愛立信的“PowerSaving”軟件解決方案可以根據話務量的變化自動對實際需要的載頻數量進行控制，從而達到降低基站能耗的目的，該功能可以應用于愛立信1994年后出產的所有基站產品上。而華為的綠色節能軟件已經能夠達到時隙開關，主要應用在華為GSM3012、3006G等主打產品上。諾基亞的NetActServiceQualityManager也有相同的功效。

對于移動運營商來說，相對于硬件的投入，軟件的投入可以有效解決現有基站的節能問題，同時具有成本低，便于維護等特點，可以說是運營商最佳節能投入。另外，新能源的應用對于基站的穩定性提出了更高的要求，風能和太陽能等不穩定電力源，要求基站設備能夠有更強壯的生命力。具周建國介紹，目前中國移動“綠色行動計劃”已經選擇了愛立信和華為在內蒙古等省市，針對太陽能的基站展開測試，檢驗基站設備的穩定性。

網絡規劃與設備功耗同等重要

在整體網絡規劃上，專家提出了“需求-設計-研發-制造-供應鏈-部署-回收-需求”等閉環周期節能系統，如華為的“E2E綠色設計方案”、愛立信的LCA綠色計劃等計劃也都是全生命周期評估的典范。

有著豐富工程經驗的章正珊認為，基站節能的重點不應放在基站技術的升級上，而是應該放在網絡規劃中?！耙粋€好的網絡規劃，在不影響用戶通話質量和減少覆蓋的基礎上，可以最大限度地減少基站數量。這對于運營商來說，不但可以減少初期成本投入，同時也可以減少后期維護成本?！?/p>

據專家經驗估計，讓一個經驗豐富的網絡設計專家從最初即參與整體網絡規劃，可以將無線站點的數量減少30%～50%。

按目前網絡基站設備2.5KW(GSM、CDMA基站平均能耗)來計算，每減少一個基站，每年可以減少耗能21900度電。

但是目前運營商還沒有完全認識到網絡規劃在節能減排工作中的重要性，曾有中國聯通地方運維人員對記者抱怨：“節能減排不能光靠在后期運維上下功夫，運維能夠減少的能耗很少。節能減排要從新建基站網絡規劃抓起。由于沒有良好的規劃，造成現在后期維護上能源消耗過多的現象還很多?！?/p>

在中國移動“綠色行動計劃”重點工作矩陣圖中，可以看出他們并沒有將網絡規劃作為降低能耗的主要領域。業內專家解釋說，由于這種方式的可實施難度大，投入規劃成本大等問題，還是需要市場的考驗。

向無空調基站挑戰

據統計，溫度從24度上調到28度時，基站節能效果將提高3%～8%。但是在目前的基站內，都有最高溫度上限的設置，不能輕易調高基站溫度。

中國移動綠色行動計劃負責人秦光澤對記者表示，現在的基站設備已經能夠適應普通的高溫運行，之所以設定基站頂限溫度——25℃，主要是考慮不影響基站內蓄電池的壽命，蓄電池在高溫下不能正常運行，如遇斷電等情況，會對網絡安全運行帶來威脅。

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相比較普通采暖系統，地板采暖系統已經越來越廣泛地應用于工業及民用建筑中，地板采暖是把耐熱管材或發熱電纜埋設在地板內，以低溫熱水或電熱能加熱地板，再通過地板以輻射為主的方式加熱室內空間的技術。輻射供暖方式與對流供暖方式相比節約能源約10%～30%。地板采暖節能效果及其主要技術、經濟和環保優勢體現在以下幾個方面：

一、節能效果

1.1地板采暖的輻射傳熱方式比對流方式加熱室內空間可降低熱損耗，提高熱效率。

1.2對流傳熱導致室內空間上部溫度高而下部溫度低。與此相反，輻射傳熱是下部溫度高而頂部溫度低，因此減少了人體高度以上空間的無效熱供給。

1.3地板采暖給人以腳暖頭涼的感覺，這種感覺與對流傳熱形成的頭熱腳涼的感覺相比，人體的舒適感受度會低1℃～3℃。因此，地板采暖室內16℃即可達到對流采暖18℃的人體舒適度效果。有關技術資料顯示，如室內溫度降低1℃，可節能近10%。

1.4利用水源熱泵或地源熱泵進行地板供暖、供冷，每平方米裝機電量不大于15W/㎡，比空調低30～50W/㎡，可有效緩解夏季供電緊張狀況。

1.5由于人體對溫度的感受度不同及在室內活動的時間長短不同，因此地板供暖、供冷的自動調節功能，人為控制的方便性也能產生相應的節能效果。

1.6由于地板本身是熱輻射面，因此減少了圍護結構近五分之一的冷面吸熱耗能。

二、技術優勢

由于地板采暖的介質溫度要求在60℃～30℃，比散熱器規定的高溫熱水低35℃～65℃，因此既具有可以利用城市集中供熱，又獨具可以利用可再生能源達到供暖、供冷的技術優勢。

2.1利用城市集中供熱的低溫熱水地板采暖技術已經得到推廣應用，占到目前各種地暖技術應用總量的90%。這種技術的優點主要是只需將集中供熱管網終端明裝的散熱器改為暗裝在地板內的耐熱管材就行了，其技術含量不高，施工簡便，成本低，可實現分戶計量，舒適性好，節能效果明顯。城市集中供熱是建設部明確的發展方向，因此在今后多年中這種地板采暖仍將占城市住宅供暖的主導地位。其不足是沒有改變以消耗大量煤、水資源為代價的傳統供暖模式。

2.2水源熱泵技術是在冬季把地下水的大部分熱量置換到供暖用的低溫熱水后，再將水回灌入地下及夏季用地下水在地板中循環降低室內溫度的技術；地源熱泵技術是在冬天把土壤中的熱量提取出來用于室內供暖，夏季則把室內的熱量帶到地下達到制冷目的的技術。

2.3電熱源地暖電熱源地暖技術主要是指把發熱電纜（包括其它電熱裝置）埋設在地板內，通過電熱轉換加熱室內空間，達到冬季采暖目的的技術。目前，我省已有石家莊市和保定市的個別小區或別墅采用。其特點是電熱轉換率不低于97%，可實現溫度自動控制，節能、環保效果明顯。但由于我省絕大多數設區市還沒有實行低谷電價政策，因此目前大面積推行難度較大，但是隨著我省電力事業的發展，其發展前景大好。

三、經濟優勢

3.1由于地板采暖不像散熱器明裝占用室內空間，因此可增加有效使用面積2%。2006年，我省有約1200萬平方米的住宅采用了地板采暖，即增加了24萬平方米的有效使用面積。

3.2利用可再生能源的地板供暖、供冷，不但不再消耗煤炭資源，還可以大幅度降低運行費用。以石家莊地區為例，利用地源熱泵系統供暖、供冷的年費用為15～20元/平方米，比使用集中供熱加分體空調的年費用低約1/3，夏季消耗的電能為分體空調的1/4。

3.3采用電熱地暖可以不再使用寶貴的水資源。河北省是水資源緊缺的省份，石家莊市年可利用水資源約22億立方米，而需要量為30～34億立方米，缺口在8～12億立方米，是全國35個最缺水的大城市之一，如果推廣應用電熱地暖不但可節約大量的水資源，還可以平衡供用電負荷，實現室溫自動調節和提高居民自我節能意識，促進人居環境質量和有利于社會和諧等諸多優點。:

四、環保效益

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從輸油站的工作內容和工作性質上進行分析，輸油站在生產和石油輸送中消耗的能量非常大，輸油站一般情況下，使用的都是高能量、高熱值的原油，其主要是對100℃以下的原油進行加熱，在加熱的過程中，熱與動力學兩部分消耗能量，熱量由加熱爐、加熱鍋等加熱設備消耗，而動力學的能量消耗由電力系統、電網等供應，并且會產生大量的動力能力損耗。在輸油站的生產工作中，需要消耗大量的電能，1000kW以上的大電機其消耗的能量占輸油站總消耗能量的60%以上，而輸油站的加熱設備的火用效率較低。

3輸油站的能量節能發展的措施

在石油系統中，輸油站的能量消耗非常大，產生了嚴重的能量浪費，為了實現輸油站、石油系統等發展中的節能，需要針對輸油站的能量消耗制定一系列的措施：

3.1降凝降粘

輸油站的加熱爐和輸油泵是最大的能量損耗設備，為此可以采用降凝降粘的措施，降低輸油泵和加熱爐的能量消耗。

3.2改造設備的結構

輸油站工作中產生的能量損耗主要來自加熱爐，為了實現輸油站的節能發展，可以將加熱爐的結構進行改造，將其吸熱的平均溫度提高，可以采用預熱助燃等方法，將加熱爐的爐膛中的空氣系數降低。

