温室气体的特性十篇

温室气体的特性篇1

自20世纪下半叶开始，伴随极端气候现象的出现，全球气候变化渐渐进入了人们的视野，因化石燃料燃烧大量产生的温室气体被普遍认为是诱导全球气候变化的关键原因，成为悬在全人类头顶的达摩克利斯之剑。人类生产、生活过程的碳足迹均被纳入对温室气体效应影响的评判中，筑坝蓄水的温室气体效应也备受关注。

科学研究对自然现象的认识往往是以自然观作为预设前提的，在这样的基础上产生相应的科学认识的方法论原则和具体实践方案，在“螺旋上升”的往复认识中逐步完善对自然现象和过程的系统认识。对水库温室气体效应的认识亦有赖于此。

设计客观合理的水库温室气体监测方案，需要充分认识水库生态系统特征及其碳循环特点，辨识在人类活动干涉下水库温室气体可能产生的途径与过程，提出关于水库温室气体通量特征典型代表性时空区段的预判并开展跟踪观测。

对水库温室气体效应的跟踪观测，起始于上世纪70―80年代巴西、加拿大等国的早期研究。根据地表系统温室气体(CO2、CH4、N2O)通量的基本特征和近地层大气中气体传输机制，科学家们发展了各种温室气体通量监测方法，主要有模型估算法(化学平衡法)、通量箱法、微气象法、遥感反演法等，并延伸发展了10余种界面温室气体监测技术得到广泛运用。虽然方法的改进为人们更好地认识水库温室气体交换通量强度提供了强有力的技术支持，但很显然，对特定水库温室气体效应的系统认识还需辅以适配于水库水文地理条件与生态特征的系统监测方案，在不断的科学修正中探究水库温室气体通量特征的真实本质。

水库是人类高强度流域开发的产物，同湖泊千百年来自然缓慢演进与沉积相比，筑坝蓄水诱发的各种生态响应是在一个相对短暂的历史时期发生发展的，其环境本底状态同成库前的土地和水域利用情况密切相关，在很大程度上影响了水库温室气体强度的大小。譬如，在成库前有机质丰富的农田与贫瘠的土壤，其在受淹后所能够释放的温室气体强度存在显著差异，而成库前流动溪流与静止湖盆，它们形成水库后的温室气体效应也明显不同。另一方面，水库温室气体通量的改变，与水库生态系统重建和完善过程息息相关，受水库利用方式与水域功能的发挥影响显著。

水库作为介于河流与湖泊之间的人工水体，在人类利用下往往可能表征出近似于河流的搬运型特点(如河道型的发电水库)，也可能表征出类似湖泊的沉积型特点(如渔业用水库)，其温室气体的产生途径与释放过程受人类利用方式的胁迫十分复杂，并具有不确定性。

合理的布设监测布点与科学的选择监测时空频次是水库温室气体监测方案的两个关键组成部分，典型性与代表性通常是监测方案的两个基本要求。这不仅归因于在有限的资源(人力、物力)投入下较快获取监测数据的现实要求，而且是保证主观认识与客观规律辩证统一的科学基础，犹如仅占体表万分之四却能影响各项生理机能的人体穴位。

而随着水库库龄的增加，水库生态系统演化的过程将可能影响温室气体强度的大小，甚至逆转温室气体的源汇特征。加拿大等国的经验表明，水库成库后15―20年，温室气体释放强度将恢复到天然河道的水平，但其经验是建立在其独特的水库水文地理背景和人类利用方式基础上，而在其他水域的情况则仍不确定。因此，设计客观合理的水库温室气体监测方案，需要充分认识水库生态系统特征及其碳循环特点，辨识在人类活动干涉下水库温室气体可能产生的途径与过程，提出关于水库温室气体通量特征典型代表性时空区段的预判并开展跟踪观测。

合理的布设监测布点与科学的选择监测时空频次是水库温室气体监测方案的两个关键组成部分，典型性与代表性通常是监测方案的两个基本要求。这不仅归因于在有限的资源(人力、物力)投入下较快获取监测数据的现实要求，而且是保证主观认识与客观规律辩证统一的科学基础，犹如仅占体表万分之四却能影响各项生理机能的人体穴位。虽然野外监测提供了有限时间与空间范围内的水库温室气体通量特征，但却需要系统表征出水库全水域的温室气体效应。

当现有技术手段和经济条件不足以支持连续跟踪观测时，在全天或全年的哪一个时段实施监测能够客观反映温室气体通量特征是值得探究的。

对监测布点的合理分布与监测时空频次的优化分配需考虑众多对温室气体产生过程的潜在影响。例如在深水河道型水库中，入库后伴随河道纵向输移的颗粒物质在大坝拦蓄的条件下逐渐沉积，形成了“河流区―过渡区―湖泊区”的纵向梯度。

在连续的区段内，水动力等的物理背景差异使得碳、氮的生物地球化学循环过程和生态系统组成呈现较大差别，温室气体产生和界面释放呈现连续波动变化的特征。这使得在纵向的空间监测布点中，不仅需要考虑水库物理背景改变导致生境条件差异而在各区段呈现的典型特征，而且在同一监测区段内的具体点位布设亦需要予以充分考虑，局部的空间点位显然不足以代表温室气体产生及其通量过程。另一方面，当现有技术手段和经济条件不足以支持连续跟踪观测时，在全天或全年的哪一个时段实施监测能够客观反映温室气体通量特征是值得探究的。

随着昼夜和季节变化，温室气体通量特征亦呈现出时间上的连续变化特征。日渐光照增强与水温、压强的改变直接影响了温室气体在水一气、土一气界面间的交换特征，而伴随藻类光合作用进行，温室气体的交换通量受控于水生生物生长衰亡的影响而产生改变。虽然人们通常以每月一次或每月二次的监测频次开展野外跟踪观测以期反映水库温室气体通量的全年特征，而采用日变化过程的24小时跟踪观测反映日变化下的温室气体通量特征，但明确水库监测时段的代表性，分析在某一时间内开展监测能够客观反映出所研究时间区段的水库温室气体特征并不容易。

水库温室气体监测工作开展的第三个关键环节是水库温室气体监测工作的长期性与持久性，以期能够在充足的历史序列上提供关于水库温室气体效应的系统认识。

不仅如此，水库温室气体监测工作开展的第三个关键环节是水库温室气体监测工作的长期性与持久性，以期能够在充足的历史序列上提供关于水库温室气体效应的系统认识。诚如前面提到，已有的研究经验表明在成库后的15―20年内，水库温室气体通量将恢复到成库前的水平，但问题在于水库对碳、氮等生源要素的转运或埋藏以及水库温室气体释放特征同水库流域内人类生产生活水平、水库利用方式密切相关，当水库生态系统长期受迫于人类活动干扰而呈现往复变动的特征时，是否这样的状态能否让水库温室气体通量特征恢复到成库前的水平?长期持续的跟踪观测显然是回答这一问题的最好办法。

通过前述分析可以看出，在充分认识水库温室气体产汇过程的基础上，科学制定水库温室气体监测方案是客观评判水库温室气体效应的关键前提，在这一过程中，五个方面的要素是值得考虑的，即：1)成库前的土地利用历史和环境本底特征；2)成库后的水库功能与运行方案；3)水库不同时空区段内的水文地理特征；4)水库温室气体关键环境要素的时空分布特点与关键生态过程；5)适配于水库特征的温室气体监测技术。

温室气体的特性篇2

关键词：船舶空调；热舒适性；指标；PMV&PPD

前言

船舶空调在舱室内为船员、旅客创造一个舒适的生活、工作环境，满足人们对环境舒适的要求，属于舒适性空调。船员的身心健康，工作能力及效率极大程度上取决于船舶舱室的舒适状况。人体的热感觉与舒适感不可混为一谈，舒适感具有更广泛的意义，它不仅包含了人体的热感觉，还与舱室的壁面温度，空气温度，相对湿度，气流速度，空气品质等因素有关。鉴于船舶室外环境的特殊性，温度波动性大，为了保障船员在这样的环境中正常的工作和休息，研究其船舶空调的舒适性具有重要的意义。

1　影响船舶舱室热舒适性的因素

ASHRAE55-92标准将人体的舒适性定义为人对周围环境表示满意的程度，是通过研究人对周围环境的主观反映来确定的人体舒适环境参数的最佳范围及允许范围的[1]。船舶舱室内的空气基本参数主要是根据船员舒适感要求来确定。本文主要从以下因素分别阐述。

1.1　影响舱室热舒适性的微气候指标

影响船员热感觉的重要因素是船舶舱室的微气候指标[2]，包含船舶室外环境的热工参数（即海况）及其组合，影响舱室内热感觉的主要参数包括：空气温度，空气流速，空气的相对湿度及空气清新度，周围环境的温度及热辐射。把微气候参数及对热感觉有显著影响的微气候参数的各种组合的综合指标，定义为微气候指标。船舶舱室内微气候指标的高低对船员的身体健康、生活水平、工作学习效率将产生重大影响。

为了研究空气温度、相对湿度及气体流速和墙体内表面热辐射对人体舒适性的综合影响，这里引入有效温度的概念[3]。为考虑环境中辐射对人体的影响，用黑球温度代替干球温度来修正原有效温度指标，称为修正有效温度（ET），它在数值上等于产生相同感觉的静止饱和空气的温度。鉴于船舶的特殊性，一般选择室内温度为20℃，相对湿度为60%，按照设计标准，室内壁面温度与室内环境温度温差控制在4℃以内，人体舒适感较好。

1.2　舱室内空气品质对热舒适性的影响

温室气体的特性篇3

摘要：

文章以气体发生器装药燃烧模型和多孔介质理论为基础，针对两种不同燃烧性能的产气药进行仿真计算，分析降温剂孔隙率和排气孔大小对燃烧室压强的影响。结果表明排气孔直径对燃烧室压强具有临界值。当直径大于临界值时，燃烧室压强几乎不受排气孔直径影响，此时，降温剂孔隙率大小对燃烧室压强影响更大；当排气孔直径小于临界值时，燃烧室压强受排气孔直径影响更大。文章研究的计算模型可推广至所有气体发生器的仿真计算，实现结构和降温剂的优化设计。

关键词：

气体发生器；多孔介质；降温剂；排气孔；航天器着陆

0引言

气体发生器充气技术开始于20世纪50年代，最早运用于海上救生筏、汽车安全气囊等民用产品。随着航天技术的发展，热气源充气技术开始应用于航天器回收、探测器着陆缓冲等很多方面。美国早在20世纪90年代就成功地将该技术应用于火星探测器着陆气囊的充气过程[1-5]。目前，我国陆续开展的深空探测计划的一些重大科技专项，如嫦娥工程、火星探测、载人登月工程计划等任务，为回收与着陆技术的发展提供了新的机遇。无论是返回地球还是着陆于火星、月球或者其他星球，作为星球表面软着陆技术的支撑，热气源气囊充气技术都将在深空探测中得到广泛应用，因此，对热气源气囊充气技术开展详细、深入的研究显得非常迫切和必要。热气源气体发生器是利用火药燃烧产生大量的高温气体，经降温和过滤处理后，充入气囊使其达到额定压力的充气装置，通过气囊着陆时的缓冲功能，实现航天器的软着陆。为高温气体进行降温的颗粒状降温剂堆积可形成多孔介质。关于多孔介质理论最早是从沙土内流体的渗流开始，多用于地下水的勘探和预测[6]。在20世纪30年代，由于石油开采业的迅速崛起，加速了多孔介质理论的全面发展。随后，许多学者对多孔物料的干燥原理进行了深入研究，使多孔介质理论在能源、化工、冶金和核工业等领域中大量应用，多孔介质理论因此得到更为细化和深入发展[7-9]。本文研究的气体发生器采用的颗粒状降温剂堆积形成的降温通道和多孔介质类似，因此，首次引入多孔介质理论计算分析降温剂参数对气体发生器燃烧室压强动态变化的影响，实现气体发生器的优化设计。

1计算模型

1.1基本结构

航天器缓冲气囊需经受深空极低温度，完成着陆缓冲或结构支撑等功能。极低的气温使气囊的压强随温度降低而减小，为了保持气囊的压强，要求气体发生器的充气时间长、燃气含水量低；此外，航天器体积与质量大，与之匹配的气囊的体积也大，这就要求气体发生器的产气量要足够大；为了保证高温气体长时间冲刷不损坏气囊材料，需对燃气进行降温。因此，气体发生器需满足产气量大、充气时间长、燃气含水量低（气囊压力变化小）、排出气体温度不损坏气囊材料等要求。汽车安全气囊气体发生器由燃烧室和过滤网组成，装药瞬间燃烧充气，过滤网对燃烧室压强基本无影响。而深空探测气体发生器为满足上述要求，需设置燃烧室装载大量产气药剂，还需设置降温室装载适量降温剂对燃气进行过滤降温，排气口用于调节燃烧室压强以及向气囊充气。为了保证产气药剂稳定燃烧不发生爆燃，需在燃烧充气过程中保证燃烧室压强稳定，而降温剂和排气口对燃气的阻流作用对燃烧室的压强具有较大的影响，因此，下文将对降温剂和排气口的影响展开分析计算。建立降温室和排气口的结构模型如图1所示，在降温剂通道内，由降温剂颗粒的孔隙组成了一段多孔介质通道，高温气体在流经降温剂时，受到孔隙表面（降温剂颗粒表面）对气体的阻力以及流动通道的改变等因素的影响，气体的压强和流速都会发生改变。本文根据火药燃烧基本理论建立燃烧室压强的计算模型，以此模型结合多孔介质基本理论，计算分析影响燃烧室压强的主要设计参数。

