温室效应的含义十篇

温室效应的含义篇1

大家知道，化石燃料的燃烧能产生大量的二氧化碳。排放到大气中的二氧化碳，一般人们不认为是污染物，不过大气中二氧化碳的增多会引起“温室效应”。这是因为空气里的二氧化碳含量升高会增强大气对太阳光中红外线辐射的吸收能力，并阻止地球表面热量向空间散发。

据估算，大气中的二氧化碳含量增加一倍，全球年平均气温就会升高2℃～3℃。近些年来，由于人们大量地燃烧化石燃料，导致大气中的二氧化碳不断增多，从而使世界气候呈现变暖的趋势。

气象记录表明，近百年来全球增温大约0.6℃。有人认为，全球变暖将可能导致两极的冰川融化使海平面升高，淹没许多城市。世界上大约有三分之一的人口生活在沿海岸线60千米范围以内，35座最大城市中有20座地处沿海，因此海平面升高无疑将对人类构成巨大的威胁。

地球表面气温升高，各地降水和干湿状况也会发生变化。现在温带的农业发达地区，由于气温升高、蒸发加强，气候会变得炎热，农业区会退化成“草原”，干旱区会变得更加干旱，土地沙漠化加重，农业减产。

但是，也有人认为大气中的水蒸气、云量、颗粒物有可能抵消“温室效应”。另外，森林的多少、水利工程的有无和灌溉面积的大小都会对气温产生影响，因而对未来全球气候的总趋势还不能作出推断。还有人认为二氧化碳含量的增加，将有利于绿色植物的光合作用，世界会变得更绿。

虽然目前还不能对未来全球气候总趋势作出推断，但是有一点可以肯定，即大气污染对气候的影响已明显表露出来，至少是引起近年来世界气候异常的原因之一。

二氧化碳等温室气体在大气中含量不断增加的确是个事实，它对全球气候的影响是人类必须面对的复杂课题。

为了保护人类赖以生存的地球，人类共同防止温室效应的意识必须进一步增强。比方说，我们必须节约能源，减少使用煤、石油、天然气等化石燃料；必须更多地利用太阳能、风能、地热等，还要大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林，使温室效应得到有效的控制。

（选自《科学24小时》2011年第10期）

【阅读训练】

1.这篇说明文说明的对象是什么？

2.文章为什么要从“温室”写起呢？

3.地球上为什么会形成“温室效应”呢？

4.文中的画线句主要运用了什么说明方法？其作用是什么？

5.作为一名中学生，你将为防止温室效应做哪些有意义的事情呢？

（周俊根 设计）

温室效应的含义篇2

关键词：气候变化；国际碳排放权；气候正义；分配

中图分类号：D996

文献标识码：A

文章编号：1671―6604（2015）01―0034―07

为控制温室气体的排放，通过气候协议制定减排制度已一种共识。然而《京都议定书》之后，国际社会并没有形成一份具有法律约束力的气候协议，原因是各国对国际碳排放权的分配存在巨大分歧。如何为各国分配碳排放权才是正义的引起了各国政府的关注。为此，本文从气候正义的视角提出国际碳排放权分配的原则和路径。

一、国际碳排放权的缘起

国家对温室气体的排放，从不受限制的自由到一种由协议规定的权利，主要基于三个方面的事实。即科学界、国际社会和国家间对温室气体排放限制的共识。

（一）全球变暖已是科学界不争的事实

气候变暖问题首先是由科学界提出并推动的。1820年开始，全球变暖就引起西方科学家的关注。德国天文学家Herschel最早研究太阳黑子对地球气温的影响。1827年，法国物理学家Fourier提出了二氧化碳可能吸收太阳能的结论。1861年，爱尔兰物理学家John Tyndall通过实验发现，大气中的水分子和二氧化碳具有很强的热辐射吸收和释放能力，其量变可能引起气候的异常。1896年瑞典物理学家Arrhenius将Fourier的理论定义为“温室效应”，并首次提出人类活动释放的二氧化碳对气候造成显著影响。

全球变暖问题在20世纪后半叶引起了科学家们的重视。1971年，美国大气研究员会的威廉・凯洛格在一次会议中提到“因人类的疏忽而对气候造成的影响”问题。1979年，第一次世界气候大会提出：倘若大气中的二氧化碳含量仍如现在这样不断增加，那么20世纪末气温的上升将达到可以测量的程度，到21世纪中叶将出现显著的增温现象。1989年，世界气象组织和联合国环境规划署成立了“政府间气候变化专门委员会（IPPC）”，该组织现在是气候变化报告最权威的机构。截至目前，IPPC已经了五次评估报告，结果证实全球变暖已经是一个不争的事实。

同时，证据也表明“温室效应说”解释全球变暖是科学的。关于气候变化的理论有“温室效应说”“太阳活动说”“天文冰期说”“潮汐调温说”“海洋调温说”等理论，但只有“温室效应说”属于人类影响气候的范畴，并得到科学界的普遍认可。对冰芯的空气采样研究表明，过去长达65万年内，大气二氧化碳的碳浓度一直保持在180ppm和300ppm之间。但从工业化革命早期到2005年，这一数值从大约为280ppm达到了379 ppm，并且其他温室气体的浓度也在快速增长，如甲烷从715ppb上升到2005年的1 774ppb，氧化亚氮从270ppb上升到319ppb。虽然甲烷和氧化亚氮在大气中的浓度小，但甲烷对增温效应的贡献是15%，氧化亚氮单分子增温潜势却是二氧化碳的310倍。目前，温室气体浓度的增加被认为是地球升温的主要原因，而化石燃料的大量使用却导致了大气中二氧化碳浓度的上升。因此，从科学上讲，防止气候变暖必然要限制化石燃料的使用。

（二）气候变化引起国际社会的普遍关注

20世纪70年代，国际社会开始关注气候变化问题。1979年，世界气象组织发起了第一届世界气候大会，大会以“气候和人类”为主题。大会承认因人类活动造成气候变化问题的严重性，特别是二氧化碳大量排放造成全球变暖的问题需要迫切的解决。大会同意由世界气象组织、联合国环境规划署和国际科学委员会共同负责制订一个世界气候研究计划，定期讨论全球气候变化问题。

20世纪80年代，全球气候变化引起国际社会广泛关注。1982年在内罗毕人类环境特别会议的召开表明：国际社会不但意识到气候变化的严重性，而且开始积极应对气候变化带来的问题。1985年在奥地利召开的温室气体国际研讨会呼吁，必要时考虑草拟一个控制温室气体、气候变化和能源利用方面的国际公约。1988年在加拿大召开的主题为“变化中的大气：对全球安全的影响”世界大会，呼吁全球应当采取共同行动应对气候变化问题。1989召开的几次有关气候变化的会议，均表明国际社会对气候变化的重视和采取共同行动应对气候变化的共识。

20世纪90年代后，气候变化不但成为人类共同关注的问题，而且由国际社会达成应对的国际公约。1990年，第二届世界气候大会呼吁立即开启气候变化公约谈判，联合国大会通过了关于保护气候的第45/212号决议，决定成立气候变化框架公约政府问谈判委员会。1991年，政府问谈判委员会正式成立，气候变化谈判进入实质性阶段。1992年，联合国环境与发展大会上通过的《联合国气候变化框架公约》（以下简称公约）序言中承认，气候变化及其不利影响是人类共同关心的问题。1994年公约生效，为评估应对气候变化的进展，公约缔约方自1995年起每年召开缔约方会议（COP）。1995年，公约第一次缔约方大会召开，通过了“柏林授权”，并成立“柏林授权特别小组”，负责进行公约的后续法律文件谈判。

（三）各国政府共同制订《京都议定书》

《京都议定书》开启了国际社会以具有约束力的国际协议控制温室气体排放的时代。为了保证公约得到有效实施，1997年公约第三次缔约方会议通过了《京都议定书》，提出了碳排放的总量控制目标，即“将大气中的温室气体含量稳定在一个适当的水平，进而防止剧烈的气候改变对人类造成伤害”。同时该议定书明确了附件B中的缔约方在第一减排阶段减排目标，并规定了缔约方实现减排目标的三种机制。应当说，《京都议定书》最大的优点是其具有法律约束力，而它的指导思想就是如果不采取多边协定的方式约束缔约国的，就无法在对抗气候变化上取得显著进步。所以，《京都议定书》的签署和生效，标志着控制和减少碳排放已经成为全球共识并上升至法律层面，碳排放权成为一种由法律赋予或规定的权利。

二、国际碳排放权的厘定

全球大气环境中，一定含量的温室气体不会引起气候变化.但如果温室气体超过一定的浓度，就会造成明显的气温升高，引起气候变暖。应对气候变化要将温室气体含量控制在一定的浓度范围内.碳排放权就是这种容许范围内的一定数量的温室气体排放指标，它不同于传统的权利，而是由人类发展过程中产生的一种新型权利。

（一）国际碳排放权的内涵

国际碳排放权是国际法主体为了生存和发展的需要，由国际条约所赋予的向大气排放一定数量温室气体的权利，其实质是权利主体获取的一定数量的气候环境资源使用权。这种权利不同于传统的权利，具有如下特征：

第一.权利的本质上不仅仅是权利，更是义务。国际碳排放权形式上表现为国际条约允许某个国家（地区）或国际组织温室气体排放的指标，实质上是重在限制温室气体排放，即只有在该指标规定的数量范围内排放温室气体才是合法的，否则就要承担相应的法律责任。

第二.权利的主体范围广泛。气候资源无法为任何国家独占使用，是公共物品，全人类都有权使用.所以国际碳排放权的主体是全人类。但国际碳排放权经过分配后，其主体包括国家、国际组织、自然人、法人等。

第三，权利的客体是大气环境的温室气体容量资源。碳排放权概念是在大气环境容量理论的基础上建立起来的，该权利以大气环境容量为客体 。人类的早些时期，温室气体排放量不大，并没有超过大气环境的自净能力或一定的温室气体含量.也就没有将大气环境的温室气体容量作为一种资源。只是由于化石燃料大量使用，温室气体的排放增长太快，严重超过了大气环境的自净能力，使得大气环境的温室气体容量日益成为一种稀缺资源。这种资源不具有特定性和排他性，与传统物权法中的客体有所不同。

第四，权利的内容是主体对若干大气环境温室气体容量资源的占有、使用和收益。具体而言，权利主体可以占有其拥有的排放指标而不做任何使用，也可以自己排放一定数量的温室气体，或者将盈余的排放指标赠予、出卖给其他主体。但权利主体一旦使用，或以其他方式处分了排放指标，这种权利就予以消失。

（二）国际碳排放权的属性

关于碳排放权的性质，目前存在准物权说、生存权说和发展权说。本文重在国际碳排放权的分配，所以仅分析其生存权和发展权属性。

1.国际碳排放权是一种生存权。

生存权是基于人类生存本能而产生的自然权利或者是“法前”权利，即伴随人的出生而产生的一种权利，是指在一定社会关系中和历史条件下，人们应当享有的维持正常生活所必需的基本条件的权利。它不仅指个人的生命在生理意义上得到延续的权利，而且指一个国家、民族及其人民在社会意义上的生存得到保障的权利；不仅包含人们的生命安全和基本自由不受侵犯、人格尊严不受，还包括人们赖以生存的财产不遭掠夺、人们的基本生活水平和健康水平得到保障和不断提高。

国际碳排放权是国家存续的前提。无论是个人，还是国家或民族，只要存续，其衣、食、住、行等过程必然产生温室气体，所以碳排放权的享有及其指标多少直接关系到个人、国家或民族的生存空间和状态。从这个意义讲，国家争取碳排放指标就是保障国家的生存空间，满足人民的生活需要，碳排放权是其他权利的基础，没有碳排放权就没有生存权。产生影响。第一，它是一项天然权利，其是否享有与国家或国际组织的社会地位和经济发展程度无关，分配过程中不能随意剥夺发展中国家和不发达国家的需要。第二，对于一个国家和民族来说，人权首先是生存权，没有生存权，其他一切人权都无从谈起。国际碳排放权对国家和民族的生存空间意义如此重大，分配方案应考虑发展中国家和不发达国家的生存需求。第三，它最终是为了满足国民生存的基本需求，分配方案应当考虑国家的人口因素。第四，生存权是一种靠国家的积极十预来实现人“像人那样生存”的权利。，意味着积极谋求碳排放权是国家的一种责任，国家不能在气候谈判中随意妥协。

2.国际碳排放权是一种发展权。

发展权是个人、民族和国家积极、自由和有意义地参与政治、经济、社会和文化的发展并公平享有发展所带来的利益的权利。它是第二次世界大战后，新生的发展中国家为了摆脱受西方发达国家在经济上的剥削和控制，争取平等的发展机会和发展权利而提出的。后来，瓦萨克提出第三代人权理论时，将发展权归为第五代人权。l979年，联大第34/36号决议通过的《关于发展权的决议》强调发展权利是一项人权，平等的发展机会不仅是国家的特权，而且是各国内个人的特权。1986年，联大通过的《发展权利宣言》指出：“发展权利是一项不可剥夺的人权”。

