建筑节能技术研究1

随着社会的发展，人们对节能和环境保护的认识不断提高，建筑工程的数量也在不断增加。但是，在建设过程中，由于没有做到严格执行技术措施，忽略了节能减排的有效措施，从而影响了建设项目的质量和效益，因此必须对其进行有效的改造和完善。在建设项目中，要严格执行各种施工工艺，同时要注意减少建筑能源消耗的措施。

１“节能降耗”的重要性

随着中国经济社会的蓬勃发展，科学技术的飞速发展，行业的成长步伐也在不断加速，而建筑行业技术也在不断地进步，但建材行业在持续的成长中难以避免的资源浪费现象也越来越明显，资源能量的耗尽不仅会导致整个国家资源效益大打折扣，对整个行业的长期伤害更是不可估量。另外，由于中国目前的资源短缺程度较大，许多关键的原料和器件都是依赖进口，因而在实际情况下，对可再生能源的供应量和损耗都有很大的影响。因此，施工单位需要对各种物资与设施进行合理的利用，防止对工程的后续效益产生不良影响。城市建筑的长远开发和效益，必须有效、合理、最大程度地使用各种建设资金；关键要强化建设，提高员工的环境保护意识和节俭意识。在城市建筑工程的过程中，注重对资源的浪费，减少资源的浪费，并通过自己的监督和管理来改变这种浪费，从而实现长期的发展。

２“节能降耗”存在的主要问题

２．１节能降耗意识不足

目前，部分公司仍然面临着技术综合水平低下、资源配置不当、经营模式粗放的情况，所以必须增强建筑施工人员特别是建设单位主要领导对绿色环保节能减排工作的思想认识，把对节能降耗认识提高至国家战略高度，而切实有效的行动则应当落实在单位领导人和每一个单位职工对环境资源节约减碳的思想认识相一致的基础上。但现实状况是，目前的许多机构和公司并没有认识到节能减排对建筑行业可持续发展的重要性，浪费现象并不能受到人们的广泛关注，仅仅着眼于对施工质量的改善，节约方法并未受到广泛关注，政策也并未被贯彻落实，更不用说人们关注的更为细微的资源浪费问题，如果技术的使用成效并不显著，将会阻碍城市建筑施工行业的可持续发展。

２．２节能降耗责任落实不到位

我国的建筑业，规模庞大，人员众多，人才质量参差不齐，而且，由于国家还处在发展的初期，相关的法律法规并不完善，导致了建筑行业的管理体制的缺陷，导致了建筑企业的管理工作中出现了一些问题。此外，对建筑工程中出现的能源、材料浪费现象，实行监督管理不力，缺乏有效的制约。２．３节能降耗管理机制不健全随着科学技术的发展，越来越多的高科技设备被应用到了建筑领域，它们具有低能耗、低环境影响、高效率的特点。同时，也有一些建筑公司，因为新设备的价格太高，对旧设备的淘汰机制不完善，以及在城市建设中使用国家禁止的、高能耗、高污染的设备，不但会造成大量的能源和材料消耗，还会对环境造成一定的影响，甚至会对工程的安全造成极大的威胁。

２．４节能技术的落后

一些企业的管理队伍、领导小组，为了节约资金，不能对先进的技术设备进行及时的更新。这不仅造成了大量的资源浪费，而且大大降低了工程建设的工作效率和工程质量。最终，企业的运营效率将不利于个人、企业、社会的和谐发展。

３“节能降耗”技术的应用

３．１降低屋顶能耗的技术

比如，要采取一些措施来隔绝太阳辐射所带来的热量，降低日光直接照射到房子上，从而达到节约能源的目的。屋面保护可以采用架空屋面、种植屋面、新型屋面等多种形式来覆盖屋面，达到遮阳、保温、节能等目的。另外，利用植物的光合作用，可以吸收或转化一部分的太阳能，美化屋顶的环境，是一种有效的节能技术手段。除此之外，使用具有相对高的日照反射率的屋面，即在建筑中增加了屋面的日射反射率，从而降低了屋面对太阳能的吸收，实现了节约能源。

３．２降低墙体能耗的技术

目前，墙体的节能技术主要是通过增加墙体的热阻来达到。住宅建筑墙体在节能施工时，应在外墙和内墙上铺设具有高热阻的隔热材料，以减少能耗。在建筑外墙的节能施工中，粘贴、喷涂、喷涂是三种施工技术。为达到最大的节能效果，外墙在进行节能改造时要注意：（１）在进行保温工程前，要注意墙面的平整度，以便将保温材料与墙体紧密结合。所以，在铺设墙体前进行墙体平整是一个非常重要的工作。（２）在铺设保温材料之前，要先将墙体平整，然后再进行节能设计，以达到更好的效果。（３）在铺设保温材料前，必须在墙面上铺设一定厚度的水泥砂浆第四，保温材料铺设完毕后，需要增加相应的紧固设备，以保证保温材料在墙面上的稳定性和使用寿命。