1.2基本假设

降温剂是由很多颗粒状的物质构成的，这些颗粒构成了具有一定孔隙率的多孔介质部分，气体流过降温剂时，流阻变大，气体流量变小。当高温气体流经降温剂时，物理降温剂通过热传导吸收热量；化学降温剂会吸收热量发生化学反应，使气体温度降低，并产生少量的气体，使燃气成分发生变化。同时，气体的压强、流速、流动状态以及温度在多孔介质中都会发生复杂的变化。这些变化要通过数值方法精确地计算非常困难，为简化设计，在计算降温剂对气体流量的影响时，作以下假设[8,10]：1）气体常数在整个工作过程中为定值；2）在计算流经降温剂的气体流量过程中，主要关注渗流的宏观平均效果，不关注气体在孔隙中的具体流动细节，并且忽略温度变化对流量的影响；3）化学降温剂在吸热分解反应过程中，往往会产生部分气体，并且本身会吸收水蒸气或者产生少量水。在计算过程中，忽略降温剂对气体成分的影响；4）降温剂中的孔隙空间是相互连通的，不连通或死端孔隙视为固体部分。

1.3燃烧室压强计算模型

燃烧室的压强会随着装药燃烧产气和气体排出而动态变化，同时，燃烧室压强会对装药燃烧产生影响[11-12]。由实际气体状态方程来表示燃烧室内的温度、压力和体积关系：2gP+v=RTv（1）0g=RRM（2）式中P为气体压强；ν为火药燃气比容，指单位质量的火药燃烧生产的气体物质在标准状态下所占的体积（水为气态）；α为火药燃气余容，近似等于火药燃气比容的1‰；Rg为1kg火药气体常数；T为气体温度；R0为摩尔气体常数（R0=8.314J/（molK）；M为气体摩尔质量（kg/mol）；β/v2项考虑了分子间作用力所作的修正，由于火药气体温度很高，分子间引力相对很小，因此，此项可以忽略不计，简化为Noble-Abel方程：gPVw=wRT（3）式中w为气体质量；V为容腔自由容积。在绝热条件下，根据质量守恒定律，同时令燃烧室的自由容积V1=V–wα。由式（3）可得11bg1PV=mGRT（4）式中P1为燃烧室压强；mb为火药燃烧产气量；G为从降温剂通道流出的气体质量，可通过1.4节的多孔介质理论计算得到；T1为燃烧室气体温度。对式（4）微分得1b11g1bg11d1dddd=dddddPmGTVRTmGRPtVtttt（5）式中bddmt表示单位时间的产气量，bbpd=dmArt，其中r为燃速，1=nraP，a为火药燃烧的速度系数，n为压强指数；V1=V10+Abrt–Abrρptα+Gα，其中ρp为火药密度，Ab为燃面，V10为燃烧室初始自由容积。

1.4多孔介质基本理论

多孔介质是由多相物质所占据的共同空间，可以把它分为很多小的体积，每个小体积中都包含固体和流体，其中固体部分称为骨架，充满流体（气体和液体）的部分称为“孔隙”，流体运动过程中受到孔隙壁的阻流作用和分流作用，对流体流量具有较大影响[13-14]。流体流经多孔介质的流率受多孔介质众多参数的影响，但主要的影响参数是多孔介质的孔隙率和渗透系数。（1）孔隙率孔隙率是多孔材料的基本结构参量，直接影响着多孔介质内流体容量。孔隙率ε是多孔介质的一种宏观描述，为多孔介质孔隙空间体积Vv和总体积Vb之比[15]。vbsbb==VVVVV（6）式中VV为多孔介质孔隙空间体积；Vs为多孔介质固体颗粒体积；Vb为多孔介质总体积。（2）渗透系数渗透系数K是一个代表多孔介质渗透性强弱的定量指标，也是流量计算中必须要考虑的基本参数。多孔介质的渗透系数反映了流体流动过程中的流动阻力特性。根据堆积床中的经验公式得[9,15]23s2=1501dK（7）式中K为多孔介质的渗透系数；ds为固体颗粒直径。多孔介质中流动阻力为粘性阻力和惯性阻力之和[8]，即F2=+PCuuLKK（8）式中CF为惯性阻力修正系数，由刘学强推荐的CF计算方法[16-17]，CF=1.5Re–0.2ε–0.2，其中Re为孔隙有效雷诺数，s2=31udRe；L为降温剂通道长度；为燃气动力粘度；为气体密度；u为气体流速。联立式（7）、（8），可以得到不同时刻的流速u，从而得到对应不同时刻降温剂的渗流流量为G=uAt（9）式中A为降温剂通道横截面积。忽略气体在流动过程中的密度变化。

2仿真分析及验证

2.1降温剂参数对燃烧室压强的影响

通过式（8）分析，气体流速u和通道两端压差∆P、渗透系数K成正比，和降温通道长度L成反比。由式（7）看出，渗透系数K与降温剂的直径ds和孔隙率有关。在图1所示的降温室模型基础上，计算分析不同参数对气体质量流率的影响。在仿真计算几个主要参数对气体流量的影响时，每次计算取一个参数变化，其他参数不变取初始值。参数初始值和变化范围如表1所示。分别改变降温通道长度L和孔隙率如表1所示。计算结果见图2、图3。如图2所示，气体流量受降温剂通道长度影响较大，通道越长，气体需要通过的孔隙路路径越长，受到的流动阻力作用越大，导致气体的流速不断减小，从而导致流量减小。燃烧室装药不断燃烧产生气体，若流出气体量太小，使燃烧室压强不断增大，甚至可能引起装药不稳定燃烧，导致危险。图3中，气体流量和降温剂孔隙率的的大小基本呈反比关系，孔隙率越大，气体在降温剂横截面上流动的空间就越大，受到的阻力越小，进而使气体流量增大。气体流量过大，使燃烧室压强不断降低，导致装药熄火。因此，在工程设计中，需要平衡降温剂通道长度和孔隙率的关系。降温剂通道长度主要与降温剂的质量和降温通道横截面有关，易于调整。

2.2降温剂和排气孔对燃烧室压强的调节作用

在气体发生器的研制和仿真计算过程中，发现降温剂结构参数和排气孔面积都会对气体流量产生影响，从而影响燃烧室压强。建立气体发生器燃烧充气过程的数学模型并仿真，在此模型基础上针对两种不同燃烧性能的装药，通过改变降温剂孔隙率和排气孔直径大小，计算燃烧室压强的变化。

2.2.1压强敏感型产气药剂

烟火药是气体发生器目前常用的产气药剂，该药剂燃速受燃烧室压强影响较大，在标准大气压下也可稳定燃烧。因此，为了防止装药爆燃，可通过增大排气孔面积和降温剂孔隙率来降低燃烧室压强。假设药柱燃速为r=4.2×(P/(1.05×105))0.49mm/s，在计算过程中改变降温剂孔隙率和排气孔直径，计算结果如表2所示。由表2的计算结果可以看出：1）孔隙率为0.25时，排气孔直径临界值为8mm，当排气孔直径大于临界值时改变排气孔直径对燃烧室压强影响很小，此时，降温剂起主要的阻流作用；当排气孔直径小于临界值时，燃烧室压强随排气孔直径的减小明显增大，此时，排气孔直径越小对气体阻流作用越大；2）分别比较孔隙率为0.25和0.20的计算结果，表明孔隙率的大小对装药的燃烧和燃烧室的压强影响更为明显；当排气孔直径较大时，调节孔隙率的大小对气体质量流量的影响更大，降温剂起到主要的阻流作用；3）对于压强敏感型药剂，仅仅增大排气孔直径是不能达到降低燃烧室压强的目的，需要同时增大降温剂颗粒大小，并通过该计算模型仿真计算找到孔隙率和排气孔大小间的关系。

2.2.2压强钝感型药剂

推进剂是目前常用的产气药，此类药剂燃速稳定，受燃烧室压强影响较小，同时稳定燃烧压强较高。为了使装药稳定燃烧，需要保持燃烧室压强达到5~10MPa。对于装药药型一定的气体发生器，在计算过程中改变排气孔直径，寻找排气孔直径临界值，同时更改孔隙率大小，计算孔隙率改变对燃烧室压强的影响。计算结果如表3所示。由表3的计算结果可以看出：1）当降温剂孔隙率保持0.05不变，改变排气孔直径，发现排气孔直径的临界值为2mm，当排气孔直径大于2mm时，增大排气孔直径对燃烧室压强影响不大，此时主要是降温剂对气流起到阻流作用；2）保持排气孔直径为2mm，改变降温剂孔隙率为0.08和0.10，燃烧室的压强迅速降低，孔隙率改变对压强影响较大，可见在排气孔直径大于临界值时，应通过调节降温剂孔隙率来调节燃烧室压强；3）对于压强钝感型药剂，可将节流孔设计在燃烧室和降温室之间，让节流孔起到关键的调压作用，降温剂的影响仍可通过多孔介质理论进行仿真计算。

2.2.3试验验证

根据压强钝感型药剂的仿真计算结果，选取表4的设计参数制造气体发生器样机，通过试验测试燃烧室压强，验证仿真模型的准确性，计算结果和仿真结果对比如表4所示。经对比，气体发生器样机试验和仿真计算结果接近，表明模型正确有效。计算模型的一些简化对计算精度的影响，可通过反复试验积累数据，对仿真模型中的经验系数进行修正；降温剂的实际有效孔隙率和设计孔隙率的偏差，导致仿真结果和试验结果有少量偏差，可采取工程手段先测量不同直径和形状降温剂的堆积孔隙率，然后修改仿真计算的参数，计算预测燃烧室压强是否满足要求。

3结束语

本文针对航天着陆器缓冲气囊气体发生器的深空环境适应性，设计了相应的气体发生器结构，建立了燃烧室装药燃烧产气模型，采用多孔介质理论计算降温室降温剂对燃气的阻流作用。在此计算模型基础上，通过对两种不同燃烧性能药剂的燃烧室压强进行计算，分析排气孔直径和降温剂孔隙率对燃烧室压强的影响。结果表明两种参数共同影响燃烧室压强，是串联的关系，燃烧室压强受较严苛的参数影响更为明显。气体发生器样机的试验验证结果表明，本文建立的模型计算精度较高，该仿真模型可用于深空探测用气体发生器工程辅助设计，初步确定设计参数，再辅以试验数据进行设计修正，可减少试验次数，降低研制成本。后续，该计算模型还需进一步优化，以提高计算精度。

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温室气体的特性篇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

温室气体的特性篇5

关键词：气候变化；温室气体减排；碳排放交易；碳税

中图分类号：DF468 文献标识码：A 文章编号：1008-2972（2013）01-0105-08

一、引言

在气候变化国际谈判和国内政策制定中，通过碳排放交易还是碳税来实现温室气体减排目标是一个核心的论题。碳排放交易是基于减排成本差异而产生的碳排放权交易体系，以国家实施温室气体排放总量控制并分配碳排放权为前提。碳税是指以化石燃料中的碳含量或者燃烧化石燃料所产生的二氧化碳排放量为计税依据所征收的税。碳排放交易和碳税都是政府对于自由市场的干预。就碳排放交易而言，是政府对温室气体排放总量进行限定而由市场机制决定温室气体排放权的价格；就碳税而言，是由政府决定温室气体排放权的价格而由市场机制决定温室气体排放总量。从理论上讲，如果是在完全竞争的市场条件下（如确定性和完全的信息），碳排放交易和碳税都可以实现同样的结果——以最低成本实现温室气体减排目标。但是，完全竞争市场只是一种理论模型。在现实中，温室气体排放的外部成本、减排成本和收益等往往具有不确定性，这种不确定性使得碳排放交易和碳税在实现温室气体减排目标过程中各有优劣并因此产生不同的减排效果。到底是选择排放权交易还是碳税，或者将两者相结合，成为应对气候变化立法的一项重要课题。

二、文献述评

综合分析国内外有关碳排放交易与碳税比较研究的文献，笔者发现学界当前对于碳排放交易和碳税在应对气候变化立法中的适用大致存在三种观点。第一，认为碳排放交易优于碳税，应当采取碳排放交易控制温室气体排放。边永民（2009）从中国国情出发，认为“碳排放交易是能够比较灵活地包容发展中国家的特殊利益而且对全球减排量予以稳定控制的模式，因为中国能源价格没有完全市场化而缺少采用碳税手段刺激企业减排温室气体的基础”。吴巧生和成金华（2009）提出“碳税不能有效解决中国的碳减排问题，征收碳税将会导致较大的GDP损失”。周文波等（2011）认为“碳排放权交易机制作为市场经济体制下最有效率的污染控制手段已经在世界范围内被广泛采用”。谢来辉（2011）对温室气体规制的经济学文献进行了一个较为系统的回顾，发现“碳税是经济学家们认为更加适合于规制温室气体排放的政策工具，许多发达国家的经济学家在现实中之所以非常推崇碳排放交易，主要是出于政治可行性的考虑”。付强等（2010）提出“由于碳排放税无法确保达到既定的减排目标，为了使大气中的二氧化碳含量保持在目标排放量以下，碳排放交易应是优先考虑的政策工具”。梅肯研究院资深研究员乔尔·库兹曼（Joel Kurtzman，2009）也认为碳排放交易比碳税的效果更优。第二，认为碳税优于碳排放交易，应当适用碳税控制温室气体排放。王慧、曹明德（2011）从信号传递、行政管理、国际协调、经济成本、诈骗和腐败等方面比较了排污权交易和碳税的优劣，并指出“由于气候变化存在不确定性，所以很难对排污权交易和碳税的优劣做出一般判断，需要具体问题具体分析。根据中国的国情来看，借助碳税而不是排污权交易来应对气候变化问题符合中国的政治、经济和外交利益”。陈秀梅（2008）认为碳税在治理碳排放时比许可证的交易更为优越，其不但具有财政收入的特点，而且政策实施的可操性较好。美国密歇根大学法学院国际税法项目主任鲁文·s。阿维·约纳（Reuven s.Avi-Yonah，2009）认为，在应对全球气候变化方面碳税要优于碳排放交易。他认为碳税不但可以根据实现碳减排目标的需要而适时调整，而且还可以促进能源替代以及土地和自然资源的可持续管理。俄勒冈大学法学院教授罗伯特·F.曼（Roberta F.Mann，2009）认为碳税优于碳排放交易，因为碳税具有更加简单、透明、高效和成本确定性等特点。澳大利亚国家党前联邦主卫·罗素（David Russell，2008）认为与碳排放交易相比，碳税具有更高的可预见性和可执行性，并指出碳排放交易将会成为人类历史上代价巨大的错误。第三，认为碳排放交易和碳税并非对立，可以综合利用两种制度共同控制温室气体排放。曾鸣等（2010）从减排成本和减排效果两方面比较研究碳税与碳交易，认为碳税与碳排放交易两种机制并不是对立关系，可以并存。许光（2011）认为碳税和碳交易作为环境规制的不同手段，本质上并不对立，而是基于不同经济理论之上的政策演绎，审慎区别并总结二者的适用范围，是加快经济发展方式转型和能源结构调整的必由之路。杨晓妹（2011）认为从短期来看，由于中国的经济社会发展水平比起发达国家来说相对落后，而且排污权交易制度尚不健全，相关政策和法律缺失，这些都阻碍了短期内碳交易方式的实行。因此，中国可以考虑先开征碳税，促进企业技术更新和产业结构调整。从长远来看，碳交易市场是必须要建立的。佛蒙特法学院教授珍妮特·E·米尔内（Janet E.Milne，2008）认为碳排放交易与碳税并用是一种明智的温室气体减排策略。