目前的大多数二氧化碳排放是现代工业文明发展的过程中的“副产品”，“气候变化既是环境问题，也是发展问题，但归根到底是个发展问题”。所以发展中国家强调气候变化本质上是可持续发展问题。有关研究表明.任何发达国家的发展过程中均出现了人均二氯化碳排放高峰期的现象，所以经济发展的过程中难免就要增加碳排放，排放问题本质上是发展问题。控制温室气体排放就要改变原有的经济社会发展方式，因此排放权是…种发展权，这种观点也体现在有关气候变化的国际条约中。

发展权的实现需要建立在公平合理的国际政治经济新秩序之上，也需要发展中国家积极努力消除发展的各种国际，进而平等的参与国际气候事务，还要求发达国家应采取行动为发展中国家的全面发展提供便利条件。应对气候变化是各国共同的义务，但发达国家和发展中国家的责任不同。具体而言，在国际碳排放权的分配中，应充分考虑发展中国家和不发达国家的发展需要，给予特殊的制度安排。

三、气候正义在国际碳排放权分配中的适用

气候正义是环境正义运动向气候变化领域的延伸，它强调在对气候变化领域中的利益和负担进行分配的过程中，各个主体必须得到公平合理的对待。气候正义关系到减排协议是否能够被各个国家所接受，所以“如果不解决气候变化与正义之间的相互影响，就绝不可能成功应对气候变化。但是，公平、正义作为判断一种法律制度具有正当根据的价值标准，具有丰富的内涵， 正如美国法学家博登海墨说：“正义有一张普洛透斯似的脸，可随心所欲地呈现出极不相同的模样”。但从发展中国家来看，气候正义至少应当包括了程序正义、矫正正义和代际公平。国际碳排放权的分配亦应遵从合国际法原则、共同但有区别的原则和国际帕累托主义原则。

（一）合国际法原则

国际法体现了各国的协调意志，是各个国家互谅互让、求同存异的结果。国际碳排放权问题事关各国的生存和发展利益，其分配必须符合国际法，否则其分配协议无法得到有效的实施。合国际法原则要求国际减排协议应当得到国际社会的认可，其内容与现存的气候协议相一致。首先，国际减排协议的拟定过程是透明和民主的。公约所有缔约方都有参与协议拟定的机会，都能充分表达自己意愿，而不仅仅是个别强权国家或利益集团的参与，或者是由个别利益集团依据区域性条约进行的制度安排。如欧盟单方面对国际航班征收碳税的措施，引起了各国政府和航空公司的不满，其合法性也受到了质疑。其次，国际减排协议的谈判应建立在已有的气候协议机制之上，如《公约》《京都议定书》等，不能抛开现有的机制，以未被国际社会接受的新机制进行。最后，国家减排协议的内容应与现有的国际法规范一致，如《联合国》、国际社会公认的原则、国际习惯.特别是他们不能与《公约》和《京都议定书》的规定存在矛盾或冲突。

（二）共同但有区别的原则

国际环境法领域中，“共同但有区别的原则”最早出现在1972年《斯德哥尔摩宣言》中，最终由1992年《里约宣言》予以确认。同时，该原则也写入了1992年公约的序言、第3条和第4条。《京都议定书》虽然没有明确规定共同但有区别的原则.但对公约附件一国家和其他国家规定了不同的减排义务，这种制度安排是共同但有区别原则的具体实施。气候变化是由温室气体累积的排放造成的，发达国家较早进入工业化，温室气体历史排放值多，发展中国家的工业化起步较晚，历史排放值少。且发达国家应对气候变化的脆弱度也明显强于发展中国家。所以，在国际碳排放权分配过程中，不能完全按照“祖父原则”，应考虑各国的碳排放和碳汇贡献，针对发达国家和发展中国家做出不同的制度安排。同时，还应当考虑发展中国家减排的压力和面临的困难，由发达国家给予发展中国家减排技术和资金的援助。

（三）国际帕累托主义原则

国际帕累托主义不是一条伦理原则，而是一种实利性制约因素：在国家间体制下，如果协议得不到所有国家的认同，那么它是不可能达成的，国家只会加入服务于自身利益的协议。全球减排协议必须遵守国际帕累托主义原则，即所有国家必须相信自己会因为国际减排协议的签署而使自身境况自然好转。并且，“有效的气候行动必须把绝大多数乃至所有的排放量较大的国家动员起来”。所以，全球减排协议必须反映各国的利益需求，让所有国家能享受到减排带来的好处，不能因为减排让某些国家的发展受到阻碍，或者让个别国家享有“超额”利益。

四、国际碳排放权的分配路径

国际碳排放权的分配路径，是国际社会通过何种方式将碳排放权分配给各个国家（包括地区）和国际组织的问题。气候变化的应对需要全球各个国家共同行动，国际减排协议的实施更有赖于各国的积极遵守，所以其拟定者应满足全球性、政府性和职能性三个特征。目前主要有两种路径，即国际社会以公约缔约方大会、联合国专门机构的大会的形式通过碳减排协议，分配国际碳排放权。

（一）公约缔约方大会

根据公约的有关规定，公约的缔约方会议有权通过国际碳排放权分配的协议。公约第二条规定：“本公约以及缔约方会议可能通过的任何相关法律文书的最终目标是：根据本公约的各项有关规定，将大气中温室气体的浓度稳定在防止气候系统受到危险的人为干扰的水平上。这一水平应当在足以使生态系统能够自然地适应气候变化、确保粮食生产免受威胁并使经济发展能够可持续地进行的时间范围内实现。”第七条第二款规定：“缔约方会议作为本公约的最高机构，应定期审评本公约和缔约方会议可能通过的任何相关法律文书的履行情况，并应在其职权范围内作出为促进本公约的有效履行所必要的决定……”据此，公约缔约方大会有权通过应对气候变化的法律文书和促进公约有效履行的必要制度，这种法律文书和必要制度当然包括含有国际碳排放权分配的减排协议。事实上，公约第三次缔约方会议通过了《京都议定》，各缔约方也积极履行了议定书的内容，说明国际社会承认公约缔约方大会通过气候协议分配碳排放权的方式。目前缔约方大会主要是通过柏林授权特别小组，负责进行公约的后续法律文件谈判。

温室效应的含义篇3

关键词：夏热冬冷地区 节能住宅 新风耗冷量 室内相对湿度

1 问题的提出

建筑节能以保证室内卫生舒适为前提，通过提高建筑的能源利用效率来满足人们迅速增长的健康和舒适感要求，进而提高室内工作效率和生活质量。建筑热环境质量标准的高低，对建筑、建筑供配电和采暖空调设备的投资、能耗、运行费用都有显著影响，需要相应的能源支撑和个人的经济承受能力。根据重庆地方标准[1]，达到小康水平的住宅应执行舒适性热环境质量标准。而影响热感觉的六个因素是：干球温度、空气湿度、风速、周围物体表面的平均辐射温度、人体活动强度和衣服热阻，前四个是热环境因素，后两个是个体人为因素。按热舒适方程将上述六个因素综合为PMV预期平均评价和PPD预期不满意百分率，形成PMV—PPD热环境指标综合评价体系。正由于PMV是由热感觉的六个因素共同决定的，同一个PMV值可由不同的六个因素组合而达到，在不同热环境参数组合下，所需能耗大小不同。

我国夏热冬冷地区，由于特有的地理位置而形成的气候特征，夏季气温高，气温高于35℃的天数有15—25天，最热天气温可达41℃以上，加上湿度大，给人闷热的感觉。全年湿度大是该地区气候的一个显著特征，年平均相对湿度在70%—80%左右，有时高达95%—100%[1]。高湿不仅影响到室内人员的热舒适感，而且影响到室内卫生条件，对人体健康和室内设备、家具的使用寿命带来不利影响。根据这一地区的气候高湿特征，夏季住宅要达到居住环境的热舒适和节能要求，就需要采取多种方法解决高温高湿带来的热环境质量和室内空气质量问题。为使住宅空调除湿的能耗降到合理的水平，住宅降温除湿方式应灵活多样，对新风能耗分析也应考虑气候资源的合理调配等因素[2]。由于夏热冬冷、气候潮湿的建筑室外热环境特征，新风能耗在空调总能耗中占较大比例，例如，重庆节能住宅的各项能耗中，夏季新风冷负荷占总冷负荷的29.61%，夏季新风用电量占夏季总用电量的44.54%，在全年采暖空调除湿用电量中新风占40.24%[1]。

所以，合理地确定该地区新风冷耗的计算方法对探讨新风节能途径有着重要意义。室内设计温度高低对新风能耗的影响作者已另文讨论，本文主要分析室内相对湿度对夏热冬冷地区新风耗冷量的影响。

2 夏热冬冷地区空调期、除湿期新风耗冷量分析方法 2.1 空调期、除湿期的确定方法

实验研究表明[1]，节能住宅采用间歇通风，室内日最高温度tn.max与室外日最高温度tw.max，室外日最低温度tw.min之间有如下关系：

这表明，对节能住宅，在采用间歇通风的前提下，当室内最高温度超过室内设定的热舒适温度上限值时，必须采用机械方式进行降温，即空调设备启动，进入空调期。

所以，夏热冬冷地区住宅空调期是指采用间歇通风等无能耗或低能耗的自然或被动冷却方式不能达到室内的舒适性热环境质量要求时空调设备运行的天数。对于住宅建筑，当室内热舒适参数设定值不同时，即使在相同的室外气象条件和通风方式条件下，空调运行时间也不同。因此，对不同住宅空调期长短的比较，为建立相同的比较基础，通常按该地区舒适性热环境质量标准允许的上限温度值为室内设定温度，以此判断是否属于空调期。若设室内热环境干球温度最高允许值为tn.c，设为室外加权日平均温度，用符号tw.jp表示，则属于空调期天数的判断条件是：

对于夏热冬冷地区，室外空气湿度高且持续时间长，当室外空气日平均相对湿度超过室内空气设定相对湿度时，若不对室外空气进行处理而直接进入室内，会导致室内湿度超过热环境质量规定的上限值，影响室内热环境的热舒适性和室内空气质量。若此时室外气温不满足2-1-2，且高于采暖期室内最低温度tn.h，即在不属于空调期和采暖期的天数内，这时为保证室内环境质量需对室外空气进行除湿处理，能耗主要是新风的除湿能耗，因而我们把这样的天数单独作为除湿期天数。设Φw.p为室外空气日平均相对湿度，Φn.max为室内热环境上限相对湿度，其余符号同前定义。所以，除湿期天数的判断条件为：

所以，夏热冬冷地区除湿期是指一年中，除采暖期和空调期以外，需要对进入室内的室外空气进行除湿才能维持建筑室内所要求的热环境质量的天数之和。与空调期相比，除湿期内室外日平均气温较低，室内空气温度随室外气温波动，但从日平均温度来看，室内日平均温度与室外日平均气温比较接近，因而除湿期内室内空气温度不是定值，而是在tn.c和tn.h的范围内随室外空气温度变化的动态参数。采用当地室外逐时气象数据，可以求得室外tw.jp和Φw.p，判断是否属于除湿期，若属于除湿期，则设室内日平均温度等于室外日平均气温tw.p，再结合建筑室内允许的最大相对湿度和当地大气压力，按湿空气状态方程计算得到除湿期室内最大允许含湿量和最大允许焓值的逐日值，作为除湿期新风耗冷量计算的基础。

2.2 空调期、除湿期新风耗冷量计算基本公式

新风耗冷量是指在新风的处理过程中，需由制冷机或天然冷源提供的冷量，其大小取决于新风热湿处理过程前后的焓差和新风量。新风耗冷量不同于新风能耗，新风能耗与新风处理设备的能效比有关，在耗冷量相同时，能效比越高的新风处理设备能耗量小于能效比低的新风处理设备。空气处理设备的能效比是一个综合性概念，其大小既与设备自身性能有关，也与设备运行工况和调节方式有关。本文不涉及具体新风处理设备的能量转换效率，主要就新风耗冷量计算方法及其结果进行分析。

2.2.1 空调期新风耗冷量计算基本方法

在空调期内，新风被处理到低于室内设定空气状态焓值送入室内，此时处理单位质量的新风需消耗的冷量为室外空气焓值与新风处理后的露点焓值之差，这部分冷量除承当新风自身负荷以外还可承当部分室内显热冷负荷，相应减少了室内冷负荷的耗冷量，新风多承当的这部分室内冷负荷为显热冷负荷，数量上相当于室内空气焓值与露点焓值之差。对空调期整个空调系统或空调房间而言，新风独立处理至露点状态虽多消耗了冷量，但可作为承当室内冷负荷利用，新风降温除湿实际所需耗冷量仍然可由室内外空气焓差计算确定。空调期的新风总耗冷量为空调期每天耗冷量的总和，空调期一天中的新风耗冷量等于该日内空调运行逐时耗冷量之和。当室外空气焓值低于室内设定空气状态焓值时，该时刻新风耗冷量为零。所以，空调期内单位质量流量（kg（干）/h）新风耗冷量qc.1按下式计算：

式中

qc.1——空调期内单位质量流量的新风耗冷量，kW.h/（kg（干）/h）；

iw 、iN——分别代表室外、室内空气的焓值，kJ/kg（干）；

DNAC——为夏季空调期天数，天；

m——对应每个空调期天数中室外空气焓值高于室内空气焓值的小时数，h。

注：单位换算关系，1(kJ/kg（干）).h=1 kW.s/（kg（干）/h）=1/3600 kW.h/（kg（干）/h）。

2.2.2 除湿期新风耗冷量计算基本方法

在除湿期内，若采用常规的冷冻除湿，新风处理后的机器露点为室内空气允许的最大含湿量与相对湿度90%的交点。除湿期内室内冷负荷很小或为零，因而新风露点送风使室内空气温度降低。当室内空气温度已经在热舒适区域内时，这部分使室内空气降温的冷量实际上被浪费掉。从新风节能角度分析，除湿期采用冷冻除湿将新风处理至露点的耗冷量为最大理论耗冷量，简称除湿期冷冻除湿耗冷量。除湿期内采用冷冻除湿单位质量流量的新风总耗冷量为：