３．３降低门窗能耗的技术

门窗安装的合理与否，直接关系到外墙的节能效果，所以要达到整个建筑的节能进程，就需要重视门窗的安装技巧。在门窗安装技术的实施中，最基础的一步就是正确的选择门窗，通常来讲塑料单框双玻璃门窗的热产率要比塑料门窗和木门的热产率高出很多，从热产率的角度来看，塑料单框双玻璃门窗的热产率要比塑料门窗和木门的高，所以从传热系数上来说，塑料单框双层玻璃门窗更适用于建筑节能的施工。在选择好门窗后，安装方式也会对其节能效果产生一定的影响。在门窗安装时，应注意各部件之间是否有密封条，同时要重视推拉窗与导轨间的密封性。因此，为了节约能源，在门窗的建造过程中，可以适当选用双层空心玻璃或优质玻璃。但如果采用空心玻璃，就会造成室内的热量不能及时地向外扩散。可以在空心玻璃外另加一层钢化玻璃，其原理是，钢化玻璃可以透过其表面的纹理将太阳光阻挡在室内。

３．４降低地面能耗的技术

地源热泵是一种可持续发展的新技术。地源热泵是一种以地表浅层地热资源（一般深度在４００ｍ以下）为冷热源，实现热量转化。地表浅层地热资源是指地表土壤、地下水、河流、湖泊吸收太阳能和地热能而形成的一种低温热能。表层的浅层是一个大型太阳能集热器，它能吸收４７％的太阳能，超过人类一年所能使用的能源总量的５００多倍。没有地域、资源的限制，可以说是无处不在。这些可再生的能量，几乎可以在表层的浅层中取之不尽用之不竭，这让地能变成了一种清洁的可再生能源。通过吸收建筑物的热能，保证建筑物的稳定和平衡。在此基础上，采用了节能环保的施工工艺，达到了节能减排的目标。在建筑对象中，为了达到节约能源的目的，必须采用地源热泵施工工艺，从而达到节能的目的。

３．５太阳能技术

目前已得到广泛应用的太阳能、风能、水能等新能源，它们均属自然、无公害，是城市建设可持续发展的首选能源。要使这种新的能源得到高效使用，就需要大量的资金。这种新能源的工作原理很简单，就是将太阳能电池板储存起来，只需要将其转化为电能，就可以为人类提供充足的电能。因此，在世界各地的城市建设中，都采用了大量的太阳能，同时它的热能也非常强大，可以将太阳能技术用于建筑中。虽然这种新能源有很大的好处，但是在冬天的时候，太阳能肯定会受到天气的影响，特别在北方更是如此。所以在北方这样的气候条件下，必须采取多种有效的措施来提高建筑的隔热性能，提高人们对建筑的使用要求。

４建筑工程“节能降耗”的发展

４．１建立健全组织，落实具体责任

为了让建筑的节能效果得到最大程度的发挥，就必须要建立一套完整的节能管理体系，将所有的能源和能源的使用都纳入到自己的职责之中，让所有的工作人员都能够全身心地投入到节约的工作当中，这样才能够有效地解决这个问题。另外，还需要按照国家的相关法律，以及建筑企业的能耗管理，来制定一套科学的节能管理体系，并且要对整个项目进行资源的合理分配和利用，保证能源的利用率。为加强对建筑施工节能工作的管理与领导，使有限的能源资源得到最大限度地合理利用，积极、高效地进行节能工作，建筑工地应合理配置管理人员，增强企业的责任意识。运用职务权限实行责任制，将责任划分到各个部门，使各部门的负责人分工明确，从而有效地促进节能工作的有序进行。要加强组织建设，要通过完善的制度和规章，把每一项工作都做到精益求精，并对其进行定期的检查和监督，充分发挥政策和制度的保障功能，为建筑工程的整个过程打下坚实的基础。