关于碳排放交易和碳税的比较研究在近几年才得到学术界的关注。国内学者倾向于利用碳排放交易控制温室气体排放，而国外学者更倾向于利用碳税。也有少数学者注意到了碳税和碳排放交易在控制温室气体排放方面不是非此即彼的关系，提出两种手段可以并用。笔者认为，当前对于碳排放交易和碳税的比较研究主要集中于经济学方面，很少从政治和法律层面深入研究，其不足主要表现在以下几方面。第一，忽视了碳排放交易或碳税与现行政策法律之间的协调，特别是没有与应对气候变化的国际立法相结合。第二，过于重视从经济理论上比较碳排放交易和碳税的优缺点，而对于制度的设计、运行以及实效欠缺考虑。第三，大多数学者将碳排放交易和碳税对立，仅通过简单比较两者的优缺点提出选择碳排放交易或者碳税，并没有深入研究如何去弥补两者的不足或者发挥两者的长处。第四，少数提出碳排放交易和碳税可以并用的学者，并没有进一步分析如何协调两者之间的关系。

三、碳排放交易与碳税的比较分析

（一）环境效益的确定性

一个设计良好的制度必须能够有效地实现温室气体减排目标。碳排放交易制度对温室气体排放实行总量控制，并且通过配额的初始分配对于每个温室气体减排义务主体的排放行为实行直接控制，因此可以保证环境效益的实现。而碳税只是通过税收刺激纳税主体采取减排措施，也就是说，碳税只是利用价格信号间接地对温室气体排放实施控制，然而在化石能源需求呈刚性时价格信号激励作用比较有限，只要纳税主体缴纳税款其排放就可以不受限制，因而对于温室气体的排放总量没有直接控制，温室气体减排目标的实现不能得到确实的保证。

（二）减排成本或投资收益的确定性

成本或收益的确定性是企业选择是否减排以及采取何种减排投资的重要依据。就碳排放交易而言，由于排放配额或者信用的价格由市场决定，同时又受到政府发放配额数量的影响，从而具有很大的波动性或不稳定性，导致企业对于减排成本或者减排投资的收益没有稳定的预期，不利于企业进行长期减排投资。例如，在欧盟排放权交易的第一阶段，2006年排放配额价格大幅度下降并在后来跌至零欧元。就碳税而言，税率在一定时期内是稳定的，从而可以为企业和减排投资者提供稳定的成本预期，有利于企业在减排成本与缴纳碳税之间做出自由选择，进而有利于企业进行长期减排投资。

（三）减排的灵活性和高效性

减排的灵活性对降低减排的成本具有重要作用。就碳排放交易而言，其最大的优势就是充分赋予企业减排的灵活性，允许各个企业进行排放配额或信用的交易，减排成本高的企业可以选择从碳市场上购买排放配额或信用，减排成本相对较低的企业可以将节省的配额在碳市场上出售从而获得减排效益，另外，基于减排项目产生的排放信用也可以在碳市场中实现其价值，由此极大地激励了企业和社会采取温室气体减排行动的积极性。碳排放交易体系通过企业之间的交易实现了减排资源的最优配置，整个经济以最低成本实现了减排目标。而就碳税而言，纳税义务不可交易，企业只能通过明确的税率在自身减排成本和应纳税额之间做出选择——即采取措施减排还是纳税，因此，碳税体系下只是相对于单个企业来说实现了减排的成本效益性，而就整个经济体来讲，不一定以最低成本实现减排。

（四）行政成本和守法成本

与碳排放交易相比，碳税简单易行、行政成本更低。这主要是因为碳排放交易体系比碳税更加复杂。首先，碳排放交易需要政府创建交易市场。一方面，政府要设定并分配温室气体排放权；另一方面，政府要对排放权市场进行监测和调控。其次，碳税可以在现行的税收体制下进行征收和管理，不会产生创建市场等复杂问题。

与碳排放交易相比，推行碳税将给企业带来更低的守法成本。这主要是因为碳税的覆盖范围要比碳排放交易更加广泛，因此温室气体减排目标将会由更多的企业进行分担。就目前碳排放交易的实践来看，碳排放交易的义务主体范围仅限于排放量大且容易监测的企业，政府只能将减排任务分担到这些数量有限的企业身上，往往造成这些企业承担不成比例的减排负担。例如，欧盟7%的大型设备承担了60%的温室气体减排任务。而碳税的纳税主体则比较广泛，而其碳税具有税收收入中性的特征，政府将税收收入以鼓励减排投资等形式重新返还到纳税主体，减轻了纳税主体的负担。

（五）政治可接受性

碳排放交易比碳税具有更强的政治可接受性。第一，税收是政府增加财政收入的工具，并且税收的征管和使用容易产生寻租行为。而碳排放交易直接针对温室气体排放进行管制，在碳排放交易的开始阶段还存在配额的免费分配，从而容易得到企业的支持。第二，税收仅仅靠价格信号改变纳税主体的行为，具有潜在的和不确定的环境效益，从而很难得到环保主义者和社会团体的支持。相反，碳排放交易实行总量控制，具有环境效益的确定性，从而容易得到人们的支持。第三，由于工业利益团体的游说，碳税常常会对大型温室气体排放源进行税收豁免或优惠，从而影响了碳税的效果。

（六）与现有政策的协调性和全球性

相较于碳税来说，碳排放交易已经在国际和国内层面得到更为普遍的推行。“根据联合国和世界银行预测，2012年全球碳交易市场容量为1900亿美元，因而全球碳交易市场容量有望超过石油市场，成为世界第一大交易市场，而碳排放权也将有望取代石油成为世界第一大商品”。各国和地区实行的碳排放交易计划都收到了较好的效果，并且各地区已经在探索如何将各地区的碳排放交易体系相互连接。因此，实施碳排放交易更加有利于跟现行气候变化政策的协调，尤其是可以有效连接国家之间的碳排放交易。控制温室气体排放、减缓气候变暖是全人类共同面临的课题，需要一个全球性的政策体系，以促进和联合全球人类的共同行动。在《京都议定书》下，全球性的碳排放交易体系已经初步形成。然而，如果要构建一个全球性的碳税体系恐怕需要经受非常大的挑战，如税收原则。

综上所述，碳排放交易和碳税作为一种以市场为基础的管制制度各有优劣，并且两者优劣互补。Jason Furman等认为“一种设计良好的碳排放交易与一种设计良好的碳税都会产生相似的效果。因此，在这两种制度中选择哪一种作为政策工具主要看两个方面：一是看哪一种制度更加具有政治可接受性；二是看哪一种制度更容易进行良好的设计”。如前所述，碳排放交易比碳税更加具有政治可接受性。相比较碳税的优点（成本确定性、执行和守法成本低）而言，碳排放交易具有更多的优势（如环境效益确定性、减排的灵活性和高效性以及协调性等）。另外，政府和实务界人士似乎也都倾向于选择碳排放交易体系。例如，新西兰政府选择了碳排放交易而否决了碳税建议，因为碳税不能足够地减少排放。㈣另据法新社报道，奥巴马政府已经催促国会起草有关碳排放交易的立法，并且2009年7月众议院通过的《清洁能源与安全法案》中已经对碳排放交易做了详细的规定。国际会计师事务所德勤表示，“虽然开征环保税将增加企业的成本，但碳税在刺激减少二氧化碳排放方面的作用非常有限，这一税种也没考虑更为协调配套的能源政策。南非政府应积极通过温室气体排放贸易体系来促进节能减排和经济发展，而开征碳税不是最佳选择”。因此，在碳排放交易和碳税之间，应当优先选择前者，同时，应当借鉴由碳税的优势带来的启示——在碳排放交易制度的设计中要增强碳排放交易中减排成本或投资收益的确定性。

碳税的优势在于将温室气体排放的外部成本内部化为固定税额，从而为企业减排投资提供了稳定的预期。而碳排放交易的成本不确定性表现在碳市场中排放配额或信用的价格非正常波动，从而不能为企业的减排投资提供稳定的预期。因此，在碳排放交易制度的设计中要引入成本稳定性的理念，为企业提供比较稳定的成本或投资收益预期。为了矫正价格的非正常波动带来的消极影响，碳排放交易中设计了排放配额或信用的存储和借贷机制。存储和借贷可以提高企业应对配额或信用价格大幅波动的能力。一方面，当配额或信用的市场价格低迷时，企业可以将配额或信用存储到银行；另一方面，当配额或信用的市场价格过高时，企业可以从银行预借配额或信用。可以说，排放配额或信用的存储和借贷在一定程度上弥补了碳排放交易中减排成本不确定性的缺陷。另外，还有的学者提出，政府在碳市场价格低迷或者过高时实行价格保护政策，即为排放配额或者信用设定最低价格和最高价格。当碳市场的价格低于最低价格时，政府可以以最低价格购买排放配额或信用，从而给进行长期减排投资的企业提供保障；当碳市场的价格高于最高价格时，企业可以从政府手中以最高价格购买配额，从而为企业履行减排义务提供比较稳定的预期。另外，在强调碳排放交易具有比较优势的同时，还需考虑到碳排放交易的适用范围会受到碳排放监测、统计、交易成本等因素的限制。对于难以实施监测、统计以及交易成本高的温室气体排放部门，不宜采用碳排放交易手段，例如交通领域。而碳税具有执行和守法成本低的优势，对于未能纳入碳排放交易体系的温室气体排放部门，可以利用碳税控制其温室气体排放。

四、中国气候变化立法的制度选择

根据中国在气候变化国际条约中承担的责任以及国内的经济和社会发展情况，中国以市场为基础的气候变化法律制度应当采取基线和信用型交易与碳税相结合的方式。

（一）基线和信用型碳排放交易

碳排放交易有“总量控制型交易”和“基线和信用型交易”两种设计模式。总量控制型交易的特点是政府预先为其管辖区域内的温室气体排放源设定总的排放上限，以及一定期间内的削减计划时间表。由于存在总量上限，此类计划又被称为“封闭市场体系”。确定总量上限之后，政府将排放总量以配额的形式分配给被要求参与交易计划的温室气体排放源。总量控制型交易计划要求参加的企业在计划执行阶段向政府提交与其实际温室气体排放量相等的配额。在基线和信用型交易体系下，政府为每个纳入该体系的企业设立一定的排放基线，并且要求企业的温室气体排放不得超过排放基线，如果企业的温室气体排放量低于排放基线，那么该企业在经过政府认证后可以获得与其削减排放量相当的可交易的信用，如果企业的温室气体排放量超过了排放基线，则其必须在规定的时限内向政府提交与其超过基线的排放量相当的信用。基线和信用型交易体系仅是对每个企业设定一定水平的排放基准，而对区域内温室气体排放总量没有上限，因此该体系也被称为“开放市场体系”。

由于中国不承担强制性的温室气体减排义务，所以中国对温室气体排放没有必要实行绝对的总量控制。但与此同时，作为一个负责任的发展中国家，我们应该尽量兑现我们承诺的温室气体减排量化目标，即到2020年中国单位国内生产总值二氧化碳排放水平比2005年的排放水平降低40%～45%。在这种情况之下，选择基线和信用型碳排放交易模式最适合中国的情况。一方面，基线和信用型碳排放交易不以温室气体排放实行总量控制为前提，而是通过基准排放水平来确定温室气体排放主体应当履行的减排义务或者获得的减排信用。另一方面，基线和信用型碳排放交易可以通过基准排放水平的设定实现温室气体排放总量的相对控制，从而可以在不对温室气体排放企业实行绝对的总量控制的同时，确保温室气体减排目标基本能够得到实现。

政府应当对以下两类温室气体排放主体设定排放基线：受管制的温室气体排放企业和自愿减排以期获得排放信用的企业。之所以对受管制的温室气体排放企业设定排放基线，是因为要确保温室气体自愿减排目标的实现，必须要对一些重大的温室气体排放源进行控制，通过设定排放基线使这些企业的温室气体排放得到一定的约束。关于受管制的温室气体排放企业应当包含哪些部门，当前可以将电力部门纳入到受管制的主体范围内。主要基于以下考虑。第一，电力部门是中国重要的温室气体排放部门。对电力部门进行温室气体排放管制，相当于控制了中国近一半的温室气体排放。第二，相对于工业部门等其他温室气体排放部门而言，电力部门的供需弹性呈刚性，并且作为自然垄断行业，承担温室气体减排义务基本上不会损害其市场竞争力。这一点也可以从国外温室气体排放配额有偿分配的实践中看出。例如，在英国温室气体排放权交易的第二阶段，排放配额的有偿分配也仅限于电力部门，主要是因为电力部门的竞争力不会受到损害，而其他部门如果有偿取得排放配额的话，其国际竞争力会受到损害，从而影响本国的经济。第三，电力部门履行温室气体减排义务的成本可以转嫁给电力消费者。此外，为了激励企业积极进行温室气体减排投资，对于自愿减排以获取排放信用的企业。政府也应当为其设定排放基线，如果该企业在排放基线以下实现了减排，那么经审核政府授予该企业与其减排量相等的排放信用。

