【关键词】低体温；预防；护理措施
低体温常见于骨科创伤性损伤患者中，通常患者受损伤后其中心体温25分。为了减少创伤患者死亡率，本文将探讨积极预防骨科创伤性损伤患者出现低体温，以及护理该类患者的进展，现报道如下。
1创伤性损伤患者低体温原因分析
1.1入院前低体温的原因
（1）患者受到创伤性损伤时，天气寒冷保温条件差，患者失血又得不到及时补液，回心血量少导致了低体温，或者内心受到强刺激。（2）创伤性损伤患者失血后，血压降低、脑缺血后产热受到抑制，肾功能受损也会导致产热低而低体温；现场施救补液和输血受条件因素影响无法加热，进入患者体内使其体热丢失也会产生低体温。
1.2入院后低体温原因
（1）入院后患者脱去衣服查体使得体热丢失。（2）受麻醉手术影响，全麻患者大脑和下丘脑体液调节中枢被阻断；局麻患者血管扩张在区域内被阻滞也使得体热丢失，使其出现低体温。（3）手术时间延长后患者体内散热加快，例如：消毒术区皮肤使其体热蒸发加快、术中使用冲洗液量次增加、使用了低温敷料等。（4）手术室需保持<21℃的室温，空气对流加速加上皮肤暴露面较大等均会引起低体温。因此，为了降低低体温几率应将手术室室温控制在23℃～25℃之间。（5）儿童和老年人会因为体温调节功能不健全或基础代谢率降低因素，使得体温下降。
2区分低体温等级
在创伤性损伤低体温中，轻度低体温：患者体温在36℃～34℃之间；中度低体温：患者体温介于34℃～32℃之间，重度低体温：患者体温低于32℃。通常患者体温
3低体温对机体的危害性
3.1抑制心脏功能
低体温会使得耗氧量加增，若中度和重度低体温还会抑制心脏功能发挥正常作用，使得患者出现房颤，若体温低至25℃则出现自发性室颤。因此，临床认为术中低体温者，容易导致其术后心肌缺血和心律失常。
3.2影响止血和失血
低体温会致使可逆性血小板聚集于肝脏和脾脏，使患者继续失血而止血效果不佳；还会增加血中纤维蛋白原导致血液粘稠成块状从而形成微血栓；低体温还会降低血因子活性增加凝血酶。
3.3损害患者呼吸和肝肾脏功能
据管佳慧，魏薇萍，金霞报道[1]，体温降低1℃，脑血流量下降6%～7%，患者判断力减弱而意识紊乱，使得呼吸速率和潮气量降低，体温
4预防患者出现低体温
4.1入院后的预防措施
（1）急诊和查体中避免患者处于冷环境，室内温度以25℃～27℃为宜，尽量降低辐射散热和患者身体暴露。（2）围手术期视乎患者创伤程度做出相应的预防措施，测其中心温度按照直肠测温法；多点位测量获取皮肤温度平均值，皮肤温度平均值=0.3×（胸壁+上臂）温度+0.2×（大腿+小腿）温度[2]。（2）术中预防患者出现低体温，调控好手术室室温；减少机体面减少体热丢失，使用压力空气加热器，使暖空气外环境增温；呼吸机湿化仪以32℃～35℃为宜，降低呼吸道散热，；麻患者用人工鼻稳定呼吸道恒定温湿度，加温皮肤消毒液和冲洗液，最好将温度控制在40℃；对补液的液态和输血的血液制品加温，并将温度控制在36℃～37℃；但注意不可加热青霉素、维生素、代血浆等。（3）术后预防低体温，合理调控病房温度24℃～28℃之间，注意保暖和指导患者不饮用冷水，遵医嘱注射适量葡萄糖、氨基酸，预防术后患者出现低体温[3]。
5做好低体温护理
5.1监测和管理患者体温变化
（1）接诊严重创伤患者后，应即时展开体温监测，通过监测仪等获取患者基础体温，若其体温
5.2复温的护理措施
复温的护理措施包括：主要有体表和中心复温两种。（1）体表复温：给予中度或轻度创伤者应用物理复温，例如，使用复温毯和辐射加热器，或者增加空气对流；（2）中心复温：吸入加温至42℃～46℃的湿热气体，避免气道干燥；液体和血液制品均加温输入；（3）中度至重度低温者体腔灌注，用循环水保持患者术中体温36.5℃～37.5℃；（3）对于严重低温者可采用体外循环加热，该方法适用于顽固室颤、心搏停止患者。同时还需注意复温应均速，应全身复温避免仅四肢复温，扩张外周血管而致其出现休克；在给予严重创伤患者复温时，应遵医嘱给予适当营养支持。
综上，通过分析创伤性损伤患者中出现低体温的原因，区分低体温等级并探讨低体温对机体的危害性，有利于预防低体温和做好低体温的护理措施，同时也可以使得预防低体温的护理措施更具实效性。
【参考文献】
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查阅文献可知，碰撞射流供热房间内最佳送风速度为2m/s，因此本文以送风速度2m/s，送风温差ΔT=7K为例，通过数值模拟方法对碰撞射流通风方式进行模拟。
1碰撞射流供暖房间内速度和温度分布特征
1.1数值模拟结果为了研究碰撞射流通风系统供热房间内速度和温度的分布情况，本文以穿过送风管所在位置的剖面（Y=0.1m）为例，分别对速度矢量图和温度分布图进行分析。图2是送风管所在位置剖面的速度和温度模拟结果图，由图2（a）可以看出，热气流以一定的动量从喷管喷出，当碰撞到地板时沿地面时，随着动量的减小向四周扩散。近地面靠近送风口处气流速度较大，随着不断远离风口，气流速度逐渐减小，最终热浮力对气流扩散的影响占主导地位，气流扩散一段距离后便向上运动。由于受室外冷空气影响，屋顶的温度低，所以热气流向上运动到屋顶时受到冷却作用而温度下降，与上升的热气流在房间的上部形成漩涡。图2（b）给出了室内温度分布图，由图可知，送风口附近出现了垂直的温度分层，靠近送风口处温度较高，随着房间高度增加，温度也逐渐降低，这与传统的混合通风供暖的温度完全不同。
1.2数值处理与分析为了研究室内气流速度和室内温度分布随房间高度方向的变化，在送风口位置到气流最远扩散距离（y=4.6m）之间依次取五条直线，这五条直线距风口距离分别为y=0.9m，y=1.8m，y=2.7m，y=3.6m，y=4.5m。图3给出了不同位置速度和温度沿房间高度的分布曲线图。图3是不同位置速度和温度沿房间高度的分布曲线，由图3（a）可知，距风口位置水平距离较近（y=0.9m，y=1.8m，y=2.7m）时，气流速度在靠近地面处最大，当房间高度增加到0.3m左右时，速度急剧下降到0.1m/s左右，此后速度随着房间高度的增加呈现先增大后减小的趋势，而这个速度变化的临界高度为Z=4.5m；距风口水平距离增加到y=3.6m时，室内气流在靠近地面处具有一定速度值，但随着房间高度增加，速度并没有急剧减小，而是先增大后减小；在距风口水平距离较远（y=4.5m，y=4.6m）时，室内气流在靠近地面处速度基本为零，随着房间高度增加，出现了与近风口水平距离位置处同样的规律。分析图3（b），当距风口距离较近（y=0.9m，y=1.8m，y=2.7m）时，各直线上温度在靠近地面处最高，并且随着房间高度而逐渐降低，最终保持在同一温度值；随着水平距离增加到3.6m时，气流温度随着房间高度的增加先增大而后减小；而距风口所在位置水平距离较远（y=4.5m，y=4.6m）时，温度分布出现了相反的分布规律，即在地面处温度最小，基本上为房间室内设计温度20℃（293K），而随着房间高度增加温度也逐渐升高，最终达到稳定，这种现象是由于送出的气流受到热浮力作用的影响后，便沿房间高度向上运动，而导致气流在扩散距离的边界处温度最小。
2碰撞射流供暖房间的热舒适分析
选择合理的通风方式，需要考虑很多因素，对热舒适性空调来说，室内人员的热舒适性也是一项很重要的评价指标。本文采用有效温度差ET来评价空调房间内人员的舒适感觉，它是反映空气温度和速度对舒适感觉的综合作用效果，表达式为：式中：Ti，Tn分别为工作区某点的空气温度和室内设计温度，K；ui为工作区某点的空气流速，m/s。一般情况下，ET的值在-1.7K到+1.1K之间时大多数人感觉到舒适。为考查房间内人员活动区域的空气温度和速度对人体舒适感觉的综合作用，以人体脚踝所在高度平面（Z=0.1m）和房间中心平面（Y=0.1m）为例，分析这两个平面上有效温度差，如图4所示。图4是送风速度为2m/s，送风温差ΔT=7K时人体脚踝平面（Z=0.1m）和房间中心平面（Y=0.1m）两个典型平面的有效温度差ET云图。图4（a）中出现大量的深色区域，这个区域的ET基本都大于+1.15K，并且这些区域也包括了人体活动区域（2m以下区域），说明过送风管剖面的平面处温度较高，室内人员在这个区域会感觉偏热。观察图4（b），距地面Z=0.1m的距离基本上认为是人体脚踝处所在位置，是人体比较敏感的部位之一，如果此处温度分布不均匀，足部会感到很大的温差，带来舒适性的问题，除送风口剖面所在平面外，这个平面上几乎所有区域的ET值在-1.7K到+1.1K之间，而出现的少量深色区域基本上就是图4（a）中所表示的风管剖面所在平面，通过综合分析图4可知，采用碰撞射流通风系统供热时，在送风速度为2m/s，送风温差ΔT=7K的工况下，室内人员在不靠近风管附近活动区域内整体感觉热舒适。
3能量和能量利用系数η分析
为了了解不同工况下的能量利用情况，定义能量利用系数η如下所示：一般情况下，采用下送上回通风方式送风时，η的值应大于1，并且能量利用系数η越大表明能量利用越好。根据模拟结果可得：采用碰撞射流通风系统供热时，在送风速度为2.0m/s，送风温差为7℃时，ts=299.7K，tp=293.3K，t2m=293.5K。则可计算此工况下能量利用系数为：η=1.03。表明人体空间的平均温度高于房间上部温度，送风能量得到了充分利用。这在采用传统的混合通风（含分层空调）的高大空间中是不可能实现的[8~9]。
4结论
关键词畜牧业；温室气体排放；脱钩理论；LMDI模型
中图分类号S168文献标识码A文章编号1002-2104（2014）03-0101-07doi：103969/jissn1002-2104201403015
工业革命以来，伴随大量化石燃料消耗而来的是全球生态环境危机和以全球变暖为主要特征的气候气象灾难，制约着人类社会的可持续发展[1]。若是无法有效应对全球变暖，未来十年由此而引起的气候变化将造成每年全球损失额达到GDP的5%-20%[2]。农业作为重要的产业部门，也是重要的温室气体排放源，而畜牧业在其中占据很大的比例。联合国粮农组织（FAO）在《牲畜的巨大阴影：环境问题与选择》中指出，每年牛、骆驼、羊、马、猪和家禽排放的温室气体排放量占全世界总排放量的18%，其中CH4和N2O分别占65%和37%，而CH4和N2O的“增温效应”却是CO2的21倍和310倍。《世界观察》在2009年刊登的《牲畜与气候变化》的报告，指出牲畜及其副产品排放的温室气体超过了32564亿tCO2当量，占世界温室气体总排放量的51%[3]。我国农业源CH4（动物反刍、动物粪便和稻田）和N2O（动物粪便和农田）排放量分别为排放当量分别为42亿t和30亿tCO2当量[4]。因此，如何推进畜牧业的温室气体减排进而实现畜牧业温室气体排放与其产值增加之间的脱钩日益受到相关学者乃至社会各界的强烈关注。
国内外大量学者对畜牧业的温室气体排放进行了研究。FAO曾预测2030年动物数量将在2000年基础上增加40%，而动物的平均氮排泄量也会增加，这就会增加畜牧业的碳排放[5]。Yang等测算了我国台湾地区家禽的温室气体排放量。田素妍等分析了我国畜禽养殖业的低碳清洁技术及其EKC假说检验，结果发现东部地区呈显著的“倒U型”关系，而中西部呈显著的“正U型”关系[6]。詹晶等借助回归模型得出我国畜牧产品对甲烷排放增加有显著影响[7]。胡向东等估算了2000-2007年期间全国和各省的畜禽温室气体排放量，结果发现全国畜禽温室气体排放呈现下降趋势，各省区畜禽温室气体排放呈现区域集点[8]。本文运用脱钩理论，量化分析我国畜牧业温室气体排放和其产值之间的关系，分解其影响因素，以期对我国畜牧业的低碳化清洁发展提供参考。