式中

qc.2——除湿期内单位质量流量的新风冷冻除湿耗冷量，kW.h/（kg（干）/h）；

iw——除湿期室外空气焓值，逐时值，kJ/kg（干）；

ik——除湿期机器露点焓值，机器露点含湿量dk=dn.max，相对湿度为90%， kJ/kg（干）；

DNDH——为除湿期天数，天；

n——对应除湿期每天中室外空气焓值高于机器露点焓值的小时数，h。

新风除湿方式很多，不同除湿方式的耗冷量大小不同。除湿期内，室内空气温度随室外气温波动，且室外空气日平均温度低于室内热环境质量允许的设定温度，所以，除湿期内可不考虑新风的显热冷负荷。当新风直接处理至室内热环境质量允许的热舒适范围时，新风耗冷量取决于新风湿负荷即潜热冷负荷的大小，此时新风耗冷量最小，称为除湿期最小理论耗冷量，用符号qc.min表示。所以，除湿期最小理论耗冷量按下式计算：

式中

qc.min——除湿期新风最小理论耗冷量，kW.h/（kg（干）/h）；

dw——除湿期室外空气含湿量值，逐时值，g/kg（干）；

dk——除湿期机器露点含湿量，dk=dn.max，逐日值，g/kg（干）；

rq——单位质量水在常温常压下的汽化潜热，取2440kJ/kg （对应饱和温度25℃）。

由上述分析，除湿期采用冷冻方式处理新风多消耗的冷量Δqc.2为：

式中，Δqc.2——采用不同新风除湿方式最大可节省的耗冷量，kW.h/（kg（干）/h）。

这表明，要减少新风除湿期耗冷量，降低新风能耗，应从新风除湿方式上寻求新途径。

2.3 单位质量新风冷热耗量的计算程序

温室效应的含义篇4

关键词　地下铁道车辆，空调客车，空气参数

目前地铁车辆空调系统设计过程中，没有现成经验可以遵循，尤其缺乏车内空气参数的相关标准，给地铁车辆空调系统设计带来一定难度。这样容易造成车内温、湿度等参数设计不合理，无法满足乘客的热舒适性要求。车内通风效果差、低浓度污染物长期存在以及低劣的室内空气品质，严重威胁乘客的身体健康。如不重视车内空气环境品质的综合研究并制定相关标准，必然会出现与病态建筑综合症类似的严重问题。本文就地铁空调客车车内空气参数标准涉及的内容和相关问题进行探讨。

1 　室内环境品质评价指标

1. 1 　室内热环境评价指标

热环境是对人的热损失影响的环境特性。热舒适是人对热环境满意与否的表示。热环境是客观存在的;而热舒适是人的主观感觉。

国际标准组织的标准ISO 7730 以丹麦Fanger 教授的PMV(Predicted Mean Vote) 模型为基础，运用PMV -PPD ( Predicted Percentage of Dissatisfied) 指标来描述和评价热环境。PMV -PPD 指标综合了影响人体热感觉的6 个因素，即:空气温度、湿度、平均辐射温度、空气流速、衣服热阻和活动强度。目前，这些指标已经成为主要的热环境评价指标。

1. 2 　室内空气品质评价指标

在美国暖通空调工程师协会(ASHRAE) 标准ASHRAE62 -1989R 中，首次提出了“ 可接受的室内空气品质”的概念，并将其定义为“ 空调空间中绝大部分人(80 % 或以上) 没有对室内空气表示不满意， 并且空气中没有已知的污染物浓度达到了可能对人体健康产生严重威胁的浓度”。

随着对室内空气品质研究的深入，室内空气的内涵不断扩展。目前，室内空气中发现所含污染物种类繁多，对空气品质的影响各不相同，因此选取的各项评价指标必须具有代表性而避免重复。除新风量是最基本也是最重要的指标外，一般还推荐一氧化碳、二氧化碳、可吸入性微粒(IP) 、二氧化硫、甲醛、室内细菌总数、温度、相对湿度、风速等12 个指标。

1. 3 　室内气流组织评价指标

室内气流组织是指气流的流型与分布特性。室内空气龄、新鲜空气的利用率、室内的换气效率、空气的排污效率等指标可用来反映所选择的气流组织是否恰当。

合理的气流组织，不仅可以将新鲜空气按质按量送到工作区，还可以及时将污染物排出，提高室内空气品质。由于对室内气流组织问题的重要性认识较晚，因而至今尚未形成统一的标准。一般认为，室内气流组织的评价指标至少应包括室内空气龄、新鲜空气的利用率、室内的换气效率和空气的排污效率、空气流速、质点空气变化率等。其中室内的换气效率、室内的排污效率是从排除污染物的角度对气流组织进行评价的指标。

1. 4 　综合评价

从热环境和室内空气品质的定义出发，不应将室内环境品质仅仅等同于一系列污染控制指标，并简单地判断这些指标是否合格;而应采用主观评价和客观评价相结合的方法，对室内空气环境品质进行综合分析。

2 　地铁空调客车车内空气参数选取

过去，室内空气参数标准主要以温、湿度为指标的热舒适性为主，涉及空气品质的也只有二氧化碳含量、含尘量、新风量，对其它低浓度污染体的认识不够。随着空气品质的深入研究及对低浓度污染物认识的加深，发现其对人体身心健康有很大影响。因而在制订地铁空调客车车内空气参数标准时，要考虑将这些低浓度污染物控制在卫生标准允许的范围内。

地铁空调客车车内空气参数可根据建筑空调室内空气参数研究成果，从地铁车辆的实际情况出发，结合热环境、空气品质、气流组织等三方面评价的各项指标来选取。

2. 1 　热舒适性指标

(1) 温度

温度是影响人体热舒适性的重要指标。有效温度(ET3 ) 是一个等效的干球温度。ET3 值把真实环境下的空气温度、相对湿度和平均辐射温度规整为一个温度参数，使具有不同空气温度、相对湿度和平均辐射温度的环境能用一个ET3 值相互比较。它综合评价室内的热环境的状况。

(2) 相对湿度

对静坐者的舒适性来说，湿度对人体热舒适性的影响不大。虽在有效温度指标也包含了湿度的作用，但由于湿度对呼吸的健康、霉菌的生长和其它与湿度有关的现象有很大的影响，因此将湿度又单独作为一个指标。

(3) 空气流速

空气流速是车内热舒适性的重要指标，也是车内空气参数的一项重要指标。大量研究表明，空气流速对人的热舒适感有很大的影响。气流速度增大时，会提高对流换热系数及湿交换系数，使对流散热和水分蒸发散热随之增强，加剧人的冷感。气流速度过小，且衰减快，风吹不到地面，容易造成车内垂直温差过大，有头凉脚热的感觉。

2. 2 　空气品质指标

(1) 新风量

新风量是车内空气品质的一项重要基本指标， 其作用是调节车内空气质量，使车内环境中的各种污染物浓度保持在卫生标准所容许的浓度值以下。人们对新风的研究已从仅仅注重其“ 量”转变到更关注其“质”的问题上来，强调新风的利用效率和新鲜程度。传统观念认为，新风仅是为清除人体所产生的生物污染。而ASHRAE62 -1989R 中认为用以确定新风量的污染物来自人体和室内气体污染源两方面，对最小新风量提出了新的、更严格的要求。因此，在空气参数标准对新风量的要求仍不能忽视。

(2) 二氧化碳(CO2)

CO2 是车内污染物的主要成分，它由人呼出， 其发生量与人数及活动量有关。人们在呼出CO2 的同时，身体其他部分也不断排出污染物，如汗的分解产物及其它挥发气体(异味产生的主要因素) 。在以人为主要污染源的场合，CO2 浓度的高低基本上能完全反映人体污染物散发的情况。因此CO2 浓度指标可以作为车内异味(主要是人体体味) 或其它有害物质的污染程度的评价指标，也是可以反映室内通风情况的评价指标，是判断空调列车污染程度最主要的参数之一。

(3) 一氧化碳(CO)

CO 作为主要的燃烧产物，往往被作为室内环境烟雾的评价指标。ASHRAE62 -1989R 认为， 只要室内出现环境烟草烟雾( ETS) ，就不能达到可接受的室内空气品质。据此，一旦车内有吸烟现象发生，地铁空调客车车内空气品质肯定达不到要求。因此将CO 选为车内空气参数的目的是防止CO 浓度过高而危害人的健康。

转贴于 (4) 可吸入性微粒(IP)

地铁在隧道内运行，运行中因电刷、闸瓦制动产生的粉末及隧道内灰尘，必然会通过各种渠道进入车内。人员的庞杂及其上下流动性较大，对车内尘埃浓度有很大的影响。再加烟雾中含有大量的烟尘微粒，使可吸入性微粒也成为车内空气品质必要的衡量指标。

(5) 挥发性有机化合物(VOC)

地铁车辆为保证车体气密性及车内装饰和节能的要求，车内使用了大量的装饰材料和保温材料。这些材料释放的VOC ， 造成车内污染物的增加，影响室内空气品质。VOC 的浓度过高会直接刺激人们的嗅觉和其它器官。其主要代表物质为甲醛。在空气参数标准中应将甲醛作为一项控制标准。

(6) 二氧化硫(SO2)

室内空气中含有的SO2 成分主要来自室外大气污染渗透和吸烟产生的烟雾之中，虽然SO2 浓度不是很高，但由于其危害性较大，也将其选取为空气品质指标之一。

(7) 空气微生物

客车内空气中细菌的来源很多，必须选定一个指标来反映空气微生物的污染情况。室内空气细菌学的评价指标技术一般多采用细菌总数。我国仿照日本采用层降菌法，以菌落数判断空气清洁程度。

(8) 空气负氧离子

根据人体卫生要求，在每立方米的空间负氧离子含量不少于400 个，否则人就会感到不适。当负氧离子浓度达到一定程度， 可降低车内的漂尘、CO2 含量、细菌数目等，也可消除悬浮的微生物、车内有害气体、霉菌，并抑制细菌滋生，改善车内的空气品质。考虑到空调客车人员密度极大的特殊情况，有必要将其作为衡量车内空气品质的指标之一。

2. 3 　气流组织指标

换气次数是一项传统的通风设计参数。室内空气龄定量反映了室内空气的新鲜程度，可以综合衡量车内的通风换气效果。地铁空调客车虽然车内限界低、空间狭小、人员多且站立，但车辆到站频繁、车门多且宽、开关门频繁、乘客停留时间短，因此只要保证一定换气次数就可获得较好的通风换气效果，无须具体地研究空气龄等指标。

3 　地铁空调客车的特殊性

3. 1 　地铁车辆与铁道车辆

地铁车辆从某种程度上可视为“ 移动的建筑物”，与地面铁路客车有许多相似之处。地面铁路客车车内空气参数标准经过长期研究，积累了丰富的成果，也为地铁空调客车车内空气参数标准的研究提供了经验。但地铁车辆空调与地面铁道车辆空调在运行条件和舒适性要求方面有很大差别，因而两者的车内空气参数标准也应有所区别。

3. 2 　地铁车辆运行特点

地铁空调客车虽然室内空间狭小、人员密度大，但运行区间短、乘客逗留时间短、上下乘客相对多，乘客对车内温、湿度感受十分明显，但对空气品质敏感程度相对较低。可见，乘客对车内热舒适性的温、湿度的指标要求较高，对车内空气品质的要求相对低一些。因此，建议车内空气参数标准中仍然以热舒适性指标为主，而空气品质中某些指标可适当降低，其中CO2 含量和含尘量标准可以适当放宽。

3. 3 　空气流速

空气流速不仅是室内热舒适性的重要指标，也是室内空气参数的一项重要指标。地铁客车室内限界低、空间狭小，顶高仅为2. 1 m 左右，且乘客人员多(定员为6 人/m2 ，严重超员时可达8 人/m2 ，多数人处于站立状态)，因此不能直接把风送到地板上，会有头凉足热的感觉。此外，由于工作区离送风口较近，给送、回风带来一定难度:若送风的平均风速低，乘客就会感到不凉爽，且由于风速低、衰减快而排风困难，容易造成送风短路(即风刚出送风口未经人体热交换就会从回风口又回到机组);若风速过高，由于出风口温度低(仅15～20 ℃)，又会使人有吹冷风的感觉。因而，地铁客车室内的空气流速指标应充分考虑上述影响因素，与建筑空调及铁路客车标准有较大区别。道内的空气主要是通过隧道通风设备摄取的地面空气，在通风过程中可能出现二次污染，其“ 质”有所下降。

3. 4 　新风问题

同时地铁运行时产生大量灰尘，也将污染受地铁车辆限界影响，制冷机组的选型受到限隧道内的空气。在地铁车辆的新风问题上，不仅要制，一定程度上限制了车内新风量的摄取。新风清注重“量”，更要注重“质”的要求。特别是地铁客车洁度近年也受到人们的关注，在地铁空调客车内新新风量受到各种限制时， 新风利用率更加显得重风的质量也应该引起重视。特别是地铁车辆在隧要。道内运行，客车吸入的新风是隧道内的空气。