排放基线的确定一般有两种方法。一是通过投入或产出标准确立排放基线，如对化石燃料燃烧设备的燃料含碳量制定标准，低于此类燃烧标准的设备可以经政府审核后获得可交易的信用，而高于此类标准的燃烧设备则需要购买信用以抵消其超过标准进行燃料投入所产生的温室气体排放。另一种是通过预先规定一定水平的温室气体排放量确立排放基线，如果企业的温室气体排放低于基线排放量，则可以获得可交易的信用，如果企业的温室气体排放高于基线排放量，则需要购买信用以抵消其超额排放量。为了更好地控制电力部门的温室气体排放总量，电力部门的排放基线设定应当采取第二种方式，即预先规定一定水平的温室气体排放量。由于中国尚未形成统一的准确的温室气体排放监测体系，电力部门温室气体排放水平的确定最好依据化石燃料投入量及其碳含量进行预估温室气体排放量。此外，为了提供更大的灵活性，对于自愿减排以期获得排放信用的企业，则可以依据企业的意愿自行选择排放基线的设定方式。

（二）碳税

对于基线和信用型碳排放交易没有覆盖的领域，可以有选择地利用碳税实施温室气体排放控制。选择的方法是对征收碳税所带来的成本和收益进行对比分析，只有符合比例原则时才可以征收碳税。

1.征收目的和原则

征收碳税的直接目的是减少二氧化碳排放。通过征收碳税，形成二氧化碳排放的价格（将二氧化碳排放的外部性内部化），进而通过价格机制引导排放主体向低碳经济和低碳消费发展，从而减少甚至避免二氧化碳排放。同时，除了可以达到减排二氧化碳的目的之外，还可以通过减少化石燃料的使用从而减少其产生的其他污染物，如二氧化硫。另外，就中国的国情而言，发挥碳税的教育功能应当作为征收碳税的一个重要目的，即提高人民的气候变化意识、促进人民改变高碳消费行为。

开征碳税要坚持以下几个原则。第一，兼顾环境保护与经济发展的原则。一方面，发展经济不能以牺牲环境为代价，碳税要体现环境的内在价值，要保证碳税对企业的行为具有较强的刺激力度，以促使其改变化石能源的消费行为。另一方面，碳税的征收会给企业的生产经营带来·定的负面影响，在开征碳税时，要注意采取措施缓和这些负面影响。中国作为一个发展中国家，为了满足全体人民的基本需求和日益增长的物质文化需要，保持较快的经济增长速度尤为重要。碳税制度的设计要考虑企业的承受能力和对经济发展的负面影响，合理地平衡环境保护和经济发展之间的关系。第二，坚持碳税税收收入的中性原则。一方面，碳税的开征要与其他税种相互协调，减少碳税纳税主体的其他相关税负，使纳税主体的整体税收负担与碳税开征以前相平衡。另一方面，碳税的税收收入主要用于修正扭曲的税种，并且用于激励和补贴温室气体减排行动，如提高能效的投资、碳捕捉和封存活动等等。第三，立足国情和合理借鉴原则。一方面，开征碳税要学习发达国家（如丹麦、荷兰、挪威等）的先进经验，并考察这些国家在征收碳税过程中遇到的问题。另一方面，借鉴国外先进经验的同时，要注意立足国情。一是要关注国外开征碳税的国家的国情，分析其碳税制度设计的经济和社会背景以及实施效果。二是要立足于中国的国情。比较分析中国国情与其他国家国情的不同，并从中找出适合中国国情的制度设计模式。第四，循序渐进的原则。最优的或者最能发挥温室气体减排效益的碳税制度，往往在课税对象、税率等方面的要求比较高，同时对于经济和社会的影响也较大，尤其对于企业的国际竞争力产生不利影响。中国正处于经济和社会的发展上升阶段，推行碳税应当采取循序渐进的方式，如分步推行碳税（逐步扩大征税范围）和逐步提高税率。这样既可以给经济和社会一个适应碳税的缓冲期，又能减少推行碳税的阻力。

2.纳税主体

纳税主体涉及到两个问题，即针对上游企业还是下游企业征收碳税，以及纳税主体的范围。

第一，应当针对下游企业征收碳税。上游企业是化石能源的生产者或进口者。如果对上游企业征收碳税，碳税则覆盖了经济和社会中所有利用化石能源的领域，相当于对所有的温室气体排放主体征收了碳税，这将会对经济的发展带来许多不利影响。中国应当针对下游企业征税，即直接利用化石能源并排放二氧化碳的企业。只有针对下游企业征税，才能对纳税主体的范围实施有选择的控制。

第二，纳税主体的范围。纳税主体的范围是指在下游企业中选择针对哪些企业征收碳税。由于中国作为发展中国家的国情，选择针对哪些下游企业征收碳税，必须考虑到碳税对这些企业的竞争力以及整个经济运行的负面影响。魏一鸣等人认为从保护经济增长、改善能源结构、提高政策可行性的角度看，效仿丹麦税制有利于中国实现二氧化碳减排目标和经济发展的双赢。丹麦的碳税对生产部门实行税收宽免，对能源密集型部门实行免税，并且各非免税部门所缴纳的碳税收入都用于降低该部门的生产间接税。为了尽量减少碳税对于经济发展的负面影响同时又发挥碳税的减排效益，中国应当对钢铁工业、建材工业、化学工业、有色金属工业和造纸印刷业完全免税，这些部门的温室气体排放控制可以通过其他措施，如鼓励节约能源、清洁生产等。本文认为，碳税应当针对基线和信用型温室气体排放权交易不能覆盖的部门征收。按照循序渐进的原则，其中首先针对化石能源的消费者（主要包括居民部门、公共机构和商业部门）征税，等时机成熟时（能源消费结构和产业结构转变、负有强制性温室气体减排义务等）再对其他部门征税。一方面，对化石能源的消费者征收碳税，可以提高这些部门的气候变化意识，促进其转变能源消费模式、节约能源。另一方面，对化石能源的消费者征收碳税，不仅对于整个经济发展的负面影响较小，而且可以引导低碳经济的发展。例如，对于家庭汽车的碳排放征收碳税，可以提高汽车用户的节能和环保意识，同时可以引导和促进小排量和新能源汽车以及可再生能源产业的发展。

3.征税环节、税基和税率

开征下游碳税，其征税环节应当是消费环节，即在批发或零售环节，由化石能源的销售商缴纳。在消费环节征税，采取价外税的形式，更有利于刺激消费者减少能源消费。税基应当是根据化石能源的碳含量估计的二氧化碳排放量，针对二氧化碳排放量从量计征。

碳税税率的设定应当考虑以下几方面的因素。第一，碳税税率应当最大限度地反映二氧化碳减排的边际成本。税率水平的设计要有利于激励纳税主体改变其高碳消费行为，积极采取二氧化碳减排措施，因此，其应纳税额应当高于企业为减排所使用替代能源或者采取减排技术的预期边际成本。第二，碳税税率设定应当考虑对于宏观经济和企业竞争力的影响。第三，税率的设定应当考虑差别因素，即对于煤炭、石油、天然气等具有不同二氧化碳排放特征的燃料实行差别税率。应当按照不同化石燃料的碳含量不同设置不同的税率，以鼓励消费者使用更加具有环境友好性的产品。第四，税率水平遵守由低到高、循序渐进的原则。在开征初期，先实行低税率，然后逐步提高，以减小碳税对社会经济的冲击，同时也提高碳税政策的政治可接受性。

温室气体的特性篇6

随着我国经济建设的发展，住宅建设迅猛增长，为了满足人们对室内外空气环境要求不断提高的需要，近年来出现了所谓"住宅空调"，水--空气系统、空气系统(管道机)和多联式空调机组分别适合不同需要，呈三足鼎立局面。但是，必须注意的是，住宅空调的特点是冷暖两用、调控优良、可靠性高、节约能源，具备上述四方面的空调设备才堪称"住宅空调"，才能在此领域立足壮大。而调控是水-空气系统、空气系统(管道机)当前的薄弱环节，应从速解决。至于多联式空调机组虽然比较完美，但是仍存在标准与难以掌握两大问题，本文将对此进行论述。

变制冷剂流量(VRF)空调系统根据室内机数量多少，可分为单元式和多元式两种类型，而多联式空调机组就是多元式变制冷剂流量空调系统，因此，名为机组实际是一套整体系统，必须用整体的系统的观点进行分析研究与试验，才能正确地掌握与评价。

1 两相流体网络模拟分析空调系统

多联式空调机组由一台或多台室外机与多台室内机组成，依靠制冷剂流动进行能量转换与输送，所以，它是由制冷剂管路将制冷压缩机、室内外换热器、节流装置和其它辅助部件联接而成的闭式管网系统，而室内外换热器又可视为具有扩展表面的传热管，在管内进行着连续冷凝或蒸发过程；这样，多联式空调机组--严格说即变制冷剂流量空调系统，实质上是由制冷压缩机、电子膨胀阀、其它阀件(附件)以及一系列管路构成的环状管网系统。系统中的管路有以下3种类型：

① 外肋片直管：具有扩展表面的传热管段，承担系统与室内外环境进行热量交换作用；

② 光管直管：当其外覆保温层时，则视为复合直管，由于布置不同，有上升立管、下降立管和水平管之分；

③ 光管弯管：具有一定弯曲角度的光管。

根据上述剖析与归纳，石文星博士[1]率先提出以变容量制冷压缩机为核心的气液两相流体网络模型，从网络拓扑关系描述入手，通过增广关联矩阵，建立了变制冷剂流量空调系统的通用的分布参数模型，采用变步长求解。并以此为手段分析了多联式空调机组的运行特性，研究了系统的调节特性，从而为多元式变制冷剂流量空调系统难以进行分析研究提供了解决方法。

以变容量制冷压缩机为核心气液两相流体网络模型，与具有恒压点的单相不可压缩流体网络模型有明显的不同特点：

①

具有相变过程。制冷剂沿管路流动存在压力损失，且与外界环境发生热交换，会产生相变(冷凝或蒸发)；在稳定工况下，流入与流出节点的质量流量相等，而体积流量不等。

②

管段阻力特性系统S并非常数。微元管段阻力系数取决于制冷剂状态和流速变化，各管段的阻力特性系数并非管段结构的函数，即管段阻力特性系数不能作为常数处理。

③

网络系统无恒压点。网络中各点的压力取决于制冷压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀的匹配和调节关系，取决于环境温度和制冷剂流动状态；网络系统通过制冷剂充注量或补充相应的方程封闭求解。

④

制冷剂的动力特性和传热特性存在耦合关系。各管段制冷剂的温度不仅取决于与外界环境的换热状况，还与该管段的压力密切相关。

2 运行稳定性

多联式空调机组以节约能源、智能化调节和精确的温度控制著称，但是，是否能真正具备上述三项优越性呢？实际并不一定，而与其容量大小和系统运行稳定性相关。转贴于

21 关于多联式空调机组容量

为了宣传多联式空调机组的优越与万能，常用以下几点表达，即：多室外制冷压缩机的单一系统，可联接64台、128台甚至256台室内机，配管最长可达125m，室外机、室内机之间的高差可为50m，室内机之间的高差可达30m。且不论为了实现这种大系统的可靠运行，特别是针对由于环境温度过低与管路过长带来的液体回流、液态制冷剂再闪发和回油困难等问题，需要增加一些辅助回路与附件，致使系统复杂，更重要的是将造成过多能量消耗，以及系统难以稳定运行。

为什么能耗增加？一方面由于机组容量增加，实现系统各部件的最优化匹配有难度，致使能耗增加。例如，日本为了实现1997年12月京都会议决议，规定多联式空调机组的制冷能效比(EER)为：制冷量小于等于4kW为4.12，小于等于7

kW为3.23，小于等于28

kW为3.07，可以说明问题。另一方面，由于管路过长，阻力损失大大增加，也将造成制冷压缩机能耗大为增加，各厂家对此均有说明，故不多述。总之，多联式空调机组容量不宜太大，额定制冷量以不大于56

kW为好，而且，室外机就说可能分散布置。

22 关于系统运行稳定性

以制冷工况为例，蒸发温度和冷凝温度是表征系统运行状态的参数。但是，对于室内机来说却不能作为调节参数，为了保证系统稳定运行，需要控制蒸发器制冷剂出口的过热度，以防止回液，因此，室内机的被控参数是室温和蒸发器制冷剂出口的过热度，而调节参数只有室内机的风量和电子膨胀阀的开度。

对于室外机来说，其中变频制冷压缩机是VRF气液两相流体网络的动力源，其吸气压力和排气压力的变化是系统稳定运行的关键；但是，尽管制冷压缩机吸气压力和排气压力一定，室外环境温度、压缩机频率和冷凝器风量变化，都直接影响冷凝器制冷剂出口的再冷度，而此再冷度又是系统稳定可靠运行的一个重要参数，因此，制冷压缩机吸气压力、排气压力以及冷凝器风量是调节参数，而这些参数之间又存在充分的耦合关系。

根据上述分析，石文星博士[1]提出VRF空调系统的自治协调控制法，即：

① 在保证室内机蒸发器制冷剂出口具有一定过热度的条件下，应用电子膨胀阀控制室温稳定；

② 在保证室外机冷凝器制冷剂出口具有一定再冷度的条件下，调节压缩机频率和冷凝器风量控制制冷压缩机吸气压力和排气压力；

③ 在室外机处集中控制压缩机吸气过热度。

尽管如此，在众多室内机的运行台数和调节模式组合多变条件下，可以保证系统稳定可靠运行，但是，压缩机吸气压力、排气压力、吸气过热度与冷凝器再冷度会在一定范围内变化，如果系统容量过大，不但各室内机电膨胀阀前的制冷剂供液压力和蒸发器回气压力将有较大的变化，而且，吸气过热度与冷凝器再冷度可能超出期望范围，致使系统不能稳定地运行。