1研究方法与理论
11畜牧业温室气体排放量的测算方法
陈瑶等：中国畜牧业脱钩分析及影响因素研究中国人口・资源与环境2014年第3期在畜牧业温室气体排放测算方法的选取上优先借鉴国内相关专家学者的研究成果。韦秀丽等采用国家发展和改革委员会办公厅在2011年的《关于印发省级温室气体清单编制指南（试行）的通知》中的方法测算了重庆市畜牧业的温室气体排放量，结果发现牛是最关键的排放源[9]。刘月仙等测算了北京地区畜禽温室气体排放的时空变化[10]。结合相关文献，本文选取奶牛、非奶牛、骆驼、骡、马、驴、生猪、山羊、绵羊、兔和家禽的相干数据，测算我国畜牧业的温室气体排放量为了便于统一标准，根据增热效应，将CH4和N2O转化成CO2当量。Ni表示第i种动物的平均饲养量，αi和βi表示第i种动物的CH4和N2O排放因子。由于各种动物的饲养周期不同，需要根据动物的出栏量和年末存栏量对平均饲养量进行调整，参考胡向东[8]提出的出栏率进行调整。当出栏率大于1时，其平均饲养量用出栏量除以365乘以其生命周期，主要有生猪、家禽和兔，其生命周期分别为200天[8]、55天[11]和105[8]天。对于出栏率小于1的动物，其平均饲养量由相邻两年年末存栏量的平均数表示。CH4的排放主要源于反刍动物的肠道发酵和动物粪便管理，N2O的排放主要源于动物的粪便管理。本文动物CH4的排放因子来源于2006年IPCC国家间温室气体排放指南[12]，N2O的排放因子来源于胡向东[8]，非奶牛是取黄牛和水牛的平均值。山羊和绵羊的数据来自韦秀丽[9]，并取规模化饲养、农户散养和放牧饲养的均值。
32脱钩稳定性分析
根据公式（2）测算我国畜牧业温室气体排放与其产值之间脱钩状态的稳定状态，稳定指数为14287，变化率远远超过1，这说明我国畜牧业温室气体排放与其产值之间脱钩状态的稳定性较差，很可能出现反复。这主要是因为农民为了追求畜牧业的高产出，就会过度的投入饲料等畜牧业物资，同时随着经济的发展和人民生活水平的提高，对肉类的需求必然会快速增加，使得畜牧业成为农业部门中有利可图的部门，其规模就会水涨船高，进而使得畜牧业温室气体排放迅速增加。
4基于LMDI的脱钩影响因素分解
本文借助LMDI模型和我国畜牧业相关数据，以Excel作为计算工具，从我国畜牧业的效率因素、结构因素、经济因素和劳动力因素等四个方面对我国畜牧业温室气体排放的影响因素进行量化分解，分解结果详见表6。
经济因素是影响我国畜牧业温室气体排放的最大诱因。2001-2011年期间，经济因素对我国畜牧业温室气体排放都呈现正相关，除了2001年和2003年，其余年份经济因素对我国畜牧业温室气体排放的贡献都超过了2000万tCO2当量，最多的为2004年的300302万tCO2当量。这主要是因为，随着我国近年来经济的快速发展，温饱问题逐步得到解决，人们生活水平迅速提高，人们对优质农产品的需求迅速增加，尤其是会大量增加对肉类的需求，这就要求我国畜牧业不得不扩大养殖规模以满足人们日益增长的肉类需求，进而致使我国畜牧业温室气体排放不断增加。因此，不难预测未来很长一段时间内，伴随我国经济的继续平稳发展和人们收入倍增计划的实施并得到实现，经济因素仍将是影响我国畜牧业温室气体排放的最主要的因素。
结构因素是影响我国畜牧业温室气体排放的第二大因素。2001-2011年期间，2001-2003年、2005年、2006年和2007年结构因素对我国畜牧业温室气体排放呈现正相关，对我国畜牧业温室气体排放贡献最多的为2003年的107175万tCO2当量，这也体现在农业结果的变化中，以2000年为价格基准年折算为实际产值可以看出，2003年我国畜牧业产值占到了农业总产值的3155%，比2002年增加097个百分点，增幅最大。而2011年，结构因素对我国畜牧业温室气体排放的负向影响最大，达到-92854万tCO2当量，反应在产值上，2011年畜牧业产值占农业总产值的3124%，比2010年降低084个百分点，降幅最大。随着我国肉类需求量的增加，畜牧业在我国农业产业结构中的地位将会得到一定的提升，这就使得结构因素在短期内仍是影响我国畜牧业温室气体排放的重要因素。
效率因素是我国畜牧业低碳化发展的最主要贡献者。2001-2011年期间，2001年贡献最大，效率因素减排达到了260194万tCO2当量，但是在此之后呈波动下降的趋势，2011年最少为88804万tCO2当量，只有2001年的三分之一左右。这主要因为随着畜牧业的规模化、集约化发展、饲料改良和良种选育等方式在短期内获得较高的温室气体减排效益，但是长期内，这些养殖方式和养殖技术趋于稳定，其减排效应就迅速减弱，甚至成为温室气体的排放源。因此，在短期内效率因素仍是我国畜牧业温室气体减排的最大影响因素，但是长期来看其减排能力将会不断削弱，这就需要加大畜牧业温室气体减排的技术创新和管理模式创新的力度。
劳动力因素是影响我国畜牧业温室气体减排的重要因素，且影响力呈上升趋势。2001-2011年期间，劳动力因素对我国畜牧业温室气体减排的影响呈现正相关，其影响力还在波动上升，最多的为2010年的92935万tCO2当量。随着我国城市化和工业化的不断推进，农业从业人员必然会不断减少，而随着我国畜牧业的养殖规模化发展和养殖管理模式的不断创新，畜牧业单位从业人员的负担就会大大减轻，同时畜牧业从业人员的自身素质不断提高使得其工作能力得到提升，进而转移出更多的畜牧业从业人员，单个从业人员的产出就会大大增加，促进畜牧业温室气体的减排。因此，在未来劳动力因素仍将是我国畜牧业温室气体减排的重要因素，且减排能力将会不断提升。
5结论
本文基于2001-2011年期间我国畜牧业的面板数据，以我国畜牧业温室气体排放和畜牧业产值为研究对象，实证分析两者之间的脱钩状况，进而借助LMDI模型对影响我国畜牧业脱钩状况的因素进行了分解，结果表明：我国畜牧业温室气体排放总体较稳定，其中CH4排放量略有所下降，N2O排放量略有增加，动物肠道发酵是我国畜牧业温室气体排放的主要源头。我国畜牧业温室气体排放与其产值之间整体上呈现强脱钩状态，脱钩状态较表6基于LMDI的我国2001-2011年畜牧业温室气体排放影响因素分解结果无论现在还是未来很长一段时间内经济因素是影响我国畜牧业温室气体排放的最大诱因，结构因素是影响我国畜牧业温室气体排放的第二大因素；效率因素和劳动力因素将是我国畜牧业温室气体减排的主要动力所在，但是长期来看效率因素的减排能力将会逐渐削弱，而劳动力因素将逐渐成为我国畜牧业温室气体减排的最重要因素。强化低碳养殖技术和粪便清洁处理技术的研发与应用，培育畜禽优良品种，提升畜牧业从业人员的专业素质，推动农村剩余劳动力转移就业，培育职业农民，促进畜牧养殖业的规模化、集约化经营，提升饲料转化效率，在满足人们对肉类需求的同时减少畜牧业温室气体排放成为我国畜牧业发展的方向和关键。
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关键词：地下室；有限元分析；弹性约束；温度应力
1概述
本文通过用有限元程序对墙板的环境温度效应进行线弹性分析，计算在最不利温差下的墙板温度效应。施加温度时暂不考虑混凝土的干缩对地下室墙板产生的收缩应力的影响，只考虑气温骤降情况下产生的室内外最不利温差时墙板产生的温度应力。并通过有限元分析得出了墙板环境温度应力的变化规律。
2基本假定
由于混凝土变形问题的复杂性，完全模拟真实的情况是不可能的，因此在误差允许的范围内对真实的情况进行适当的简化和设置合理的假设条件，并在其基础上求解，得到在简化状态下的近似解答。
2.1在研究中认为墙体混凝土已经“成熟”，弹性模量不再随时间而变化，同时混凝土强度也已达到设计强度，材料的特性不随温度而改变；同时认为结构地基已稳定，不出现不均匀的沉降；墙体上除有“温度荷载”（环境温度变化）作用外不存在混凝土收缩当量温差。
2.2本文所研究墙体所处的具体工况为：内、外墙面无粉刷、无保温层；墙外为自然通风状态，墙内无任何调温设备。
2.3叠加原理仍然有效，材料遵循虎克定律。认为温度变形很小，结构构件仍处于弹性阶段，可应用叠加原理。
3基本参数
混凝土配合比不同，其热力学性能也不同。本文中采用C40混凝土，混凝土抗拉强度标准值为ftk=2.39N/mm2。混凝土热膨胀系数为1×10-5/℃，比热0.97kJ/kg℃，导热系数192kJ/(m.d.℃)，导温系数0.0034m2/d，密度2400kg/m3，泊松比0.2，弹性模量3.25×104N/mm2；土壤的比热1.01kJ/kg℃，导热系数80.35kJ/（m.d.℃），密度1800kg/m3，泊松比0.35，弹性模量30N/mm2。
4温度应力仿真分析
4.1实体模型的建立。计算模型可按对称约束条件选取，将基础底板和侧墙沿对称线截断，选取1/2基础底板和侧墙进行应力分析。规定沿墙体长度方向为x轴，沿墙体高度方向为Y轴，沿墙体宽度方向为z轴，基础底板尺寸取30m×1m×6m，横墙尺寸为30m×3.2m×0.4m，顶板尺寸为30m×0.2m×6m，纵墙尺寸为0.4m×3.2m×5.6m。
土体部分的尺寸按照《建筑地基基础设计规范》要求土体厚度至少是上部结构的3倍以上，故土质地基厚度取10m，力的扩散范围呈45°，故土质地基沿墙体长度上延展20m。
4.2边界约束和温度作用。在完全自由的状态下，收缩只引起体积的减小，不会产生内力。而实际上，当产生变形时，不同结构之间、结构各质点间，都可能产生相互影响及牵制，这种现象称为“约束”，结构不可能完全自由，也不会受到完全约束，多处在两者之间，即为“弹性约束”。地下室底板浇注在地基上，地基和底板之间有粘结、摩擦作用。当底板发生温度变形时，底板和地基之间将产相对运动，但由于粘结作用和摩擦作用的存在，地基将阻止底板的相对运动，在地基与底板接触面上必然会产生剪应力，这个剪应力就是地基对底板的弹性约束作用。
墙板采用C40混凝土，在地下室外墙四周和底板底部与土质地基弹性接触。土壤的密度为1800kg/m3，弹性模量为30Mp，泊松比为0.35，土壤与墙板间的摩擦系数取0.4。
计算将采用热一结构间接耦合的方式，即给墙体内外表面各一个温度，先用热分析来求得墙身内的温度分布，然后改为结构分析，并将热分析得到的温度分布作为加载，最终得到应力计算结果。
计算时选用的是ANSYS单元库中的SOLID65和SOLID45单元。SOLID65单元为三维8节点的实体单元，在每个节点上只有一个自由度-温度，它可用于热分析，并在热一结构耦合分析时可以自动转化为SOLID45单元。
为了简化计算忽略地下室内部柱子的影响，用竖向均布荷载代替柱子传给底板的竖向压力，本文取沈阳某20层高的住宅楼为研究背景，按每层12kN/m2计算，底板所受的均布荷载取2.4×105Pa。假设室外气温骤降至-30℃，室内气温5℃。由于覆土的存在将改变墙体内的温度分布，因此在热分析时需将土体和墙体一起建模分析。加载后土体上表面为室外温度-30℃，而地下墙体、顶板内表面5℃，地下底板上下表面的温度均为5℃，去地基土恒温5℃。
4.3计算结果分析。分析60米长地下室，模型截取板和墙体整体的1/2。在弹性约束下应力的计算结果。
5结论
[关键词]：外墙夹芯保温、结露、处理
中图分类号：TE867文献标识码：A文章编号：
近年来，由于现在国家在大力推广节能型住宅，墙体保温被普遍采用，墙体夹芯保温就是其中的一种。夹芯保温的优点和缺点都非常显著，优点是工序简单、外墙立面的处理形式多样化、工程造价相对较低，缺点是容易出现“冷桥”部位。混凝土构件的导冷、导热性能比较好，这样温度的作用就更加明显，主要体现在“结露”问题上，这一问题的出现，为房屋的售后管理及服务带来了不便，从而此类问题引起了人们的广泛关注。为此，从设计、施工、使用三个环节进行剖析，我认为解决好维修和房屋使用两个关键的问题，结露现象是可以处理的，现以抚顺新抚地区的某小区为例，分析如下：