参　考　文　献

1 　ASHRAE Standard 62 -1989R : Ventilation for acceptable indoor air quality. 1989

2 　Abdou O A ， Losch H G. The impact of the building indoor environment on occupant productivity -recent of indoor air quality. ASHRAE Trans ， 1994 : 902

3 　Persily A K. Evaluating Building IAQ and Ventilation with Indoor Carbon Dioxide. ASHRAE Trans ， 1997 : 193

4 　沈晋明. 室内污染物与室内空气品质评价. 通风除尘，1995 ，24(4) :10

5 　李先庭，杨建荣，王欣. 室内空气品质研究现况与发展. 暖通空调，2000 ，30(3) :36～40

温室效应的含义篇5

关键词：日光温室；土壤；保温；加热

中图分类号 S625.51 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）08-0063-06

1 引言

日光温室的基本功能之一是提供作物冬季适宜生长的温度条件。温度是影响设施园艺作物生长的最为重要的环境因素之一[1]。虽然农业O施的应用在一定程度上解决了生产中的温度胁迫问题，但是高低温胁迫危害依然严重，一直以来是日光温室生产上的重要限制因素[2]。而对于中国北方的日光温室，最亟待解决的是提高过冬期间日光温室温度。

日光温室内温度调控分为空气温度调控和根系温度调控，它们都是作物的生长重要限制因子。在实际生产中，由于栽培介质的缓冲作用，根际温度变化与气温变化规律相近但时间上相应延缓[3-4]，对作物生长影响更大[5]；且当空气温度适宜时，影响更明显[6-7]。Yan[8]对黄瓜植株的研究表明，根系低温严重抑制了黄瓜的生理活动，当根系温度升高时，黄瓜植株逐渐恢复了正常的生长。适当的根际温度能够促进作物对干物质的吸收积累[9]，Walker的研究发现，在12～35℃范围内，根际温度每降低1℃就能引起玉米生长量下降约20%[10]。此外，陈t[11]的研究表明，根际加温比传统加温更节能，曲梅[12]通过局部根际加温调控比空气全范围加温节能28%左右。因此，根际温度加温在温室作物的温度调控中具有重要的研究意义和价值。

日光温室冬季要提高作物根际温度，最重要的是对土壤（或基质）进行保温及加热。为了解决日光温室冬季土壤温度低的问题，国内学者做了许多研究，提出了许多解决方案。其中大多从单一方面提高土壤温度，或注重温度的提高[13]，或注重节能[14]，或注重耐用性[15]等。本文总结了前人对土壤（或基质）进行保温及加热的研究现状，并进行了展望。

2 日光温室冬季土壤保温方法研究

日光温室热量的主要来源是太阳辐射。而到达土壤表面或植物冠层的净辐射，一部分流入或流出土壤，形成土壤热通量，一部分用于加热土壤和空气（显热），另一部分用于土壤水分蒸发和作物蒸腾作用消耗（潜热），如公式所示：Rn=G+L×ET+H。式中：Rn为净辐射，G为土壤热通量，L为潜在汽化热，ET为蒸散量，L×ET为潜热通量，H为显热通量[16]。

所以室内土壤能量的得失主要有5个途径[17]，一是表层土壤与温室各部分的辐射传热，二是太阳辐射，三是表层土壤与空气的对流热传导，四是相邻土壤层间及各层间土壤的热传导，五是土壤表面冷凝水的潜热。土壤保温措施大都从这5个途径出发，提高土壤蓄热量，减少放热量。

2.1 地面覆盖保温 目前许多试验证明了覆盖透明塑膜、黑色塑膜、黑色砂砾、沥青乳液等[18]对土壤有较好的增温效果，其增温效应主要体现在提高地温平均值和最大值[19]。增温机制[20]为：隔绝了土壤与外界的水分交换，抑制了潜热交换；减弱了土壤与外界的显热交换；覆盖物（如地膜）及其表面附着的水层对长波反辐射有削弱作用而使夜间温度下降减缓。对于覆盖物来说，由于部分阻挡了太阳辐射及与温室各部分的辐射传热，故白天相对裸地获得的热量较少，但是在夜晚，土壤放热量却大大减少。所以良好的保温覆盖物可以较好地进行白天蓄热，又大大减少夜晚放热。覆盖物保温特别是薄膜保温使用方便，成本很低，增温幅度取决于地面覆盖材料的光谱透射率、土壤本身的物理热特性及其外界环境的条件[21]，比如透明薄膜塑料比黑色薄膜塑料的保温性更好。该方法一般可使地温增加1～3℃。但是由于许多覆盖物不可降解，故使用不当会产生污染。

2.2 起垄保温 起垄是一个简便常用的农艺操作，改变了微地形和作物生长的小气候，增大了适宜作物生长的土层，使土层更加松软，利于微生物活动，提高了有效养分，节水保墒，为作物生长创造了一个良好的生态环境[22-23]。垄作栽培的小气候效应主要表现在提高地温，降低周围空气相对湿度，加强作物近地面部通风透光，从而减轻病虫害发生程度，使植株发育良好。除此之外，垄作栽培也改变了土壤的物理性质。黄庆裕[22]等认为，垄作栽培可使土壤的通透性加强，还原性有毒物质减少，同时土壤的蓄热能力、导热能力都比平畦和淹田低，从而使土温、水温提高快，作物生长健壮[24-26]。

除了可以使土壤增温，有研究[27]表明土壤起垄后还可以降温，增温还是降温主要取决于太阳辐射在土垄上的分布状况。比如对于常见的南北向垄作，由于春季上午和下午的太阳高度角较低，阳光主要照射土垄的东、西面，辐射面积小，但是集中，垄温度增高的快；中午则相反。

对于增温土垄来说，其保温增温机制[28]主要有以下2点：一是由于起垄后土壤表面积发生了变化，改变了土壤接受太阳辐射能的面积、部位、角度，可以更充分地接受太阳能，达到增温的效果。二是起垄调节了导热性质等，改变了局部土壤的热物理性质。起垄后，受太阳辐射部分的土壤体积增大，而且由于垄作的土壤较为疏松，故土壤的含水量、空气含量也相应增大，土壤热容量随之增大[29]。综上，起垄后，土壤的孔隙度和容重变小，导热性降低，保温性能增加。

土垄原材料丰富，材料成本较低，但目前日光温室内主要仍是人工起垄，人工成本较大；增温土垄除了可以提高土壤温度，还可以有效地协调小范围的土、水、肥、气、热、光等关系。垄作的表面积相对平作更大，白天蓄热量大而夜晚的散热量也大，故土垄覆膜会减少夜间的散热量，对增加土温更加有效。土垄的蓄热散热量还受土垄含水率、孔隙度、土壤种类等影响，起垄时应综合考虑。

2.3 防寒沟保温 由于空气的传热性能比土壤要小40～100倍[16]，所以除了减少土壤热量向空气中散失，冬季更要减少室内土壤热量向相邻土壤层特别是向室外散失。防寒沟的作用正是阻止室内土壤热量的向外传递。防寒沟的保温效果由填埋深度和厚度、保温材料性能、填埋位置等决定。白义奎等[30]认为防寒沟埋深为0.8m是合理的（以超过当地冻土层深度为准）。对于绝热材料的选择，应考虑含水率、导热系数、整体性等能影响绝热材料的绝热性能的因素。故应该选择吸湿性小、导热系数小、整体性好的材料，比如聚苯板。填埋时温室两侧山墙和后墙也应设置防寒沟。防寒沟建造成本相对前两种较大，不过保温效果良好。对于防寒沟的科学设置、温度场分布、简化施工等方面，国内相关研究较少，但随着对日光温室围护结构研究的深入，如采取多层异质保温墙体、新型覆盖材料[31-33]，使得地面横向传热占总传热的比例及其对日光温室热环境的影响越来越大，其研究也会越来越完善。

2.4 其他土壤保温措施 除了以上保温作用较大且较为常用的方法外，还有几种措施也会对土壤温度有一定的保温作用。一是中耕保温。棚室内土壤因为高强度种植而板结，太阳辐射难以进入根系土层，土层蓄热能力小，致使土壤温度低，易使作物根系受冻。板结土壤团粒结构少，进行适度中耕可优化土壤结构[34]，既能抑制水分潜热失能，又能控温防冻，不足之处是这种方式保温效果有限且人力成本较高，需要不定期的进行整地翻地。二是增施有机肥，在土壤中增施有机肥可以提高土壤对辐射的吸收能力。从加热角度来说，由于一些有机肥分解后产生许多生物热，可以小幅度提高土温。三是掌握适宜的揭放帘时间与方法。赵清友[35]提出双层保温被不同步开闭以提高室内温度。冬季早晨天亮之后，首先揭开上层保温被，过1h左右太阳出来后，再揭下层帘，可有效防止日光温室膜内侧因温度骤降而结冰，同时预防了早晨因揭帘不当而造成的热量损失。下午放帘时间掌握在室温最高时，放下底层保温被保温，待日落前将上层帘全部放下。较高的空气温度会向土壤的辐射和传导更大热量，增加了土壤的蓄热量。土壤保温的优点首先是不需要额外的耗能，更加节能；其次，较少使用设施设备，成本低。缺点是不可控且升温效果不太明显。大部分时候，日光温室冬季需要的热量仅靠保温远远不够，需要对土壤加热。

3 日光温室冬季土壤加热方法研究

由于土壤的热传导速度较慢，一般土壤表层的热量要经过3～4h才能传到20cm深处，有研究[36]表明气温对地温的影响只有2%，即当1m高处的气温为100℃时只能使地温提高2℃。且日光温室中土壤面积大，冬季加热时间长，消耗能源会很大。所以是否使用稳定而廉价的能源及节能、效果好、成本低的加温设备是衡量日光温室冬季土壤加热方法优劣的标准。根据加热所利用能源种类的不同，可分为化石燃料加热、电能加热、太阳能加热、地热能加热、生物质能源、混合能源等土壤加热方式。

3.1 利用化石燃料加热土壤的方式 温室供暖所采用的化石燃料热源设备有燃煤锅炉、燃油锅炉、燃油热风机等。其所采用的燃料是煤炭和柴油[37]，都是高污染的化石能源。使用燃煤锅炉时一般在日光温室采用单栋普通燃煤锅炉热水供暖的方式，需要人工夜间烧锅炉。徐刚毅[38]在温跨度7m，长度40m，热负荷为75w/m2的传统日光温室，经计算如采用燃煤锅炉供暖，一日要产生0.42GJ热量，则需燃煤0.03t（锅炉的燃烧效率按70%计）。该方法虽然可控性强且增温效果明显，但由于能耗大、成本高、环境污染严重，目前使用化石燃料作为加热土壤热源已经较少。

3.2 利用电能加热土壤的方式 电能加热土壤有以下几种能量利用形式：

3.2.1 通过电热器加热冷水，再通过热水管道加热土壤 徐刚毅[38]通过采用新型电锅炉供暖方式对日光温室土壤加温，将水加热至40℃，可以使日光温室的夜间最低的室内气温提高2～3℃，地埋管深度为30cm，据地面5cm处的地温最低，平均为12.6℃；15cm处地温最高，平均温度达到19.8℃。电锅炉采暖具有节能、环保、可控等优势，在技术上和经济上是可行的。该方法的不足之处在于能源转化过程中消耗较大，且当水温接近土温时，热传导速率大大减缓，将低温水加热到接近土温的这部分的能源无法使用，成本高、温度上升滞后。除了使用水管加热土壤外，刘明池[39]使用电加热棒加热冷水，再将热水通入多孔质陶瓷管负压栽培系统，通过多孔质陶瓷管加热土壤，该系统最大的优点就是能够利用负压自动调控土壤水分的同时，还能利用陶瓷管内循环温水调控土壤的温度。而由于这种新型的陶瓷管本身含有大量微细毛细孔，利于水管放热。试验结果显示，加温处理的15cm深度处土壤白天和夜间平均温度分别比对照高出2.7℃和1.2℃。

3.2.2 通过电热元件直接加热土壤 目前较为常见的是利用电加热线加热。肖日新[40]利用DV型电加温线对土壤进行三线加幔相较单线、双线加热，每消耗1W所提升的温度更高。该系统在功率密度为25W/m2的情况下，能使根际土温维持在20℃以上。张红梅[13]使用一种日本生产的具有一定宽度的农用发热膜，这种发热膜是由金属发热丝嵌入聚丙烯保护膜构成的。在温控相同的条件下，发热膜无论在育苗期还是植株生长期，耗电量都小于加温线。其缺点是调控方面欠缺，所以在种子萌发出土后要及时降低昼夜温度，防止作物徒长。除了线状或带状加热元件外，还有板状加热元件。碳纤维层压复合导电发热板[41]具有热效率高、发热均匀、耐腐蚀、便于自动化控制等优点[42]。赵云龙[15]等分析比较了电热线与碳晶电热板加热土壤的效果发现，电热线以自身为辐散中心呈线性散热；而碳晶电热板散热形式为面状，相同功率下其表面温度较低，降低了对植物根系的伤害[43]。对于用电能加热土壤的方法，技术成熟可行，加温效果明显且可控。但是由于成本较高，能耗较大，一般用于早熟促成栽培或是育苗等对温度敏感的生产环节。对土壤的加热总体较为均匀，且土壤升温速度较快，受天气因素影响小。电热加热土壤，能源利用率主要取决于电热元件电转化热的效率，故使用时应选用效率高的电热元件。