3.3合理配置

輸油站的工作任務就是上輸油管道內輸送的油品提供能量，但是輸油管線的長短，與輸油站能量的消耗和損失有較大的關系。為了促進輸油站的節能發展，需要合理的配置，為其制定一些節能技術，促進其發展。

3.4定期清理輸油管線

輸油站的石油系統中，輸油管是必不可少的組成部分，但是因為輸送原油自身的特性，以及輸油中原油溫度的變化，會在輸油管道的管壁上形成一層結蠟，增加輸油管道管壁的厚度，進而增加原油輸送中的阻力，造成輸油量和輸油效率的降低。為了減少輸油站的能量消耗，實施節能發展，需要減少輸油管道的阻力，為此需要定期對輸油管道進行清理，使用清管球，在油壓的作用下，將輸油管道壁上的蠟質清除，提高輸油量和輸油效率，進而減少能量的損耗。在輸油站的實際工作中，實施的技能技術還有很多種，例如調整輸油速度、輸油管節能技術、其他設備的節能技術等，在這些節能技術的支持下，輸油站的能源損失將會減少，能源的利用率會得到提升，促進其節能發展。

3.5變頻器的應用

變頻器節能主要表現在輸油泵電機、輔助泵電機等設備的應用上。為了保證生產的可靠性，各種生產機械在設計配用動力驅動時，都留有一定的富余量。

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（1）產量提高后，篦床面積小，總風量偏少；（2）高溫區的風量少，導致急冷效果差；（3）篦板間的縫隙以及篦板與盲板的間隙過大，造成嚴重漏料和氣流短路；（4）風室間隔墻板密封失效，竄風嚴重。

3技術改造

針對冷卻機存在的問題，廠方決定對篦冷機進行技術改造，提高熱回收效率，改善冷卻效果，消除設備故障隱患。降低熟料溫度主要從三個方面著手解決，一是適當增加風量，優化風的分配；二是從結構上改變冷卻方式；三是增加篦床面積提高篦冷機的能力。高溫區溫差大，熱交換效果好，此處增加風量能提高急冷效果，增強熱回收，但要注意冷風不能摻入過多，否則會造成二、三次風溫降低，甚至影響窯系統煅燒。改變冷卻方式是指在高溫區將風室供風變為充氣梁供風，從而達到強制冷卻的效果。但充氣梁不宜增加過多，否則會導致電耗升高，同時還要注意充氣梁與風室間風壓的匹配。增加篦床面積對提高設備性能是最為直接有效的。本著投資小、效果好的原則，結合冷卻機實際運行情況，最終確定的技改方案如下：（1）將一段篦床從2.7m加寬至3.3m，面積增加5.6m2；將第室的矮墻減薄，面積增加1.8m2，使其總面積增加7.4m2。更換相關的篦板梁和篦板，現場修改上、下殼體和頂板，更換新的風管系統。（2）下料口固定篦床改為TCH型高效急冷模塊，該模塊采用多單元供風模式。每個單元配置獨立風管和調節閥門，根據各區域料層厚度和熟料顆粒的不同調節風機閥門開度，使熟料在下料口得到最佳的驟冷效果。（3）高溫區固定梁改為充氣梁，同時更換相應的篦板，并配套加裝獨立的充氣梁供風系統，加速熟料在該區域的冷卻。（4）高溫區細料側設置通風側吹盲板，保護邊上的篦板，減輕紅河帶來的影響。（5）修復活動框架，更換已變形的縱梁，篦床重新找正。（6）更換阻力偏大的進風管道，降低壓損。（7）優化風機配置，以適應提產的需求。（8）檢修漏料鎖風系統，減少風室漏風。（9）換上新型的活動框架縱梁穿過隔室的密封裝置，避免風室間的竄風現象。

4調試過程

此次調試過程中，對冷卻機的控制進行了調整。（1）由于篦床面積增加，一段傳動轉速降低了3~5轉，確保二室壓力在4.3~4.6kPa；（2）由于產量增加，二段轉速增加2～3轉，確保五室壓力在1.7~1.9kPa；（3）此次技改后，額定風量增加79300m3/h，但實際用風量經計算只增加20000~35000m3/h。調試時對風機風門進行了合理調整，調整原則是：確保窯運行穩定，高溫段風門大，低溫段風門小，風量必須合理，風量過小則冷卻效果差，窯內燃燒不充分，風量過大則火焰不穩定，即通常講的壞“火頭”。通過實踐目前已確保風機風門控制合理。（4）此次冷卻機技改增加風機4臺,調整3臺位置，額定風量增加79300m3/h，風機功率增加365kW。改造前，窯運行過程中，冷卻機10臺風機的風門都是全開98%，由于頭排和高溫風機功率并沒有提高，加上窯系統用風量要非常合理，改造后，為確保穩定煅燒，投料量在175t/h時，新增加的4臺風機如此配置：側吹盲板風機G3門為15%，固定充氣梁風機G12風門為70%，二室和三室兩臺串聯在一起作充氣梁風機，即G36和G37風門都為70%；原風機風量配置如下:一室風機、二室風機、充氣梁G8和充氣梁G9控制在80%，三室風機風門70%，四室風機風門60%，五室風機風門40%，六室風機風門30%。當產量提高到180t/h時，所有風機風門依次增加5%；當產量提高到185t/h時，所有風機風門再提高3%；當產量提高到188t/h時，所有風機風門再增加2%，側吹盲板風機G34不調整。改造后的風機配置可以滿足3000t/d產量，提產空間十分富余。

5效益分析

（1）提高熟料產量2.5~3.0t/h；（2）風機功率增加365kW，熟料電耗=（62.5×2750+365）/2810=61.3kWh/t，相比改造前下降1.2kWh/t，年運轉率按300d，每年節約電費60.7萬元；（3）耐熱皮帶技改前每年需要700m，改造后只需200m左右，節約15萬元；（4）由于熟料冷卻效果好，易磨性提高，水泥磨提產5~10t/h；（5）技改后冷卻機地坑幾乎不漏料，每年減少勞務費5萬元左右；（6）熟料實物煤耗下降3~5kg/t，原煤按800元/噸計算，每年節約原煤費用269.8萬元。

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柴油發動機相比于汽油發動機具有較高的節油性能，主要是因為柴油發動機的壓縮比較高。根據實驗數據得知，同款轎車分別裝備兩種發動機相比，柴油發動機比汽油發動機節油18%左右。柴油發動機的節油特點在大型貨車中更為明顯，柴油發動機能夠節油30%。因此，目前我國正在加大力度進行轎車和輕型貨車的柴油機改裝，這項技術在德國和日本已經相當嫻熟。德國和日本90%以上的貨車都裝載柴油發動機，我國在推動柴油發動機的進程上仍任重道遠。

1.1.2發動機的結構組成

汽車油耗的主要影響因素就是發動機的比油耗，而比油耗大小完全取決于發動機的內部結構。在設計和研制過程中，對壓縮比、供油系統以及燃燒室進行嚴格的控制會有效地減少發動機的比油耗。有條件的情況下還可以引用高能電子打火裝置。

1.1.3發動機的負荷率

發動機的阻力矩數值影響著發動機的負荷率。發動機在正常的運轉下勢必要消耗燃油，克服阻力矩做功，增加負荷率就是在每個工作的循環中增加發動機的供油量。汽油發動機控制油量的方法通常是依托于內部的節氣門完成，而柴油機則是依靠噴油泵齒條的位置變化進行油量控制。發動機的全負荷是指汽油發動機的節氣門全部打開，柴油發動機的噴油泵齒條處在額定功率的位置上，發動機的部分負荷就是指節氣門部分打開以及噴油泵齒條在額定功率內位置變換。通俗地講，就是駕駛員將油門踩到底時發動機會達到全負荷，相反發動機為部分負荷。發動機負荷的變化影響著發動機的比油耗，通過試驗和計算得知，當負荷率處在80%～90%之間時，發動機的比油耗最小，所以發動機在全負荷以及低負荷的情況下會比較費油。

1.2汽車結構對能耗的影響

1.2.1汽車質量對能耗的影響

汽車的質量是影響能耗的最基本因素。汽車質量主要影響著汽車在運行中的加速、坡道以及滾動阻力。如今，國內外在汽車制造上，重視輕質材料的選擇和應用，從而大幅度地減輕了質量，這不僅降低了油耗，還節省了資源。