一、表象特征
1、现象：在飘窗周围、落地窗周围、窗与墙体的连接部位、框架柱室内部位、框架梁室内部位出现结露、并由此引发大白（涂料）长毛、脱落现象。
2、使用环境：在花鱼爱好者、有未满周岁的小孩家庭结露情况偏重。
3、现场差异：同类结构、同一单元楼上、楼下情况完全不同。
二、原因剖析
房屋中的空气都是含有一定量水蒸汽的湿空气。在一定温度条件下湿空气中容纳水蒸汽的数量是有一定限度的，达到这个限度就称为饱和空气，对应的含湿量叫饱和含湿量。而在一定含湿量的条件下达到这个限度的温度叫露点温度。固体表面温度低于室内空气的露点温度时，空气中的水蒸气就会在固体表面凝结、析出，出现结露的现象。根据现场观察分析，该小区房屋结露问题的主要原因有以下几个方面：
设计方面：
1）该小区住宅的建筑形体较为复杂，凸出的构件较多，窗的拐点较多，因此需要处理的结点较多，并且该设计采用了夹芯内保温系统，夹芯内保温系统虽然比较经济，但是它有一个固有缺陷就是保温不到位易存在冷桥。外墙转角处、外墙和屋顶交角处、飘窗周边等部位，均为易出现冷桥部位，这些部位的墙面得热少，散热多，内表面温度要比室内其他部分低，当低于露点温度时，就会结露。
2）采用飘窗这种结构形式也是造成结露现象的一个诱因，因为飘窗本身的悬挑部位均为钢筋砼构件，而且在飘窗挑板的正面及临框底面未作保温设计（如下图所示），这是设计上的纰漏，这样在飘窗周边及落地窗周边的墙体散热较多，内表面温度要比室内其他部分低很多，因此在这些部位易出现结露。
3）该小区的窗型为平开窗，窗子的自身封闭性能较好，且窗扇较大，冬天时不易开启，这样室内空气不易流通；且窗框保温性能相对墙体较差，致使窗框周边的墙表面温度较低，容易出现结露现象。
2、施工方面：
施工单位的施工人员素质参差不齐，在房屋施工过程中的保温细部处理上有不到位的地方，这是也造成房屋结露的一个因素。该项目一期工程施工中，EPS保温、塑钢门窗、主体施工分属三个不同的施工单位，在工程工序的衔接上容易出现漏洞，如：EPS做完后的保护不到位对保温有破损；塑钢窗发泡不到位就进行了抹灰导致窗子周边的保温及气密性不好；主体施工单位的夹芯保温施工时存在苯板破损、漏放、接缝不严密等弊病。这是我们在工程施工中的监督、管理不到位引起的，通过加强工程管理可以杜绝。
3、使用方面：
1）在工程回访过程中，我们发现的部分结露较严重的房屋均为家里有未满周岁的小孩或者业主是花鱼爱好者。在这样业主的房间里的室内产湿量大，同时由于在冬季室内门窗基本不开启，导致室内空气不流通、散湿量较小、室内湿度过大，使得露点温度相对较高，如果这时室内温度较低，则墙体和窗户表面温度也较低，就很容易出现结露现象。
2）业主在装修过程中墙面采用含有有机物的大白，这种大白的特点就是在受潮湿霉变、长毛。
三、处理方案
通过对“结露”原因的分析，咨询了相关专家后，应该从施工处理和房屋使用两个方面相结合的方法进行控制。
1、施工处理：
1）在梁、柱、墙结露部位做内保温处理，因外墙装饰为外墙砖，如果从外部处理不仅施工繁琐而且影响外装饰立面，因此应该在室内作保温处理，经过保温的墙体能有效吸收和保存室内的温度，使墙面温度和室内温度差减小，以减少冷桥的影响，具体方法为：将室内装饰面层破坏，作EPS保温处理，保温厚度做20mm厚（较严重房屋可做30mm），然后恢复抹灰（挂网），最后面层刮防水大白。
2）在窗口结露部位建议采用如下二种处理办法：
a、在窗口部位镶贴瓷砖，这样做可以解决室内长毛的问题，但是不能解决结露的问题，处理后仍会在瓷砖表面出现结露水。
b、在窗口部位做EPS保温20厚（局部较严重的可做30厚），该办法可以降低室外温度对墙面的影响。
c、在结露较轻的部位，在室内可直接将原面层进行彻底清理，重新刮防霉膏进行处理。
2、关于房屋使用的建议
对于房屋业主，我们要给一个正确的导向，主要做好以下几点：
1）降低室内湿度：生活习惯对室内空气湿度影响最大，对于喜食蒸煮类食物、大量养花的业主，建议其适当开窗通风，冬季室外空气中含湿量极低，根据家里的结露情况，每天将门窗全开适宜时间应该是对室内湿度的一个极大改善。
2）尽量不在室内晾晒衣服，同时建议业主在家里备一个温湿度计，掌握自家温湿度情况，并测一下结露最严重部位的墙面温度，以掌握室内温湿度的临界点。尽量减少结露给生活造成的不便。
综上所述，结露问题的产生主要是由冷桥、湿度、温度三个因素决定的，温度的因素我们无法改变，因此要从冷桥和湿度两个环节进行控制，冷桥问题通过维修解决，湿度问题通过合理的使用房屋进行调解，做好这两点，结露问题是可以解决的。当然上述分析及处理是否得当还需要时间和实践的检验，我们应该在今后的工作中继续积累和总结经验，将“结露”问题的防治措施进一步完善。
参考文献：
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[3]朱希冬.蒸压砂加气自保温墙体质量分析[J].建筑节能.2011(02)
关键词：空调室外机；运行环境；数值模拟
中图分类号：TB657文献标识码：A
家用空调具有易于安装、占地面积小等优点，广泛的应用于住宅建筑和部分公共建筑中。在建筑物设计中，通常将室外机安装在预留的凹槽结构内，用百叶进行遮蔽，但不合理的布置方式往往对室外机的正常运行造成严重的影响。如何合理布置室外机、优化室外机运行环境成为现今非常紧迫的课题。
通常情况下，研究空气流动问题有现场测量、实验研究以及数值模拟三种方法，而其中的数值模拟方法由于是最为灵活、快速的方法，应用最为广泛。H.xue等人[1][2]以相似理论为理论基础建立了实验模型，结合CFD分析探讨了现今的高层建筑中室外机与凹槽各面距离、风扇出风速度对室外机运行环境的影响；张珍等[3]利用Fluent软件模拟了不同有限空间下，室外机与建筑物后墙不同间距情况下，流体的流动和温度分布规律；蒋悦波等[4]结合具体工程，对凹槽内室外机散热问题进行了分析，利用Fluent软件对实际工程中室外机运行环境进行了改进。本课题采用Fluent软件针对1.2P空调在不同工况下其室外机运行环境进行了模拟，通过对比分析对室外机的布置、建筑物凹槽的设计提出了合理的建议。
1数值模拟
1.1物理模型
主要研究不同条件下凹槽内室外机的运行环境，首先对模型作适当的简化：不考虑太阳太阳辐射、地面辐射以及传热对室外机运行的影响；认为外墙平坦绝热，忽略其上其他设备如冷凝水管等的影响；认为室外机运行过程是稳态的过程，室外机热释放率为定值；模拟过程中认为空调设备全负荷运行。
根据空调室外机实际安装，选取1.2P空调进行模拟。风扇位于室外机正面的中央偏左，直径为0.48m，热源与多孔装置位于室外机回风口处，室外机三面环墙，一面被百叶遮蔽，百叶为直板型百叶，开度为θ，间距为0.04m，厚度可忽略。为保证室外机排出气流的流动达到充分发展，将数值模拟的区域设置为10m×10m×10m。
1.2数学模型
本文中空调室外机与室外空气换热的过程为湍流流动，采用Fluent中提供的RANS模拟方法，利用平均湍流能量模型k-s双方程湍流模型求解方程组。由于热浮力的作用不能忽略，采用boussinesq假设。控制方程如下：
质量守恒方程：
动量守恒方程：
能量守恒方程：
湍流模型方程：
2模拟结果分析
模拟示意图中采用统一的显示温度范围，取计算区域Y=2.07m的水平截面。
2.1凹槽高度变化对室外机周围环境的影响
图1凹槽高度变化时室外机平均进风温度变化
由图1中可以看出，随着凹槽高度的逐渐增大，室外机平均进风温度逐渐降低，但始终变化幅度不大，且变化趋势减小，，说明凹槽高度的改变是对室外机运行环境影响较小的因素。当凹槽高度增加到0.8m时，室外机平均进风温度基本在33°左右，将0.8m作为凹槽高度的建议值。
2.2凹槽与前百叶距离变化对室外机周围环境的影响
图2室外机与百叶距离变化时室外机平均进风温度变化
由图2中可以看出，随着室外机距百叶的距离的逐渐增大，室外机平均进风温度呈现先降低后增加的变化趋势。此时百叶开度为20°，百叶对室外机散热阻碍作用较小，随着室外机与百叶距离的逐渐增大，凹槽空间逐渐增加，对室外机的通风散热起到有利的影响，室外机平均进风温度随之降低，但当室外机与百叶距离的继续增大时，由于距离较远，室外机风扇的风压不足以支撑室外机排出的高温气体完全排出凹槽，室外机排出的高温气体在凹槽内累计，室外机平均进风温度增大，运行环境变差，将0.3m作为室外机距百叶距离的建议值。
2.3百叶角度变化对室外机周围环境的影响
图3随百叶角度变化室外机平均进风温度变化趋势
由图可以看出，当其他参数不做改变时，随着百叶角度不断增大，室外机所排出的气流所受到的阻碍作用越大，当百叶角度为30°时明显出现了气流回流现象，气流喷射影响的范围变小。百叶角度分别为10°、20°、30°时，室外机平均进风温度分别为31.66℃、33.35℃、34.78℃，呈现逐渐增大的趋势。
在不考虑百叶的前提下，室外机所排出的气体温度较高，密度较小，在热浮力的作用下慢慢上升。而增加百叶后，当百叶开口角度为30°时，室外机最高进风温度高达43℃，室外机所排出的高温气体在空调的抽吸作用下仍被吸入空调冷凝器，严重影响到空调系统的正常运行。百叶角度越小，气流射流所能达到的距离越远。
随着百叶间距的增大，百叶的开口率随之增大，则意味着百叶流通能力增强。随着百叶角度的增大，百叶的开口率减小，室外机排出高温气流受到百叶的阻碍作用，一部分气流产生回流，在百叶后形成涡旋，百叶角度越大，涡旋区域越大，使百叶后形成负压区，百叶的阻力增大，室外机排出气流困难，大量热量在凹槽内堆积，使室外机平均进风温度增大，运行环境变差。室外机进风温度过高会使室外机自动停机保护，当温度下降到一定范围室外机再次工作，其间歇运行不仅导致空调制冷量达不到室内人员的要求，同时过度的高温会影响室外机的正常使用寿命。虽然10°百叶阻力系数很小，是室外机散热的最有利的情况，但是角度较小的百叶无法起到任何挡雨作用，工程上一般不予采用，将百叶角度为20°作为设计百叶时的建议值。
3结论
本文对1.2P空调在不同工况下运行环境进行了模拟讨论。当室外机布置不合理时，空调室外机释放的热量会在凹槽内堆积，使回风口进风温度升高，严重时会导致室外机停机保护。通过模拟分析得到室外机安装时各因素设计建议值：室外机与百叶距离为0.3m，凹槽高度为0.8m。
参考文献
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分户燃气锅炉采暖方式具有住户可对室温进行控制调节、使用清洁能源天然气、方便地实现了分户热计量、开发商建设时可以逐步投资等特点，近年来在一些地区发展很快。为详细了解其运行使用情况，笔者在2001-2002年的采暖季中对北京市使用该采暖方式的两个小区进行了调研测试。
二、调研的基本情况
两个小区的所有楼栋均为6层砖混结构，外维护结构有内保温。户内采暖系统为水平串联方式，每组散热器均带跨越管，设有温控阀。管道采用铝塑复合管，敷设在地板中。顶层与一层的住户采用壁挂快速式炉，强吸强排方式，排烟筒双层设计，利用排出的烟气预热冷空气；中间层住户采用落地容积炉，也为强制排气方式。
两个小区中共选取98户作为测试对象。调研工作分为两部分，第一部分是问卷调查，询问住户相关问题：每二部分是测试住户的耗量和室内温度。此外，还利用烟气分析仪测试了锅炉排烟数据和效率。
三、燃气耗量分析
1.平均燃气耗量的计算