3 试验评价

以上反复强调多联式空调机组是多元变制冷剂流量空调系统，对于某给定多联式空调机组来说，在满载运行条件下，系统内在参数(蒸发温度、冷凝温度等)以及系统制冷(制热)特性，取决于外在参数，即室内外空气温湿度。因此，作为标准的评价试验采用分别进行室内机评价试验和室外机评价试验是不正确的，必须在相同要求条件下进行整体系统的试验，才能相对准确地评价与比较多联式空调机组。

31 必须整体试验

首先，分析室内机与电子膨胀阀联合调节特性

由于对于给定室内机来说，换热器几何参数是定值，因此，影响蒸发器效果的因素主要有：室内环境温湿度、风量、电子膨胀阀开度以及蒸发温度和冷凝温度。但是，进行机组标定试验时，室内环境温湿度、风量和电子膨胀阀开度可均匀定值，这样，影响蒸发器效果的因素就只有蒸发温度、冷凝温度以及膨胀阀前制冷剂再冷度，而这些参数均为系统的内在参数，取决于多联式空调机组组成与匹配，难以人为给定，所以，单独进行室内机评价试验，实际是不可行的。转贴于

其次，分析室外机组联合调节特性。

多联式空调机组的室外机由变频制冷压缩机(组)和换热器及其风扇组成，其中换热器几何参数是定值，因此，影响室外机的制冷剂流量和制冷能力的因素主要有：室外环境温湿度、风量、制冷压缩机频率以及蒸发温度和冷凝温度。这样，与室内机相同，进行机组标定试验时，室外环境温湿度、风量和制冷压缩机频率可均为定值，而影响定外机性能的因素就只有取决于多联式空调机组组成与匹配、且难以人为给定的系统内在参数--蒸发温度、冷凝温度以及吸气过热度和冷凝器出口制冷剂再冷度。所以，单独进行室外机组的评价试验，实际也是不可行的。

总之，企图简化试验手段，采取分别进行室内机评价试验和室外机评价试验，以达到评价多联式空调机组的方法是不可行的。

32 多联式空调机组标定试验的设想

由于评价试验多联式空调机组必须整体进行，因此，提出如下设想。

① 以标准额定制冷量计，当前被评价的多联式空调机组最在制冷能力取28kW为宜。

② 标定试验在室外侧和室内侧分别为上下设置的房间热平衡量热计装置内进行。

③

以最大制冷能力为28kW的机组为例，试验机组系统的条件应为：室内机与室外机的高差不小于5m；配管最远长度不小于30m。

④ 按GB/T7725《房间空气调节器》规定的试验工况室内外参数进行。

⑤ 试验内容见表。

温室气体的特性篇7

关键词： 辐射板 土壤热泵 露点控制

0 前言

辐射板利用对流和辐射方式供冷供热，室内温度分布均匀，垂直温差下降到3℃[1]，热舒适性高；室内无运转部件，宁静宜人；设在楼板、墙体等建筑结构中的盘管可使结构承担蓄能作用，室温波动小。技术先进，是一种新型空调系统。

土壤热泵是以大地为热源对建筑进行空调的技术。它是一种节能、对环境友好的绿色空调设备，符合可持续发展的要求[2]。近几年来，随着房地产业的发展，别墅市场迅速拓展。在别墅区内，土壤热泵的地下换热管可布置在花园、草坪、车库等的下面，而不影响地面空间的使用。因此，从户式家用空调的角度上看，土壤热泵与辐射板有机的结合，是别墅空调系统的一个优秀的方案。鉴于辐射板在应用方面有诸多独特之处，本文着重介绍与之相配的土壤热泵的工作原理及性能特点等。

1 工作原理

1.1 系统设计概况

辐射板离不开空气系统，这是因为一方面要提供最少的室外空气以保证室内空气品质，另一方面，要对室内空气进行空气除湿，以防止辐射板结露[1 ]。

从系统功能上分，辐射板夏季只负担室内的显热负荷，湿负荷则由回风处理；冬季辐射板提供整个室内的热负荷。任何季节，辐射板均不负担新风负荷。

机组如何满足上述要求，目前有不同的方法，以夏季为例。方案一：制冷机提供7℃左右的冷冻水，一部分直接送入新风机，对经过除湿后的室外新风冷却降温，送入室内；另一部分，进入板式换热器，交换出高温冷冻水送入辐射板。方案二：制冷机提供7℃左右的冷冻水，一部分直接送入新风机，另一部分通过三通阀与回水混合后送入辐射板。本文介绍的土壤热泵采用两套制冷系统。同上述两方案相比，有如下优点：

供冷时机组直接提供高温冷冻水，无需二次换热，提高整机效率。

新风、辐射板采用不同制冷系统，分工合作，独立性强，可满足不同季节的性能要求。

1.2 机组的主要功能

机组工作原理图见图1。从图示虚线部分，大致可将机组分为两部分：主机，夏、冬季启动，向辐射板提供冷、热水；新风机，带有独立的热泵系统，对新风或回风进行适当处理，以满足不同季节的工作要求。室外侧水泵两系统共用。室内设温湿度传感器，用于检测空调房间干球温度及相对湿度。并通过编程计算出房间的露点温度。新风阀和回风旁通阀随着室内露点温度的变化而做出相应的动作。

该土壤热泵机组可四季运行，保持室内舒适、健康的空调环境。

图1 机组工作原理图

1、新风阀 2、回风旁通阀 3、热回收器 4、排风机 5、送风机 6、翅片换热器 7、四通换向阀 8、压缩机 9、气液分离器 10、室外侧换热器 11、双向过滤器 12、双向热力膨胀阀 13、膨胀水箱 14、室内水泵 15、室外水泵

1.3 不同季节的工作状态

土壤热泵机组共设三种工作模式：制冷、制热、通风。

夏季：主机负担室内冷负荷，通过辐射板向房间供冷；新风机负担新风负荷以及为避免地（顶）板结露的除湿负荷。因此制冷模式下，新风机的运行分为新风模式和除湿模式。

辐射板供冷时，如果室内侧露点温度高于设定要求，为防止地板或顶板结露，新风机工作于除湿模式。除湿时，新风机的制冷系统运转，室外新风阀关闭，室内回风的旁通阀打开，排风机工作，送风机运转，室内空气不断循环，经翅片换热器（蒸发器）除湿降温，向房间输入低含湿量的空气，逐渐降低室内的空气露点温度。

当室内露点温度满足运行要求时，新风机工作于新风模式。室外新风阀开启，室内回风的旁通阀关闭，送、排风机开启，新风机的制冷系统运转。室外新风经热回收器初次降温后，由送风机经翅片换热器（蒸发器）降温后送风室内；室内部分空气经热回收器吸热后，由排风机排至室外。进、排风量大致相当，维持室内适当的正压。

在供水温度不引起室内顶板结露的范围内，主机压缩机启动，由室内水泵不断将冷量输送到辐射板。

冬季：主机负担室内热负荷，通过辐射板向房间供热；新风机负担新风负荷。

土壤热泵制热时，室内、外侧水泵首先启动，主机压缩机启动，四通换向阀换向，压缩机排气进入室内换热器（冷凝器），将从土壤中吸收的热量散出，由水泵送至房间内的辐射板，均匀地向室内供热。

新风机启动时室外新风阀打开，室内回风的旁通阀关闭，压缩机启动，四通换向阀导向，压缩机排气进入翅片换热器（冷凝器），将从土壤中吸收的热量散出。室外的低温空气经热回收器换热升温，由送风机升压，经翅片换热器（冷凝器）加热，送进室内；部分室内空气经热回收器散热后，由排风机排至室外。另外可应用户要求，在送风侧设加湿器，湿度传感器设回风处，当室内空气干燥，相对湿度低于设定值时，加湿器自动启动，制出蒸气送入室内送风管路中。

春秋季：该季节气温适宜，机组以纯通风的方式向室内提供清新的空气，同时将部分室内空气排出。机组的两部分制冷系统及水泵均不起动。

2 技术特点

2.1 房间露点温度控制方案

采用辐射板系统，夏季供冷时，以下三种情况房间内易结露：

机组初次启动，室内空气干球温度高，相对湿度大，露点温度明显偏高。

机组运行过程中，某些意外情形出现，如大批客人突然来访或开启了产湿量大的设备。

舒适性空调夏季室内空气设计干球温度24-28℃，相对湿度40-60%，露点温度9.5-19.5℃。辐射板供水温度依负荷不同设定在14-20℃。夏季炎热时，冷负荷增大，需降低辐射板的供水温度。这二者之间，存在供水温度过多低于露点温度的情形。

机组的干球温度、相对湿度传感器设在房间内，自动计算室内露点温度tdew，实时监控，实现互动。考虑除湿速度、制冷机的容量等方面，本设计采用室内回风循环除湿的方案。当tdew高于设定值时，除湿系统启动，快速地降低室内的露点温度；并根据室内露点温度，自动调节，使辐射板内循环水温度不低于室内的露点温度，以保证供冷区域不出现凝露现象。

2.2 新风换气机的功能

无新风的空调系统，室内空气污浊，身体的种种不适常会发生。如果主机不启动，土壤热泵机组相当于一台新风换气机。它有如下特点：

新、回风过滤功能。机组配有不同的过滤器可有效阻止灰尘或有害物进入室内。

热回收功能。热回收器采用欧洲先进技术，热回收效率高。

变化的新风量。夏冬季节，新风的负荷大，采用满足卫生要求的最小新风量；而在春秋季节，大风量送、排风，消除室内余热。类似于中央空调的风量控制方式，节能、舒适。

适宜的送风温度。新风机配带热泵系统，夏季向室内提供凉爽的新风；冬季新风变暖送入室内。

2.3 高效、节能

2.3.1 辐射板

辐射板同风机盘管相比，传热面积大，室内供回水平均温度同室温的温差较小。

供冷时辐射板采用高温冷冻水，同风机盘管所需的低温冷冻水相比，机组的蒸发温度升高，制冷量增大，压缩机的COP可提高20%。

2.3.2 土壤源

由于较深的地层中在未受干扰的情况下常年保持恒定的温度，远高于冬季的室外温度，又低于夏季的室外温度。土壤热泵冬季将大地中的低位热能提升对建筑供暖，同时蓄存冷量，以备夏用；夏季将建筑物内的热量转移到地下对建筑进行降温，同时蓄存热量，以备冬用。

与风冷热泵相比，主要有两点优势：

土壤热泵冬季无需除霜。除霜过程损失热泵相当的能量。冬季土壤热泵室外进出水温度基本维持在零度以上，如果低于零度，可适当充注防冻剂。

土壤热泵受环境温度的影响小。风冷热泵当冬季室外温度较低时，机组的蒸发温度较低，制热系数就随蒸发温度下降而下降，而此建筑物对供热的需求却增大，造成室内空调温度无法维持[3]。土壤热泵当冬季室外温度较低时，地下温度并未达到最低，可有利地错过负荷高峰期。

2.3.3 输送系统

机组内输送部件（风机、水泵）的耗功约占整机功率的20%。但这些部件工作时间长，针对这种情况，首先选用节能产品；另外在自控方面采取相应措施，如室外水泵与压缩机联动等，有效地降低机组运行费用。

2.4 建筑美观、环境保护

系统没有屋顶设备，也就没有屋顶承重、修饰或挡光的问题，建筑整体美感也得到了很好的保持[4]。

供热时省却了锅炉房系统，没有燃烧过程，避免了排烟污染；供冷时省却冷却塔，避免冷却塔噪音及热污染，使环境更加洁净优美。

2.5 远程控制

辐射板热稳定性好，但启动时，有一定的延迟性，室内温度需2-3小时趋于稳定。机组配有远程控制，用户可使用电话拔号，异地操作，提前开启机组，预冷、预热房间。

2.6 全年运行，减少投资

机组从功能上可分为两部分：一台热泵主机，用于向室内供冷（热）水；一台新风换气机，并设热泵系统，既可用于除湿，也可用于通风换气。一年四季，机组可以在不同的模式下运行，为客户营造清新、舒适的室内环境。二者有机的结合，节省用户的二次投资，又减少宝贵的安装空间。

3 结束语

本文介绍了应用于辐射板系统的土壤热泵机组工作原理、性能特点等。该机组属于土壤热泵的分支，专门用于辐射板系统。

它作为室外系统——绿色环保节能的土壤源与室内系统——舒适节能的辐射板的有机连接，充分发挥室内、外系统的优势，追求锦上添花的效果；并且针对辐射板供冷的独特性，机组设置除湿循环，开发了除湿控制程序，以满足辐射板正常工作的要求。机组引进新风系统，提升了室内空气品质。

应用于辐射板系统的土壤热泵机组已在北京王府家园别墅内成功运行多年，机组的季节性能系数高，仅制热一项，与燃油炉相比，至少可节省一半的费用；夏季室外干球温度37℃，室内依然保持24℃，舒适宜人；客厅铺设大理石地面，无凝露现象。地下换热管运行稳定。不少专家前去参观、指导，其运行效果受到一致好评。

参考文献

1 赵育根，李强民. 建筑热能通风空调，1999，1（18）：30~32

2 魏唐棣，胡鸣明，丁勇等. 暖通空调，2000，1（30）：12~14

温室气体的特性篇8

（郑州市气象局，郑州450048）

摘要：利用2012—2013年及2013—2014年2 个冬季的大棚内外气象观测资料，对雾霾寡照天气条件下大棚内小气候特征进行分析，并采用逐步回归分析的方法，建立寡照天气大棚内最低气温预报方程，用该方程对2014年3 月雾霾寡照天气棚内最低气温进行预报，绝对误差值均小于2℃，预报效果较好。同时提出了雾霾寡照天气条件下大棚生产管理措施，有效预防和抵御灾害。