1.2.2汽車外形對能耗的影響

汽車的外形是影響汽車行進間空氣阻力的重要因素，而速度是產生空氣阻力的前提。研究表明，發動機克服空氣阻力做的功隨汽車行駛速度的增大而增加。如果汽車的速度很低，空氣阻力對汽車耗油的影響微乎其微，當汽車行駛速度達到50km/h時，空氣阻力對汽車耗油的影響逐漸顯著。減少空氣阻力的主要方法是對汽車外形進行改良，減少空氣阻力系數。

1.2.3汽車輪胎對能耗的影響

汽車的滾動阻力主要來源于輪胎，對汽車使用輪胎進行優化和改良，可以有效地減少油耗。子午線輪胎的廣泛使用，大幅度降低了滾動阻力對油耗的影響，而且效果明顯。

1.2.4汽車傳動效率對能耗的影響

汽車動力的高效傳遞也可大幅降低油耗，而且還避免了能量的過量損失。目前，自動變速器得到了廣泛的使用，因為自動變速器為駕駛者提供便利。但是相比與機械變速器，耗油量較高，這也是復雜的機械變速器沒有被淘汰的原因。而且機械變速器的檔位比自動變速器多，從而使發動機增加了經濟工況下的工作機會，有利于增加燃油利用率。

2汽車節能技術及設備

2.1節能添加劑

2.1.1油節能添加劑

油節能添加劑主要包括減磨劑以及修補劑。減磨劑可以避免金屬齒輪等突峰部位之間的直接接觸，并且能夠形成一層保護膜，使摩擦系數大大降低，進而控制了摩擦損耗，并減少了汽車的油耗。當金屬齒輪表面磨損較為嚴重時，可以使用修補劑進行處理，修補劑與金屬磨損部位發生化學反應，可以達到對金屬修復和養護的作用，解決了陳舊發動機密封性不良的問題，實現了降低油耗的目的。

2.1.2燃油節能添加劑

燃油在燃燒的過程中會出現霧化和燃燒不充分的現象，燃油節能添加劑可以很好地改善這一類問題。燃油的霧化會導致燃油不完全燃燒，產生熱源不足，加大了燃油的消耗。燃油節能添加劑能夠有效地改善燃油霧化，并且其中含有助燃劑，能夠使燃油在氣缸內快速燃燒、能量傳遞、循環速度快，從而增加了燃油的利用率，大大減少了油耗。燃油節能添加劑在優化和改良的過程中，還添加了抗磨劑和清潔劑，能夠有效減少燃燒室內產生的摩擦以及凈化整個供油系統的效果。

2.2強制怠速節油器

在汽車下坡的過程中，汽車發動機并不是停止工作，而是需要輔助制動，在這種工況下的發動機，節氣門雖然關閉，但是發動機的怠速供油系統會持續供油，在這時發動機的轉速較高，燃油通過怠速供油系統進入氣缸后并不能進行燃燒，而是直接經排氣管排出，另有一小部分會流進曲軸箱內與油混合。這樣不僅浪費燃油還污染了曲軸箱內的油，使其無法發揮正常的效果，使發動機的磨損加重。這一現象不僅會在汽車下坡的過程中出現，繁華都市交通擁堵，駕駛員重復踩踏加速和制動踏板，導致發動機反復出現強制怠速工況。具體研究表明，汽車在行駛過程中，發動機在強制怠速工況下的工作時間占行駛時間的20%左右，無論駕駛員的技術如何，都無法避免這一現象的發生，所以強制怠速節油器的使用能夠很好的解決這類問題。

2.3電子點火裝置

國內外的汽車發動機普遍利用電子點火裝置，并且一些新型的汽車也開始采用這種技術。電子點火裝置主要分為觸點式以及無觸點式，電力點火裝置中觸點式保留了原有的白金觸點，與以往的觸點功用不同，只是獲得發動機點火中的信號裝置。無觸點式沒有白金觸點，利用光電以及磁電氣獲得發動機的點火信號，無論是觸點式還是無觸點式都不會出現以往因為發動機加速運轉產生斷火現象，并且能夠有效地提高點火的能量，提高燃燒速率，降低燃油的消耗，還能改善汽車整體的加速性能以及排氣凈化的性能。

3加大力度宣傳汽車節能

汽車駕駛員在熟悉具體的節油操作后，更要加強節油意識，這不但是每個汽車駕駛員的任務，更是社會大眾都應該重視的問題，只有樹立良好的節油意識，才會在日常使用中時刻注意節油措施。這需要社會的廣泛關注和大力宣傳，必要時，還可以制定相關的法律法規約束人們節省燃料。國家還應加大力度改善大城市的交通狀況，保障汽車能夠穩定行駛，減少不必要的起停，從而達到節能的目的。

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2．1建筑墻體的保溫節能墻體的類型一般分為單一材料墻體自保溫和復合墻體兩大類。1)單一材料墻體包括粉煤灰砌塊墻、輕骨料混凝土墻、燒結多孔磚墻、加氣混凝土砌塊墻，這些材料都具有保溫性能好、施工效率高、輕質、隔熱、隔聲等優點。砌筑時一般從頂層開始逐層施工，防止因結構變形量向下傳遞而造成下層先砌墻體開裂。如因各種原因必須從下往上砌筑時，墻體連接處待全部墻體砌筑完成后再行施工。砌筑前必須進行排磚設計，不夠整磚時用實心磚補砌。砌筑砂漿應飽滿，含水率宜控制在10%～15%之間。在墻面上鑿槽埋設線管時，應使用專用工具，不得亂砍亂刨，管道表面應低于墻面5cm，與墻體固定后用砌筑砂漿補平。墻體砌筑完成后，要注意成品保護。2)復合墻體主要包括外墻外保溫和外墻內保溫兩種類型。a．外墻外保溫常用材料有EPS板(阻燃型模塑聚苯乙烯泡沫塑料板)、擠塑聚苯板、聚氨酯發泡板、膨脹珍珠巖板等各種板采用粘結的方法施工;硅酸鹽保溫材料、陶瓷保溫材料、泡沫玻璃、礦物噴涂棉等采用噴涂的方法施工;膠粉聚苯顆粒保溫砂漿、各類輕骨料預拌干料保溫砂漿等采用抹灰的方法施工。采用粘結方法施工最常用且保溫效果最好的是EPS板施工工藝，它可準確無誤的控制隔熱保溫層的厚度和導熱系數，使用水泥基聚合物砂漿作為粘結層和抹面層，具有較高的強度和韌性，能吸收多種交變負荷，粘結力強、施工中無需錨固。還有很好的抗裂、防水、防潮、抗沖擊、耐老化性能，能有效的在建筑物上形成堅固可靠的保溫隔熱系統。所采用的聚合物砂漿具有很好的和易性、鏝涂性和較長的凝固時間。易于施工，耐久性好，砂漿硬化期間嚴禁撞擊和震動。施工環境溫度不應低于5℃。用于外側時嚴禁在雨中施工，遇雨或雨期施工應有可靠保證措施，避免陽光暴曬和5級以上大風天氣施工。EPS板外墻保溫經濟效益明顯，值得推廣。采用噴涂的方法施工的材料常用膠粉聚苯顆粒保溫漿料，保溫漿料的防護層為嵌埋有耐堿玻璃纖維網格布增強的聚合物抗裂砂漿，屬薄型抹灰面層。施工時要做到配合比準確，同種材料同配比沖筋。采用水樹脂和水溶性高分子添加劑，解決一次性抹灰太厚的通病，不墜落、不干裂、不起泡?；鶎訅w表面應清理干凈平整，無結塊和孔洞，并涂刷界面處理劑。對于保溫有特殊要求的建筑和高層建筑還應掛鍍鋅鋼絲網與基層墻體拉結牢固。b．外墻內保溫材料不受室外氣候溫度因素的影響，無須采用特殊的防護，施工較為簡單，能用于外墻的保溫材料在內墻大多都適用。常用的材料有?；⒅楸厣皾{、擠塑聚苯板、陶瓷保溫板、巖棉板等。