3.3 利用太阳能加热土壤的方式 太阳辐射能是一种廉价的清洁能源，但是太阳能直接加热土壤技术上较难实现，一般以太阳能为能源加热土壤需要借助介质，目前较为常见的方法是利用太阳能加热气相（如空气）或液相（如水）介质，再将介质的热能通过管道等设备传递给土壤。

早在20世纪80年代，国内就有一批科技工作者利用太阳能提高温室地温[44]。蒋锦标[45]和叶景学[46]都采用空气作为介质蓄放太阳能给地温加热。张海莲[47]在青海进行太阳能的热效果研究，设计了不同埋深的地热管。王顺生[48]将太阳能集热器和蓄热水箱置于日光温室内，白天集热，夜间散热。刘圣勇等[49]利用太阳能真空管集热器对太阳能集热，使用保温蓄热水箱蓄热，通过循环水泵和地下散热器向土壤传热，平均地温比对照煤炉加热系统的温室提高了4.4℃，产量提高比高达21%，甚至更高。于威[50]也用同样原理在深浅双层埋管方式的基础上，设计了分开深浅双层埋管为各自独立的加温系统，探讨了埋管深度对土壤增温效果的影响，结果表明地下0.8m深地埋管道较0.4m深在阴天将发挥更大效果。而在晴天日二者差别不大。马彦霞等[51]设置了3个埋管深度即地下20cm深处埋散热管、地下25cm深处埋散热管、地下30cm深处埋散热管，对日光温室土壤进行加热试验，结果表明散热管埋在地下25cm处时效果最好，对西瓜的生长和品质有很大提高。除了用太阳能直接加热液相，也可以从空气中提取太阳能，即使用空气源热泵热水器。即利用热泵技术将空气中低品位的热量转移到热水中，从而加热热水，再用热水加热土壤。

影响该方法效率的因素主要有太阳能吸收能力，对介质的保温能力以及散热能力等。该方法节能环保，晴天时效果良好，是当前日光温室长期对土壤加热的主要方法。但是其加热性能受环境影响很大，比如空气源热泵热水机组[52]的制热能力和产水量随着环境温度的降低而降低。当阴天或低温天气，该方法的效果将大打折扣，不稳定。加热效果方面虽然不如电加热加热幅度大，但是主要能源为太阳能，可大大减少成本。

3.4 利用生物质能加热土壤的方式 生物质能是一种通过有氧发酵及厌氧发酵来处理畜禽粪便、秸秆等农业废弃物的生态环保的可再生能源。在有氧条件下通过好氧微生物的作用可使有机固体废弃物达到稳定化（形成腐殖质）、减量化（有机物降解）、无害化（病原性生物失活），并转变为良好的土壤改良剂和有机肥。英国的G.Irvine等[53]研究表明Deerdykes堆肥装置在15d的堆肥周期内可产生7 000～10 000kJ/kg的可利用热，并对提取热的方法进行了全面研究，设计出一种气水换热器，得到43℃以上的热水，并从经济性角度分析了分解热回收利用是可行的。根据反应物含固率的不同分为湿式和干式，为厌氧消化两种方式。传统的发酵技术一般用湿式厌氧发酵技术即将稻秆等有机固体废弃物与人畜粪便等有机物混合，在厌氧微生物的作用下产生沼气。但湿式厌氧发酵技术的应用范围和地域因其耗能高、反应物预处理成本高而受到限制。沼气发酵时会产生大量的热能，韩成付[54]在平均温度31.6℃进风条件下对玉米秸秆好氧分解产热特性研究发现，出风温度峰值达57.9℃，平均产热速率为3.0W/kg（以湿重计），折合单位容积反应器产热速率为501.6W/m3，7d可回收总热量为342.7MJ。故在综合农业园区，日光温室利用发酵余热加热土壤。美国和英国等国家已有农场在利用稻秆和畜禽粪便进行好氧堆肥的同时，采用换热器或热粟等方式回收好氧堆肥反应过程中产生的生物热，进行供暖和供热的报道。

由于发酵本身也需要维持较高温度，甚至有时还需要加热，所以发酵过程中能提取的能量有限。除了利用发酵产生的热量，在我国东北地区还利用燃池进行日光温室土壤加热。燃池是一种利用以生物质为主的各种价格低廉废弃物的加温方法，可持续供热、且均匀稳定。研究表明[55]，燃池可以显著提高地温，在纵向距燃池中心0.5m、1.5m、3.5m、7.5m温度测点试验数据表明，分别提高了26.88℃、9.06℃、1.76℃、1.76℃；燃池对空气的提温效果也很显著，平均温度提高了3.6℃。不足的是传热过程中温度梯度很大，范围比较窄，影响加温效果。

使用生物质能源加热温室土壤的方法具有可持续性，最大的问题在于稳定性和持续性差，控制温度难度大。而对原材料要求较多，一是需要发酵、燃烧原料，二是发酵时的环境要求较严格，三是配套设施较多。

3.5 利用地热能加热土壤的方式 这里的地热能包括非地热井田区域的较深层次的土壤所拥有的低位热能以及地热井田的高位热能。张玉瑾等[56]利用温度采集系统测得青岛即墨市土壤初始温度分布，结果显示，0～20m浅层土壤随着深度的增加，温度逐渐上升，20～90m时土壤温度稳定在14℃左右，达到了恒温；90～103m，土壤温度又有一定幅度的上升，最高为16℃左右，其温度在冬季高于地表，可以用于加岜聿阃寥馈6温室由于其自身的蓄热效应被认为是利用浅层地能最有效的设施之一，冬季通过热泵技术和夏季蓄积的热量可以加热温室。方慧[57]等采用地面供暖方式，将加热管置于地表以下，然后以整个地面作为散热面加热温室。该试验主要目的是为了加热室内空气，但该方法也应用于加热表层土壤。除了利用深层土壤所拥有的低位热能，一些拥有丰富地热资源、地热井田的地区可以利用温度较高的地热能建设地热温室。亢树华[58]研究1985年于海城市东四方台西地郑家街建设的地热温室，发现进水口平均温度可达88.2℃，在放热量为250.92～292.74kJ/m2的情况下，试验温室气温可与室外造成32℃温差。而在进水温度为72℃时，加热土壤，10～30cm的土壤温度均在20℃以上，黄瓜增产58.3%。

天然的地热活动区只有在特定的区域才可以使用，不过加热效果特别好，加热效率高，成本低，稳定性好，唯一缺点就是对施工要求很高。一般地区只能利用较深层土壤自身的低位热能对冬季浅层土壤进行加热，由于两者温差不大，加热效果往往不尽人意，反而是加热室内空气效果较好。不过土壤的蓄放热能力较好，具有很大利用潜力。

3.6 利用混合能源加热土壤的方式 太阳能、生物质能、地热等新能源有来源不稳定，能量不足等缺点，而来源稳定的化石燃料及电能对环境污染较大且耗能严重，对于这一点，许多学者选择将两种或多种能源组合运用，取得了很好的加热效果。

首先，太阳能与地热能组合优缺互补。太阳能热泵在天气情况好的季节（夏季）供热量较大，但是需热量较小，天气情况差的季节（冬季）供热量较小，但是需热量较大，而地源热泵由于土壤温度常年稳定，其供需热量规律恰好相反；地源热泵可以弥补太阳热泵受天气影响的缺点，太阳能热泵可以弥补地源热泵供热不足的缺点，提高土壤源热泵的COP[59]。目前其在温室的应用主要集中在加热空气，土耳其太阳能协会的Onder Ozgener[60]采用内径为32mm，埋深为50m的垂直U型地埋管太阳能辅助地源热泵用于温室供热系统的运行性能研究。这个系统设计安装在土耳其的伊兹密尔市法治大学太阳能协会，根据2004年1月20至3月31日的供暖测试发现，土壤热提取速率平均为57.78W/m，结果显示，单一的中央供能系统（不依赖其他供能系统）在环境温度很低的情况下不能满足温室的热损失。戴巧利[61]利用主动式太阳能集热/土壤蓄热系统对日光温室进行加温，与自然辐照温室相比地温平均升高2.3℃，蓄热量达228.9～319.1MJ，加热效果显著。王侃宏[62]设计了太阳能辅助加热土壤源热泵系统，试验显示热泵COP埋管出口水温变化成正比，太阳能加热之后COP提高到3，效果很好。

其次，太阳能空气集热-土壤蓄热组合也得到应用。戴巧利[63]设计的温室增温系统，是这两者组合的恰当应用。当太阳辐射能透过透明盖板后，其能量被镀有选择性涂层的吸热板吸收，加热工质（空气）然后送到地下管道，通过空气将热量传给地下土壤，最后将带有尾热的空气送入温室加温。加热效果显著：可将温室内气温提高3℃左右，提高土壤温度2.5℃左右。在夜间可进一步提高室内温度，平均提高4℃左右。混合能源可以互相弥补各自能源的不足，不过加热效果仍有待提高，合理控制设备成本会有较好的应用前景。

4 总结与展望

在日光温室的能源利用方面，随着日光温室室内空气保温加热技术的发展与完善，土壤保温与加热的地位越来越高。目前常用的土壤保温技术如覆膜、起垄、设防寒沟等技术成熟、操作简单，成本低，但是需要一定的人力，所以适合日光温室生产的起垄覆膜机械有待研发与推广。为了将冬季日光温室土壤温度提升至适宜作物生长的范围，在土壤保温的基础上，发展合理、节能、稳定的土壤加热系统很有必要。除了化石燃料及电能等高耗能、高成本能源外，凡利于农业生产及推广的各种可再生的清洁能源都可以利用，不过其中低位能源较多。其中空气源主要碜蕴阳辐射能，因受自然天气的影响而致使运行不平稳均匀。正是因为受天气制约，致使棚室需热期与供热期的严重不匹配，这也是空气热泵亟需解决的问题；水源因区域、水质和蓄能量差别使其难以大面积推广应用；太阳能因随季节变难以保证均匀稳定；地源热因前期建造工程复杂、成本较大，换热器COP较低且随使用逐渐降低[64]，制约其大范围推广。因此，有必要开发利用混合能源的日光温室土壤加热系统。以可再生能源为主，在作物对温度需求敏感时期可补充使用化石燃料、电能等的模式具有很好的推广价值。

日光温室中，传统的土壤种植将逐渐被无土栽培取代。无土栽培具有以下优点[65]：提高水分、养分利用效率；良好的解决了传统土壤栽培中难以解决的水肥气热矛盾。无土栽培是解决设施土壤连作障碍最有效的方法。但基质的蓄热保温性能劣于土壤，冬季暴露在空气中的基质温度过低。傅国海[66]设计了一种起垄内嵌式基质栽培模式，土垄包被基质栽培槽，并通过塑料膜与基质隔离，利用土壤良好的蓄热保温性能来提高根际夜间温度。在此栽培基础上，利用主动蓄放热系统[67]等其他土壤加热系统，可能会有很好的增温效果。

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温室效应的含义篇6

【关键词】建筑；外墙；外保温；节能 施工

目前，建筑节能化是大势所趋，在建筑外墙保温我国在建筑节能方面已投入了相当的人力、财力和物力资源，并已取得了一定的成绩，但研究工作主要限于建筑节能技术和建筑节能政策方面，对于建筑施工阶段的质量管理和控制仍关注不足，研究节能建筑外墙外保温的施工管理过程，在实际分析基础土，提出相应的管理措施和建议，提高节能建筑外墙外保温施工的质量管理水平。

1 外墙外保温系统的主要技术特点

对外墙进行保温，无论是外保温、内保温还是夹心保温，都能够使冷天外墙内表面温度提高，使室内气候环境有所改善。然而，采用外保温则效果更加良好，其原因是：

1.1 外保温可以避免产生热桥。在采用同样厚度的保温材料条件下，外保温要比内保温更有利如：内外墙交接处、外墙圈梁、构造柱、框架梁及顶层女儿墙与屋面板交界处周边所产生的"热桥。外保温可以使热损失减少约1/5，从而节约了能耗。

1.2 有利于室温保持稳定。在进行外保温后，由于内部的实体墙热容量大，室内能蓄存更多的热量，使诸如太阳光照或间歇采暖造成的室内温度变化缓慢，室内较为稳定，生活较为舒适：也使太阳辐射得热、人体散热、家用电器及炊事散热等因素产生的“自由热”得到较好的利用，有利于节能，而在夏季，外保温层能减少太阳辐射热的进入和室内高气温的综合影响，使外墙内表面温度和室内空气温度得以降低。可见外墙外保温有利于使建筑冬暖夏凉。

1.3 有利于改善室内热环境质量。室内居民实际感受到的温度，既有室内温度又有围护结构内表面温度的影响，这就证明，通过外保温提高外墙内变面温度即使室内的空气温度有所降低，也能得到舒适的热环境，在加强外保温，保持室内热环境质量的前提下，适当降低室温，可以减少暖负荷，节约能源。