关键词 ：大棚；雾霾；寡照；低温；预报

中图分类号：S626.5 文献标志码：A 论文编号：2014-0655

0 引言

近年来，郑州雾霾天气多发频发，成为民众和政府高度重视的环境问题。雾霾是雾和霾的组合词，雾是指在接近地球表面、大气中悬浮的由小水滴或冰晶组成的水汽凝结物；霾是指因大量烟、尘等微粒悬浮而形成的浑浊现象。雾霾天气空气质量差，能见度低，影响身体健康、交通安全等；持续雾霾天气时光照不足，给农业也带来影响，特别对设施农业生产会造成严重影响，成为近年来影响设施农业生产的主要气象灾害之一。雾霾寡照天气条件下棚内温度低、湿度大，作物生长缓慢、抗性降低，极易发生病害，导致蔬菜生长受阻或生Q 长发育不良[1]，严重时导致死亡，造成严重损失，制约设施农业的进一步发展。

近10年来国内学者在棚内小气候环境及其外界气象条件的关系、低温寡照对棚内作物的影响、日光温室气象灾害风险分析、以及从热力学角度对大棚保温性能改善等方面的研究取得了一定的进展，如崔建云等[2-7]研究了日光温室小气候特征及其与外界的关系，徐凤霞等[8-10]研究了低温寡照天气对设施农业生产的影响，魏瑞江等[11-14]对日光温室气象灾害风险进行了分析和评价，李小芳等[15-18]从热力学角度构建了日光温室数学模型并对温室结构进行优化。这些研究成果为设施农业生产提供了技术保证。然而随着近年来雾霾日数呈不断增加的趋势，雾霾寡照天气对设施农业生产的影响及防御方面的研究显的尤为迫切，迄今为止，对郑州大棚蔬菜生产期间雾霾天气状况下小气候特征的相关研究尚未见报道。因此，本文结合郑州市设施农业生产特点，对雾霾寡照天气条件下大棚内小气候特征进行分析，用逐步回归的方法建立了大棚内最低气温的预报方程，并提出预防和防御对策，为郑州市现代设施农业生产提供技术服务，为进一步提高郑州市设施农业抵御灾害能力，提高生产效益提供参考依据。

1 材料与方法

试验研究于2012 年11 月—2013 年3 月、2013 年11 月—2014 年2 月2 个冬季在河南省郑州市惠济区黄河农牧场进行。蔬菜大棚东西走向，长75.0 m，宽8.05 m，脊高3.81 m，后墙高2.75 m，后坡面宽1.9 m，后墙和东西山墙为砖夹墙，墙体厚0.75 m，棚膜材料为PVC 薄膜，薄膜外层为草帘加膜，电动马达控制草苫覆盖，山墙上设有通风口，棚膜可以移动位置通风，棚内种植草莓。

室内外各安装1 套华云升达（北京）气象科技有限责任公司生产的CAWS型自动气象站，可以自动连续采集棚内、外多点空气温度、湿度、CO2浓度、太阳辐射、光合有效辐射、日照时数、土壤温度、湿度等，数据资料通过GPRS网络传输至郑州市气象局服务器进行存贮处理。

对2 个冬季大棚内外的气象数据资料进行了统计分析；选取2013 年1 月28 日—2 月1 日及2013 年12 月15 日—26 日两次雾霾寡照天气过程对大棚内小气候特征进行分析；从2 个冬季共272 天中挑取91 个寡照天气数据资料建立低温预报方程。

2 结果与分析

2.1 雾霾寡照天气大棚内气温变化特征分析

1 月28 日—2 月1 日是一次较为严重的雾霾寡照天气过程，其中1月28日和2月1日分别有0.8 h和2.1 h的日照，棚内最高气温在午后分别升到了20.9℃和19.4℃，1 月29—31日连续3 天日照时数均为0，棚内气温呈连续下降趋势，日最高气温降到了10℃以下，到1月31日日最低气温降到了5.1℃（图1）。

12 月15—26 日是一次持续时间较长的雾霾寡照天气过程，棚室内最低气温呈持续下降趋势，12 月24日降到了4.9℃，其中12 月19—23 日雾霾程度稍轻，有1.9~5.3 h 光照，棚内最高气温在午后有较大幅度升温（图1）。

草莓植株正常生长、花芽分化以及开花结果的下限温度为5℃，温度达到5℃时草莓植株地上部才开始生长，低于5℃花芽分化停止，授粉受精受到影响，进而影响种子发育，产生畸形果[19]。据实验点连续观测结果：2 个冬季的持续低温雾霾寡照天气使得草莓植株生长缓慢，长势较弱，果实个头小，品质和产量下降。据郑州市农业部门统计，由于2013 年冬季低温寡照的影响，全市蔬菜生产遭受严重损失，大棚蔬菜产量下降30%~60%，个别小青菜绝收；由于光照不足，还造成蔬菜生长速度慢，植株生长势弱、抵抗力低下，病害多发，蔬菜质量下降。

2.2 雾霾寡照天气大棚内20 cm地温变化特征分析

2013 年1 月28 日—2 月1 日棚内20 cm 地温持续下降，直到2 月1 日下午开始回升。2013 年12 月15—26 日20 cm地温总体上呈明显下降趋势，由于19—22日有光照，20 cm地温在午后有小幅回升（图2）。

2.3 雾霾寡照天气大棚内湿度变化特征分析

连阴期间，棚内相对湿度大。2013 年1 月28 日—2 月1 日，除了1 月28 日和2 月1 日的午后有短暂时间相对湿度在90%以上，其余时间段相对湿度都大于100%，棚内水汽长时间处于过饱和状态；2013 年12 月15—26 日，除了有光照期间相对湿度有短暂时间下降外，其余大部分时间段相对湿度都在80%以上（图3）。棚内较高的湿度是诱发病害发生的重要因素，因此在低温连阴期间一定要采取适当通风、调整施药方式等多种措施降低棚内湿度，抑制病害发生流行。

2.4 大棚内最低气温预报

最低温度是限制作物生长的重要因素，不同品种、不同发育期对温度有不同的要求，低于一定的温度，作物会停止生长甚至形成灾害。低温是影响郑州地区冬季大棚作物生长的主要气象灾害之一，因此提前预报棚内最低气温，及时采取措施进行棚内温度调节，可达到防灾减灾的目的。

本研究对2012 年11 月—2013 年3 月和2013 年11月—2014 年2 月2 个冬季共272 天的气象数据资料进行统计分析，按照日照百分率0≤S≤20%为寡照天气的划分标准，挑取91 个寡照天气数据资料建立最低气温预报方程。初步选取棚内最低气温、棚外最低气温、棚外最高气温、棚外总辐射累计、棚外有效辐射累计、棚内总辐射累计、棚内有效辐射累计、棚内相对湿度、棚内20 cm 最高地温、棚内20 cm 平均地温、棚内20 cm最低地温等因子，利用DPS 软件进行相关性分析，进行因子筛选，并采用逐步回归分析的方法，建立以下方程：

T内min=-3.958+0.292T外min+0.782T内20min-1

公式中：T 内min为棚内最低气温预报值，T外min为棚外最低气温预报值，T内20min-1为前1天棚内20 cm最低地温。

方程通过了0.001 的显著性水平检验，F=382.364，R2=0.948。该方程最低气温观测值与拟合值绝对误差98%小于2℃，同时用该方程对2014 年3 月雾霾寡照天气棚内最低气温进行预报，绝对误差值均小于2℃（图4），因此，用该方程来做寡照天气大棚内最低气温预报效果良好，已应用于实际业务服务，预报和郑州市蔬菜大棚温度预报。

3 雾霾寡照天气生产管理措施

低温雾霾寡照天气对设施农业生产十分不利，要采取各种措施保障大棚蔬菜水果的正常生长，避免造成损失。

（1）增温。在预报棚内气温较低时，可在大棚周围燃烧秸秆树叶熏烟，以减少大棚的热量向高空辐射，减少热量散失。（2）及时通风。只要棚内温度允许，就要尽量放风，降低棚内湿度，可有效防止病害的发生和流行。（3）喷施药剂。有针对性地利用专用杀菌剂进行预防和防治，抑制病害的发生和发展。施药方式采用烟剂或粉剂，避免棚内湿度升高。（4）连阴天时，在不影响棚内蔬菜对温度要求前提下，白天尽量揭开草苫，使蔬菜接受散射光照射，不可以连续几天不揭草苫。（5）补光。利用专用日光灯、水银灯、碘钨灯、返光幕等具有增强光照的设施，将棚内光照强度提高到光补偿点以上（草莓的光补偿点较低，为0.5 万~1.0 万lx），使作物有充足的光照进行光合作用，避免寡照天气的不良影响。（6）喷施叶面肥。叶面喷施尿素、喷施宝及各种新产专用叶面肥，提高光合作用能力。（7）及时清理植株的老叶、病叶、死叶，改善棚内蔬菜光照条件，避免病害传播。（8）选择温度高时，清扫或水洗棚膜，保持棚膜清洁，提高透光率。

4 结论与讨论

（1）低温寡照天气条件下棚内气温及20 cm 地温均呈明显下降趋势，最低气温甚至降到了5℃以下，相对湿度又持续较高，对棚内蔬菜水果的生长十分不利。

（2）本研究采用逐步回归的方法，建立了寡照天气棚内最低气温预报方程，且预报效果好，已在实际服务中应用，并针对低温寡照天气提出了预防和防御措施，可有效提高大棚抵御灾害的能力。

（3）本研究中使用了2 个冬季的观测资料，时间序列较短，随着资料的积累和研究的深入，预报结果在精度上会进一步提高。

（4）半地下式日光温室保温性明显优于普通日光温室[20]，笔者在试验研究中也发现，同样的天气条件下，半地下式温室内最低气温较普通温室平均可提高3.4℃，增温效果明显。目前郑州地区半地下式日光温室还没有普遍推广，因此可大力发展半地下式日光温室，为室内作物生长提供较好的温度环境，减少低温灾害造成损失。

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温室气体的特性篇9

关键词：EPA（United States Environmental Protection Agency）；IPCC（Intergovernmental Panel on Climate Change）；温室气体清单

为了及时掌握温室气体排放情况以进一步控制排放水平，1992年5月9通过的《联合国气候变化框架公约》（United Nations Framework Convention on Climate Change，UNFCCC）规定缔约方用待由缔约方会议议定的可比方法，编制、定期更新、公布并按照第十二条向缔约方会议提供关于《蒙特利尔破坏臭氧层物质管制议定书》（Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer）未予管制的所有温室气体的各种“源”（任何向大气排放温室气体及其前身和气溶胶的过程或活动，主要是二氧化碳CO2、氧化亚氮N2O、甲烷CH4、氢氟氯碳化物类CFCs，HFCs，HCFCs、全氟碳化物PFCs及六氟化硫SF6等）和“汇”（任何可以从大气中清除温室气体及其前身和气溶胶的过程、活动或机制，主要是森林碳汇）的清除的国家温室气体清单。1 为了确保各国清单编制的科学性与准确性，政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change， IPCC） 2 从2005年开始先后公布了四个版本的温室气体清单指南。3 这样，提供基于共同范式的本地区温室气体清单就成为缔约方履行国际承诺的必要组成部分。对不同国家或地区温室气体排放的进行翔实而准确的统计分析，也是国家社会温室气体排放量配额谈判的数量基础。

编制“可量化、可测算、可核实”的温室气体清单，是一项要求高、难度大的系统性、动态性工程，须依托与良好的编制机制。由于欧美国家起步较早，逐渐形成了较为成熟且相对稳定的编制体系。4 美国国家环保局（United States Environmental Protection Agency，EPA）编制的美国国家温室气体清单被认为“所提供的准确和完整的数据，能够在适当情况下向美国国内和国际气候变化政策提供执行依据和文本，并且通过参与UNFCCC和IPCC进程以及通过自身清单编制能力建设来国际化地改进温室气体清单”。对于清单编制处于起步阶段的我国而言，借鉴先进国家的成功经验，也可谓清单编制工作的组成之一。1

1、美国温室气体清单编制历程

美国温室气体清单编制的历史可追溯到上个世纪对空气污染物排放量的核算，国家温室气体清单编制是其延伸。

1.1《空气污染物排放系数汇编》提供了清单编制的方法学

空气污染物排放系数是空气污染物的排放强度，概念相对应的表达为Emission Factor（EF）。2 该系数用来估算各种空气污染物的排放量，并建立污染物排放清单（Emission Inventory，EI）。

对排放系数的研究始于美国。1968美年国公共卫生局（PHS）了最早的《空气污染物排放系数汇编》（Compilation of Air Pollutant Emission Factors，简称AP-42），3 其中就包括了部分温室气体排放系数。4

1972年美国环境保护局进行了第二次重新修订，1985年第四次修订后将排放源分为固定源和移动源两部分，其中固定源包括固定点源和固定面源，移动源包括道路和非道路车辆核算及相关扩散模型。1995年，EPA出版了AP-42第五版，并在之后对第五版进行持续更新。

AP-42是美国空气质量管理的重要工具，AP-42排放系数建立了排放污染物对大气环境影响的数量关系，排放系数一般与污染物的单位重量、体积、活动距离有关。排放系数是一些典型的、共性的可靠数据的平均值，在大多数情况下，这些排放系数的代表性是比较高的。排放总量的估算公式为：

E = A・EF・（1-ER/100）

E为排放量，A为活动水平，EF为排放系数，ER为减排效率

在AP-42方法学的基础上，EPA结合IPCC方法学及其相关数据，公布多个改进的温室气体排放量核算的方法学版本，内容主要包括：污染源的识别、排放系数和基础数据的确认。5