2．2屋面節能1)保溫屋面的保溫層可采用松散材料、板塊類材料或整體保溫層。保溫材料應具有吸水率低、表觀密度和導熱系數小，且有一定強度的特性。松散材料常用爐渣、水渣、水泥焦渣等。板塊類材料常用飾面聚苯板、硬質聚氨酯泡沫塑料板、泡沫玻璃保溫板、酚醛樹脂保溫板等。整體保溫層常采用現澆膨脹珍珠巖和現澆水泥蛭石等。2)屋面節能施工中，應及時對屋面基層、保溫層敷設方式、厚度、板材縫隙填充質量、屋面熱橋部位、隔汽層等進行檢查。采用噴、澆、抹等工藝施工的保溫層，配合比應計量準確，攪拌均勻，分層連續施工，表面平整，坡向正確。3)采光屋面的傳熱系數、遮陽系數、可見光透射比、氣密性應符合設計要求。安裝應牢固，坡度正確，封閉嚴密，嵌縫處不得滲漏。4)架空隔熱屋面適用于通風較好的平屋面建筑，架空板的鋪設應牢固，平整，縫隙處采用水泥混合砂漿填充，出風口應當設在負壓區，進風口宜設置在當地炎熱季節最大頻率風向的正壓區。5)金屬板保溫夾芯屋面應鋪裝平整、錨固牢固、坡向正確、接縫嚴密，夾芯層的容重和阻燃性必須符合設計要求。6)采用倒置式屋面，可采用干鋪法。其防水層要平整，不能有積水現象，保溫層采用憎水性膠結材料，機械攪拌均勻，對于檐口抹灰等必須在找平層前完成。

2．3門窗節能外門窗是建筑物能耗散失最多的部位，根據其性價比目前最常用的是單框雙玻中空門窗，窗墻比也是相當重要的一個方面，窗墻比越低隔熱效果也就越好。門窗節能措施應注意以下幾點:1)嚴格按照設計要求選擇門窗，對門窗的抗風壓性、空氣滲透性、雨水滲透性等指標進行測評。2)門窗框、副框和扇的安裝必須牢固，拼樘料內襯增加型鋼的厚度和尺寸必須符合設計要求。兩端須與洞口固定牢固，密封條不能脫槽，旋轉間隙均勻，開啟靈活。3)門窗框四周與墻或柱、梁、窗臺等間隙大的交接處，須用彈性材料填充間隙，例如閉孔泡沫塑料、發泡聚苯乙烯等。其具備較好的粘結、固定、隔聲、隔熱、密封防潮、填補結構空缺等作用。4)密封條與玻璃和玻璃槽口的接觸應緊密，用橡膠墊鑲嵌玻璃時應與裁口、玻璃及壓條緊貼，鑲嵌平整。5)推拉門窗在搭接量確定時應注意所用塑鋼型材框凸筋、扇槽深的尺寸變化以及所選用的滑輪、密封塊的尺寸的配套性，以保證保溫效果。

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Keywordslow-emissivitywindows;low-E;energy-saving

0引言

減小空調和供暖系統能耗電量降低建筑能耗的重要途徑，而由于玻璃窗引起的空調供暖能耗在整個建筑能耗中占有相當大的比重，減小這部分能耗，是降低建筑能耗的一條行之有效的方法。在我國普遍采用的是單層或雙層普通玻璃窗，能大大降低窗戶的傳熱系數，從而減小由玻璃窗引起的建筑能耗。因此，研究低輻射能窗，并將其用于我國建筑，對于降低我國建筑能耗水平有著重要意義。

1低輻射能玻璃簡介

低輻射能玻璃，即low-E玻璃，是利用真空沉積技術的在玻璃表面沉積一層低輻射涂層，一般由若干金屬或金屬氧化物薄層和襯底組成。普通玻璃的長波熱輻射發射率約為0.8左右，low-E玻璃長波熱輻射發射率最低可達到0.04，對長波熱輻射光譜有很強的反射作用。并可調整制造工藝制造出各種不同光學性能的產品，如對太陽光有不同透過率的高透過low-E玻璃、低透過low-E玻璃等，見表1。但一般來說，都對可見光透過率影響不大。

表1玻璃材料

Table1Glass

編號厚度D/mmTsolTirEmis1Emis2K

高透30.60600.8400.0920.9

低透30.35400.8400.0920.9

普通30.83400.8400.8400.9

內Low-E30.60600.8400.0880.9

外Low-E30.60600.0880.8400.9

2低輻射能窗的傳熱原理

2.1窗的物理傳熱模型

在有太陽輻射的情況下，考慮有N層玻璃的窗戶，忽略通過窗框的傳熱與玻璃邊緣和窗框之間的傳熱，可以認為窗戶僅由N層玻璃和N-1個密閉空間組成。假設每層（如第i層）玻璃有3個節點：第i層的中心節點i、第i層的兩個表面節點i，s1和i，s2，如圖1。玻璃本身的熱容量不考慮。窗戶傳熱方式有：和室內外環境的輻射換熱、最外表面強迫對流換熱、最內表面自然對流換熱、玻璃層間的對流換熱和輻射換熱、玻璃層內的導熱以及玻璃對太陽能的吸收。太陽光一部分直接透過窗戶進入室內，還有一部分是由各層玻璃的中心節點吸收太陽能量后，以點內熱源的形式向室內傳熱。玻璃窗熱性能用總傳熱系數U和太陽得熱系數SHGC（SolarHeatGainCoefficient）來表征。

圖1窗戶計算模型

Fig.1Schematicsofthewindow

2.2傳熱系數U

窗戶的總傳熱系數U是指在單位溫差下通過單位面積窗戶所傳遞的熱量。因此，U就是上述窗戶有傳熱熱阻之和Rtota的倒數，即：

（1）

由于對流、輻射傳熱的熱阻是溫度的函數，因此應首先通過求解各個節點的熱平衡方程來確定窗戶各層玻璃的溫度值。在穩態傳熱情況下，對任意節點，流入流出該節點的凈熱流量為零。對于有N層玻璃的窗戶，有N個中心節點和2N個表面節點。

2.2.1節點溫度的確定

第i層玻璃的中心節點熱平衡方程：

（2）

式中，Ri-1、Ri+1分別為第i中心節點與第（i+1）中心節點之間、第i中心節點與第(i+1)中心節點之間的換熱熱阻，即玻琉層內的導熱、層間的對流換熱和輻射換熱的熱阻之和，它們分別為：

（3）

（4）

第i層玻璃兩個表面節點i,s1、i,s2的熱平衡方程：

（5）

（6）

溫度求解是一個迭代過程。首先設定N個中心節點溫度，解出2N個表面節點溫度，再以此求出熱阻和熱流，并解得下一步的中心節點溫度。重復此過程，直到求出斂解。

2.2.2對流換熱

外表面的對流換熱系數是風速和風向的函數：

迎風情況下，若風速υ大于2m/s，hc,out=8.07υ0.605(7)

若風速小于2m/s，hc,out=12.27(8)

背風情況下，hc,out=18.64(0.3+0.05υ)0.605(9)

對垂直安裝的窗戶，內表面對流換熱系數是溫差的函數：

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

各個層流間對流換熱系數hc,i=λ×Nu/ωi=1,N-1(11)

對于Ra＜2×105

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

2.2.3輻射換熱

對N層玻璃組成的具有2N個表面的系統，若各層間填充的氣體對長波熱輻射無吸收，則長波熱輻射能量在各層間傳遞的過程中沒有損失。對于第j與（j+1）層玻璃間的空氣層所對應的第（j,s2）和（j+1,s1）兩個玻璃表面，離開某個表面的凈長波熱輻射能量為：

Qrj,s2=Sj,s2+ρj,s2Qrj+1,s1(13)

Qrj+1,s1=Sj+1,s1+ρj+1,s1Qrj,s2(14)

其中，。一般玻璃的長波熱輻射透過率為0，因而ρj,s2=1-εj,s2

所以，窗戶的各輻射換熱熱阻為：

最外表面輻射換熱熱阻（15）

最內表面輻射換熱熱阻（16）

層間輻射換熱熱阻

（17）

窗戶的總熱阻Rtotal為：（18）

由式（15）至（17），玻璃的輻射熱阻與其熱輻射表面的長波熱輻射半球發射率有關，ε越小，輻射熱阻越大，從而增大了窗戶總熱阻。同時，各層輻射熱阻與對流換熱熱阻并聯，因而ε減小對窗戶總熱阻的影響，也和與其并聯的對流換熱熱阻的大小有關，該對流換熱熱阻越小，ε增大總熱阻的程度也越小。因此，安裝窗時要考慮low-E面的安裝位置，使它位于對流換熱熱阻較大的表面。