1.4 保护主体结构延长建筑物的使用寿命。由于采用了外保温的结果，内部的砖墙或混凝土墙受到保护，室外气候不断变化引起墙体内部较大的温度变化发生在外保温层内，使内部的主体墙冬季温度提高，湿度降低，温度变化较为平缓，热应力减少，因而主体墙产生裂缝、变形、破损的危险大为减轻，寿命得以大大延长。

1.5 增大了房屋的使用面积。 据统计，当主体结构为实心砖墙时，每户面积可增加1.2平方米以上，当主体结构为混凝土空心砌块时，每户可增加使用面积1.6平方米以上。

2 外温技术

外保温与内保温相比，技术合理，有其明显的优越性，使用同样规格、同样尺寸和性能的保温材料，外保温比内保温的效果好。外保温技术不仅适用于新建的结构工程，也适用于旧楼改造，适用于范围广，技术含量高；外保温包在主体结构的外侧，能够保护主体结构，延长建筑物的寿命；有效减少了建筑结构的热桥，增加建筑的有效空间；同时消除了冷凝，提高了居住的舒适度。

2.1 外挂式外保温

在施工中，采用外挂的保温材料有岩（矿）棉、玻璃棉毡、聚苯乙烯泡沫板（简称聚苯板，EPS、XPS）、陶粒混凝土复合聚苯仿石装饰保温板、钢丝网架夹芯墙板等。其中聚苯板因具有优良的物理性能和廉价的成本，已经在全世界范围内的外墙保温外挂技术中被广泛应用。该外挂技术是采用粘接砂浆或者是专用的固定件将保温材料贴、挂在外墙上，然后抹抗裂砂浆，压入玻璃纤维网格布形成保护层，最后加做装饰面。还有一种做法是用专用的固定件将不易吸水的各种保温板固定在外墙上，然后将铝板、天然石材、彩色玻璃等外挂在预先制作的龙骨上，直接形成装饰面。这种外挂式的外保温安装费时，施工难度大，且施工占用主导工期，待主体验收完后才可以进行施工。在进行高层施工时，施工人员的安全不易得到保障。

2.2 聚苯板与墙体一次成型

采用聚苯板与墙体一次成型技术，是在混凝土框-剪体系中将聚苯板内置于建筑模板内，在即将浇注的墙体外侧，然后浇注混凝土，混凝土与聚苯板一次浇注成型为复合墙体。该技术解决了外挂式外保温的主要问题，其优势是很明显的。由于外墙主体与保温层一次成活，工效提高，工期大大缩短，且施工人员的安全性得到了保证。而且在冬季施工时，聚苯板起保温的作用，可减少围护保温措施。但在浇注混凝土时要注意均匀、连续浇注，否则由于混凝土侧压力的影响会造成聚苯板在拆模后出现变形和错茬，影响后序施工。其中内置的聚苯板可以是双面钢丝网的，也可以是单面钢丝网的。双面钢丝网聚苯板与混凝土的连接，主要是依靠内侧钢丝网架与墙体外侧配筋相绑扎及混凝土与聚苯板的粘接力，其结合性能良好，具有较高的安全度。单面钢丝网聚苯板与混凝土的连接，主要依靠混凝土与聚苯板的粘接力以及斜插钢筋、L 型钢等与混凝土墙体的锚固力，结合性能也较好。与双钢丝网相比较，单面钢丝网技术因取消了内侧钢丝网和安装保温板前的板外侧抹灰，节省了工时和材料。其造价可降低10%左右。但此两种做法都采用了钢丝网架，造价较高，且钢材是热的良导体，直接传热，会降低墙体的保温效果。

2.3 聚苯颗粒保温料浆外墙保温

将废弃的聚苯乙烯塑料（简称为EPS）加工破碎成为0.5~4mm 的颗粒，作为轻集料来配制保温砂浆。该技术包含保温层、抗裂防护层和抗渗保护面层（或是面层防渗抗裂二合一砂浆层）。其中ZL 胶粉聚苯颗粒保温材料及技术在1998 年就被建设部列为部级工法。这种工法是目前仍被广泛认可的外墙保温技术。该施工技术简便，可以减少劳动强度，提高工作效率；不受结构质量差异的影响，对有缺陷的墙体施工时墙面不需修补找平，直接用保温料浆找补即可，避免了别的保温施工技术因找平抹灰过厚而脱落的现象。同时该技术解决了外墙保温工程中因使用条件恶劣造成界面层易掉粘空鼓、面层易开裂等问题，从而实现外墙外保温技术的重要突破。与别的外保温相比较，在达到同样保温效果的情况下，其成本较低，可降低房屋建筑造价。

3 建筑节能

3.1 建筑节能的意义

为了可持续发展，必须保护能源。国家每年新建和改建的几千万建筑要消耗几十亿吨树、砖石和矿物材料，造成森林的过度砍伐，带来土地的破坏，大大破坏了自然环境。住宅与公共建筑的采暖、空调、照明和家用电器等设施消耗占全球三分之一能源，主要是化石能源。而化石能源燃料是地球经历了亿万年才形成的，它将在几代人中 间消耗殆尽。所以建筑节能即是在建筑中合理使用和有效利用能源，不断提高能源利用能源。在某种意义上称作“提高建筑中能源利用率”。也就是说，并不是消极意义上的节能，而是从积极意义上提高利用效率。

温室效应的含义篇7

关键词：建筑；节能；意义；措施；

能源是发展国民经济、改善人民生活的重要物质基础。自70年生全球性的能源危机后，世界各国政府对能源的利用情况进行了全面的实事求是的分析，其中诊断建筑能耗是一个重要的组成部分，各国在建筑设计和施工、新型建筑保温材料的开发和应用、建筑节能法规的制定和实施等方面做了很多的工作，不但节省了大量的能源，取得了可观的经济效益，同时改善了环境。我国的建筑节能工作在90年代开始启动。随着我国经济发展，人民生活水平的提高，全国建筑能耗呈稳步上升的趋势，加大了我国能源压力，制约着国民经济的持续发展，因此降低建筑能耗已是刻不容缓。

1、建筑节能理念的提出及其含义

我国于20世纪80年代初提出民居设计的采暖能耗标准，到《民用建筑节能管理规定》的，我国全面启动了居住建筑节能的工作。节能型民居的含义有两层，一是保证住宅的功能和舒适度，二是按照国家标准节能50%的既定目标，降低能耗并尽量实现资源的循环利用，打造资源节约型住宅。

要实现建筑节能，就要在工程设计中运用科学的规划布局和合理的建筑结构造型。具体来讲，就是要根据各地的气候特点，进行合理的住宅分区，在保证健康卫生和充足采光的前提下，确保建筑物的平面布置和整体规划有利于日照、避风以及通风，并根据小区的住宅层数和人口规模，进行合理的配置绿化，降低硬化地面比例，构建良好的小区环境，充分满足小区居民的居住和生活需要。

2、目前采用的民用建筑节能技术措施

2.1 外墙的外保温节能措施

2.1.1外挂的外保温

保温材料有岩（矿）棉、玻璃棉毡、聚苯乙烯泡沫板（简称聚苯板，EPS、XPS）、陶粒混凝土复合聚苯仿石装饰保温板、钢丝网架夹芯墙板等。其中聚苯板因具有优良的物理性能和廉价的成本，已经在全世界范围内的外墙保温外挂技术中被广泛应用。

2.1.2聚苯板与墙体一次浇注成型

混凝土框―剪体系中将聚苯板内置于建筑模板内，在即将浇注的墙体外侧，然后浇注混凝土，混凝土与聚苯板一次浇注成型为复合墙体。

2.1.3聚苯颗粒保温料浆外墙保温

将废弃的聚苯乙烯塑料（简称为EPS）加工破碎成为0.5~4mm的颗粒，作为轻集料来配制保温砂浆。该技术包含保温层、抗裂防护层和抗渗保护面层（或是面层防渗抗裂二合一砂浆层）。其中ZL胶粉聚苯颗粒保温材料及技术在1998年就被建设部列为部级工法。

2.2 门窗的节能技术措施

2.2.1 尽量减少门窗的面积

门窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，面积约占建筑外维护结构面积的 30%，其能耗约占建筑总能耗的 2/3，其中传热损失为 1/3。所以门窗是外维护结构节能的重点。所以在保证日照、采光、通风、观景条件下，尽量减少外门窗洞口的面积。

2.2.2提高门窗的气密性

通过改进门窗产品结构（如加装密封条），提高门窗气密性。防止空气对流传热。加设密闭条是提高门窗气密性的重要手段之一。

2.2.3使用新型保温节能门窗

采用热阻大、能耗低的节能材料制造的新型保温节能门窗（塑钢门窗）可大大提高热工性能。同时还要特别注意玻璃的选材。玻璃窗的主要用途是采光，但由于冬季单层玻璃窗的耗热量占锅炉负荷的10%～20%，因而控制窗墙比在30%～50%范围内时，窗玻璃尽量选特性玻璃，如吸热玻璃，中空玻璃。

2.2.4合理控制窗墙比

通过外窗的耗热量占建筑物总耗热量的 35%～45%。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%。

2.3屋顶的节能技术措施

2.3.1 屋顶加强保温

在多层建筑围护结构中，屋顶所占面积较小，能耗约占总能耗的8%-10%。因此，加强屋顶保温对建筑造价影响不大，节能效益却很明显。

2.3.1屋面绿化的保温隔热性能

夏季绿化屋面与普通屋面比较，表面温度平均要低6.3℃，屋面下的室内温度相比要低2.6℃。因此，屋顶绿化作为夏季隔热有着显著效果，可以节省大量空调用电量。

2.4采暖系统节能技术措施

2.4.1集中供暖：城市供暖的主力军

目前小区集中供暖方式最为常见，业主买房时大都优先考虑这种方式。因为燃煤污染严重，现在在城市中被限制使用，集中供暖一般以城市热网、区域热网或者较大规模的集中供暖为热源，通过管道输送给各家各户。

2.4.2分户取暖：自由调温

分户取暖在房地产开发中得到了很大的发展，通常将壁挂炉安装在厨房或阳台上，通过燃烧天然气来供暖，与壁挂炉相连的是室内管线和散热片，一般可同时实现暖气和热水双路供应。

2.4.3地板辐射式采暖：可节约能源10%到20%

地板辐射式采暖是通过埋设于地板下的加热管――铝塑复合管或导电管，把地板加热到表面温度18至32摄氏度，均匀的向室内辐射热量来达到取暖效果。同时它可以由分户式燃气采暖炉、市政热力管网，小区锅炉房等各种不同方式提供热源。适用于精装修公寓。

地板辐射式采暖的优点很多，一是地面温度均匀，热气自下而上逐渐递减，舒适度高；二是空气对流减弱，可以降低室内灰尘，三是与其他采暖方式相比可节约能源10%到20%，同时还能节约2%到3%的室内使用面积，四是拥有良好的隔音效果。

2.4.4电热膜采暖：户内无暖气片

电热膜采暖以电力为能源，是将特定的导电油墨印刷在两层聚酯薄膜之间制成的纯电阻式发热体，配以独立的温控装置，以低温辐射电热膜为发热体。大多数是天花板式，也有少部分铺设在墙壁中，甚至地板下。具有恒温可调，经济舒适，绿色环保，寿命长，免维护等特点。适用于精装修公寓。

电热膜采暖达到户内无暖气片，房间使用面积可增加2%至3%，便于装修和摆放家具，一般不需要维护，比较清洁无污染，可用温控器调节室温。不过，电热膜升温较慢，一般需要1到1.5小时才能达到18摄氏度左右，系统安装要与装修同步。不能在顶棚上钉钉子、钻孔，电能供应不畅通、不稳的小区不宜采用。

温室效应的含义篇8

寿光市地处山东半岛中部，北濒渤海，属暖温带半湿润气候。当地年平均气温为12.7℃，年最高平均气温14.2℃，年最低平均气温11.4℃；月平均气温7月最高，为26.5℃，1月最低，为－3.1℃。全年平均日照时数2548.8h，≥10℃的有效积温为4303.8℃，年平均无霜期195天。土壤为褐土，土层厚度70cm～80cm，土壤pH值7.1，土质肥沃，有机质含量高。得天独厚的光热资源，为蔬菜生产提供了基础，据统计，全市蔬菜播种面积发展到约5.33万公顷，年产优质蔬菜40亿kg，其中日光温室32万个，占地约2.33万公顷。

创新半地下式日光温室建造技术

寿光市高效节能型日光温室的构造特点

目前，寿光市当地蔬菜生产中普遍推广应用的温室类型是半地下式日光温室。它主要依靠太阳光的温室效应积聚热量和凭借夜间的保温设备来维持室内温度，实现蔬菜反季节生产，温室南端设有防寒沟，一般不配备加温设备。这种温室保温好、采光充分、投资低、节约能源，因此被称为高效节能型日光温室。

半地下式日光温室主要由围护墙体、后屋面和前屋面三部分组成，利用挖掘机下挖土层，筑成土墙，使蔬菜栽培平面低于原地平面1.0m～1.5m。这种温室采用钢架和毛竹混合结构。脊高处设一排立柱。与普通温室相比，具有以下结构性能特点：墙壁厚一般在60cm以上，冬季外墙培土后实际厚度更大，后屋面厚且仰角大(35°～40°)，后墙面着光性好：温室长度一般60m～80m，室内跨度10m～12m，脊高4.2m～4.5m，采光面多用毛竹弯成拱形，基部50°～60°，中间20°～30°，顶部10°～20°，采光效果好；覆盖材料多用防老化无滴聚氯乙烯薄膜，冬季加盖草苫等。为减少下挖形成的温室南墙对室内蔬菜的速阳，当地菜农在挖土筑墙时，将前后温室间的空地先下挖1m左右，挖出的土用来筑墙，并且将温室内的走道和水沟布置在温室南部，把蔬菜种植到靠近北墙的地方，充分利用了室内空间，提高了产量。