笔者在2001年11月17日和2002年3月16日分别记录了住户的燃气表。由于每户一块燃气表，调查时也同时详细询问了住户在非采暖季生活用(做饭、洗澡)燃气耗量，并在采暖季燃扡总耗量中减去，作为住户的采耗报量。对于未回答生活用气量的住户，则按回答了的生活用气平均0.6m3/户.天扣除。
共得到76个有效样本，计算得出其平均单位面积采暖耗气量为5.85m3/m2.a(指建筑面积，下同)，其中有43户的耗气量小于平均值，有33户的耗气量大于平均值。同时用自记式温度计测得住户室温平均值为18.01℃，这一温度可以看作是住户在采暖季中室内平均达到的温度水平。
2.结合室外温度的修正
2001至2002年的采暖季是北京罕见的暖冬，必然使得实际测得的单位面积燃气耗量5.85m3/m2.a偏小，需要进行修正。修正时采用室内外平均温差作为修正参数，室内设计温度采用18℃，标准年采暖季室外平均温度北京地区为-1.6℃。根据收集到的当年气象数据计算2001得出年11月17日至2002年3月16日的119年天，室外平均温度为+2.5℃，计算得出修正系数为1.2645。所以，折合标准年采暖季单位面积燃气耗量为7.4m3/m2.a。折合采暖热指标为23.3w/m2，接近北京市第二步节能住宅建筑20.6w/m2的目标。
3.燃气耗量的分布规律
对76个有效样本中耗气量的分布规律未分选了统计，横坐标轴括号内为该部分样本的单位面积燃气耗量平均值，具体见图1。可见，大部分住户的单位面积耗气量位于平均耗气量5.85m3/m2.a附近，耗气低端住户的要大于耗气高端住户的数量。
图1住户耗气量的分布规律
四、影响燃气耗热量的各因素分析
影响住户燃气耗量的因素归纳起来主要有：室内温度、开窗换气、房间位置(包括楼层、是否边单元)、四邻入住情况等。为考察以上各因素分别对住户燃气耗量的影响，笔者在保持其它影响因素基本不变的情况下，筛选一致样本进行了分析。
1.室内温度的影响
消除开窗、楼层、四邻入住因素的影响，考察室内平均温度对燃气耗量的影响。筛选有效样本31户，分析结果见表1.可见，在其余影响因素基本相同的情况下，住户室温的高低明显地影响着燃气耗量的大小，特别是在室温高于19℃时，室温提高不到2℃，而耗气量提高了将近45%。
表1
关键词：民居；热环境；保温；隔热
中图分类号：TU111.3文献标志码：A文章编号：1674-4764（2015）06-0141-06
Abstract：Ecologicalconstructionexperienceoftraditionaldwellingshasbeenwidelyrecognized.TheconstructiontechnologyoftraditionalhousesonthermalenvironmenthasuniquecharacteristicsinBayuregionbecauseofitsspecialtopographyandclimate.AruralearthbuildinginJiangjindistrict，Chongqingwasusedastheresearchobject.Fieldmeasurementwascarriedouttorecordtheresidentialindoorthermalenvironmentthroughouttheyear.andthedatawasadoptedinnumericalsimulationanalysistoevaluateindoorthermalconditionsTheresultsshowedthattheearthwallwasmoreeffectivetoforimprovethermalenvironmentinsummerandindoorthermalenvironmentinwinterwasfarworsethanthatinsummer.Theatticspaceinearthbuildinghadsignificantlypositiveaffectonindoorthermalenvironmentbecauseofitsheatpreservationinwinterandheatinsulationinsummer.
Keywords：dwellings；thermalenvironment；heatpreservation；heatinsulation
由于气候、民族、生活习惯、文化等不同，带来了传统民居的多样性，其传统生态建造经验与价值已得到了广泛认可与重视[1]。传统民居热环境营造技术也逐渐成为建筑领域关注的焦点，但受到经济、技术水平、自然条件和生活方式等因素的影响，民居的发展与更新不可避免动态的过程。对于这些富含历史与文化，且使用传统材料、传统工艺的建筑，应辩证对待，保护传统和优化更新并行。目前，对传统民居热环境已有一定的研究成果，Martín等[2]在西班牙一农村进行了研究，对当地不同的几种材料建造的民居进行了测量和分析，发现用木头新建造的民居热工性能远不如之前的生土民居和石质民居，Ooka[3]对日本寒冷地区民居进行了研究，通过对典型民居冬季和夏季的测量，发现了土墙和芦苇屋顶对于室内热环境有很大的影响，而且土墙和生土地面对室内热湿环境的维持有一定的作用。在中国，对西北地区传统民居研究的成果丰硕[4-6]，华南地区传统民居具有强烈的地方特性，研究发现组织好自然通风是湿热地区提高室内热舒适性的关键[7-8]；对夏热冬冷地区传统民居的研究主要集中在江西、浙江等地[9-11]，对巴渝地区，因为气候与地形的特殊性，热环境相较其他地区有很大不同，而目前对该地区传统民居热环境的研究还较少。
笔者以巴渝地区常见的夯土民居为研究对象，进行室内热环境测量，通过实测与模拟分析巴渝地区夯土民居全年的热环境状况。
1地域气候特点和研究对象
重庆地处四川盆地东南，地形以山地丘陵为主，坡地面积比较大，有山城之称。选择的研究点位于重庆市江津区，属北半球亚热带季风气候，全年气候温和，四季分明，雨量充沛，日照尚足。江津城区年平均气温18.4℃，冬季平均气温7.7℃，夏季平均气温28.5℃。年日照时数1273.6h，年降雨量1030.7mm，年湿度81%，太阳总辐射量3050MJ/m2。全年水蒸发量小于降雨量，气候湿润。南部山区受地形影响，气候的垂直变化明显，地势越高，气温越低，降水越多，冬季有雨雪天气。
研究对象位于江津区南部山区――中山镇龙塘村，村庄在中山古镇老街南面的山上，全镇面积156km2，耕地面积20528亩。龙塘村属于山地农村，海拔318.1m。村庄民宅均沿山等高线排列布置，建筑依山而建，平面布局多“一”字型或“L”型，建筑多为土木结构，是一个具有典型代表性的以传统土木结构建筑为主，砖、石等其他材料为辅的村落。
2实测与数据分析
2.1实测建筑简介
在村中选取一户居住者充分使用、且具有典型代表性的传统民居作为研究对象。该建筑有80多年历史，朝向为南偏西65°。据考证是全村最老的建筑，5开间，坡屋顶，木门窗，夯土墙，保存相对完好。建筑风格质朴，属于典型的巴渝民居，建筑平面功能简单，除堂屋外，其他房间均设有阁楼。建筑平面、剖面以及立面风貌见图1。
建筑主要围护结构做法为：室内外墙体均采用350mm厚夯土墙，墙体为就地取土，加上秸秆段人工夯筑而成，见图2（a）；地面素土夯实；屋顶采用传统木结构屋顶，上覆盖小青瓦，采用亮瓦顶部采光；见图2（d）；建筑门窗均为木质，窗仅为木格栅洞口。见图2（b）、（c）。
2.2实测方案
重庆属于湿冷湿热气候区，建筑热工设计不仅仅要满足夏季防热，还要兼顾冬季保温。一直以来的研究较多关注夏季室内热环境，对于冬季的研究较少，但是该地区冬季室内热环境问题尤为突出[12-13]。因此，选择冬季测量，测量时间为2013-12-31―2014-02-09日，共40d。测点具置见图1（a）、（b）。测量参数为室内外温度，测量仪器采用HOBO温度自记仪，量程为-20～70℃，温度精度为±0.21℃（0～50℃），仪器每30min自动记录一次。
2.3测试结果分析
实测建筑功能房间类型主要分为堂屋和卧室，各自空间特点为：堂屋空间高，卧室均设有阁楼。
测试期间为重庆最冷月份，室外气温较低，平均温度为8.5℃（见图3），晴天和阴天基本各占一半，最高温为18.3℃，最低温1.1℃。
建筑内各部位温度变化见图4，可以看出，堂屋和次卧的平均气温基本相当，为10.5℃，高于室外平均温度2℃，阁楼次之，为10℃，平均温度最低的是主卧，比其他房间低1.4℃，比室外气温高0.6℃。比较主次卧室，空间特点一样，差别在于主卧为端部房间，尽管有西墙，但冬季太阳平均辐射较低，散热明显。从温度波动范围来看，两卧室基本相当，阁楼和堂屋的温度波动明显大于卧室，尤其是阁楼，平均日较差达到14℃以上，分析堂屋和次卧的空间特点可以发现，差别在于有无阁楼，阁楼成为了室外气候的缓冲空间，使下部空间温度更为稳定。这一点也反映在阁楼的温度峰值和室外温度峰值相近，分析建筑特点可知，轻薄的小青瓦屋面热阻小，室外气候透过瓦直接作用到室内，没有阁楼的堂屋温度随室外波动，而卧室因为阁楼的缓冲作用，温度相对稳定。
为了逐时分析一天中室内气温的变化，选择测试时间段中室外平均温度最低且较稳定的1月2日作为典型天进行分析，典型天温度变化见图5。该天室外日平均气温为6.6℃，昼夜温差为2.2℃。建筑内部空间中，热环境最好的是次卧，平均温度9.7℃，其次是与之位置相似的堂屋9.1℃，最低是主卧7.7℃，阁楼略高于主卧。
从全天室内温度变化来看，因该日为阴天，太阳辐射较小，室内温度变化更多受到室内人员活动的影响，从11：00到21：00，堂屋日间升温最为明显，这主要得益于住户的生活习惯，在重庆乡村，即使在冬季，堂屋大门在日间也会一直大开，且人员活动也在堂屋，室外温度的逐渐上升叠加人员活动带来了堂屋的升温，夜间人员转移到了卧室，从图中可见，在19：00后室外温度已经下行，卧室温度却出现了上行稳定状态，但堂屋温度却逐渐下降，这反映出冬季夯土民居室内温度的变化不但受围护结构的影响，还与住户的日常生活习惯和作息规律紧密相关，是多因素共同叠加作用的结果。
阁楼与室外空气紧密相接，瓦层轻薄，紧随室外温度变化而变化，但变化幅度明显小于堂屋。这主要是因为典型日为阴天，这也是重庆冬季主要的天气类型，太阳辐射较小，日较差小。另外，堂屋与卧室测点位置相较于阁楼要低很多，靠近人员的活动区域，其室内温度更多受到内热源的影响。而阁楼远离人员活动区域，比较阁楼和下部的主卧室，在日间受室外影响，阁楼温度高于下部；在夜间，下部温度上升，阁楼温度下降，上下空间温度趋同。
热惰性方面，阁楼处于外层，瓦层轻薄多缝隙，温度变化和室外基本同步，基本没有峰值延迟，温度延迟最明显的是次卧，延迟约2h，反映出次卧因处于中间位置和阁楼的缓冲具有较好的热惰性。
3模拟分析
为进一步研究夯土民居全年室内热环境，采用软件DesignBuilder对该建筑进行模拟研究。
3.1模型验证
数值模型按照实际尺寸建立，各项参数均按照实际情况设置。模型见图6。
气象数据采用重庆标准气象年数据，围护结构做法及热阻值见表1，根据民居实际使用情况设置室内相关热工：所有机械设备全部关闭，外窗设置为洞口，室内人员设置2人，堂屋活动时间为8：00―19：00，轻微劳作，卧室为19：00―8：00，灯光按照低照明水平设置。
选择室外温度与选取的典型天气象参数最为接近的一天进行模拟，将模拟结果和测试结果进行对比，结果见图7。从模拟结果可以看出，各建筑部位温度模拟与实测的平均值误差在2%以内，最大误差也不超过5%，曲线走势也基本相同，模拟的结果比较满意，可以证明模型比较接近真实情况。
3.2模拟结果分析