2.3太陽得熱系數SHGC的求解

來源于太陽輻射的室內得熱量一部分是直接透過窗戶進入室內的，還有一部分是各層玻璃吸收太陽能量后，作為一個獨立的小熱源，向室內放出的熱量。所以，SHGC可寫為：

（19）

式中，βi是該層吸收的太陽能量向室內流入的比例，等于該玻璃層中心節點以外的總熱阻與整個窗戶總熱阻之比，為：

（20）

所以，室內得熱量Q=U(Tout-Tin)+SHGC×I(21)

3窗戶傳熱性能分析

使用LBL1994年了出品的Window4.1軟件[2]，計算了幾種窗戶的性能參數并進行比較，所計算的窗戶包括單層和雙層的普通玻璃窗及low-E玻璃窗。所計算工況見表2，所使用的玻璃的物性說明見表1，所計算的窗戶種類及計算結果見表3。從計算結果可以分析得知下述結論。

表2模擬計算條件

Table2Thesimulatedconditions編號工況描述

A有太陽入射，垂直入射強度為783W/m2,室外溫度-17.8℃，室內溫度21.1℃，風速6.7m/s，迎風

B有太陽入射，垂直入射強度為783W/m2,室外溫度31.7℃，室內溫度23.9℃，風速3.4m/s，迎風

C計算U：無太陽，室外溫度-17.8℃，室內溫度21.0℃,風速6.7m/s,迎風。

計算SHGC，垂直太陽入射強度為783W/m2，室外溫度31.7℃，室內溫度23.0℃，風速3.4m/s，迎風

表3窗戶種類和計算結果（U：W/（m2℃）;T:℃）

Table3Thecalculatedvalueforthedifferentwindows

編號層數所用材料冬季工況夏季工況

外層內層USHGCT1,s2USHGCT2,S2

1a1普通6.290.85-6.55.850.8631.9

1b1內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內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普通內low-E1.870.5915.92.360.6043.2

3.1低輻射涂層（low-E層）可以降低窗戶的傳熱系數

low-E材料的應用能夠降低窗戶的傳熱系數U，結果見表3。如有low-E層時U值最大可降低約50%，但low-E層位置不同，降低窗戶傳熱系數的作用不同。

3.2low-E層位置對傳熱系數有重要影響

從表3可以看出，對于單層玻璃窗，low-E層（ε=0.088）在室內側和在室外側時，其傳熱系數有很大差別。表3中所計算的窗戶，除low-E層位置不同外，其它參數均相同。在相同工況下，編號為1a、1b和1c的三種窗，1b的傳熱系數要比1c的低約40%；而1a和1c的傳熱系數幾乎相同，即此時low-E幾乎沒有起到作用。對于雙層玻璃窗也具有同樣的情況。可見ε對U的影響與low-E面的位置有關。對單層玻璃窗，low-E層的最佳位置是室內側；對雙層玻璃窗，low-E層的最佳位置則是中間空氣層的內或外側。

3.3ε、τ值和SHGC的影響

ε（ε是窗戶的low-E面的長波熱輻射發射率）和τ（τ是窗戶的法向總太陽透過率）對U和SHGC的影響與玻璃窗的結構、形式，即玻璃層數、low-E層的安裝位置等因素有關，下面探討在這些因素一定時，ε、τ對U和SHGC的影響。圖2和圖3分別為反映ε、τ與U和法向SHGC的關系的等值線圖，其中，窗戶的形式是表3中的2c（雙層窗low-E面中置），計算工況為表2中的工況C。

對U起決定性影響因素的是ε，ε值的變化改變了總熱阻中的輻射阻部分，從而達到了改變傳熱系數U的目的。ε值越小，輻射熱阻越大，U也越小。不同τ值下，各玻璃層吸收的太陽能量不同，使得玻璃窗各節點的溫度分布不同，從而對應的U值不同，但τ對U的影響很小，如圖2示。

圖2雙層窗U-ε、τ等值線

Fig.2Theisolinefordoublewindow

SHGC主要受τ影響，τ越大，SHGC相應越大，而ε對SHGC的影響主要在于ε改變了各層玻璃的熱阻，從而改變了各層所吸收的太陽能量中流入室內的比例。由圖3可以看出，SHGC基本上只與τ有關。

圖3以層窗SHGC-ε、τ的等值線

Fig.3TheSHGCisolinefordoublewindow

3.4low-E層降低了熱負荷的波幅

圖4繪出了哈爾濱冬季某日逐時室內得熱量Q（計算式見21），設室內溫度恒為20℃，進入室內熱量為正。由圖可見，使用low-E窗戶，一天的得熱量波動小于普通窗戶，可削弱室外環境變化對室內環境的影響，使得用于維持室內恒定舒適環境的能耗也相應降低。Low-E窗戶的傳熱系數U降低的同時，由于它本身材料的光學特性，SHGC也隨之降低，這對于冬季工況要求盡量利用太陽輻射能是矛盾的。有low-E層玻璃窗白天雖然U值降低，但同時太陽得熱也降低。圖4中可以看到，有low-E的雙層窗（2b）白天太陽得熱的降低值大于U值降低所減少的失熱量，因此白天時對太陽能利用效果不如沒有low-E層的普通雙層玻璃窗（2a）；但單層玻璃窗（1b）則與雙層相反，這主要是因為對單層來說，U值的降低起主要作用。從全天效果來看，有low-E層的窗戶還是比普通窗戶節能。

圖4哈爾濱冬季某日室內逐時得熱量

Fig.4ThesolargaininHarbin

4低輻射能玻璃對建筑全年能耗的影響

如前所述，U和SHGC只是反映在某一特定工況下的玻璃窗性能的靜態參數，而不能反映全年氣象條件波動下玻璃參數的變化以及這種變化對建筑能耗的影響。因此，要分析低輻射能窗對建筑能耗的影響，就應該對由玻璃引起的空調和供暖負荷進行全年模擬。用傳遞函數法進行負荷模擬一個例子，通過模擬來分析使用低輻射能玻璃的節能效果。

4.1模擬房間描述和負荷計算方法

選取了編號1b的單層low-E窗以及編號2b的雙層low-E窗兩種形式進行負荷模擬計算。與之比較的普通玻璃物性見表1。Low-E玻璃厚為3mm，普通表面的長波熱輻射發射率ε均為0.84，low-E表面的ε值范圍為0.04到0.7，窗戶的太陽透過率τ取值范圍分別為單層窗戶0.04到0.7；雙層窗戶0.04到0.6。實際的U值隨室內外氣象條件等因素而隨時變化，但是全年的波動范圍不大，因此在得熱量計算中采用了工況C下的定值；τ和SHGC則進行了逐時計算。

所計算的房間模型為重型結構[4]，朝南一面全部為玻璃窗，其余5面均為室溫恒定的相鄰房間。其面積為21.6m2，其凈空尺寸：長×寬×高為6m×3.6m×3m。南面玻璃凈面積為9m2。據實測驗結果，該房間的輻射型得熱傳遞函數系數為V0=0.32，V1=-0.25，W1=-0.93，傳導型得熱傳遞函數系數為V0=0.68,V1=-0.61,W1=-0.93。求得冬夏兩季的逐時空調負荷再相加（根據ASHRAEHandbookofFundamentals,1993），可求得全年的空調能耗。冬季設計室溫為20℃，夏季設計室溫為25℃，允許室溫波動范圍均為±1℃，冬夏兩季均來用熱泵式空調，同時不考慮室內設備和照明產熱。

4.2計算結果及其分析

為能反映低輻射能玻璃的節能效果，引入了一個新的參數--節能百分比

，單層窗與單層普通玻璃窗進行比較，雙層窗與雙層普通玻璃窗進行比較。η可以充分反映單位面積低輻射能玻璃窗的節能效果，而不用考慮負荷絕對量值的大小，η值越大說明節能效果越顯著。圖5、6是哈爾濱、廣州二地采用不同材料的low-E窗的情況下（根據1999年清華大學的建筑能耗分析用氣象數據生成系統MEDPHA），，η與ε、法向τ的關系的等值線圖。

圖5單層窗η-ε、τ等值線圖

Fig.5Theηisolineformonolayerwindow

圖6雙層窗η-ε、τ等值線圖

Fig.6Theηisolinefordoublewindow

1)哈爾濱

氣溫較低，太陽輻射強度較小。由圖看出，采用單層窗時ε值越小，τ值越大，節能效果越好；采用雙層窗時ε越小越好，而τ值應適中。這是因為單層窗U值較大，由溫差引起的傳熱量很大，冬季能耗是主要部分。而雙層窗U值較小，溫差傳熱量在總傳熱量中所占比例減小，冬季能耗在全年能耗中所占比例降低；太陽得熱對全年能耗的影響比單層窗顯著，如果τ值太大，會增大夏季能耗，反之，若τ值太小，會增大冬季能耗。