这种温室建造成本较低，包括塑料薄膜、草苫和电动卷帘机在内，每667m2造价在5万元左右，是空心砖墙、全钢架结构日光温室造价的50％左右，保温效果显著优于地面建造的空心砖墙日光温室，一般室内深冬最低温度较地面建造的空心砖墙日光温室也可高2℃～4℃。

寿光菜农结合当地土层深厚、地下水位低等实际情况，本着降低建造成本和便于机械施工的原则，建造的温室具有后坡长、仰角高、后墙短等特点，能有效提高温室大棚采光和保温性能，室内外气温差可保持在21℃～25℃以上，其中，前屋面是温室的全部采光面，前坡面的保温材料使用柔性材料以便日出后收起，日落时放下和机械化作业。白天采光时段前屋面上只覆盖塑料膜采光，当室外光照减弱时，及时覆盖上草苫，并加盖塑料膜，以加强温室的保温。

太阳辐射是作物进行光合作用和维持日光温室温度的唯一光源，温室透光率是确定种植蔬菜品种和决定蔬菜产量高低的关键因素。为提高采光率，寿光市在各蔬菜主产区推广使用聚氯乙烯膜(PVC)、醋酸乙烯膜复合膜(EVA)等新型覆盖材料，这些薄膜具有透光性好，保温性强，耐高温、扩张力强等特点，透光率一般在80％以上，是当地蔬菜生产中广泛使用的几种覆盖材料。

积极推广设施农业机械化，提高劳动生产率

寿光是个农业大市，近年来，随着农业产业结构的不断调整，蔬菜面积越来越大，而蔬菜生产的环节主要靠人工体力作业，效率低、成本高、劳动强度大，严重影响了温室蔬菜的进一步发展。为了推广设施农业机械化新技术、新机具，当地农机局实施了农业机械化创新示范项目，利用报纸、电视台、网络等媒体，召开现场会，举办培训班等多种形式强化宣传，然后采用布点示范的方式在全市范围内推广，取得了良好的效果。自2008年实施设施农业机械化创新示范项目至今，共完成旧温室改造15万个，电动卷帘机发展到1万多台，小型多功能耕作机达到了3000多台，32万个塑膜温室实现了土地耕翻机械化，草苫制作全部实现了机械化。据试验观察，一个80m长的温室使用电动卷帘机，每天相对延长光照1个多小时，温室温度比人工卷帘的提高5℃左右，蔬菜提前10天～15天上市，每个温室一个冬季可增加收入1500元左右，每年可为全市菜农增加收入1.98亿元，节省213万个人工日。另外，滴灌技术、CO2施肥器、奥氧杀菌消毒、植物补光等也开始被广大菜农所认识，为改善作物的生长条件，生产绿色、安全、无公害蔬菜创造了条件。

结合土壤改良，进行配方施肥

深翻改土

目光温室连年生产，室内温度高、湿度大，土壤中病原菌较多，如不消毒，将带来严重的经济损失。针对使用5年以上的日光温室，当地菜农在温室夏季闲置期，用小型挖掘机对土壤进行深翻，深度达60cm～70cm。深翻后，密闭温室，并于地面覆盖地膜，然后灌透水进行“高温闷棚”，温室密闭10天～15天后，晴天地表温度可达到50℃左右，能够有效灭除致病微生物及部分地下害虫，获得局部生态防治的良性效应。改土效果一般可维持2年左右。

增施鸡鸭粪、稻壳、厩肥，改善土壤结构

在6～8月日光温室休闲期，按蔬菜定植行距分别开深和宽各50cm的沟，每867m2沟施切碎的麦秸或玉米秸或稻壳2500kg-3000kg，并撒施碳酸氢铵50kg，鸡鸭粪或厩肥2000kg，并将所施有机肥和表土往秸秆上培成垄，密闭温室，并盖严地膜，浇透水，使作物秸秆腐烂发酵，充分腐熟土壤内有机肥，增加土壤有机质含量，改善土壤团粒结构，培养有益微生物群落，从而收到改善土壤物理结构的效果。

因地制宜，配方施肥

寿光市各乡镇设立的土肥站，按照农业部制定的测土配方施肥规范，对各乡镇蔬菜种植区进行土壤养分测定，根据不同蔬菜需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应，在合理施用有机肥料的基础上，提出氮、磷、钾及中、微量元素等肥料的施用指标和施用方法，指导农民科学施肥。测土配方施肥改善了土壤营养状况，提高了肥料利用率，降低了农业生产成本，增加了农民收入。

大力推广工厂化育苗技术

穴盘育苗

穴盘育苗采用精量播种，一穴一粒，一次性成苗。其优点突出表现为缓苗期短，成活率高，适合机械化操作，规范化管理。随着高价位种子的应用和劳动力成本的提高，工厂化穴盘苗逐渐得到了菜农的认可，育苗企业迅速在寿光当地崛起。目前，在寿光市已经涌现出如新世纪、红梅园艺、百利、众信、农丰等近30家工厂化育苗公司。这些企业用现代智能温室和改建的大型日光温室为场地，采用规范化育苗技术规程和工厂化生产手段，大量培育穴盘苗，育苗规模不断扩大，年育苗量可达2亿株～3亿株，极大地满足了当地蔬菜种植需求，提高了育 苗质量。

大量使用嫁接苗

嫁接苗保持了砧木的抗旱、抗寒、抗病等优良性状，可增强栽培品种的适应性和抗逆性，且多数砧木可用种子繁殖，繁殖系数高，便于大面积推广。目前，这一技术在寿光市被广泛应用于黄瓜、茄子、辣椒、番茄等蔬菜。如嫁接黄瓜的根系发达，抗逆性强，商品性好；以托鲁巴姆为砧木培育的茄子嫁接苗能抗根结线虫：嫁接辣椒则可以有效克服根腐病、茎基腐病、青枯病等土传病害的发生等，均获得了令人瞩目的效益，受到当地菜农的欢迎。

调整栽培茬次，实行套种轮作

实施两茬栽培

近几年来，寿光菜农实行秋冬茬和冬春茬两茬栽培，在最寒冷的1～2月份进行倒茬。两茬栽培模式使连阴天多、光照弱、温度低的冬季和高温、雨量集中的夏季，处于育苗阶段和生长发育可塑性、抗逆性强的前期或后期，这样不仅安全有保障，且可提高秧苗质量，使作物旺盛生长和结实供应期在适宜的环境条件下，即使后期遇到不良气候，其产量也已经形成，避免了越冬风险，有利于控制病害的发生和危害，显著提高产量，延长供应期，增加了经济效益。

推广应用套作

实行套作，可充分利用日光温室5～9月闲置期，合理利用设施的土地、空间、生育积温、光照等生态条件，达到周年供应不断目的，进而提高蔬菜产量和效益。

在寿光温室蔬菜套作中被广泛采用的是黄瓜套作苦瓜技术。寿光菜农在定植黄瓜后，在黄瓜株间播种苦瓜。这样，初冬至春节前后收黄瓜，此期间黄瓜价格高。到春节后黄瓜价格下降时，则隔一株去一株黄瓜，一周后全部拔掉黄瓜，让苦瓜生长，结瓜，此后室内温度升高，苦瓜生长结实旺盛，价格也好，可比纯作黄瓜增收30％，且丰富了市场供应。

实行与大田作物轮作

在寿光日光温室蔬菜主产区，对使用5年以上的温室，利用5～9月闲置期，安排了温室内种植夏玉米试验，经连续观察，种植越冬茬黄瓜、番茄的日光温室，夏季种一茬夏玉米后，土壤中硝酸盐含量可降低60％～70％，土壤pH值可升高0.2～0.3，大大降低了硝酸盐淋失污染地下水的风险，并对抑制土壤酸化起到一定作用。

健全完善无公害蔬菜生产规范管理体系，全力打造品牌蔬菜

温室效应的含义篇9

【关键词】生物炭；温室气体；固碳；减排；零碳；低碳农业

生物炭通常指树木、农作物废弃物、植物组织或动物骨骼等生物质在无氧或部分缺氧及相对低温（

生物炭具有巨大的比表面积、发达的多孔结构，表面有大量的官能团，对有机物和重金属离子具有强烈的吸附能力，因此生物炭常被用在污染物吸附、重金属污染治理、土壤改良等方面。近年来，生物炭在土壤中的固碳减排效应成为各研究机构和学者关注的重点，被认为是缓解温气候变暖的有效途径。生物质炭化成本低，原料充足，制得的生物炭具有高度稳定性，在土壤中具有明显固碳减排的作用，目前对其研究主要集中在碳封存和减少温室气体排放两个方面，弱化了生物炭替代氮肥生产及使用过程所产生的减排效应，没有严格的从“固碳”、“减碳”和“零碳”三个方面细分进行研究，生物炭在替代化肥生产使用量方面所起的“零碳”效应潜力巨大，也是固碳减排的重要方面。本文综合论述了生物炭的“固碳”、“减碳”和“零碳”效益，以及生物炭在低碳农业中的应用，为今后生物炭的研究和应用提供参考。

1.生物炭在固碳减排领域的效应

1.1 生物炭在土壤中的储碳、固碳效应

CO2在全球温室气体排放中所占比重最大，全球每年CO2排放量达250多亿t[3]。土壤是引起气候变化和全球变暖的温室气体重要的排放源，土壤和植物根系的呼吸作用释放的CO2占全部CO2排放的20%[4]。同时，农田土壤也是重要的碳汇，是《京都议定书》认可的固碳减排方法之一，在减少温室气体排放，稳定大气CO2浓度中具有重要地位。自然条件下，植物经过光合作用吸收的CO2，50%进过植物呼吸作用返回到大气，另50%经过矿化作用转化为CO2（碳中性），没有任何净固碳作用。而如果将植物残体炭化，植物残体中剩余的25% 的C 被转化为生物炭施加到土壤中，由于生物炭非常稳定，可能仅有大约 5% C在土壤微生物的作用下矿化分解成 CO2返回到大气中，整个大气中碳会因此减少20%（碳负性）[5]。生物炭具有高度的芳香化结构，具有很强的抗腐蚀性，同时能与土壤中矿物质形成团聚体，减弱微生物对生物炭的作用，能够长时间的保留在土壤中，起到碳储存的作用。Kuzyakov 等[6]研究表明，生物炭在土壤中的平均停留时间大约为 2000 年，半衰期约为 1400 年。另外，生物炭能够扩充土壤有机碳库，增加土壤的碳封存能力和肥力。生物炭的碳封存途径，一是通过炭化直接使易矿化的植物 C 转变为稳定的生物炭；二是通过增加植物生物量，提高了植物对大气 CO2的捕获能力，增大植物体转变成土壤中的有机碳[7]；还能够通过改变土壤中有机质（SOM） 腐质化、稳定性和呼吸速率等，抑制土壤有机碳（SOC）的分解，起到碳封存的作用[8]。将生物炭作为储碳形式，埋在土壤或者山谷中，能够实现大规模的碳封存效果，对于减缓气候变化具有重大意义。

1.2 生物炭的“零碳”效应

生物炭的零碳效应主要体现在增加作物产量，代替或减少化肥使用量，从而在化肥全过程中不排放或者减少温室气体的排放。化肥的生产及运输过程中消耗大量的能源，West等[9]研究认为，在整个氮肥生产和运输过程中所排放的温室气体为0.857gCO2-CgN-1。程琨等[10]对农作物生产碳足迹的分析表明，农业化肥投入引起的碳排放约占农作物生产总碳排放的60%，其中氮肥占95%`。土壤N2O排放量与施肥量存在线性相关关系，王效科等[11]研究发现，当化肥施用量减少到0和50%时，土壤N20减排量分别占当前排放的41%和22%。并且氮肥使用量减少30%不会造成粮食的减产[12]，因此减少氮肥使用量是农业减排的重要途径。生物炭施加到土壤中，能够明显改善土壤营养状况，起到缓释肥作用，减少或替代化肥的使用，从而减少化肥生产过程中及施用过程中温室气体的产生。据估算，10t的生物炭能够替代1t氮肥，从而可以减少1.8t碳当量的温室气体产生[13]。生物质炭化过程电耗低，电耗产生的CO2排放远低于生产氮肥的CO2排放量。生物炭就地炭化可以直接还田，也可以与肥料混合制成炭基肥，替代或减少氮肥的施用量，从而减少生产及运输氮肥过程的能耗，减少温室气体的产生，因此生物炭具有显著的“零碳”效应。