４．２充分利用资源

建筑工程的能耗和资源是巨大的，应该提高工程质量，保护生态环境，节省能源资源。第一，实现了原料的节省。在建筑工程中，采用环保的混凝土，降低水泥用量；达到回收再利用，对工业废渣，如粉煤灰、碎渣等进行综合利用；以高科技为重点，运用高科技连接，焊接，使节材效果更加显著。第二，节约用水，节约用电。为了节省水资源，应先在施工场地设置低流量排水装置，并采用节水型装置。再次，针对天然水源，实现水资源的高效循环，建立雨水井，收集雨水，收集污水，收集再生，绿化，降尘。最后，对施工现场的所有通水设施进行全面的检查，防止出现跑水、冒水、漏水现象。在电力设施方面，应选用高能源设备，并大力推广节能电器；及时维护机器设备，保证电气设备的正常工作，防止设备故障导致的能量资源浪费。每个建筑公司都不可避免的面临着资源和污染的问题，随着科技的进步，太阳能、风能、水能等新技术被应用到城市的建设中，它们都是无污染、高效、节能、环保的新型能源。虽然新能源投入的过程中，造价也不容忽视，但它对我国的发展具有重要意义，可以减少不可再生资源的消耗量，综合来看，其经济效益十分优越，不失为最佳选择。比如太阳能电池板，该设备可以有效的将太阳能转化为电能，在应用过程中可以有效减少对资源的消耗，实现节能降耗的目的。

４．３加强节能降耗宣传

（１）要大力宣传我国目前的能源短缺状况，并将其推广到国家的国力建设中，增强民众对能源的认识，从而增强人们的环保意识。（２）要加大对能源的法律、法规的宣传，增强民众的法制观念，使之真正实现依法行政。５结语综上所述，随着社会和经济的发展，新的建筑施工技术的支持将有助于降低建筑能耗，保障国家的能源安全。同时，发展节能型建筑还可以减少污染，对环境保护做出积极的贡献，推动我国建筑业的发展，满足广大人民对建筑市场的需要，使我国的社会稳定和经济的发展。

作者:王琨 单位:银川市第一建筑工程有限责任公司

建筑节能技术研究2

0前言

在绿色建筑设计中，如果能从整体视角进行必要分析，可对建筑物的建筑结构维护实施比较好的优化。假如能够应用优质的绿色建材、启用必要的遮阳或温控系统，利用先进技术，能够实现绿色建筑的优化设计目的。

1绿色建筑技术的应用领域及应用原则

绿色建筑是减轻环境污染、保护人类身心健康的建筑建设方法，需通过优质的环保建材、科学的施工方法来实现，最大限度彰显出建筑的“绿色”价值。

1．1绿色建筑技术的主要应用领域场地的合理化开发、材料的集约化利用、生态环境的全方位防护、用户居住环境的有效改良均属于绿色建筑技术的重要应用领域。1)站点开发，采取此方式减小建筑建设对周边生态环境的影响。太阳能、风能均属于极具利用价值的能源，通过此类能源的应用减少热量和冷却负荷。2)注重对建筑材料的合理化选择，优先挑选节能环保、耐久性良好的建材，减轻由于建筑建设而导致的资源供应压力，缓解资源开发对生态环境的破坏。3)在建筑设计中融入节能理念，以趋近于自然的方式提供舒适的建筑内部环境，降低对暖通空调的依赖性。例如，充分利用自然风改善内部环境，以便使用者获得良好的体验感。4)秉承资源利用价值最大化的原则，回收材料并经过修整、工艺加工等途径后“变废为宝”，提高资源的利用水平，减小废弃资源堆置导致的占地面积，减轻其对生态环境的不利影响。

1．2绿色建筑技术的应用原则根据可持续、节约、提高室内环境质量、减少能源利用等原则妥善应用绿色建筑技术。技术的应用应具有灵活性，根据建筑项目开展状况的不同做出动态调整，提升绿色建筑技术的应用效果。1)供水系统。水是人类赖以生存的宝贵资源，在水资源紧缺的环境中，绿色建筑设计需充分关注水资源的储存、过滤和再利用，尽可能减少水资源的浪费量。在绿色建筑技术的视域下，可以考虑建筑节水型器具的应用，常见的是低流量淋浴喷头、超低压冲水马桶等具有较好节水效果的装置，在满足基本日常需求的同时达到减少水资源用量的效果。为提高水的质量以及利用率，在绿色建筑中采用前沿的水处理技术，全面收集非污水，在保证无污染的前提下用于现场灌溉［1］。2)自然建筑。自然建筑的关键在于建筑系统和材料，其践行的是生态环保、可持续性的理念。在自然建筑的建设方式下，建筑结构必须稳定可靠、耐久性良好，可回收具有重复利用价值的材料，经过工艺优化后实现循环利用，以此减少不必要的资源消耗，营造健康的生活环境和生态环境。自然建筑建设目标得以实现的关键在于得到人力资源的支持，需要由政府、工程人员、居民多方共同携手，彰显出自然建筑的特色。3)绿色建筑材料产品的选择。优先考虑可再生建筑材料，非必要时减少不可再生资源的使用量，以免对生态环境造成不良影响。在材料的选择中，还需考虑材料的生命周期，确保应用至建筑的材料在规定的使用寿命内均能维持稳定的状态。在妥善选择绿色建筑材料后，节能、耐久性等方面的优势均会得到有效的发挥，由此降低建筑物维护和修复的成本，增加建筑的经济效益。绿色建筑材料的选取是一项复杂度较高的工作，需要考虑到材料的回收利用率、有害气体排放量、耐久性程度、对建筑所在建设区域的适应性等多项条件，以统筹兼顾的理念进行妥善的选择。绝大部分自然建筑均采用到沙子和黏土，按特定的比例与水混合后形成土砖或黏土块。除此之外，土、木材、稻草、石头等均是自然建筑中具有一定利用价值的材料，无论选取何种绿色建筑材料，均倾向于挑选无毒、低污染、耐久稳定、适应能力强、可回收的材料。