2)廣州

冬夏兩季氣溫比北方明顯增高，輻射強度也較大，且夏季輻射尤為突出，減小夏季供冷負荷是主要矛盾，冬季供暖量非常小，太陽得熱對負荷的影響非常大。由圖看出，全年能耗與τ值關系密切，τ越小，能耗越小，而在保證一定小的τ后，能耗基本與ε值大小無關。

由所得的η值可見，無論是北方還是南方地區，使用低輻射能玻璃都不同程度地節省了全年的空調能耗。

5結論

1)低輻射能玻璃是否全年節能與地區有關

低輻射能玻璃的節能是由于ε主要影響傳熱系數U，從而影響由溫差引起的對流傳熱和輻射傳熱。對于氣候寒冷的北方地區，采用低輻射能玻璃有明顯的節能效果，ε越小，全年能耗節省情況越佳。而在南方，由太陽輻射引起的空調能耗是全年能耗的主要部分，ε值的變化僅減小傳熱系數U，對這部分能耗影響不大。南方使用low-E玻璃造成的節能效果，除U的降低是一個因素之外，最主要的原因是low-E玻璃的材料特性使它對太陽透過，相對于普通玻璃必定有一定程度的削弱。所以在南方，單純的ε值減小對節能作用不顯著，如果能夠用其它措施（如內、外遮陽）來降低太陽得熱的話，可以不使用low-E玻璃來達到相同程度的節能效果。但如果要求較好的視野，例如商用建筑采用大面積的玻璃幕墻，low-E玻璃是很好的選擇，在保證自然采光的同時可降低空調能耗。

2)室內熱源的影響

在計算空調負荷時，省去了設備和照明負荷。但在實際應用中，如果采用的低透玻璃減小了太陽光進入房間的強度，使得房間內必須采用人工照明的情況，由于提供相同照度人工照明造成的負荷更大，可能會出現采用低透玻璃夏季空調負荷反而增大的情況。所以在確定低透的low-E玻璃的透過率時，要結合房間功能等因素綜合考慮。

3)根據具體情況決定是否選用low-E玻璃窗

使用low-E玻璃窗，不一定符合夏季工況的要求，反之亦然。所以，在具體選用low-E窗戶時，僅有U和SHGC這兩個靜態參數是不夠的，應根據具體氣候、建筑類型等因素綜合考慮。對于氣候較寒冷、全年以供暖流為主的地方，由于室內外溫差大，以降低傳熱系數U為主；而對于氣候炎熱、太陽輻射強、全提以供冷為主的地方，可選擇SHGC較低的low-E窗戶種類和安裝方

式。有條件的話，應進行全年負荷的模擬計算，選取用合適的U和SHGC的組合以及窗戶的適當安裝方式。

本次模擬的房間在結構上屬于重型結構，其它結構和類型的建筑還沒有進行模擬，這是下面有待進行的研究，以便分析不同建筑對窗戶使用的不同要求。同時，本次模擬采用的空調系統是熱泵式空調，這與我國大部分地區的供暖與供冷實際情況并不完全符合，這也有待于進一步研究改進。

符號U-總傳熱系數，W/（mm2/℃）Emis2-玻璃內表面長波熱輻射發射率下標

R-熱阻，mm2·℃/Wυ-室外風速，m/si-第i層玻璃的中心節點

T-溫度，℃I-太陽入射強度，W/m2i,s1-第i層玻璃外表面節點

Q-熱流量，W/m2希臘字母i,s2-第i層玻璃內表面節點

h-換熱系數，W/(m2℃)λ-空氣的導熱系數，W/(m℃)c-對流換熱

D-玻璃的厚度，mmω-空氣層的厚度，mmr-輻射換熱

K-玻璃的志熱系數，W/(m℃)ρ-表面長波熱輻射半球反射率k-玻璃層的導熱

Tir-玻璃的長波熱輻射透過率ε-表面長波熱輻射半球反射率total-整個窗戶

Tsol-玻璃的太陽透過率τ-總太陽透過率in-室內環境

Emis1-玻璃外表面長波熱輻射發射率α-玻璃的太陽吸收率out-室外環境

參考文獻

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

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2．1建筑內空調系統的過度耗能問題

空調系統的存在能夠保證建筑室內環境的舒適性，不論外界氣候條件有任何變化，建筑樓宇室內環境都能滿足人們的居住要求?？照{系統是建筑內消耗電氣能源的主要設備，但是由于我國目前的空調設計不夠科學、合理，安裝過程不夠精確等，往往造成空調系統設備的自動化程度不高，運行效率不能滿足建筑樓宇居住的性能要求。因此，空調設備常常會出現使用效率過低、消耗能源過多等故障現象。加之，空調設備運行管理的制度不夠健全，常常出現設備閑置或超負荷工作的不正?，F象，嚴重時可能損壞空調設備制冷和供暖的功能，縮短了空調設備的使用壽命，反而大大增加了不必要的電氣能源的消耗，不利于建筑行業環保節能的長期發展要求。

2．2建筑內部照明系統的電氣使用現象

照明系統是智能建筑樓宇內部必不可少的設備系統，照明系統的電氣消耗功率通常因其供電對象不同而有所差異，然而在實際照明系統的供電過程中，常常出現所安裝使用的照明設備的功率過大、運行效率過低、自動控制程度較低、節能措施較差等現象，這些不合理的現象都將導致照明系統消耗更多的電氣能源；有時照明設備的運行功率大小不確定，造成照明設備頻率變化快，消耗電能高，降低照明設備的使用壽命，增加了智能建筑樓宇的設備投資，不利于建筑行業的節能發展。

2．3建筑內供配電系統的節能問題

建筑自身的供配電系統，是建筑物內進行正常工作和生活的前提和重要保障。其中供配電電路的設計線路、運行功率大小、變壓器容量問題等因素的設計和使用是否合理，都會影響到供配電系統的實際運行效率。其中，變壓器容量過高與實際負荷量不一致、變壓器功率過大、線路設計過于繁瑣等問題，都易導致建筑樓宇供配電系統消耗大量的電氣資源，同時還會影響供配電系統設備的運行效率，同其他兩大系統一樣，會增加建筑正常運行的電氣能源消耗，增加成本，與我國建筑行業節能環保的發展路線背道而馳，阻礙智能建筑樓宇的發展。

3智能建筑樓宇電氣節能的設計要求和原則

3．1節能設計符合實際，滿足樓宇正常使用

智能建筑樓宇進行電氣節能設計，是希望通過對涉及到電氣能源使用的系統，進行科學合理的改造，舍棄或改變一些浪費使用電氣能源的現象，從而適應智能建筑樓宇的節能環保的發展理念，節約我國的電氣能源，促進我國建筑行業的可持續發展。智能建筑樓宇的電氣節能設計首先要符合樓宇的實際使用功能，節能設計的結果能夠保證樓宇正常的居住和辦公生活；切不可盲目追求節能環保的效果，不顧實際、不科學地設計，造成樓宇不能正常使用，這樣會脫離實際，得不償失，達不到智能建筑樓宇的電氣節能設計的最初目的，不利于我國建筑行業的發展。

3．2節能設計符合經濟要求，降低成本

在對智能建筑樓宇進行電氣節能設計的過程中，應該注意到經濟性能的要求，保證智能建筑樓宇進行節能設計與合理的經濟投資之后，比之前的設計和成本投入時更加適應樓宇的正常使用要求，并且注意能否在智能建筑樓宇一定的使用年限內，收回在電氣節能設計階段所投入的費用。在電氣節能設計過程中，不能因為盲目追求節能環保，而造成過高的資金投入；也不能隨意降低成本，偷工減料，導致智能建筑樓宇達不到所需的性能要求指標。

3．3節能設計過程科學，保證質量

智能建筑樓宇在節能設計和改造過程中，要提高設計的科學性，首先應該對智能建筑樓宇有大致輪廓的認識，分析各系統和設備潛在的進行電氣節能設計的可能，并對電氣節能設計前后的經濟狀況進行對比，從而采用正確合理的設計方案，在保證節約電氣能源的同時，也要做到設計過程的科學性和合理性，保證智能建筑樓宇電氣節能設計過程的質量要求。