1.3 生物炭的“减碳”效应

CH4在100a尺度的全球变暖潜能值（GWP）是CO2的21倍，大气中CH4的浓度是N2O的6倍，高达1800ppb。N2O的GWP是CO2的298倍，可稳定存在长达150年[14]，农业活动产生的CH4约占大气CH4的 50%，主要来源是水稻种植、动物养殖。化肥的大量使用是N2O最主要的人为排放源。生物炭施加到土壤中，能够显著的降低CO2、CH4及N2O等温室气体的排放量，具有明显的“减碳”效应。生物炭在土壤中通过表面吸附溶解性有机碳（DOC），并促进包裹有机质的土壤颗粒的形成，降低土壤有机碳的矿化作用，减少CO2排放[15]，Steiner 等[16]研究发现自然状况或者添加鸡粪、堆肥、树叶等有机质的土壤中，添加生物炭后，土壤中C的损失率从25%以上降低为4%～8%。王欣欣等[17]研究发现，水稻土中添加不同用量的竹炭，CH4和N2O季节累计排放量比对照组降低了58.2%～91.7%和25.8%～83.8%，相对于常规肥处理而言，分别降低了64.3%～92.9%和72.3%～93.9%。与秸秆直接还田会增加土壤总N2O的排放量相比，具有明显减排效益[18]。

目前对于生物炭改变土壤的非生物环境（如土壤pH、容重和持水量等），影响微生物作用，从而减少N2O的产生量的研究较多。而对于生物炭对硝化细菌和脱氮菌等微生物直接作用来减少N2O的排放的研究相对较少。生物质在低温炭化过程中，会产生PAHs和酚类物质（PHCs），土壤中的PAHs和PHCs能够降低生物活性，具有杀菌的性能。研究发现，经缓慢裂解所制得的生物炭中PAHs的含量低于经快速裂解和气化所制得的，其PAHs的含量从78.44 ng・g-1到2125 ng・g-1[19]，且一般在350-550℃温度下制得的生物炭中PAHs含量最高，Wang等[20]研究发现，300-400℃制得的生物炭中PAHs对于减少N2O的排放起主要作用，在200℃制得的生物炭中含有少量的PAHs但含有大量的PHCs，加大了对微生物的毒性，影响硝化和反硝化作用，因此N2O排放量很低。按照施炭量计算，施加生物炭带入的PAHs量低于环境安全值，不会污染环境。

一般认为，生物炭施入土壤后能降低CH4的排放量，Liu 等[21]研究表明，水稻土壤中添加竹炭生物炭和水稻秸秆生物炭后，CH4的排放量分别减少了51.1%和91.2%。Feng等[22]研究认为，新制得的生物炭施加到土壤后，增加土壤的空隙度，增强了甲烷氧化菌对CH4的氧化作用，但同时也能刺激产甲烷细菌的活性，但是甲烷氧化菌对CH4的利用度超过甲烷的产生量，因此生物炭能够减少土壤中CH4 的排放量。

1.4 生物固碳减排经济效益

“固碳”方面，1t生物炭，按照60%含c量计算，其中2%生物炭在土壤中以CO2形式逸出，剩下58%以稳定C形式存在，相当于2.15t CO2被封存。“零碳”及“减碳”方面，1t生物炭能够替代氮肥0.58t，减少温室气体1.04t，在土壤中还能抑制温室气体的产生，粗略计算，1t生物炭埋入土壤，固碳减排CO2约3.2t，按照目前欧盟CO2交易价格4.11美元/吨计算，1t生物炭可获得收益13.15美元。

2. 生物炭在低碳农业中的应用

农业活动是温室气体的第二大排放源，约占全球温室气体排放总量的14%，据估计，全球每年由农业扰动，由土壤释放到大气中的碳量约为 0.8×1012kg～4.6×1012kg[23]，氮肥大量使用、秸秆等生物质焚烧、垦荒种地等农业活动产生大量的温室气体，农业是节能减排的重点领域。同时，农业也是一个巨大的碳汇系统，一方面可以调整农业生产结构，改善种植模式，增大农作物的碳吸收量。另一方面可以通过扩大土壤有机碳库减少温室气体排放。扩大土壤有机碳库是农业固碳增汇的关键，中国有 18 亿亩耕地资源，若土壤有机质含量提高 1%，土壤可从空气中净吸收 306 亿tCO2[24]。据Lal估计[25]，全球农业土壤碳库扩充潜力为1.2～3.1 PgC/a，耕层土壤有机碳含量提高1tC・a/hm2，发展中国家粮食产量年增加2400～3200万t，农业的固碳增汇潜力巨大。

生物炭具有良好物理性质和土壤调理功能，对土壤水溶液中的K、P、硝态N及铵态N[26]等营养元素具有较强的吸附能力，可以增加土壤有效P、K、Mg和Ca含量[27]。研究发现，炭基肥与常规复混化肥处理水稻田比较，施氮量减少19.04%，水稻的经济产量提高6.70%以上，可以明显提高氮肥的利用率[28]。Chan 等[29]研究表明，在低纬度地区，每公顷农田施用 20t以上的生物炭可减少 10%的肥料施用量。相比于秸秆等生物质直接还田，生物炭还田或者制成炭基肥入田便于运输管理，能够防止土传病害，可以减少化肥的施用量，提高氮肥利用率。

低碳农业就是充分利用农业碳汇功能，尽可能减低其碳排放功能，实现食品生产全过程的低碳排放，其核心是在生产经营中减少温室气体排放[30]。据 Woolf 等[31]估计，生物炭埋入土壤可抵消高达16%的全球化石燃料碳排放。生物炭在低碳农业中应用的四个着力点：第一，保肥增产作用，减少化肥使用量；第二，废弃生物质炭化还田，减少温室气体排放量；第三，改善土壤条件，减耕免耕[32]，降低土壤因扰动而释放CO2等温室气体；第四，扩容土壤有机碳库，增强土壤的碳汇功能。积极倡导通过生物质能源与碳封存耦合模式、能量自给碳封存模式、农林复合模式、工农复合模式等开展生物炭的低碳农业[33]。

3.结论与展望

生物炭本身的结构和性质使其在改善土壤条件、增产治污及固碳减排方面的应用具有广阔的应用，成为各国研究机构和学者研究的重点，今后的研究中应严格区分生物炭的“固碳”、“零碳”和“减碳”功能，从各环节发挥生物炭固碳减排的作用。由于生物质炭化成本低，原料充足，制得的生物炭具有高度稳定性，其作为温室气体排放抑制剂和碳封存剂的重要作用为温室气体减排工作开辟新的思路，有望成为减缓温室效应最经济的最有效的途径。

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作者简介：

丁华毅（1988年-），男，硕士研究生，主要从事生物炭减排及土壤重金属污染修复。

温室效应的含义篇10

关键词：微生物清防蜡；菌种生长曲线；陆梁油田；乳化性能试验；界面张力变化；矿化度

中图分类号：TE869

文献标识码：A

文章编号：1009-2374(2011)22-0092-02

微生物清防蜡作为近年来新兴的防蜡技术，因其具有的环保、低投入、效果持续时问长等优点，具有良好的推广和应用价值。微生物清防蜡技术在陆梁油田的应用始于2003年前后，目前已推广至150口井左右，从使用效果来看，有效率在98％以上，应用前景良好。

一、微生物菌种的筛选

陆梁油田原油20℃条件下平均密度为0.856g／cm3，平均含蜡量8.2％，平均胶质含量3.57％，沥青质含量1.45％属含蜡、含胶中质原油，各层位的油层温度在42℃～66℃之间。对于通过代谢产物生成表面活性物质，从而改变原油流变性达到清防蜡目的的菌种，理想的原油乳化效果必不可少。同时还要考虑在采出液中矿化度、pH值和井下温度条件对菌种生长的影响。

(一)菌种生长曲线测定

微生物的生长曲线代表了微生物生长繁殖至衰老死亡的动态过程，分为停滞期、对数期、稳定期和衰亡期四个阶段，可以反映出特定条件下微生物的生存繁殖能力。我们收集了几种具有清防蜡作用的微生物菌种，模拟井下条件用比浊法测定其生长曲线，见图1：

从图1曲线的走势来看，还是明显能够看出各种微生物的停滞期、对数期和稳定期(考虑到培养时间过长对会出现杂菌影响测定结果的可靠性，没有对衰减期进行确定)。W、Bx、Bg、S2、A2的繁殖特性接近，在5小时左右进入微生物繁殖增长期(对数期)，说明这几种微生物的环境适应性较强，在70小时左右进入微生物繁殖的稳定期。S2和A2由于对试验条件下环境体系的不适应，过早的进入了衰减期。

(二)乳化性能试验

传统的微生物清防蜡理论认为在微生物代谢过程中能产生低气分子气体，有机酸，生物表面活性剂等，并通过它们发挥作用，起到清防蜡的目的。基于此我们室内可以通过微生物原油乳化试验来评价微生物的清防蜡效果。取陆梁油田不同层位单井原油作微生物乳化性能评价，各单井的原油物性参数如下表：

根据生长曲线和平皿试验结果，选择W、Bx、A1、Bg四种菌液作为原油乳化试验用微生物。试验中分别将lOmL和20mL菌液接种到含5克原油的液体培养基中，在50℃恒温摇床上培养72h后观察乳化结果。从实验结果看出，微生物乳化性能的优劣主要和选择的菌种有关。如Bx菌液对不同层位的陆梁原油都具有良好的乳化效果，而A1和W的对各层位原油乳化效果都不甚理想。同时结合表2还可以看出，所选微生物的乳化效果与原油物性也有一定关系，含蜡量高则乳化效果好，低则乳化效果不明显。在此实验基础上，选择LU8166和LUl 147井原油用乳化效果较理想的Bx和Bg菌种作不同培养时间对乳化效果的影响。试验条件同前，在不同培养时间后观察乳化结果。培养72小时以后，两种菌液的乳化效果基本不变。这和两菌种生长曲线达到稳定期的时间基本吻合。

(三)乳化后油水两相物性分析

通过微生物乳化试验后原油粘度的变化，可以印证乳化试验结果与清防蜡效果之间的联系。选择乳化试验中效果最好的LUl 147井经过Bx菌液乳化的原油作粘温曲线，测定结果见图2。微生物乳化和原油的粘度明显降低，说明乳化效果理想的菌液确实能降低原油在金属管壁的粘附力，达到清防蜡的目的。同时也说明原油乳化试验对评价微生物的清防蜡效果具有一定的指导意义。

(四)界面张力变化分析方法

原油经过微生物乳化前后界面张力的变化，可以为适用于现场的菌种确定提供可靠依据。选择陆梁现场油样，室内用XZD-3型界面张力仪测定原油微生物作用前后界面张力变化，结果表明陆梁原油经Bx菌乳化后界面张力明显降低，降低率平均达到70％以上。

从生长曲线测定、乳化实验和界面张力测定结果来看，Bx菌对陆梁原油的清防蜡效果较好，作为现场应用时菌种。在确定合适菌种后还应考虑现场特定条件对菌种生长的影响，下文讨论温度等对微生物的影响。

二、温度、pH值和矿化度对微生物生长的影响

将W、Bx、Bg和A1菌样按1：4的比例接种于营养培养基中，置于35℃、40℃、50℃、60℃、70℃下，分别测定72h后菌液浓度(涂抹平板计数法)，以温度为横坐标，以菌液浓度的对数为纵坐标，作60h时温度与菌液浓度对数图。试验结果见图3；

从图4温度对微生物生长情况影响趋势可以看出，在40℃～60℃的范围内，微生物的生长处于较为稳定的状态；温度超过60℃后，随着温度的上升，菌种生长能力受到抑制；到70℃时，微生物的生长繁殖已经收到较大的抑制。

将菌样按1：4的比例接种于调节pH值至5、6、7、8、9的营养培养基中，置于50℃的振荡器培养72h，以平皿计数法测定总菌含量，以pH值为横坐标，以菌液浓度的对数为纵坐标作图5，从结果可知，微生物适宜的生长pH值在6～8之间。

微生物的生长繁殖情况受环境影响很大，研究矿化度对微生物生长的影响可以为现场选井提供合理依据。室内通过配盐来模拟现场油井采出液，同时加入营养物质，在50℃恒温摇床上培养72小时后用平皿法测定总菌含量。根据陆梁油田采出液矿化度范围，室内用钙、镁、钾、钠、氯根等配置成矿化度5000、8000、10000、15000的模拟水样。测定结果见图5：

图5曲线说明，在提供充足营养物质的前提下，矿化度对微生物的生长影响不大。但矿化度达到10000ppm以后，随着矿化度的增加，微生物的生长受到抑制，基于此，在选择微生物清防蜡措施井时应考虑采出液矿化度对微生物的影响。

三、现场应用情况

根据室内确定的选井依据，我们在陆梁油田选择了150口抽油井作为微生物清防蜡实施井，从实施效果来看，每年因为结蜡而导致修井基本在1-2口左右，有效率98％以上。部分油井因结蜡检泵时间由原来未采取措施的50天左右，延长到300天以上，防蜡效果明显。需要提醒读者的是，微生物清防蜡现场实施效果的好坏，不仅同所选菌种的清防蜡效果有关，还与合理的选井、优化的现场施工方案密不可分。对于选井条件，上文已做阐述。而现场施工方案，由于和菌种清防蜡作用机理、油井结蜡状况等密切相关，不同油田差异较大，本文在此就不专门叙述了。

四、结论

1．通过室内筛选评价，确定了适用于陆梁油田的微生物清防蜡菌种。

2．探讨了温度、pH值和矿化度对微生物生长的影响，确认现场合适的选井条件。井下适宜温度在40℃-60℃范围、采出水的pH值在6-8之间、矿化度低于10000ppm为最佳微生物清防蜡选井依据。