2建筑设计中绿色建筑技术的应用

2．1在规划阶段的应用在规划构建绿色建筑中，比较重要的前提是做好前期规划。绿色建筑的前期规划中，需要对环境、资源、交通等现实情况进行全面的分析和比较，以确保规划具有针对性。此时，需要应用必要的计算机专业软件，实施建筑工程建模，科学地确定建筑工程的应用功能，解析建筑工程结构，体现建筑工程项目的有效性和科学性［2］。

2．2考虑气候因素设计绿色建筑必须要考虑气候因素。想要体现环保设计理念，就必须紧密联系建筑物所在地的气候状况，对建筑物结构或性能进行优化，以增强建筑结构的适应性。在绿色建筑设计中考虑自然因素，既能合理选择建材，又能规避气候因素对建筑结构可能造成的不良影响，便于促进绿色建筑整体性能的提升，强化绿色建筑的实用性。

2．3科学应用再生清洁资源体现建筑的绿色设计必须要对可再生清洁资源进行合理利用，如太阳能、风能或地表浅层地热等资源，通过对其进行应用，既能有效降低能源消耗，又能减少环境污染。如果能够应用有太阳能电池的空调或热水器等，可以减少能源消耗。若建筑物附近具有浅表地层地热资源，可用于调节空调系统，实现供暖利用。因此，进行绿色建筑物设计时必须要尽可能应用可再生的清洁资源。

2．4优化设计建筑物形体设计建筑物形体是进行绿色建筑设计的基础内容。因为设计建筑物形体既需要考虑美观性，又应该考虑建筑物所在地的文化或习俗等因素。应先确立几种不同的设计方案，再根据绿色建筑物构建实际情况，利用计算机实施模拟，以此做好建筑资金投入预算，减少建筑综合资源消耗，从中选择最为适合的建筑设计方案，然后对其进行必要的优化设计。

2．5在建筑结构设计中应用绿色技术设计绿色建筑时需要更多地应用绿色建材。所以，在进行建筑物结构设计时，需要进行分析，尤其是针对建筑物朝向设计，要综合考虑光照、温度以及湿度等自然因素，从而合理设计建筑物的朝向［3］。同时，也要关注节能，分析建筑物的高度参数，正确、合理地确定各楼之间的距离，科学设计户型结构。还要关注室内环境的舒适度，按照季节风的不同，保持室内通风状况的良好。此外，要应用外墙保温技术，运用隔热原理，维护室内冬季合理室温，以节约热能。

3建筑设计中绿色建筑技术的优化措施

3．1科学合理地应用环保建材建材是构建建筑物最关键的一个要素，能否充分体现建材的环保性，直接关系到建筑物能否真正体现绿色建筑特色。在设计过程中，必须尽可能多地应用环保建材，提高环保建材的应用率［1］。比如，在建筑物构建过程中，可以应用更多的塑料金属复合管等绿色环保型建材，并结合绿色环保建筑技术的充分应用，提高建筑物质量。

3．2设计应用被动型太阳能通风技术进行绿色建筑设计时需要利用被动节能工艺或技术。在设计过程中，可以通过自然采光、自然通风或建筑维护蓄热等措施，提高能源利用率，优化室内环境质量。如果被动节能技术难以达到效果，再辅以主动节能技术进行配合，用以延长室内热舒适时间。可以应用太阳能通风技术，在拔风井外安装平面玻璃，内部设计应用虚热型建材，以实现内外部热量的有效交换，保持室内通风状况的良好。

3．3构建可再生能源应用体系目前，现代建筑对能源和资源的需求不断增加，这就需要绿色建筑应用更多的可再生能源。针对可再生能源，当前能够被人们利用的主要有太阳能能源、风能能源、地层浅表地热能源等。在建筑物的光电功能系统的设计中，应根据建筑物的具体用电需求，紧密结合建筑物具有的特征，通过必要的设计，增强光电功能系统的时效性和适应性［4］。这样，可以在建筑结构表面进行太阳能板设计，合理利用光照时间，在保证光照放电时间的基础上，实现太阳能板放电功能。如果是较小的空间，还可以应用聚光太阳能构件，依靠必要的光伏发电系统或太阳能系统，提高对太阳能的充分利用效率，从而达到节能目的［2］。