利用验证的模型，选取典型气象年中夏季典型气象日进行模拟，堂屋、主卧、次卧、室外温度变化见图8。
结果显示：室外平均温度为31.1℃，堂屋平均温度较室外降低了1.2℃，与堂屋空间位置类似的次卧则降低了2.5℃，出现1.3℃差值的主要原因是次卧在结构上比堂屋多了阁楼。而位于端头位置的主卧室内平均温度则比室外降低了1.5℃，虽然有西晒的不利影响，但是，因为夯土墙热阻大和阁楼的作用，使其室内热环境仍然可接受。分析3条曲线可以发现，室内外温度走势相近，但是因为夯土墙蓄热系数较大，3个房间基本都有1～2h的峰值延迟。从波动范围来看，堂屋的波动最大，主卧次之，次卧最小，主要还是与作为缓冲空间的阁楼和热稳定性好的夯土墙有关。在川渝地区，夯土民居卧室习惯设置阁楼，结合冬夏两季来看，不仅仅有储物的作用，还有隔热保温的作用。
3.3室内热环境评价
选择2012年颁布的《民用建筑室内热湿环境标准》[15]对夯土民居进行评价，标准中将室内热环境分为3级：Ⅰ级为90%人可以接受的热环境，Ⅱ级为75%的人可以接受，Ⅲ级为少于75%的人可以接受，显然Ⅱ级作为达标标准才有意义。其中，对于没有人工冷热源的民居，根据图表法室内温度达到Ⅱ级标准给出的范围是16～30℃，从曲线整体看，夏季夯土民居室内3个主要房间除下午超过30℃，其他时段均满足要求。平均温度都达到Ⅱ级标准，计算当日超过30℃的小时数，次卧为5h，主卧、堂屋均为8h，基本都处于下午室外温度最高的时段。而冬季差距较大，任何时段都达不到这个最低要求。
对于居住者主观感受而言，用标准中计算法的适应性平均热感觉指标（AdaptivePredictedMeanVote，APMV）对其室内热环境进行评价较为合理。APMV是在非人工冷热源热湿环境中，考虑了人们心理、生理以及行为适应性等因素后的热感觉投票预计值。当APMV在±0.5以内为Ⅰ级，在±1和±0.5之间为Ⅱ级，超出±1为Ⅲ级标准。
式中：PMV为预计平均热感觉指标；APMV为预计适应性热感觉指标；λ为自适应系数，根据不同建筑类型和PMV的值确定取值，居住建筑夏季取0.21，冬季取-0.49。根据调研的实际着装和生活习惯参考《民用建筑室内热湿环境标准》进行PMV的取值，夏季：服装热阻0.3clo，室内风速0.2m/s，代谢率取1.2met；冬季：服装热阻1.5clo，室内风速0.1m/s，代谢率1.2met。
选择最能代表重庆夏季的7、8两月计算室内主要房间的APMV，各功能房间达到不同等级的比例见图9。
从图9可以发现，夯土建筑夏季室内热舒适性较好，85%～90%时间段能达到Ⅱ级以上，且60%～75%时段达到Ⅰ级标准。分析各房间冬季热舒适性，选择12、1月进行计算，发现研究时间段内冬季室内3个房间APMV均处于-1～-0.5之间，即达到Ⅱ级标准，而没有达到Ⅰ级标准的时间段。
由此看来，人们对夯土民居夏季的热环境满意度更高，结合刘晶等[13]对重庆地区农村做的问卷调研可以确定，夯土民居与其他农村建筑刚好相反[16]，夏季室内热环境较好，而冬季欠佳。这一结论与应丹华[11]的结论类似，即浙南山区的夯土民居冬季室内缺乏热源，同时，夯土墙在日照不强的气象条件下升温较慢，导致室内热环境不好。
4结论
通过对龙塘村夯土民居的冬夏两季的室内热环境研究，可以得到以下结论：
1）对于夯土民居，冬季的室内热环境远比夏季差，冬季室内温度较低亟待改善，夯土墙的热惰性对于冬季提高室内温度不利。
2）民居室内热环境不但受围护结构的影响，还与住户的日常生活习惯和作息规律紧密相关，是多因素共同叠加作用的结果。
3）夯土民居建筑中阁楼在调节室内热环境方面作用显著，具有冬季保温，夏季隔热的作用。
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关键词：豫西地区；既有建筑；围护结构
中图分类号：A715文献标识码：A
0引言
建筑师在设计每栋住宅时，应考虑到室内热环境对使用者的作用和可能产生的影响，以便为使用者创造舒适的热环境。舒适的热环境是维护人体健康的重要条件，也是人们得以正常工作、学习的重要条件。但是，很多的住宅建筑，由于在设计过程中忽视热环境，造成热环境不尽如人意，尤其是住宅的顶层，在夏季遭受酷暑的煎熬，为了更好地改善住宅的热环境，本文对灵宝地区某一顶层住宅的热环境进行了调查研究，寻找热环境的影响因素，给予豫西地区住宅建筑的节能改造提供了参考。
1概述
1.1地貌
豫西地区是指河南省内、省会城市郑州以西地区包括洛阳、三门峡、平顶山三个城市，即洛、虢、鹰三市。西接陕西，东靠中原，北依太行山，南邻黄河，位处于亚欧大陆桥东段。本文以三门峡灵宝市为例，灵宝位于河南省西部，北濒黄河，地处河南、陕西与山西三省交汇处，处在东经110°21′-111°11′、北纬34°44′-34°71′之间，东西长76公里，南北宽69公里。县境分别与陕县、洛宁县、卢氏县、陕西省洛南县与潼关县、山西省芮城县与平陆县接壤。辖域总面积3,011平方公里，常住人口72.71万人。
1.2气候
灵宝属于暖温带大陆性半湿润季风型气候，气候温和，四季分明。年平均气温13.8ºC，极值高温42.7ºC，极值低温-17ºC，日平均气温大于10ºC的日数为182―210天。积温3370―4620ºC，无霜期199―215天。日照百分率为50%―54%。年平均降雨量为641.8毫米，由南向北呈递减趋势，6至9月份降雨量占全年的60%左右。
2研究对象及实测分析
2.1测试建筑的选取
测试住宅位于灵宝市长安路南段，属于灵宝市公路段家属院（现改名为通达小区）。该小区建于1995年，该住宅楼属于砖混结构，共3个单元7层，屋顶为平屋顶，一字型平面，南北向朝向，整栋住宅长46.8m，进深11.4m，层高2.8m，建筑高度19.6m；楼梯间不采暖，南北阳台用铝合金窗作封闭处理。
2.2住宅室内热环境测试
2.2.1.测试目的
通过室内、外逐时温度数值和室内、外空气湿度评价室内热环境以及了解建筑围护结构的热工性能。
2.2.2.测试内容、测试仪器
测试内容包括室外空气温湿度、起居室、主卧室、次卧室内空气温湿度，选用温湿自动测试仪，该仪器可自动记录空气温度及湿度变化。对湿度的测量范围为0%RH~100%RH，对温度测量范围40℃~100℃，本次测试所选用的数据记录间隔时间为5min。
2.2.3.测试点的选择
本次夏季室内热环境测试选取公路段家属院1号楼2单元（非端头单元）顶层（七楼）某户住宅（业主已经住进）进行测试，在测试过程中，居民进行正常活动。室内空气温湿度测点（3个）分别布置于起居室、主卧室、次卧室房间的中心，距地面高度约1.5m，测试时外窗开启，房间处于自然通风状态；室外空气温湿度测点（1个）布置于距墙1m
图1测试点布置图
处，且对温湿度记录仪进行遮盖，以避免阳光直射。
2.2.4.测试时间
本次测试共进行4天，即从2013年8月6日至2013年8月9日，期间天气晴朗，微风，为灵宝市典型夏季气候。选取其中一天数据，即2013年8月7日12:00至2013年8月8日12:00。
2.2.5.测试结果
1）24小时连续室内外空气温度变化测试结果，见图2.
图2住宅室内外空气温度变化
2）24小时连续室内外空气湿度变化测试结果，见图3.
图3住宅室内外空气湿度变化
2.2.6测试结果分析
6、7、8月是灵宝地区最热的月份，在测试期间，已经是灵宝市每年相对的最热时。测试当日室外空气温度在28.35℃~31.73℃波动，波动幅度为3.38℃，测试期间未使用空调，保持自然通风状态。
1）室内外空气温度
从图2可以看出，测试期间室外空气温度的最高值和最低值分别为是31.73℃和28.35℃，分别出现于在8月7日13:00和次日06:50，室外平均气温为30.15℃，从中午12:00到下午19:00之间，气温都保持在30℃以上；起居室室内空气温度的最高值和最低值分别为是31.6℃和26.9℃，分别出现于在8月7日午后13:30前后和次日07:20，室内平均气温为29.3℃。主卧室内空气温度的最高值和最低值分别为是30.7℃和28.4℃，分别出现于在8月7日14:30和次日07:15，室内平均气温为30.12℃。次卧室内空气温度的最高值和最低值分别为是31.18℃和27.89℃，分别出现于在8月7日13:30前后和次日06:50，室内平均气温为29.6℃。从而可知，对比室内外空气温度波动情况，起居室室内空气温度波动明显较大，次卧室室内空气温度从8月7日中午12:00到下午16:00之间波动比较大，其它时间波动略显平缓，而主卧室室内空气温度波动略显平缓，但其波动趋势基本保持一致，室内空气温度峰值出现时间相对于室外空气温度峰值出现时间随略有延迟，延迟时间为1小时左右。所以，该住宅并未给居民提供一个稳定、舒适的夏季室内热环境，建筑围护结构没有起到一个很好的改善室内热环境的作用。
2）室内外空气相对湿度
从图3可以看出，室外空气湿度最高值和最低值分别为64.81%、49.64%，平均相对湿度为58%。起居室室内空气湿度最高值和最低值分别为66.4%、51.1%，平均相对湿度为59.6%；主卧室室内空气湿度最高值和最低值分别为61.9%、52.3%，平均相对湿度为58%；次卧室室内空气湿度最高值和最低值分别为63.55%、36.42%，平均相对湿度为51%。对室内热环境而言，正常的湿度范围大致是30%~60%[1]，所以所测试住宅的室内湿度状况还是比较令人满意的。
3住宅室内热环境改善措施
由于该住宅的布局、体形、朝向、构造等已确定，不能更改或难以更改，改造只能从围护结构(屋面、墙体、窗户)和外部环境着手进行改造。
3.1居住建筑的屋顶改造
1）实体材料层和带有封闭空气层的隔热屋顶
这类屋顶分平屋顶和坡屋顶，由于平屋顶构造简洁，便于利用，故灵宝地区多为平屋顶。为了提高材料层隔热的能力，最好选用导热系数和换热系数值都比较小的材料，同时还要注意材料的层次排列，排列次序不同也影响结构衰减度的大小，必须加以比较选择。
为了减轻屋顶自重，可采用空心大板屋面，利用封闭空气间层隔热。在封闭空气间层中的传热方式主要是辐射传热，为了提高间层隔热能力，可在间层内铺设反射系数大、辐射系数小的材料如铝箔，以减少辐射传热量。
2）坡屋顶
坡屋顶是建筑上常用的屋顶形式之一。这种屋顶常在檐口、屋脊或山墙等处开通气孔，有助于透气、排湿和散热。由于平屋面隔热较差，在其上面增加一坡屋面，可以起到隔热和通风的作用。利用“烟囱效应”原理，把屋面做成屋顶檐口与屋脊通风或老虎窗通风(冬天关闭风口，以达到保温目的)，坡屋顶利用自然通风，可以把热量及时送走，减少太阳辐射，达到降温作用。
3）种植屋顶
在钢筋混凝土屋面板上铺上一层土，再在上面种植植物，即铺土种植屋顶。铺土种植屋顶是利用植物的光合作用、叶面的蒸腾作用及对太阳辐射热的遮挡作用，来减少太阳辐射热对屋面的影响。此外，土层也具有一定的蓄热能力，并能保持一定水分，通过水分的蒸发吸热也能提高屋顶隔热效果。
3.2居住建筑的外墙改造
对于既有居住建筑外墙节能改造应该以外墙外保温改造技术为主，与外墙内保温技术相比，外墙外保温不影响居民日常生活，同时不破坏室内原有的装修，另外外保温方式减少了外界温度、湿度、紫外线对墙体的影响，可以减少主体结构的热应力，对主体结构起到保护作用。目前，应用比较多的外保温主要有以下3种：①EPS薄抹灰外墙外保温系统②胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统③现场喷涂硬泡聚氨酯外墙外保温系统和复合保温板外墙外保温系统等。
3.3居住建筑的外窗节能改造