1.2《国家排放清单》确立了清单编制的工作模式

在空气污染排放系数汇编的基础上，EPA每三年编制并一次《国家排放清单》（National Emissions Inventory，NEI）6。编制工作采用“自下而上”的方式，由美国各个州、地方的空气污染控制机构向EPA提交估计数据，最终由EPA进行统一处理计算。EPA通过NEI向公众提供包含监测范围内的每一个污染物的排放数据，并跟踪长期的排放趋势，制定区域污染物消减战略，建立空气污染物扩散评估模型，形成排放清单系统（Emissions Inventory System，EIS） 。目前，NEI 中包含了1985~2002 年城市层面大气污染物排放数据，1996 年和1999年企业层面大气污染物排放数据，1999年的危险大气污染物（Hazard air pollutants，HAPs）排放数据，其中最近的一次报告2008年NEI 最终版数据于2010 年。

基于NEI，EPA形成了清单编制的工作模式，主要包括：基础数据的获取途径、数据处理和审核程序、清单的形式。

1.3“排放清单改进计划” 细化了清单编制的流程

1993年，美国环保局联合国土大气污染排放局（State and Territorial Air Pollution Program Administrators，STAPPA）、地方大气污染控制署（Local Air Pollution Control Officials，ALAPCO）实施了“排放清单改进计划”（Emission Inventory Improvement Program，EIIP）1，目的是建立标准化的编制程序和流程，便于高效准确地收集、计算、归档、报告和分享利用排放数据，进而建立标准化的排放量计算首选和备选方法，探索并形成数据的质量保证（QA）/质量控制（QC）方法。EIIP报告总共10卷，包括点源、面源、移动源、生物源、质量保证/质量控制、数据管理程序、排放量预测等，其中第8卷为温室气体的计算方法和技术报告，采用“自上而下”的方法计算美国国家的温室气体排放量。2

空气污染物的清单编制经验和“排放清单改进计划”给美国国家温室气体清单编制提供了很好的工作模版和计量方法。EPA在对IPCC方法学改进的基础上，形成标准化的温室气体清单编制体系。IPCC清单指南也认可与EIIP方法的可靠性与兼容性 。3

1990年美国开始对温室气体排放和吸收变化趋势进行跟踪。1991年 EPA采用OECD/IPCC方法学第一次向IPCC报告了1988年的温室气体排放清单。4 按照UNFCCC对附件一国家的要求，美国从1994年开始每年向联合国递交温室气体排放清单。1994年EPA第一次以官方文件的形式向UNFCCC报告了1990-1993年的排放量情况。此后每一年，EPA都会一份美国温室气体排放和吸收清单报告。从1994年到2010年期间EPA一共了17份官方的国家温室气体清单报告。5

2、EPA的温室气体清单编制组织与工作流程

美国国家温室气体清单由EPA负责编制。EPA每年追踪1990年以来温室气体排放和吸收的全国性趋势，按照一个会计年度进行编制。

2.1编制流程与工作时间

编制工作一般从每年4月至下一年度5月（见图1），6 基本流程如下：7

清单规划：①EPA的任务协调，评估预算；②审议优先事项；③选择方法学；④数据评估和数据收集。

清单编辑：①估算温室气体排放量；②不确定性评价；③关键排放源类别分析，跨部门分析；④形成文件并报告；⑤机构、专家、公众审议。

复审：①整体质量保证/质量控制；②回应机构评价、公布公众评论、吸纳公众意见。

收集归档计算过程：①数据和文件管理；②清单归档。

上报清单：①正式提交美国国会；②向UNFCCC提交最终版温室气体清单。

虽然美国温室气体清单尽管美国独立清单编制工作早于UNFCCC之前就开始了，但作为附件一缔约方，美国调整了报告的形式，符合IPCC指南的要求。1

清单提供了多种温室气体排放信息，包括排放量、碳汇量、计算方法和排放因子等。决策者可以通过这些排放清单来跟踪排放趋势，并针对具体经济和环境情况来制定减排战略和应对措施，并跟踪评估减排进展情况。科学家和环境工作者也可以利用清单所提供的数据进行大气和经济模型研究。

2.2编制团队与分工

EPA主管气候变化的官员Bill Irving称：清单编制一半是技术问题，一半是组织问题，有独立的行动纲要。作为美国温室气体清单编制的领导者，EPA建立了相对稳定的研究团队，将估算、特定源的质量保证/质量控制、不确定性计算、记录、归档等主要工作落实到具体人员。同时与美国相关政府机构、学术机构、行业协会、顾问和环保组织等12个机构和组织的几百名专家进行广泛合作（见图2）。如基础数据由美国能源部（Department of Energy，DOE）、农业部（Department of Agriculture，DA）、交通部（Department of Transportation，DOT）、国防部（Department of Defense，DOD）、商务部(Department of Commerce,DOC)和其他政府机构提供。各行业的专家则在各个EPA源领导（source leader）的带领下开展研究。 2

EPA用分散管理的方法来准备清单，即每个排放源的负责人管理每一排放源的计算。分散管理模式有两个基本步骤，清单规划和清单编辑（见图3）。清单规划首先分配任务，明确职责，进而选择方法学。方法学的选择过程必须熟悉IPCC清单编制的规则，并尽可能根据本地区的特点在IPCC规则的范围里，对技术路线和数据处理程序进行完善与更新。数据收集和数据评估在方法学的选择之后随之进行。清单编辑包括温室气体排放量的估算、不确定性评价、关键排放源类别分析、形成文件并报告四个部分。这四个环节都注重数据的质量保证与质量管理，尽力减少核算过程产生的流程累计误差。

在每个源的清单编制完成后，清单协调者从个体源负责人收集排放量的估算，汇总计算排放总量，准备国家清单报告（National Inventory Report，NIR）和通用报告格式（Common Reporting format，CRF ）表格，向美国国会正式展示提供的材料，并将每次提交的清单文件进行归档。

3、EPA温室气体清单编制的特色

在多年的温室气体清单编制过程中，EPA积累了大量的系统数据和工作经验，形成协调性很好的数据收集和处理模式。在美国本土国家清单编制的同时，EPA也在积极帮助发展中国家和转型国家改善清单编制的完整性和可持续性。针对一些州和地方政府的需求，EPA也提供指导和工具帮助他们准备并完成清单编制工作。1

3.1维系系统协调性，确保数据准确性

EPA拥有一个稳定高效清单编制系统，它整合了清单编制过程所有必要的要素，包括法律、体制、技术、和程序安排（见图4）。 2

事实上，美国温室气体清单中的各种排放源类别就是基于国际商会权威组织方法学计算得出的，这其中包括IPCC、联合国环境规划署UNEP、经济合作与发展组织OECD、国际能源署IEA。

在美国国内，国会对清单编制予以支持。在美国源线索管理方面，EPA与数据源的拥有者和提供者建立了特定关系，如与能源部在能源行业部分签订合作备忘录，与其他部分的大多数部门和组织的非正式协议。这样各政府机构的基础数据能方便地被EPA，国家统计数据经常被使用，形成了一个完整的数据覆盖。3 1977年由美国国会批准建立的美国能源信息管理局(EIA)是美国能源部(DOE)的独立联邦统计机构。EIA的宗旨就是通过提供高质量的并不受政策约束的数据信息来满足政府、企业及公众的需要。4 美国橡树岭国家实验室CO2信息分析中心（CDIAC），自1982 年起就是美国能源部重要的全球变化数据及信息分析中心。该分析中心的数据集涵盖了大气中CO2及其它辐射活跃的气体浓度记录、陆地生物圈及海洋在温室气体的生物地球化学循环中的作用、长期的气候趋势等。此外，美国学术界大量的研究支持清单编制方法的持续改进以保证精确估算。最近，NOAA（阿诺卫星）、 NASA（美国航天局）以及其他机构正在开发综合的观测体系，新闻界宣布出版1990-2008 美国温室气体清单报告引发了公众的关注。这一切，无疑给EPA的清单编制提供了强有力的支持。这种高度的协调性，在其他国家或地区的清单编制中很难看到，它保证了数据的准确性。所以，IPCC也承认美国EPA国际排放因子数据库的数据可靠性，并可用于交叉检验。

3.2不断改进方法学，提高估算精度

IPCC指南提供了标准化的报告表，并以文件的形式说明编制估算所使用的方法学和数据。不过，根据各缔约国对《联合国气候变化框架公约》的承诺，报告表和书面报告的实际性质和内容会有所不同。在方法学上，IPCC也提倡“清单机构可以有充分的理由对某些特定源类别排放估算的方法进行变更或改良比如说为了提高对关键源类别的估算水平而实施一些改良”。 1 美国排放清单所采用的方法上符合IPCC清单指南的基本要求，但随处可见改进。2 例如，美国的清单部门里，除了将IPCC指南中的农业部门单独作为一个部门一算，还考虑了商业温室气体排放。在移动源的计算方法上，由于非道路车辆的活动数据一般难以获取，IPCC指南推荐使用EPA非道路排放模式（NONROAD）进行计算。

按核算精度增加的顺序，方法层次可以分为TIER1（IPCC缺省排放因子），TIER2（需要测量数据来推算的国家特有因子），TIER3（测量/拟合获得的动态排放因子）。EPA在方法选择上基本考虑两个要素，关键排放源和数据可获取性。关键排放源尽量采用高层次的方法，TIER2或者TIER3；如果排放源的技术参数比较容易获取，那么也尽量采用高层次的计算方法。但如果技术数据获取难度大，就采用保守的TIER1方法，并根据逐年的数据积累，有计划，逐步转向TIER2、TIER3。

EPA温室气体排放因子的主要开发方式有：① EPA与州、地方或企业合作，由它们通过排放实测或其他检测方法得到排放因子，上报给EPA，然后EPA统一公布；②EPA根据全国相类似活动的检测数据进行推测综合得到；③利用物料平衡法并结合经验判断获得。

美国的清单编制中基于IPCC指南中的优良做法，开发了合适本土的方法。例如，自行开发的Century Model，能够模拟不同土地的使用及其影响，便于计算农业部门矿物有机土壤的年碳存储，模型所需要的数据是从现存的国家数据库里得到的，Century Model明显改进了IPCC的 Tier2。再比如，在获得设施级别数据时，尽管用IPCC方法可以得到使用Tier3所需要的数据，但是无法满足IPCC的来源分类。EPA指定参考方法是用其“连续排放检测系统”（A Continuous Emission Monitoring System，CEMS）。CEMS是运用转换方程、图形、或计算机程序产生的结果来测定气体或微粒污染物浓度或发射率的一种配套的整体设备，在线检测烟气排放，可以更好地进行质量控制/质量保证。这些方法不仅适用于美国的情况，更被广泛地用于其他国家的研究者、政府部门。 3

整体来说，IPCC认可EPA清单方法学在技术路线和排放因子方面的可靠性及与IPCC指南的兼容性。在一些具体点源和线源的估算方法上，EPA清单方法学提供了更为具体的方法模型，被IPCC所采纳。例如，在废弃地下煤矿排放量计算方法上，IPCC 2006 Tier3就是利用EPA 2004相关方法学进行改编的。

3.3注重不确定性分析，保证估算信度

由于定义、数据、方法可能出现偏差或匹配水平低，温室气体清单编制会出现不确定性，导致排放估算信度下降，估算和实际排放不一致。《IPCC国家温室气体清单优良作法指南和不确定性管理（2006）》从“确定国家关键源类别”和“对方法学的变化进行系统管理”两个方面，明确给出了降低不确定性的方法。 1

美国有扎实的清单编制基础的一个重要原因是有较为完善的不确定性管理体系。为了降低编制过程中的不确定性，EPA在2002年制定了不确定性改进计划，该计划提供了量化不确定性分析的自我估算方法，帮助编制人员理解不确定性原因和如何提高确定性，并提供了通用的模板和特殊的指导以补充量化不确定性分析。在计划的实施过程中，EPA采取了一系列管理措施：（1）制定了《不确定性管理规则和手册》，明确不确定性分析重点和制度规定，并对清单编制人员进行强制性培训。（2）开发新的模型以减少结构上的不确定性。具体做法是以实验为依据，运用仿真系统，提高评估模型对测量结果的预测能力。如2003年法伦和史密斯实验2007年奥尔格实验等。（3）在进行排放核算和评估的时候，特别注重新旧数据的协调性，并确保数据在整个时间段是连续的。（4）界定了大量多种源类别的不确定类别和不确定信息收集、定量、处理的方法论。（5）在数据收集和处理过程进行严格的整体质量控制和质量保证，对文本和数据实施内部质量控制和各种检查，保证估算的有效性，并通过外部评审（专家和公众意见）、回应清单编制过程中的所有评论、复审等环节进行质量保证。（6）温室气体清单编制过程中涉及的行业多，每个清单编制小组在收集数据和确定排放因子的过程中会有所偏差，EPA通过协调不同的编制小组进行一次跨行业分析，这样可以减少最终清单统一归档时候的数据冲突，从而有利于测量结果的比较分析。

对于IPCC指南中规定的不确定性分析内容，由于美国国家温室气体清单中类似化石燃料燃烧的二氧化碳排放的不确定性已经很低，EPA的不确定性分析主要集中在模型缺陷产生的结构上的不确定性和参数不确定性。主要做法如下：（1）详细说明对源的表述的不确定性，说明估算不确定的模型和方法，对于源的估算方法的不确定性都进行了量化，同一个源用不同模型从框架、数据、假设等方面来比较。（2）参数不确定性是国家清单排放估算中最主要的不确定类型，也是量化不确定性分析的最为关注的地方。IPCC指南推荐的蒙特卡罗方法能大大降低不确定性，但该方法的最大缺陷是在合并不确定性时大量参数难以获得。美国改进了蒙特卡罗方法。做法是在活动数据管理和计算阶段，先将环境条件和管理活动输入到模型输入数据库中，形成大规模数据点，然后进行数据库管理，在此阶段进行不确定性评估，将评估结果反馈到数据库（见图5）。籍此，美国清单里把在所有排放源都做了参数不确定性量化，除了十分小的源类别之外。

《1990―2008美国温室气体排放和吸收清单》中明确指出，在不确定性分析方面今后还将开展三个方面的工作：合并不在范围内的排放源；提高排放因子的准确性；收集详细的活动数据。