3．4运用先进技术，充分应用智能系统目前，建筑技术在不断发展，尤其是一些智能系统也同样应用到了现代建筑中。不论是供电、供气，还是供暖或供水，都在逐渐引入智能系统。目前，互联网中的通信智能系统技术为实现绿色建筑，体现现代建筑的节能环保提供了技术保障。因此，需要不断创新绿色建筑，运用先进技术，充分应用智能化系统，打造一个良好的室内空间环境，体现节能环保的理念。

4工程实例

某工程处于城市的中心区域，施工场域总面积约12984m2，建筑施工高度是101m，建筑总面积约为115000m2，该建筑地表部分共有22层，地底部分为2层。鉴于建筑施工场域呈现为不规则形态，展示出南北长、东西短的形状，同时，因施工场域处于城市中心商业区域，在施工时，将绿色节能工艺加入施工环节，在施工过程中贯穿安全节能、绿色环保的工程理念，以此减少建筑施工的损耗，降低对周围城市环境的影响。

4．1墙体保温的绿色节能技术运用该建筑工程因受到地形地貌的影响，建筑整体结构展现出不规则状态，将建筑外形设定为弧形，窗户和墙体比例约为0．3～0．4。墙体为该建筑结构的关键部位之一，也是该建筑施工过程中减少能耗的关键所在。因此，在开展墙体施工作业时，应将以下绿色节能工艺引入施工环节。1)针对窗间墙，该工程使用最新研究的火山灰混凝土材质，此材质的导热系数为0．45，可较好地发挥保温作用。同时，为了更好地提升建筑物外层墙体的保温作用，该工程在操作时，还使用了密度和导热系数都较小的充气混凝土板，以及沥青混合高分子聚合物开展建筑表层保温作业，以减少建筑施工过程中所需能耗，整体提升建筑内部的保温功效。2)针对墙外层，引入了玻璃幕墙的施工方式，该方式在提高整体建筑的外形观赏性的同时，还拥有高强度和高安全性的玻璃材质，在施工中更好地实现了绿色节能。

4．2照明系统的绿色节能技术运用在整体建筑施工时，将墙体和窗户的比例增大，以及将墙体形状设定为弧形，该设计可有效结合周边的天然光线，极大地提升了施工后室内采光的效果，降低了照明所需时长和耗电量，相较于以往耗电量降低了约1/5。全部的照明设备均以最新研发的节能材料制作而成，特别是设置在过道、车库等使用频率高的照明区域，项目中大多数的照明设备均以可再生能源推动使用，如以太阳能驱动的照明设备。在所有的施工环节中加入了自动照明操作控制系统，以分时、红外线和声音控制照明设备，降低设备运行时所消耗的能量，有效提升照明设备的使用时长和效果［5］。

4．3水循环系统的绿色节能技术运用该工程在施工作业时，摒弃了传统所用的一次性排水体系，采用高效循环节水体系开展排水作业，该体系可有效回收利用废水，将生活废水和污水有效区分后，高效循环使用水资源，如图1所示。同时，针对该建筑排水体系所设立的配件、水泵、排水设备、管道材质、管线等，均使用国家规定的节能设备，提升水资源使用效能，以免造成水资源的额外浪费。此外，针对建筑场域内的降水，在体系中设置降水回收体系，将降水集中在降水汇集池内开展过滤和净化作业，合理地对降水开展二次利用，将净化后的雨水用以喷灌种植物、清洁车辆等，在高效利用降水资源的同时节约用水。

4．4室内环境的绿色节能技术运用1)建构恒温系统:所谓恒温系统，即在该工程施工的过程中，摒弃传统的供暖技术，在楼层内铺置毛细管网，在夏季高温时刻，将冷水灌注到毛细管网中，冬季则灌注热水，借此有效控制建筑内部的温度。使用热辐射的理念，在极大地提升住房环境舒适度的同时，有效减少对空调等大型能耗设备的运用，极大减少室内的所需能耗。2)全置换新风系统:该工程引入全置换新风系统，为室内生活供给24h的清新空气。该系统的特征主要为湿度适宜、运行效果佳、能耗小等，可达到高效板式全热回收的优势，热回收率高达60%，将空调的能耗降低了30%。鉴于CO2的质量较高，为提升地表的含氧量，该工程在地表建构新风体系，该措施不仅保持了室内空气稳定，以免生成乱流和涡流，而且可以将室内温度控制在适宜温度，通过屋顶通风口排出混浊空气。
4．5智能控制系统的运用在该工程施工环节中将自动化控制系统引入建筑项目，有效控制了建筑内部所设置的机电配件。自动化控制应参照建筑室内的实际施工状况，有效优化调整通风器械、采暖器械、空调器械等，保障所有的室内配件均处于最优运行状态，在减小所有机电配件能源消耗的同时，有效提升建筑的生活居住条件，提供舒适的居住环境。