4智能建筑樓宇電氣節能設計的具體措施

4．1樓宇內空調系統的電氣節能設計

智能建筑樓宇內部空調系統的電氣節能設計，關鍵環節是進行合理、精確的計算，在進行空調系統的電氣節能設計過程中，依據智能建筑樓宇的相關設計要求，并結合設計前的計算數據和實際經驗數值，確定空調系統內空氣的相對濕度、飽和度和用電功率等參數。在進行空調系統的電氣設備容量選擇時，應該使所選設備的容量稍微大于計算出的理想設備容量，這樣可以避免在空調實際運行過程中由于設備容量過小，而導致的空調不能正常供暖和制冷的現象，保證空調系統的正常運行。

4．2樓宇內照明系統的電氣節能設計

自然光是對照明系統進行電氣節能設計必須要考慮的部分，在電氣節能設計過程中，設計人員應該充分考慮建筑樓宇室內自然采光的效果，這樣能夠降低照明系統電氣設備的用電量，符合節能環保的建筑行業發展要求。另外，在照明燈具的選擇上，應該盡量選用新式低耗節能的燈具，在一些照明功率較大的公共場合，應該選用聲光控開關和自帶無功率補償的燈具設備；在其他地方，照明系統應該選擇節能開關和設備，降低照明系統對電氣能源的消耗，制定科學合理的設計方案，在保證智能建筑樓宇的正常使用情況下，通過照明系統的設計和改造，實現環保節能，適應可持續的發展要求。

4．3樓宇內供配電系統的電氣節能設計

供配電系統為整座智能建筑樓宇提供動力資源，因此，在對供配電系統進行電氣節能設計時，應根據建筑工程用電負荷進行用電容量的統計，并把實際用電負荷按照用電等級進行用電負荷的等級劃分，以確定合理的供配電方案，從而實現智能建筑樓宇供配電系統的電氣節能設計。其中，供配電系統應該選擇合理科學的接線方案，盡量保證其可靠性和經濟性，根據用電負荷等級要求，合理選擇供電電源和配電方案；在確定變配電站或箱式變電站的安裝地址時，為了降低電力輸送過程中的能量損失，應該盡量選擇在中心位置；當有多臺變壓器同時供電時，可以采用變壓器并聯的供電方式，這樣能夠保證整個供配電系統的靈活性和可靠性，降低供配電系統的電氣消耗。

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1.2給排水設備節能控制分析智能建筑給排水能耗主要來自設備用水損耗和用電損耗。用水損耗包括生活給水能耗與消防給水能耗。生活給水系統供給烹飪、洗滌、沐浴以及日常飲用水，消防給水系統供給消防栓以及自動噴水滅火給水系統用水。影響智能建筑用水損耗的因素有2點：（1）給水管網的滲漏損耗。給排水管網在建筑物內以暗埋方式進行鋪設，給水壓力、給水管材的質量、水管鋪設方式及其受腐蝕程度等都是造成積水管破損的原因所在，滲水問題也是目前給排水系統的主要能耗所在，因此加強對上述幾點因素的控制，是有效降低用水損耗的關鍵措施。（2）用水終端設備損耗。用水終端設備包括所有房間用水設備，如馬桶、洗碗龍頭、洗漱龍頭等，這些終端設備的損壞往往也給整個給水系統帶來大量的用水損耗，而影響用水終端設備的因素又包括設計、制造質量及受腐蝕程度等，因此加強對這幾方面因素的控制也能有效降低用水損耗。用電損耗包括水泵用電損耗以及消防系統自動噴淋系統用電損耗。水泵運轉損耗的影響因素有2個，即建筑物高度以及用水量。當建筑物高度超過30m時，要采用二次水泵供水，二次水泵本身已經增加了電能的消耗，且二次水泵與一次水泵的轉接也免不了有電能的耗損。同時用水量越大，水泵電機消耗的電能就越多。自動噴淋系統用電損耗主要來自于長期供電的損耗，由于消防供水系統必須保持一直有水可供，所以噴淋系統必須長期保持備用狀態，這里的電能損耗取決于噴淋系統的設計功率。

1.3照明設備節能控制分析隨著建筑業的迅速發展，電力的需求量也在不斷攀升，電力供應緊張的局面將在相當長的一段時期內一直存在，所以節能減排刻不容緩。智能建筑照明設備能耗包括大樓照明系統耗電與用電設備耗電。在大樓這種人員比較多的地方，我們設計的照明系統需要做到能源的合理利用，在有人的地方必須設計有足夠的照明；在人員活動較少的區域可以采用間斷性照明，比如現在比較流行的聲控、溫控、紅外傳感器控制等；在沒有人的區域，嚴格熄燈滅光，以節約能源［3］。

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為了獲得性價比最優的節能服務,通過公開競爭的招標方式，可以為學校最大程度的節能經費，因此學校在2012年底通過上海機電設備招標公司進行了公開招標，選取了上海哲能赫太陽能設備公司作為項目中標方。改造過程總計6個月，改造工程內容見表3。項目至今已完整運行了5個月，經過了冬季低溫期的考驗。在此期間沒有發生一起事故或投訴事件，各單位都對改造結果非常滿意。由于設備方案針對了各個用戶的使用習慣，采用了分散系統，用戶使用不受原來鍋爐房的制約，可以靈活自主的安排工作，用戶的實際體驗滿意度大大提高。本項目的節能效果，根據實際測量，統計分析如表4。根據近半年的運行情況推算，本項目每年所產生的節能量將超過1700t標煤，節約能源成本約1500萬元左右，同時減少了燃油鍋爐的廢氣排放，提升了用戶的使用滿意度。是一個環境效益、經濟效益和社會效益多面豐收的好項目。

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據調查，我國小型城市在夜晚9點后，大中城市在午夜12點后，道路上幾乎空無一人，即便是北京、上海、廣州這樣的繁華都市，凌晨2點以后，道路上也已罕見行人、車輛。從這一時段直至清晨6點路燈熄滅，在低交通流量的道路上仍然保持較高照度顯然沒有必要。城市公共照明在我國照明耗電中占30％的比例，約439億kWh，以平均電價0．65元／kWh計算，一年開支285億元。在市政開支極度緊張的今天，國內絕大部分的城市和地區幾乎不約而同地采用了日本等國家在七十年代就拋棄了的路燈隔盞關燈的省錢方法，其中的弊病不言而喻——不僅導致了路面照度分布不均，給治安及交通安全埋下了隱患，而且不能避免后半夜電網電壓的升高對路燈壽命的減損，因此不能稱做是真正意義上的節能。當發達國家在討論什么是“恰到好處的照度水平”的今天，我們這種控制方法就太落后了。

九十年代以來，夜景照明建設成為都市市政設施建設的一個重要環節，各地也取得了相應的成績，但是市政開支普遍緊張與增設夜景照明形成了很大的矛盾c以沿海某開放城市為例，大批路燈在安裝后迫于財政緊張的壓力，支付不起沉重的照明電費開支，又不得不關掉近一半的燈，結果近年新裝的部分路燈形同擺設，造成變相浪費c

如何讓路燈亮起來，讓城市亮起來，亮得更科學，亮得省電省錢?答案是：采用智能光源降壓一穩壓一調光技術。

二、智能光源降壓一穩壓一調光技術

1．什么是智能光源降壓一穩壓一調光技術智能光源降壓一穩壓一調光技術是國際上流行的全數字智能路燈節能控制技術。它充分考慮了城市道路照明的實際狀況，依據人體工程學中的視覺理論，采用現代控制論中的最優控制方法，實現了對路燈電壓及照度的動態智能化管理，即TPo管理(TIME／PLACE／0CCASl0N)。此項技術的基本思路就是：在繁忙的時段，控制路燈保持較強的照度，接近午夜時分，開始自動調光，在后半夜車稀人少時，則控制路燈保持較低照度的照明(類似房燈的調光器，可以隨需要而任意調光)。它的主要優點就是在調光的同時也大幅降低了電耗，節約有功電耗達30％以上。房燈調光已流行多年，主要是因為室內燈功率小，容易實現。而道路照明則完全不同：首先，燈泡功率大，不易控制；其次，使用環境惡劣，九十年代，電力電子元件技術有了突飛猛進的發展，調光技術有了可靠的質量保障，通過一些地區的規模應用，其完美的調光效果和節電功能得到了一致認同，在德國，美國這些耗電大國，此類技術也得到了政府的大力扶持和推廣‘：智能光源降壓一穩壓一調光技術的控制過程是：通過測取城市道路車輛及行人的“時間一車輛(人)”統計規律，獲取相應的照度調整率，依此來設計計算機的控制程序，根據照度調整率，從某一時刻開始，平滑地對路燈輸入電壓進行動態調整，使路燈輸入電功率與實際照度要求達到最佳匹配，不僅節約了電能，而且穩定了電壓，延長了路燈的使用壽命，達到了雙重意義上的節能。