建筑围护结构中的窗户是建筑物中最主要的得热构件，直接影响着建筑室内热环境和建筑的全年能耗。在既有建筑的节能改造中，将原有不符合节能规范要求的普通门窗更换为符合国家标准的节能门窗是最有效的办法。节能窗的选择种类非常多，有中空玻璃窗、吸热玻璃窗、LOW-E玻璃窗等。玻璃的传热系数值越低，玻璃阻隔热传导的特性就越好，因此应尽量选择传热系数值小的玻璃产品[2]。
3.4居住建筑室内的自然通风设计
在建筑中，房间的通风相当重要，借助于通风排出房间内滞留的余热、湿气、烟尘、气味等，保持室内空气应有的洁净度，从而增加人体的蒸发散热量，缓解夏季的闷热感；同时，低温气流可对人体与房间起冷却作用，有助于改善炎热季节室内热环境。为了组织好自然通风，在建筑朝向的选择上，以南或南偏东为最佳朝向，这样有利于避免东、西晒，两者都可以兼顾[3]。
3.5改善居住区外部环境
城市的硬质地面是影响室外气温和湿度的主要因素，改变地面的特性对于改善热环境非常重要。绿化地面辐射率小，且高大树木具有较好的遮阳作用。因此，绿化地面和水有利于调节气温、空气的温湿度，降低环境的热辐射。在外部空间中，适当地配置水面、绿地、透水性铺张和其他硬质地面，利用它们温差平衡的过程来产生气流，调节气温、降低辐射温度、减少热量反射、增大空气相对湿度，改善室外热环境，从而调节住宅的室内热环境[4]。
4结论
本文根据灵宝地区的地理位置、气候特征，对该地区某一顶层住宅的室内热环境测试分析，结果表明该住宅并未给居民提供一个稳定、舒适的夏季室内热环境，提出了对该住宅室内热环境的改造措施，分别从围护结构出发，依次对该住宅的屋顶、外墙、外窗和外部环境着手进行改造，给予豫西地区住宅建筑的节能改造提供了参考。
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关键词：结露；幕墙；玻璃；湿度；温度
Abstract:theknotshowsaproblemisadifficultproblemofcurtainwallindustry.Outdoortemperaturedowntoacertaindegree,theinnersurfacepanelwillcondensation,andevenfrost.Theknotshowsnotonlyseriouslyinfluencethelineofsightofpeople,oftenhavethepanelanddewflow,damagedwindowdecoration,walls,floorphenomenon.Thispaperthroughtherelateddisciplinetheorytotheknotshowsthequantitativeandqualitativeanalysisandhalfhiddenglasscurtainwalltoframetheknotshowsacalculation.Curtainwalldesignsystemshouldbetakenintoaccountlocalenvironment,nodeform,indoorandoutdoortemperature,panelmaterials,theactualsituation,inordertoavoidtheknotshowsaphenomenonproduction.
Keywords:theknotshows;Curtainwall;Glass;Humidity;temperature
中图分类号：P426.1文献标识码：A文章编号
引言
结露现象普遍存在，比如幕墙内壁，温室大棚、冷水管道、建筑墙壁、汽车玻璃、空调机、空气压缩机等都易产生。建筑幕墙的结露不仅严重影响人们的视线，常有露水顺面板而流，损坏窗饰、墙面、地板的现象，给使用者和维护者带来很多烦恼，多年来一直困扰着幕墙行业。本文按照相关学科理论对结露现象给予定性和定量的分析。结露的条件是空气具有一定的湿度，空气的温度高于结露物体表面的温度，并且结露物体表面的温度低于露点。结露问题的主要原因是构成幕墙的材质不具备良好的保温性能，或幕墙的收边收口位置保温处理不当，导致室内较热的湿空气遇到较冷（达到露点温度）的幕墙的内表面，水蒸气就会在幕墙的内表面上结晶成水滴，形成结露。
工程概况
辽宁某建筑为10000人体育馆及训练馆、体操热身训练场、乒乓球训练馆、篮排球训练馆、羽毛球训练馆及配套设施，总建筑面积71954m²。此工程为钢筋混凝土框架结构，屋顶为钢结构承重体系。建筑主要装饰项目包括：双鱼腹式自平衡点式玻璃幕墙、点式玻璃采光顶、断热橙色铝单板保温幕墙、银色铝单板幕墙、明框玻璃幕墙、隐框框架玻璃幕墙、钢结构点式玻璃雨篷等。此公共建筑大量运用幕墙作为维护结构，若设计中不处理好结露问题，将会严重影响使用功能及装饰效果。幕墙体系设计时应综合考虑当地环境、节点形式、室内室外温度、面板材质等实际情况，以避免结露现象的产生。
定性和定量分析湿度（humidity)：在计量法中规定,湿度定义为“物象状态的量”。通常所指的湿度为相对湿度，%rh表示，即气体中所含水蒸气量与其空气相同情况下饱和水蒸气量（饱和水蒸气压）的百分比。绝对湿度（Absolutehumidity)：单位体积（1m3）的气体中含有水蒸气的质量（g）。表示∶D=g/m3。但是,即使水蒸气量相同，由于温度和压力的变化气体体积也要发生变化,即绝对湿度D发生变化。相对湿度（Relativehumidity）：气体中的水蒸气压（e）与其气体的饱和水蒸气压（es）的比／用百分比表示。表示∶rh=e/es×100%。但是,温度和压力的变化导致饱和水蒸气压的变化,rh也将随之而变化。湿度表示空气中水汽的含量或干湿程度，在气象观测中常用水汽压、相对湿度和露点温度三种物理量表示。水汽压（e）是水汽在大气总压力中的分压力。它表示了空气中水汽的绝对含量的大小，以毫帕为单位。空气吸收水汽有一定限量，达到了限量就不再吸收，这个限量叫“饱和点”。空气中水汽达到饱和点时的水汽压，称为饱和水汽压（或称最大水汽张力）。饱和水汽压是温度的函数，随温度升高而增大。在同一温度下，纯冰面上的饱和水汽压要小于纯水面上的饱和水汽压。相对湿度的大小能直接表示空气距离饱和的相对程度。空气完全干燥时，相对湿度为零。相对湿度越小，表示当时空气越干燥。当相对湿度接近于100%时，表示空气很潮湿，越接近于饱和。结露案例计算（半隐玻璃幕墙节点图1）图1：半隐玻璃幕墙节点图（1）．在进行建筑玻璃幕墙产品性能分级时，所采用的计算条件如下：室内环境温度Tin=20℃室外环境温度Tout=-20℃室内相对湿度RH=30%或RH=50%或RH=70%室外风速V=4m/s；室外平均辐射温度等于室外环境气温室内平均辐射温度等于室内环境气温。（2）．水（冰）表面的饱和水蒸汽压可采用下式计算：Es=E0×10^((a×t)/(b+t))式中：E0——空气温度为0℃时的饱和水蒸汽压，取E0=6.11hPa；T——空气温度，℃；a、b——参数，对于水面（t>0℃），a=7.5，b＝237.3；对于冰面（t≤0℃），a=9.5，b＝265.5。（3）．在空气相对湿度f下，空气的水蒸汽压可按下式计算：e=f•Es式中：e--空气的水蒸汽压，hPa；f——空气的相对湿度，%；Es——空气的饱和水蒸汽压，hPa。（4）．空气的结露点温度可以采用下面公式计算：Td=b/(a/lg(e/6.11)-1)[注：lg(e/6.11)表示取以10为底，e/6.11的对数。]式中：Td——空气的结露点温度，℃；e——空气的水蒸汽压，hPa；a、b——参数，对于水面（t>0℃），a=7.5，b=237.3；对于冰面（t≤0℃），a=9.5，b=265.5。（5）．本计算所采用的计算条件：室内环境温度Tin=25.0℃；室外环境温度Tout=-10.0℃；室内相对湿度f=50%；幕墙玻璃的传热系数Ug=1.75W/m2.Ka、b——参数，对于水面（t>0℃），a=7.5，b＝237.3；E0=6.11hPa。Es=E0×10^((a×t)/(b+t))=6.11×10^((7.5-25.0)/(237.3+25.0))=31.6hPae=f•Es=0.50×31.6=15.8hPaTd=b/(a/lg(e/6.11)-1)=237.3/((7.5/lg(15.8/6.11))-1)=13.9℃（6）．对幕墙玻璃的结露性能进行计算分析：室内环境温度Tin=25.0℃室外环境温度Tout=-10.0℃玻璃内表面换热系数hbi=8.0W/m2.K玻璃外表面换热系数hbe=23.0W/m2.K玻璃结露性能评价指标(室内玻璃表面温度)Tpj=22.3℃玻璃的传热系数Ug=1.75W/m2.KUg•(Tin-Tout)=hbi•(Tin-Tpj)Tpj=Tin-(Tin-Tout)•Ug/hbi=22.3℃因为Td=13.9℃小于室内玻璃表面温度Tpj=22.3℃。玻璃幕墙的结露性能满足要求，也就是在此条件下幕墙的玻璃不会结露。
结论
本文算例中所设计的幕墙节点满足结露性能要求。幕墙有许多薄弱环节，如收口封边部位，开启扇部位，金属立柱横梁部位，中空玻璃铝合金隔条部位等，如果这些部位的隔热效果不好，内表面的温度还会低于露点温度，在它的内表面还会结露，这就要求我们设计人员和施工人员注重细节，在计算时，不仅要计算门窗幕墙的平均K值，还要计算薄弱环节部位的K值，保证这些部位的保温效果，涉及其他总包单位和分包单位的问题（如收口封边部位），要在设计时及时沟通，讲清原理，划清责任，遇到此类问题的纠纷时，要科学合理地分析，属于自己的责任要及时解决。总结以上所述，对于建筑，我们在设计时要保证围护结构最低的保温要求，也就是要保证建筑物所在地区的最小传热阻。所谓最小传热阻就是保证围护结构内表面不结露的传热阻。围护结构达不到最小传热阻，就会产生结露。在冬季采暖建筑的室内空气温度一般在18℃～22℃左右，相对湿度在50%左右，室内空气露点温度在10℃～14℃之间。如果超出这个范围，也就是室内空气温度与门窗幕墙的内表面温度差为8℃左右，或者幕墙的内表面温度低于室内空气的露点温度，不仅会结露，而且有时还会结霜。在我国目前的技术和施工条件下，结露问题不可能处理的非常好，如果室内湿度过大，作为使用者，最好的办法是多开窗透风透气，降低室内水蒸气含量，防止结露。
参考文献
[1]《民用建筑热工计算规范》GB5017-93
[2]《建筑门窗幕墙热工计算规程》JGJ/T151-2008
[3]《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003
关键词：气候变化经济学；气候变化的经济影响；温室气体减排成本
中图分类号：F08
文献标识码：A
文章编号：1003―5656(2009)08―0068―08
一、引言
政府间气候变化委员会(IPCC)第四次评估报告指出(2007a)，近百年来，全球表面的气温升高了0.74℃。如果在2000年到2030年间依然保持目前的能源消费结构，全球温室气体的排放将增加25―90％，预计未来20年间，气温将每10年增加0.2℃。科学证据表明燃烧化石燃料排放的二氧化碳的累积以及人类活动排放的其他温室气体如甲烷和氧化亚氮等是导致气候变化的重要原因。气温升高可能导致极端气候事件(如热浪)发生的频率加大、风暴的密集度增加、大气降水模式的改变以及海平面上升等。这些自然系统的变化反过来又会对生态系统的功能产生根本的影响，从而威胁生物的生存能力和人类财富的安全。