4．6对施工垃圾进行优化处置在项目施工时会生成大量的施工垃圾，施工垃圾又分为可回收和不可回收两类。因此，施工单位需开展垃圾分类作业，将可回收垃圾进行二次利用，不可回收垃圾则运送到指定地点进行处理。为确保绿色环保施工，需要分辨施工所用材质的属性和分类，优先使用环保、节能、绿色的施工材质，通过材质选购、储存、使用和管理等方式，有效减小施工垃圾的产生［6］。建筑垃圾处理再生产品如图2所示。

5结语

绿色建筑是新时代社会环境下建筑行业的主要发展趋向。伴随人们生活水平的不断提高，人们对居住条件的要求也越来越高，尤其追求居住环境的舒适性与环保性。从国家提倡环保的大趋势上看，需要减少现代建筑对自然环境形成的破坏。因此，在现代建筑设计中，必须要体现环保设计，进行必要的绿色建筑设计。充分考虑建筑物所在地的自然环境，更多地利用可再生资源，构建节能系统，应用环保建材，体现环保绿色建筑理念，促进室内居住条件和环境的改善，增强人们的居住舒适度。

作者:林润斌 单位:揭阳市建筑设计院有限公司

建筑节能技术研究3

近年来，随着我国经济发展和汽车行业技术水平的不断提高，广大人民群众的购买力显著增强，汽车已经成为普通百姓家的生活必需品。据有关部门统计截止到2021年中国传统燃油汽车的保有量已接近3亿辆，随着中国汽车保有量的持续上升，导致碳排放量也相应上升，导致环境污染问题日益严重，并且成为温室效应、雾霾的主要源头，最终影响到人们的生存环境，大大降低广大居民的生活质量。于此同时，我国能源安全问题也日渐突出，中国石油消费量全球排名第二和石油进口量排名第一，2020年数据显示国内原油表观消费量为7.36亿吨，石油对外依存度高达73%以上，据国际能源署的报告显示，到2024年中国石油进口量预计有可能超过5亿吨，能源供需矛盾日益突出。[1]绿色、低碳也是世界各国关注的焦点。2021年10月我国提出了“3060”双碳战略目标，我国汽车产业将在2028年左右早于国家碳减排承诺提前达峰，到2035年碳排放总量将比峰值降低20%以上。[2]因此，在这样的大背景下只有不断开发汽车新能源以及节能技术，才能解决汽车能源短缺与环境污染问题，才能促进汽车产业获得可持续发展，从而更好的促进社会和经济更加健康稳定的发展。

1汽车新能源与节能技术在汽车行业应用的必要性

1.1减少对自然环境的污染、对人体健康的危害燃油汽车在行驶过程中排放的尾气包含有大量的CO、CO2、CHx、NOx、SO2、颗粒物及合成光化学烟雾等有害成分，首先会危害到人体健康，破坏人体呼吸系统、人体造血功能，导致各种慢性疾病的发生甚至是危及生命。其次，SO2产生的酸雨会造成地面腐蚀、房屋腐蚀、动植物死亡等严重问题，使人们的生命和财产安全受到严重威胁。最后这些排放物不仅会对大气层产生破坏，也会造成温室效应和雾霾等天气的出现。石油开采过程非常繁杂，其中的每一个流程都会对周边环境产生不可逆的影响，最终导致石油开采区域周边的自然生态环境产生难以修复的破坏，人们的生存环境和发展空间受到严重影响。[3]汽车新能源与节能技术在汽车上的推广应用，不仅可以大大减少汽车排气污染，也可以减少石油能源的开采，从而减少汽车尾气排放与开采过程对环境所造成的污染和对人体的伤害，促进人与自然生态环境的可持续发展。

1.2保护化石能源、节约资源把新能源和节能技术应用于汽车可以大量减少燃油的使用，可以减少石油能源的开采保护不可再生的化石能源，保证未来社会经济的可持续良性发展；同时还可以节约在石油的开采过程中的大量人力、物力资源，土地、地下水等自然资源。