2．開燈比關燈更省錢前面提到的關燈節能方法是以犧牲城市照明和誘發犯罪率以及交通事故上升為代價的，而智能光源降壓一穩壓一調光技術所達到的節電率高于30％，由此而言，采用智能光源降壓一穩壓一調光技術，開燈比關燈更省錢。

3．算一筆看不見的帳

我國現有的路燈70％以上使用的都是高壓鈉燈，其設計壽命為24000小時(5年)。但是由于我國城市電網技術落后，造成線路的電壓波動大大超過國際標準，許多地區的波動甚至超過額定電壓的左右15％，特別是在后半夜，由于電負荷減少使得電網電壓有時接近245V，致使路燈燈泡的實際使用壽命平均不到一年?，F在，可以算這樣一筆帳：以沿海開放城市為例，路燈每年需要更換一次燈泡，更換一只燈泡所需費用(含鎮流器損耗、人工、車輛等)為120元，該市共有兩萬多只常開的路燈，則每年僅更換路燈燈泡的費用就高達兩百多萬元人民幣，如果采用了智能光源降壓一穩壓一調光技術，路燈燈泡的使用壽命可延長一倍，僅此一項，一年就可節約開支兩百多萬元，加上節電30％，一年可節約七百多萬元電費，兩項相加就有近千萬元之巨。如果450萬元作為先期投入，半年內所節約的費用即可回收，逐年節約的資金可以重新投入市政建設。

據1999年全國道路照明專業委員會第九屆年會上得到的不完全統計數字，目前國內所有城市道路照明的總燈數約300萬只(套)，工礦企業、車站、機場、碼頭、高速公路照明等非市政照明燈具約100萬只(套)，總數400多萬只，并且每年遞增10％以上。如果及時采用此項技術，僅從節約電費、降低燈泡損耗和人工開支三項來計算，五年時間可為國家節約近100億元人民幣，可以少建三座裝機120萬kW的火電站，同時節約了大批的原煤。

對于全國的總耗電量而言，道路照明只占一個小小的百分數，也正因如此，它才有可能成為推動節能運動的一個突破口。從道路照明著手，花兩三年時間摸索出一套符合中國國情的商業化運作模式，然后在全國各行各業全面推廣。當然，這需要政府下大決心、花大力氣去進行推動。

4．智能光源降壓一穩壓一調光技術的推廣亟待政府的行政支持

路燈節能無疑會給各地的市政開支節省大量資金，然而對路燈管理部門而言，他們的日常開支和經常性的維護費用是和路燈電耗及安裝數量成正比的，電耗越多，下年度的費用就同比增長，也可以這樣說，越是節約用電，對基層下年度的費用預算就越少，因此，路燈管理部門對節電工程大多持消極態度。這一現象反映出節能政策在具體操作中和現行體制及利益分配機制不相匹配，目前各地所執行的政策實際上是在鼓勵浪費!國家整體的長遠利益和部門短期利益之間存在著很大的矛盾。這一狀況對節能工作的深入開展產生了相當大的阻力。

三、我國節能工作的阻力

1．部門之間的問題

在國內，主管節能工作的行政主管部門是各地經委和節電辦公室，而路燈部門隸屬建設部門，經委只有協調功能而不能跨行業進行行政干預，因此，經委在這個領域中起不了什么作用，而建設部門在經濟環境好的時候大手花錢，節電似乎無關緊要，到了當前經濟緊縮時，又拿不出錢去改造。

2．上下級之間的問題

全國的路燈部門仍然是執行計劃經濟的運行方式，建多少條路，裝多少盞燈，是建委和計委及財政的事，路燈部門只負責維護，節電效益體現不到他們身上，所以他們對節能并不感興趣。而主管部門對實際運行缺乏了解，對節能就更是門外漢，因此，一個項目就會在部門之間踢來踢去。

3．缺乏資金

現接段，建設資金尤其是市政資金極端緊張，拿不出啟動資金，而市場上又沒有融資租賃的資金可利用，再加上相應的法規、制度不健全，沒有人敢向節能領域大力投資，使得路燈節能推廣異常困難。

4．缺少規模

前些年，大量中小企業生產的質量不過關甚至假冒偽劣的產品給人們留下了惡劣印象，使人們對節電產品產生懷疑甚至是排斥。

5．節能思想不正確

由于多年來計劃經濟造成的“吃皇糧”思想作怪，認為路燈和電都是國家的，節不節電與自己無關，大不了欠電費，反正供電部門也是國家的，或者再嚴重一點就索性把燈關了，既省電又省事。

上述這些問題集中反映了路燈節能工作中所遇到的困難，不排除這些困難，大規模推廣節電產品就無從談起。這里面，主管部門的思想轉變和打破部門之間的制約至為關鍵。如何解決好這些問題，吉林市的處理方法為我們提供了一個很好的啟示：由主管城建的副市長掛帥，協調建委、市財政和路燈處等部門，定具體的實施細則。在政策上予以扶持——首先由市財政列支節能設備的先期投人，設備投人使用后，從第一年節電效益中返還，從第二年開始，每年節余部分投入到路燈再建設的工程中，同時，路燈部門的維護費用不因電費減少而縮減，既推廣了節能工作，又保障了基層的利益。

四、對節能工作的看法和建議

全國開發、生產節能產品的企業，大部分是小企業和一些大專院校的科研機構。為什么有實力的機構不愿介入呢?節能產品利潤小、推廣難，因此大型企業不愿涉足，投入不足致使我國節能產品在國際上處于相對落后狀況。為什么國家大力提倡節能十幾年了，而節能工作卻一直推而不廣呢?前面提到的政策不配套是一個重要原因，還有一個原因就是由于投入不夠，使得許多產品還僅僅是實驗室產品時就匆匆上市，結果遠遠不能適應各種復雜的實際運行工況。產品質量不過硬，也就是造成人們常說的節電不節錢的情況發生的重要原因。節能產品的市場推廣，是一個耗力、耗時、耗錢的系統工程，沒有大的資本做后盾，市場很難打開，很多好的產品也就半途天折了。如何盡快扭轉這一被動局面，我們有一個初步的設想：首先由國家經貿委、科委、機械工業局牽頭，由國家投資建立一個國家級節能實驗室(包括相應的中試基地)，主要對申報的各類節能產品進行理論評估，對通過評估的產品進行中試和批量規模應用，篩選出真正有推廣價值的產品。據我們調查，許多中小企業僅憑個人發明做一些基本設計或原型機，他們根本無法也無力承擔產品商品化的過程和批量試驗的投人，批量試驗是產品投入市場前一個至關重要的環節，個人買不起各種工業設備，企業又不愿用生產設備去為別人做實驗，因此許多節能產品的開發者只好望而卻步了。

從八十年代末開始，國家也曾推薦過各種節能產品，但是許多產品是憑各種文件一級一級上報，中間存在很多虛假成分，造成許多國家推薦的節能產品質量不好或節能效果不佳等不良影響。如果有了國家級實驗室和專家論證組，建立起一個規范的行業標準，這一問題便迎刃而解了。同時，由國家經貿委發起，包括金融機構、企業和個人成立中國能源節約基金(金額5。10億元)，由專業投資銀行和技術專家負責運作，形式上采用國際通行的融資租賃方式，銷售、推廣各類節能產品。這項基金既具有某種政府權威，又具備嚴格的商業機制，對操作的產品均采用租賃一分期付款方式，加上商業還款保險等商業因素介入，基金的資本安全有了保障。兩個機構協同運作，會使困擾中國節能產品推廣多年的難題一一化解，同時也會促進大批的國產節能產品走出實驗室，走出國門。照明電耗雖然只占全國總電耗的10％—20％，道路照明所占比例更小，但是，從節能技術推廣的角度來看，它可能成為整個節能工作的突破口。

第一，整個路燈行業總體份額較小，容易操作。據初步計算，用三年時間將全國現有路燈系統進行改造，總體投入不過6—7億元。如果能采用政府、社會齊動手的戰略，不會給國家造成財政負擔。