经济学家WilliamsNordhaus1982发表了题为“HowFastShallWeGrazeTheGlobalCommons”的文章，开始应用经济学研究气候变化，从此气候变化经济学就将焦点落在分析气候变化的影响和提供积极的针对面临的气候问题的政策分析。虽然和环境经济学的其他领域有重叠，但气候变化经济学更多的是利用气候变化的鲜明特点，即温室气体影响的长期性、气候问题产生和影响范围的全球化、政策的效益和成本的不平衡的分布等，来理解气候变化问题的多个侧面。通过模拟经济发展和温室气体排放增长的趋势，检验和分析技术选择对气候变化进程和减排成本的影响，选择控制气候变化的具体措施(如碳税和碳交易等)。
气候变化经济学已经建立了其研究领域和基础要素，并在经济学界达成了共识。1997年，美国2500名经济学家，包括9位诺贝尔经济学奖得主共同发表了一项声明，指出最有效的减缓气候变化的方法是通过基于市场的政策。他们认为如果没有控制措施，温室气体继续排放将导致世界随着气候系统的变化经历根本性的变革。他们相信经济学家和决策者能够利用大量的证据和量化的风险评估提供的信息来帮助形成应对气候变化的措施。
二、气候变化的损失和减缓的效益
气候变化可能导致一系列的后果，如平均气温升高、极端天气现象频率发生、降水模式的变化、海平面上升和生态系统的改变等，这些生物物理系统要素的变化将对人类的福利产生不同程度的影响。经济学家通常将气候变化对人类福利的影响分为两类：市场和非市场的损失。
市场的损失(marketdamages)来源于气候变化导致的市场产品的价格波动和数量的变化给福利带来的影响，主要是因为生产量的变化受气候变化要素的约束。研究者通常应用气候依赖型的生产函数来模拟气候变化的福利影响。例如，小麦的产量是气候要素气温和降水的函数，因此可以直接估算由于气候要素变化导致的小麦产量的变化。生产函数法还被用在森林、能源服务、水资源利用以及海平面上升导致的洪水等产生的经济损失。有学者认为生产函数法忽视了产品之间替代的可能性。于是享乐价格法(hedonicapproach)则成为估算气候变化损失的另一选择。例如Mendelsohnetal.(1994)将享乐价格法应用到农业，基于选择最大化地租的假设，利用跨部门的数据检验自然、物理和气候变量对土地价格的影响。
非市场的损失(no―marketdamages)包括由于不利的气候变化导致的直接效用的损失、损失的生态系统的服务以及生物多样性减少导致的福利的减少。这些损失的价值不能够在市场上直接观察到。例如，生物多样性的损失没有和价格的变化有任何明显的直接联系，也观测不到需求的变化。条件价值评估法(ContingentValuationMethod)是最有争议也是最为广泛被采用的评估非市场损失的方法。BerkandFovell(1998)利用支付意愿法研究了美国加州不同地域的公众为阻止当地的气候变化每月愿意支付的价格。结果表明冬季人们为阻止当地气候变得暖湿／暖干的支付意愿分别是每月9.74和16.70美元，而为阻止气候变得冷湿／冷干的支付愿意分别是每月11.10和18.18美元。
评估气候变化的经济影响，更多的研究利用包括市场和非市场部门的经济模型，估算全球或是区域气候变化的经济损失。总体上，基于模型的实证性研究报告了三种不同的气候变化经济影响的评估和结果。第一种是计算在特定的全球平均气温升高的情况下，气候变化的影响占GDP的百分比。Mendelsohnetal.(2003)估算了气候变化对农业、林业、水、能源和海岸地带五个市场部门的影响，结果表明全球气候变化的影响非常的小。如果气温比工业化前升高4℃或是以上，在此情况下气候变化对上述五个部门的影响都是正的。Tol(2002)的估算包括市场(农业、林业、水、能源、海岸地带)和非市场的部门(生态系统以及疾病造成的健康影响)，结果发现如果气温比工业化前升高0.5℃时，气候变化带来的效益占全球GDP的2.5％。如果全球气温升高2-2.5℃，气候变化的损失占全球GDP的0.5-2％。Dordhaus(2000)除了考虑更多的市场部门、与气候相关的疾病、污染造成的死亡以及生态系统外，其模型还包括了气候变化导致的灾害的经济损失。
第二种研究气候变化的经济影响则是按照特定的排放情景，在特定的经济发展、技术变化和适应能力的假设前提下，经济影响被按照时间的发展综合，然后被贴现到现在的值。一些估算是在全球的尺度上进行的，有些估算是综合一系列地区或是当地的影响以得到全球的总和。Stern(2006)应用综合评估模型，设计了基准和高气候变化的不同情景。模型估算的结果表明，在“照常营业”(business―as―usual)的情景下，即如果我们现在不采取措施或是行动的话，气候变化对市场部门的影响加上灾害的风险损失，每年至少占全球GDP的5％；如果将市场部门、灾害的风险和非市场的损失都计算在内的话，气候变化影响的损失估计每年占全球GDP的20％或是更多，而且损失将一直持续。Jorgensonetal.(2004)应用一般均衡模型(cGE)估算气候变化对美国投资、资本的存量、劳动力和消费的影响。结果显示，如果温室气体排放导致气温升高3℃，在最佳的适应状态和潜在的危害较低的情况下，气候变化的净收益为GDP的1％；如果很少采用适应气候变化的措施，损失为GDP的3％。不管是哪种情景，70-80％的气候变化影响是由农业产品的价格变化引起的，少部分是由能源价格和死亡率的变化导致的。
第三种气候变化影响研究的是估算社会碳成本(SocialCostofCarbon，SCC)。在任何时间段或是任何时间内，SCC是每增加一个单位的碳排放(CO2)造成的以经济价值来估算的额外(边际)影响或是损害，也可以理解为每减少一个单位的碳排放的边际效益。SCC的计算尽可能将每一吨额外保存在大气中的CO2的边际影响加起来，此过程需要一个温室气体在大气中停留的时间模型和将经济价值贴现到排放年限的方法。2005年社会碳成本的平均估算值为每吨碳(tC)43美元(即每吨二氧化碳12美元)，但该平均值的变化范围很大，如在100个估算中，每吨碳从10美元(每吨二氧化碳3美元)到高达每吨碳350美元(每吨二氧化碳95美元)(IPCC，2007c)。社会碳成本大幅度的变化在很大程度上是由于估算的假设上存在的差异造成的，如气候敏感性、响应时间滞后、风险和公平的处理方式、经济的和非经济的影响、是否包含潜在灾难损失和贴现率选择等。
三、温室气体减排成本的估算
美国国家环保局的研究(USEPA，2006)分析了全球和不同地区以及不同部门的非二氧化碳温室气体的减排成本，指出如果减排成本是$10／tCO2eq，2022年全总的非二氧化碳的减排潜力大于2000MtCO2eq(二氧化碳当量)；如果减排成本为$20／tCO2eq，则减排潜力为2，185MtCO2eq。由于二氧化碳是最大的温室气体来源，而且其在大气中的累积对气候系统产生巨大的影响，目前国内外主要的研究大都集中讨论二氧化碳的减排成本。
1、减排成本估算的方法和模型
二氧化碳的减排成本取决于多种边际替代的可能性，例如不同燃料的替代以及替代能源密集型产品的能力等。替代的潜力越大，则满足特定的减排目标的成本也就越低。研究者主要应用的模型采用两种不同的方法来评估可替代性的选择和减排成本：“自上而下”和“自下而上”的模型。
“自下而上”的能源技术模型，提供了非常详细的有关具体的能源过程或是产品的技术信息。模型趋于集中在一个部门或是一组部门，对于一般能源替代的能力提供较少的信息，也不能反映能源密集型产品价格的变化对这些产品的中期和最终需求的影响。自下而上的研究一般是针对行业的研究，所以将宏观经济视为不变。比较常用的模型有斯德哥尔摩环境研究所开发的LEAP，日本环境研究所的AIM／Enduse以及在国际能源署框架的MARKAL模型等。许多研究机构都根据研究需要和解决的问题开发不同的模型。
“自上而下”的研究是从整体经济的角度评估减排成本的经济模型，包括“可计算一般均衡”(computablegeneralequilibrium，CGE)模型。这些模型的优势在于能够追踪燃料的价格、生产方式以及消费者选择之间的关系。然而，这类模型包涵了较少的具体的能源过程或是产品的信息，能源之间的替代通过平稳的生产函数来体现，而不是详细的可选择的不连续过程。自上而下的研究是从整体经济的角度评估减排成本，使用全球一致的框架和有关减排的综合信息，并抓住宏观经济反馈和市场反馈。自上而下的结果很大程度上依赖于模型建造的假设。Repetto&Duncan(1997)的综合分析发现，广泛应用的估算气候变化减排成本的模型，都包括了以下主要假设：低碳或是无碳技术的可得性以及成本，经济对于价格变化反应的有效性，能源和能源产品可替代性程度，达到具体的二氧化碳减排目标需要的年限。是否减少二氧化碳排放就可以避免一些气候变化的经济成本，是否减少化石燃料的燃烧就可以避免其他的空气污染的损害，碳税税收如何在一个经济体内循环等。如果假设条件不同，得出的减排成本的差异是比较大的。
综合评估模型(IntegratedAssessmentModels，IAM)模拟人类活动导致的气候变化的过程，从温室气体的排放到气候变化的社会经济影响进行综合的分析。这类模型将温室气体排放、温室气体在大气中的集中程度、气温、降水等要素联系起来，同时还考虑这些要素的变化如何反馈到生产和效用系统。综合模型也多为优化模型，以解决随着时间的变化如何将减排的利益最大化。综合模型利用气候变化经济分析的方法，比较减缓温室气体排放的政策成本和消除或是减弱气候变化的效益。这类模型如麻省理工学院的IGMS模型和Stern报告中应用的PAGE2002等。
2、减排成本的实证研究
IPCC(2007c)第四次评估报告指出，实现中期减排(2030年)，全球将温室气体稳定在445和710ppmCO2-eq之间的宏观经济成本处于全球GDP降低3％和GDP增长0.6％这一范围内。实现长期减排目标(2050年)，大气中温室气体稳定在710和445ppmCO2-eq之间，全球平均的宏观经济成本是GDP增加1％到GDP损失5.5％。大多数研究的结论是随着温室气体稳定目标的严格，减排成本加大。模拟也表明，假设排放交易体系下的碳税收入或拍卖许可证的收入用于促进低碳技术或现有税制的改革，将会大幅度降低减排成本。全球减排二氧化碳的宏观经济成本的估算主要是利用自上而下的模型，模型的总体假设是在全球排放交易的前提下，寻找全球最低的减排成本。
区域减排成本在很大程度上取决于假设的温室气体的稳定水平和基准情景。对于相同地区减排成本的估算，由于采用了不同的模型和假设，最后得出的结果也有很大的差异。虽然计算结果在具体的数据上有所不同，但是模型所解释的总体特征还是具有一致性。Chen(2004)利用中国的MARKAL―MACRO模型，预测中国2050年的一次能源的消费为4818Mtee，碳的排放量为2395MTC，从2000到2050年之间，中国单位GDP的碳强度将平均每年降低3％。在此情景下，如果CO2的减排幅度为基准水平的5-45％，估算的碳的边际减排成本在12美元／吨碳到216美元／吨碳，减排的经济成本相当于在基准基础上损失0.1％到2.54％的GDP。王灿等(2005)采用综合描述中国经济、能源、环境系统的动态CGE模型，分析了2010年实施碳税政策的减排情景。结果发现，在基准排放水平下CO2减排率为0-40％时，GDP损失率在0-3.9％之间，减排边际社会成本是边际技术成本的2倍左右。当在基准排放水平下CO2削减10％时，碳排放的边际成本约99元／吨，GDP仅下降0.1％左右，如果减排率上升到30％时，碳排放的边际成本约475元／吨，GDP将下降1％左右。