1.3维护国家能源安全大到工业生产、国民经济发展和国防安全，小到每个人的日常生活，处处都和石油有关联。石油是一个国家生存和发展最重要的战略资源，对国民经济、社会发展和国防安全保障发挥着不可估量的作用。我国是一个煤炭丰富、石油短缺、天然气较少的国家，汽车新能源和节能技术的应用可以大量减少燃油的使用，一定程度上可以缓解国家能源供需紧张问题，保障国家能源安全。[4]

2汽车新能源与节能技术的应用

2.1油电混合汽车技术油电混合汽车技术顾名思义就是燃油驱动技术和电力驱动技术相结合，燃油发动机和电机相互配合做功为汽车行驶提供能量，属于两者优势互补的技术，一般而言主动力源还是燃油发动机，增加电池作为辅助动力源，汽车起步或加速行驶时，电动马达铺助发动机来供给动力，使汽车在起步时速度更快，加速时更平稳，降低油耗。汽车正常行驶时产生强大而平稳的动力，与同样重量的汽车相比，燃油消耗更低，排放污染更少，行驶性能优越。同时有了电池，还可以通过能量回收技术回收制动、下坡、怠速时的多余能量。[5]但是目前混合动力汽车技术的可靠性和制造使用成本高两大难题，一直制约或影响混合动力汽车的发展前景。

2.2纯电动汽车技术纯电动汽车技术是将汽车搭载的动力电池作为唯一动力源给电动机提供电能，用电动机代替传统内燃机驱动车辆行驶，动力电池和电动机就相当于传统燃油车的油箱和内燃机。其优点是可以实现零排放、降低噪声污染、能量转化率高和降低石油资源的消耗，更加的清洁、环保。这就完全符合了当前社会的节能和减排原则要求。纯电动汽车的核心技术主要包括动力电池、电机、电控、能量管理和安全防护系统，在这些核心技术中，最为关键的就是电池的设计、制造技术。但是目前的动力电池还存在能量密度低，使用寿命短，占用安装空间大、总体重量大，充电耗时，电池更换成本比较高，以及配套充电设施不足等问题，这些都极大的阻碍了纯电动汽车的全面推广应用。虽然纯电动汽车技术的使用可以使汽车在使用过程中排放实现零排放，但是就汽车的全生命周期考虑，材料周期碳排放、燃料周期碳排放并不是完全的有害物质零排放，目前火力发电作为我国发电主力占比高达72%，火力发电在消耗大量煤炭资源的同时，产生的有害气体、污水、固态废料、噪声和热污染同样会对周边环境造成污染。同时动力电池的退役后的回收还没有形成成熟的回收体系，还存在环境污染和资源浪费的潜在风险。因此纯电动汽车技术想得到长远的应用，必须不断加强电池技术方面的研究，创新能源结构建成“清洁低碳、安全高效能源体系”。

2.3天然气汽车技术所谓的天然气汽车技术是在汽油汽车的基础上，经过改装设计，加装一套供气系统，以天然气代替燃油作为燃料给汽车提供行驶动力的汽车技术。具有成本低、安全性好、污染排放少等优点，但行驶里程短、改气后动力下降、怠速居高不下、加气站配套不足等问题影响了他的大面积推广，现阶段主要应用于出租汽车和商用汽车比较多。另外天然气也属于不可再生资源，我国天然气资源不足，国家汽车产业政策导向的调整，都是影响天然气汽车推广应用的主要因素。

2.4汽车轻量化设计汽车整备质量大小是决定耗油量的一个非常关键因素，在保证汽车安全和性能要求基础上，应用新材料、新技术降低汽车整备质量对传统燃油车和新能源汽车都是节能、减排的有效措施，在整车设计中，采用合金材料、复合材料、工程塑料等新材料、结构优化设计、制造工艺优化实现整车轻量化。除此之外，在设计车身结构和形状时，要充分利用空气动力学，对车身参数优化，流线设计，减少空气阻力，最终达到良好的节能、降耗效果。

3汽车新能源与节能技术的发展方向

3.1氢燃料电池技术氢燃料电池是将氢作为燃料，送到燃料电池的负极，把空气中的氧供给正极，在电池中催化剂的作用下氢与氧发生电化学反应，直接将燃料的化学能变为电能的能量转换装置，它相当于是一台发电机，输出电能驱动电动机工作，为汽车行驶提供驱动力，同时还有给电池充电的功能。氢燃料电池是实现氢能转换为电能利用的关键载体，汽车使用过程中，只要有氢不断的输入到燃料电池，氢燃料电池就会通过电化学反应源源不断的输出电能。氢能作为可存储废弃能源并推动由传统化石能源向绿色能源转变的清洁能源，其燃烧热值高达142MJ/kg是汽油的3倍、焦炭的4.5倍，被认为是实现未来能源革命的颠覆性技术发展方向。[6]氢燃料电池具有污染少、噪声少、发电效率高、可再生、加氢快、续航长等优点，让其在理论上成为未来实现节能减排的有效途径。但是成本、技术、氢运输、氢储存、安全等多方面问题还没有完全解决，国家能源局在“十四五”发展规划中将氢能及燃料电池技术列为能源技术装备主攻方向和重点任务。研究表明，氢能及氢燃料电池技术有望在汽车等领域得到大规模应用。[7]