3.4全程质量保证和质量控制，强化清单可靠性

“适当的质量保证和质量控制（QA/QC）程序利于改善透明性、一致性、可比性、完整性并增强国家温室气体排放清单编制的可信度”， 2 为此EPA制定了《美国温室气体清单质量保证/质量控制和不确定性管理规划：QA/QC和不确定性分析操作手册》，建立了与《IPCC温室气体清单优良作法指南和不确定性管理》相一致的质量保证与质量控制体系。

（1）贯穿清单编制全过程。

在美国国家温室气体清单的编制系统中，每个组成要素和环节都依照IPCC指南配置了QA或QC人员，EPA要求个体源的负责人和组织对数据的审查必须严格和制度化（见图6）。 1

（2）程序清晰。

QA/QC 规划适用与每个资源分类，提供“包括但不限于如下的QC程序清单”：

包括资源分类信息的活动数据及排放因子交叉映证的描述

为防抄写错误，交叉检查每类资源的输入数据标本

复制排放计算的代表性例子

检查单位及转化因子

确保数据被正确标注

确定对于多类资源较为常见的参数（如生产数据）（或某一类来源的多种气体） 并确认其连续应用

确认检查排放数据从较低级别的报告向较高级别报告汇总时被正确收集

检查不同中间过程的排放数据是否正确记录（如从数据表格向文本转录时）

在清单周期最后的质量控制工作，要求所有质量控制检查应当在质量保证/质量控制计划的分类资源中记录，包括：

所有找到的质量控制错误应当记录在质量保证/质量控制计划的分类资源中

所有所做的修改应当在质量保证/质量控制计划中记录

所有交叉检查资源应当包含在记事表中

所有完成的质量保证/质量控制计划必须由质量保证/质量控制协调员共享；所有修正的文件必须由存档协调员分享

所有记事表条款必须由存档协调员分享

为了便于执行，EPA制定了质量保证/质量控制模板（IA 2），将程序分为三步：（1）过去质量保证/质量控制过程描述及程序；（2）现有质量保证/质量控制过程描述及程序；（3）计划质量保证/质量控制过程，包括岗位和职责的定义、列出将进行的最小质量控制的程序、更严格的质量控制或对特定源进行更深检查的建议、外部评审/质量保证，确定清单评审的过程和时间表（专家/公众评审）、样本清单和外部评审的文件（这些文件需要列出评审的机构和个人）。

（3）职责明确

质量保证/质量控制工作组内工作人员分为协调员、资源分类领导及职员，其在质量保证/质量控制过程中分工明确。

质量保证/质量控制协调员主要的工作职责是：

确保在清单编制、相关文件及数据表中实施了适当的质量保证/质量控制程序；

确保所有成员明确其自身在质量保证/质量控制程序中的职责

阐明质量保证/质量控制中各个层次人员的职责

开发并传达质量保证/质量控制程序 (质量保证/质量控制规划)；收集并审核程序的完整性

向成员分配质量保证/质量控制任务(如，质量控制核查员，资源分类领导及职员)

向存档协调员分发质量保证/质量控制文件(如完成的检查表)

组织技术审查 (如专家及公众质量保证审查)。

资源分类领导及职员则是完善被分配的质量控制程序，比较质量控制程序检查表是否违背资源分类表的估测及条例。在下一清单周期开始时，资源分类领导应当向质量保证/质量控制协调员处要求已优先完成的质量保证/质量控制计划；资源分类员应当交叉检查须再次应用的文件，确保其已被修正；若需新的检查或须去掉过时的检查时，资源分类领导应当进行审核。

质量保证/质量控制模板（IA）中的职能模板还规定了外部专家、清单顾问等各方面质量保证/质量控制的职能，要求其遵循清单小组的QA/QC程序，进行每天的QC。

3.5建立统一的工作模板，提高管理能力

分析EPA的温室气体工作机制，可以明显发现EPA在清单编制工作流程和工作机制过程中，形成了一套统一的工作模版。清单管理模板方法的使用，主要的目的在于解决工作缺乏连续性的问题，促进清单编制事宜的系统化，使的清单编制工作具有透明性、一致性和可比较性。EPA将工作模板作为清单编制的指导手册，认为模板的运用可使得清单编制专家执行标准化的任务，专注于以简洁的方式记录必要的信息，避免不必要的长篇书面报告，基于相同的模板可以将不同区域和不同领域的清单进行比较和对比，并为今后改进优先事项提供了一个客观有效的系统。

EPA模版工具有制度安排模版、关键源的分析软件和文档模版、基于源（SBS）模版、QA/QC程序模版、归档模版、国家清单改进模版（见表1）。

在最后清单的归档过程中，每个GHG清单都被分为“归档文件”，并存入相应的归档系统（由文件保存系统、评论/反应保存系统、数据保存系统组成）。EPA为活动数据和文件管理提供了强大了数据库管理系统，建立大规模的数据点、过程数据库和结果数据库。这些数据库的存在为EPA进行多年的温室气体数据跟踪和趋势分析提供了可靠的、方便查询的基础数据。

标准化的模板依托于各种表格，运用表格的文档形式，如2007年的Annex Table中有255个excel表格，2008年的Annex Table有248个excel表格。在清单编制过程中，EPA也借助数据表建构估算模块，如“源模块”由控制工作表、计算工作表、汇总工作表、数据输出表组成，能实现动态的数据输入、自动计算和数据输出。模版工具和方法为个体源组织的数据管理和数据分析提供了便捷的工具，大大提高了EPA的工作效率。2

除上述之外，EPA清单编制系统还有其他一些特色，如保持高度的中立性和开放性；只做分析和预测而不提政策建议；积极开发应用软件；3 研发分析模型；4 应用先进技术等等。 5

中国政府高度重视气候变化问题，积极认真的履行自己在《联合国气候变化框架公约》下所承担的各项义务。2004年，中国政府官方正式中国气候变化初始国家信息通报，包括国家温室气体清单。2010年，中国在温室气体清单编制过程又迈出重要的一步，开始编制第二次国家信息通报，启动了省级温室气体清单编制工作，并将建立温室气体清单数据库。借鉴EPA温室气体清单编制的成功经验，对提高我国温室气体清单编制水平应有积极作用。

参考文献：

[1] Richard S.J. Tol. Estimates of the Damage Costs of Climate Change[J]. Environmental and Resource Economics 21: 135-160, 2002.

[2] UNEP. Montreal Protocol on Substances that Depletethe Ozone Layer[EB/OL]. 2000. 省略/ozone

[3]IPCC. Revised 1996 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories[EB/OL]. 1996. ipcc.ch/home_languages_main_chinese.htm

[4]IPCC. 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories[EB/OL]. 2006. ipcc.ch/home_languages_main_chinese.htm

[5] Vesterinen, R., 2003. Estimation of CO2 emission factors for peat combustion on the bases of analyses of peats delivered to power plants. Research Report PRO2/P6020/03. VTT Processes, Finland.

[6] Suvi Monni, Sanna Syri , llkka Savolainen.Uncertainties in the Finnish greenhouse gas emission inventory[J].Environmental Science & Policy. Volume 7, Issue 2, April 2004, Pages 87-98.

[7] US EPA. 2010 Inventory of Greenhouse Gas Emissions and Sinks [EB/OL]. epa.gov/climatechange/emissions/downloads10/US-GHG-Inventory-2010_Report.pdf.2010.

[8] US EPA . State and Local Transportation Resources [EB/OL]. epa.gov/otaq/index.htm.2010.

温室气体的特性篇10

关键词：外墙外保温　技术　特点　优点

目前，国际上的节能建筑都已在墙体采用了外保温技术，我国建筑也正在由传统的内保转为外保。外保温墙由相当一定厚度的保温板和墙体中间的流动空气层组成，因而能有效地起到保温隔热作用。有外保温墙的住宅，在炎热的夏天和寒冷的冬天，都可以节省许多昂贵的空调和暖气费用。

一、外墙外保温技术的简要介绍

外墙外保温是一种新兴的保温技术，这种技术就是将保温材料置于主体围护结构的外侧，以达到保温隔热的目的，它可以有效地解决我国北方地区冬、夏两季室内外温差过大而造成的能源损失，代表着我国节能保温技术的发展方向。

外墙外保温不会产生热桥，因此具有良好的建筑节能效果。冬天，当室内的热量经过墙体保温材料时会被隔绝保存下来，而室内温度降下来后墙体内的热量又会释放出来，调节室内的温度。夏天，外保温同样会阻止太阳光的辐射和外部热量传人室内，从而使建筑物内部冬暖夏凉。

二、外墙外保温技术的特点

1.大开间小进深。

其实，在现代建筑设计里，无论板楼还是塔楼，都可以做到通风透气，但只有南北朝向的板楼才能达到最佳的节能效果。如果选择板楼，一定要选择大开间小进深的住宅，这样的房子采光好，不会有“黑房”，而且能最大限度地做到通风透气。

2.采光通风。

节能住宅由于最大限度地采用了自然光照明，因而可以大大地节约电能。现代节能住宅的设计师们往往会巧妙地把客厅、卧室、厨房甚至厕所布置在长方形的总平面四周，这样不仅消灭了“黑房”，而且还最大限度地减少北向房间，让所有房间都能享受到明媚的阳光。

3.新风系统。

由于现在城市空气质量比较差，长时间开窗往往会使许多有害气体进入室内。室内新风系统就能起到关上窗户也让室内空气新鲜的作用。新FxL，统采用一套空气转换系统，能把室外的空气过滤后去除污染成分传人室内，往往比开窗效果要好。由于开窗少，室温也便不容易变化。

4.中水设施。

一些有节能意识的地产商都在新建小区建立了中水处理系统，以此来循环用水，效益是非常明显的，既节约了水资源又降低了物业费用的支出。

5，经济效益。

节能住宅也许会比一般住宅贵一些，但从长远利益来看，其经济效益还是划算的。如同时在两间建筑面积16平方米的房间内开24小时空调，采用节能保温技术措施的建筑比一般建筑要少用5度电左右，保温效果提高一倍。以一个100平方米的住宅计算，一年便可节省空调用电2600度左右，大约折合人民币1700元左右。

三、外墙外保温技术的一些优点

近年来，随着我国节能工作的不断深入，节能标准的提高，用于外墙外保温的材料和技术不断改进，外墙外保温由于其优越性而日益受到人们的重视。对比其它外墙保温技术，它有以下优点：

1.适用范围广。

外保温不仅适用于北方需冬季保温地区的采暖建筑，也适用于南方需夏季隔热地区的空调建筑；既适用于新建建筑，也适用于既有建筑的节能改造。

2.保温效果明显。

由于保温材料置于建筑物外墙的外侧，基本上可以消除建筑物各个部位的“热桥”影响，从而充分发挥轻质高效保温材料的效能。相对于外墙内保温和夹心保温墙体，它可使用较薄的保温材料，达到较高的节能效果。

3.保护丰体结构。

置于建筑物外侧的保温层大大减少了自然界温度、湿度、紫外线等对主体结构的破坏性影响。随着建筑物层数的增加，温度对建筑竖向的影响已引起关注。国外的研究资料表明，由于温度对结构的影响，建筑物坚向的热胀冷缩可能引起建筑物内部一些非结构构件的开裂，外墙采用外保温技术可以降低温度对结构内部产生的应力。

4.有利于改善室内环境。

外保温不仅提高了墙体的保温隔热性能，而且增加了室内的热稳定性，在一定程度上阻止了雨水等对墙体的浸湿，提高了墙体的防潮性能，而且还避免了室内的结露，霉斑等现象，因而创造了舒适的室内居住环境。

5.利于旧房改造。

目前，全国有许多既有建筑由于外墙保温效果差，耗能大，冬季室内墙体结露、发霉，居住环境差。采用外墙外保温进行节能改造时，不影响居民在室内的正常生活和工作。

四、我国现有主要的外墙外保温技术

1.膨胀聚苯乙烯板加薄层抹灰并用玻璃纤维加强的做法。

这种方法目前我国使用最多最广的一种外保温墙体，其中聚苯板在基层墙体上的固定方式有三种：(1)采用粘结胶浆固定；(2)采用机械固定物固定；(3)以上两种固定方式结合。

这种做法有如下的优越性：(1)由于它在欧洲及美国已沿用了近30年，在美国采用此方法已建成的建筑有的高达44层，因此，此项技术已形成体系。粘结层，保温层与饰面层可配套使用，是较成熟的技术。(2)由于保温材料采用膨胀聚苯乙烯，其价格比较低廉，整个系统造价适中，用户便于接受。(3)无复杂的施工工艺。一般施工单位经过简短培训后便可掌握施工要领，便于技术的推广。(4)它集保温、防水和装饰功能于一体，具有多功能性。(5)整个系统具有较强的耐候性、良好的防水和水燕气渗透性能。(6)有多种颜色和纹理的面层涂料可供选择，与整个系统配套使用。

2.采用挤塑聚苯乙烯为外保温材料的墙体。

挤塑聚苯乙烯是近年来发展起来的一种新型保温材料。目前，挤塑聚苯乙烯与茶层墙体的固定方式主要采用机械固定伴。

这种材料的优点在于：(1)挤塑聚苯乙烯具有致密的表层及闭孔结构内层，其导热系数大大低于同厚度的膨胀聚苯乙烯，因此具有较膨胀聚苯乙烯更好的保温隔热性能。对同样的建筑物外墙，其使用厚度可小于其它类型的保温材料。

(2)由于内层的刀孔结构。因此它具有良好的抗湿性，在潮湿的环境中仍可保持良好的保温隔热性能。(3)适用于冷库等对保温条件有特殊要求的建筑，也可用于外墙饰面材料为面砖或石材的建筑。(4)由于挤塑聚苯乙烯与基层墙体的固定方式主要要采用机械固定件，因而在冬季可照常施工。

3.采用单面钢耸网架聚苯板的外墙外保温。