英国公共政策研究所(Lockwoodetal.，2007)报告了一项基于不同模型对于英国减排成本的估算。其中，Anderson的自下而上的模型结果表明，在2050年，如果减排目标是在1990水平上减排80％，在基准没有控制飞行的排放的情境下，减排的成本为GDP的2.49％；如果控制飞行的排放，减排成本是GDP的1.06％；在能效提高的情景下，减排成本为GDP的0.76％；而如果有新核能的投入，则减排成本为GDP的0.94％。MARKAL―MACRO模型的结果显示，在2050年，基准的情景下减排成本为GDP的
2.81％；加速技术革新的减排成本为GDP的2.58％；高燃料价格的情景下，减排成本为GDP的2.64％；而能源效率加速提高的减排成本为GDP的2.04％。不管哪类模型，结果均显示提高能源效率是降低减排成本的关键因素。这两个模型的结果也被用在英国能源白皮书中，强调提高能源效率是英国的能源政策的优先考虑。
研究还发现估算CO2的减排成本，基于不同的理论和方法的变量是关键的要素，例如贴现率的选择、市场有效性的假设、外部性的处理、价值评估的问题和技术、气候变化相关的政策的影响、交易成本等，这些经济要素的不同都会导致估算成本的差异。
3、技术变化与减排成本
气候是由存储在大气中的温室气体决定的。有些温室气体在大气中能够存在上百年，使得气候变化成为一个长期性的问题，因此技术条件的假设对于减排成本的估算就非常的重要。温室气体的减排成本和技术变化的速率、技术替代以及新技术的应用是直接相关的。和没有考虑技术进步的模型比较，将技术变化包括在模型中估算出来的温室气体减排成本明显的减低(IPCC，2007c)。这些成本下降的幅度关键取决于减缓气候变化的技术研发支出的回报率、行业和地区之间的溢出效应、其它研发的推广以及边干边学的模式和学习的速度等。
目前应用的技术进步模型已经有了极为显著的改进，超越了早期的传统模型中将技术看作是外部变化因子的模式。最近的几个模型允许技术进步的速率或是方向对内在的政策干预做出反应。一些模型(如Popp，2004；Nordhaus，2002)则集中在研究和开发基础上的技术变化，结合政策干预、激励研发的政策以及知识的进步。其他的模型则强调基于学和做的技术变化，考虑累积的产出是和学习相关的，随着产出的不断累积而降低生产成本。相对于那些将技术认为是外部因素的模型，政策介入所产生的技术变化的模型能以比较低的减排成本达到规定的减排目标。
四、气候变化经济学与不确定性
气候变化最大的特点是不确定性，在科学上和经济学上均具有不确定性。科学上的不确定性表现在我们还缺乏对一些科学问题的认识，例如排放的温室气体在大气中积累的量，温室气体集中程度的改变对全球气候的影响，气候变化在全球范围内分布以及出现的速度，区域气候变化对海平面、农业、林业、渔业、水资源、疾病和自然系统的影响等。经济上的不确定性表现为我们不确定世界人口和经济的增长速度，人类活动的能源强度和土地强度，控制温室气体排放或是鼓励技术发展政策对温室气体在大气中累积的影响以及政策的成本等。
1、不确定性与气候政策的选择
不确定性分析的目的一是辨别出一系列可管理的变量，二是估计每一个重要的参数可能的分布，三是估计参数的不确定性对所解决的重要问题的影响。一些成熟的数学模型已经被学者用来分析和成本效益相关的不确定性，如一些学者采用MonteCarlo模拟分析减排模型输出的不确定性，决定那些缺乏知识的随机的参数或是误差如何影响被模拟的系统的敏感性和可信度。此方法提供了给定政策的一系列结果或是一系列的优化政策。王灿等(2006)利用MonteCarlo模型对CGE的二氧化碳减排模型的不确定性进行了分析，他们对CGE模型的50个自由参数进行随机采样，考察模型输出的不确定性。敏感性分析也被用来确定减排成本评估中对估算结果产生重要影响的因素。还有一些研究者利用其他的模型来处理不确定性。例如Nordhaus(2007)利用综合的气候-经济模型DICE同时分析不确定性。
2、不确定性与贴现率的选择
温室气体在大气中的存在要持续一个世纪或是更长的时间，因此减缓气候变化的效益必须在不同的时间尺度上被度量，这样就提出了贴现率在气候变化研究中的重要作用。通常讨论两种贴现的方法，但这两种方法均存在明显的不确定性。一种是应用社会时间偏好率，即纯粹的时间偏好率和福利的增长率之和。另外的方法考虑市场的投资回报率，使项目的投资能够得到这种回报。也有专家指出，应该选择比预期价值低的贴现率，以反映贴现的要素以及贴现率和贴现的时间间隔之间的关系。针对减缓气候变化的行动，一个国家必须将其决策建立在让贴现率能够反映资本的机会成本的基础上。发达国家一般采用4-6％的贴现率是合理的(这个贴现水平被欧盟国家用来评价公共部门的项目)，而发展中国家的贴现率可能会高达10-12％(IPCC，2001)。在Stern的报告中，基于对气候变化公平性的强调，选择了近似于零的0.1％的贴现率，致使其气候变化影响的估算受到了经济学界的批评。Nordhaus(2007)用相似的方法和3％的贴现率重新模拟Stern的估算，发现气候变化的经济影响远远低于Stern的结果。
3、不确定性与减缓气候变化的行动
除了对减缓气候变化的成本估算有影响，不确定性同时也提出了非常重要的问题：是否应该现在就采取行动减缓气候变化?现在行动应该投入多少?还是等待至少是一些不确定性得到解决?经济学原理建议，在缺乏固定的成本和不可逆转性的情况下，社会现在就应该采取减缓气候变化的行动，温室气体的减排量应该是在预期的边际成本和边际效益相等的那个点。然而，无论是在成本侧的低碳技术的投资还是在效益侧的温室气体排放的累计，气候变化和固定成本和不可逆的决策存在着固有的联系。这些特征导致或是采取更为积极的行动来减缓气候变化或是没有行动，分别取决于各自沉没成本的大小。实证性的分析和数学模型建议现在就应该开始采取措施减缓温室气体的排放，以获得显著的环境效益。Stern的研究报告(2006)显示，如果现在采取行动控制温室气体的排放，气候变化的损失会控制在每年损失全球1％的GDP。所以他呼吁世界应该立即行动，大幅度的削减温室气体的排放，以避免气候变化带来的严重损失。
五、结语
【关键词】实验系统燃烧器燃烧室燃烧温度燃烧产物
1引言
近年来全球经济发展迅速，每个国家对都需要更多的能源推进经济的发展。这就造成了世界范围内煤、石油等资源的紧缺，而且同时也造成了严重的环境污染。所以现在调控能源的使用，减少污染已经成为必须面临的问题。在这种大环境下，天然气发电靠着自身的优点起到了补充电力不足，合理利用资源方面的重要作用[1]。
天然气的主要成分是CmHn，其中甲烷占的比列最大。天然气的优点是燃烧后的污染物排放量较少，和煤炭、石油等能源燃烧比较更有安全、热值高、洁净等优势。
要想更好的利用天然气发电，保证其发电的稳定性，研究天然气的基本燃烧特性是必须的，通过实验获得不同过量空气系数α下扩散燃烧实验的温度和烟气浓度数据，可以及时对实际生产作出调整。
2实验台的设计[2-5]
2.1实验系统设计条件
该实验系统按下列给定条件设计的，给定燃气的最大流量Vrq=8.33×10-5m3/s，天然气的成分主要为CH4，它的低位发热量为。
2.2实验系统设计公式
2.2.1最大发热量计算公式
2.2.2燃烧室计算
取容积热强度q，则燃烧室的容积V为
2.2.3空气量计算[6]
2.2.4燃烧器计算[7]
根据实验的要求，设计了扩散式燃烧器。混合气的发热量为Q，燃气压力取为prq=200Pa，空气压力pk=500Pa，燃气温度tq=20℃，空气温度20℃，过量空气系数max=1.5，密度=0.3314kg/m3，=1.5，=1.0。
根据以上计算公式采用VB语言编程[8]，对一系列数据进行计算，程序界面如下图1。
通过不同过量空气系数，计算燃气喷管内、外径，空气喷管内径，燃烧器出口直径。选择燃烧器的尺寸如下图2。
3实验系统
3.1燃烧室参数
在充分考虑了燃料量，燃料燃烧所释放的热量，以及燃料燃烧所需空气量能够满足实验工况的前提下，设计了实验炉，它的具体设计参数见表1。
3.2实验系统装置
实验系统主要由燃烧器、燃烧室、气体供给系统、温度测量系统、烟气测量系统、气体辅助部分组成。实验系统见图3。
（1）燃烧器。本实验设计了套管式扩散燃烧器，空气出口喷嘴采用螺纹连接方式。燃烧器结构见图2。
（2）燃烧室。燃烧室为直径为70mm，长为950mm的刚玉管。由于研究的是天然气燃烧温度分布规律涉及到高温，所以采用耐高温的材料刚玉管。燃烧室按轴向竖直安装在四脚支架上，燃烧器安装在燃烧室底部中央，燃烧器中心轴与燃烧室中心轴重合。为了满足实验中在不同截面上测温的需要，根据测温截面的距离，分别在距离刚玉管底部150mm、200mm、250mm、300mm、400mm、500mm处的位置有测温孔，在距离燃烧室底部30mm处有一直径为15mm的点火孔。
（3）气体供给系统。空气系统由空气压缩机、减压阀、玻璃转子流量计、调节气阀、空气导管等组成。该系统的主要作用是能够稳定地提供空气量，以满足不同实验工况下的用气量。压缩机产生的压缩空气依次经过减压阀、流量控制阀、流量计，然后进入燃烧器。流量计采用玻璃转子流量计，它和空压机之间安装一个减压阀，安装减压阀以保证燃烧器的进口空气压力。
燃气供给系统由天然气瓶、减压阀、质量流量计、质量流量显示仪和导管等组成。燃气经过减压阀减压到所需的压力后，沿导管分别进入相应的质量流量计，通过质量流量计控制燃气的流量，流量调节通过流量显示仪来控制，最后沿导管进入燃烧器，在燃烧室内燃烧。
（4）温度测量系统。根据实验的要求，通过对常用的普通工业型热电偶型号及特点的了解，并将价格因素考虑进去，综合考虑选用镍铬-镍硅型热电偶，其分度号为K，长期使用温度为900℃，短期使用温度为1200℃。
镍铬-镍硅型热电偶的特点：主要优点是热电动势大，热电特性近似线形，精确度较高，价格便宜。在500℃以下可使用在还原性、中性和氧化性气氛中，在500℃以上只能在氧化性和惰性气氛中使用；缺点是均匀性差，线质较硬。
本实验的燃烧温度一般多在1000℃左右，为氧化性气氛，因此选用镍铬-镍硅型热电偶比较合理。
热电偶测得的温度由温度记录仪采集。温度记录仪和电脑连接，记录仪采集到的数据通过配套的软件采集和存储在电脑上，可以实现数据的连续采集和储存。平均每5秒测得一个数据，可以同时记录8组数据。经过一段时间数据的采集把所采集的数据整理，去除坏点之后求出平均值，即为对应测点的温度值。
（5）烟气测量系统。烟气测量主要由取样器探头和烟气分析仪构成。燃烧产生烟气由探头进入烟气分析仪，分析烟气中各成分含量。本实验所用燃气为天然气，燃烧产物为CO、CO2、H2O、NO和NOx，因此烟气分析仪的范围最好包括CO、CH4、O2、CO2、H2O、NO和NOx。
（6）其它辅助部分。实验研究的是天然气燃烧温度分布规律，对温度测量的准确度要求较高，这就需要在燃烧室的外部敷上保温层，防止燃烧室大量对外散热影响实验的准确度。
为了固定保温层，还需在保温层的外部安装厚度为1mm的金属外壳。
由于实验在室内完成，为了保证室内空气的洁净，还需要安装烟囱把烟气排到室外。
4结语
在给定的条件下，根据实验的要求，设计出了满足需要的实验台。在实验台的基础上，确立实验方案和方法，通过实验分析过量空气系数对天然气扩散燃烧温度分布、烟气浓度的影响。
实验过程中发现实验台还可以进一步的改进：
（1）做实验的时候需要预热到一定温度才能正确记录数据，整个预热过程较慢，可以在原实验台的基础上加入电阻丝对燃烧室预热；
（2）烟囱做的不够完善，有漏气现象存在，有待进一步完善；
（3）烟气测点的选择位置可以再做一下调整，测量结果会更精确；
（4）测量温度用镍铬-镍硅型热电偶在较高温度时容易烧坏，可以换成铂铑热电偶。
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