3.2太阳能电池技术太阳能电池是以半导体为材料把太阳能转化为电能，把太阳能电池应用于汽车上，用其转换的电能来驱动电动机为汽车行驶提供动力，多余的电能还可以自动储存于电池，阳光不足的时候供汽车运行，太阳能属于可再生能源，其本身没有对环境造成污染的物质，在太阳能向电能转换的过程中也不产生污染，汽车使用过程中也不存在尾气排放，进而实现污染物的零排放，同时也降低了汽车对化石能源等的使用比例。但目前技术和成本仍然是阻碍太阳能电池技术应用于汽车产业的两大难题。不过随着现代科学技术的迅速发展，太阳能电池技术在汽车领域的推广应用还是非常有前景的。

3.3可燃冰技术可燃冰（甲烷气水包合物），是天然气和水分子在0℃和3.03MPa环境条件下生成的一种像冰一样的结晶化合物，它含有80%-99.9%的甲烷，遇火即燃具有极强的燃烧力，相同条件下完全燃烧时释放的能量是传统能源的几十倍，而且它燃烧后几乎不会产生任何污染物。但是可燃冰的开采难度极大，开采成本很高，要实现产业化和商业化开采还不可能，要在汽车行业内广泛运用还不现实。但是经过仿真试验表明可燃冰是一种高效清洁的未来汽车新能源，在节能减排方面能发挥出很高的价值作用。因此只有不断加强对可燃冰开采方法、存放、加注、运输、安全等方面的创新研究，才能更好的保证可燃冰技术在汽车行业上的应用与发展。

3.4汽油发动机压燃技术自汽车诞生以来，汽油发动机的点火方式主要是利用火花塞跳火引燃混合气的点燃式点火方式，压燃式点火主要应用于柴油发动机，采用火花塞点火的量产汽油发动机最大热效率刚到40%左右，而采用压燃式点火的柴油发动机最大热效率已超过了50%。汽车发动机热效率的高低则会直接决定油耗高低和排放数据。通过实验研究发现汽油发动机如果采用压燃技术可以得到接近甚至超过40%的热效率，将燃油经济性提高20%-30%。

3.5可变排量发动机技术可变排量汽车技术是指在现有内燃机的基础上，根据汽车实际动力需求，通过电脑发动机排量。其优点是不改变汽车发动机工作容积的前提下，实现不同工况下多余燃料的使用，以达到节能减排的目的。实验表明，同时配备可变排量技术和涡轮增压的汽车，能够实现在低、中、高任何负荷下的最佳运行状态。可变排量汽车技术是现有发动机节能减排的一项很有发展潜力的技术。综上所述为了实现保护自然环境，节约能源，确保国家能源安全，汽车新能源和节能技术在汽车中的应用是迫在眉睫的。虽然我国已经出台了相关政策，鼓励汽车新能源与节能技术的研究发展，而且已经实现的技术也很多，但仍有很多关键技术有待进一步研究，要不断完善技术创新体系，研究和开发更多新节能与能源技术，培养和造就大批创新型高技术人才，汽车新能源和节能技术的研究、开发与应用将会促进汽车产业获得可持续发展，从而更好的促进社会和经济更加健康稳定的发展。基金项目：2021年度广西高校中青年教师科研基础能力提升项目（2021KY1038）。

参考文献：

[1]孟顺，王佳.发展新能源汽车保障我国能源安全的路径研究[J].汽车实用技术.2019，（8）：7-9.

[2]工业和信息化部.节能与新能源汽车技术路线图2.0[EB/OL].2020.10.

[3]张佳斌.石油开发对环境的影响与对策研究[J].中小企业管理与科技.2020，（4）：78-79.

[4]张倩文.试论石油企业安全管理存在的问题与措施[J].科技与企业.2014，（24）：19.

[5]廖文杰.浅谈新能源汽车[J].山东工业技术.2018，（23）：22，27.

[6]刘应都，郭红霞，欧阳晓平.氢燃料电池技术发展现状及未来展望[J].中国工程科学.2021，23（4）：10.

[7]国家能源局，能源技术创新“十四五”规划初稿[EB/OL].2021.3.

作者:范利红 刘文龙 陆莲仕 单位:柳州职业技术学院