暖通空調(diào)節(jié)能及CFC問題研究

 

　　自1929年密其萊在美國通用電氣公司的實(shí)驗(yàn)室里首次發(fā)現(xiàn)氟里昂12以來，隨著科學(xué)技術(shù)及人民生活水平的不斷提高，以供暖、通風(fēng)、空調(diào)為代表的建筑能耗日益增加。在發(fā)達(dá)國家，建筑能耗約占總能耗的30～40，我國是最大的發(fā)展中國家，建筑能耗約占全國總能耗的11.7，隨著我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和氣候變化，這一比例正在不斷攀升，而一切都對(duì)全球變暖起著消極的作用。而與此同時(shí)，由于在制冷空調(diào)領(lǐng)域中大量采用CFC，從而導(dǎo)致臭氧層破壞并造成溫室效應(yīng)。可以說，如何與自然協(xié)調(diào)發(fā)展已成為當(dāng)今暖通空調(diào)行業(yè)面臨的重大挑戰(zhàn)。

 

　　21世紀(jì)，全世界政治家和學(xué)者討論得最多的熱點(diǎn)話題之一便是地球溫暖化與氣候變遷。近一萬年中，地球大氣平均溫度僅升高不到2℃，但最近的兩百年中，全球的平均溫度卻上升了1.6℃。照此速度發(fā)展下去，到2030年或2050年全球平均氣溫將升高1.5至4.5℃，是過去的5至10倍。據(jù)統(tǒng)計(jì)，建筑能耗占各類總能耗的30以上，因此，在減少溫室氣體排放和節(jié)約自然資源，減緩全球變暖方面，建筑節(jié)能職責(zé)重大。

　　2004年末，我國各地區(qū)城市實(shí)有住宅建筑面積共96.2億m2，2004年全國城鎮(zhèn)又新建住宅竣工面積5.7億m2，此外，全國農(nóng)村還新建住宅面積6.8億m2，規(guī)模十分巨大。而建設(shè)部部長指出，我國建筑能耗是相同氣候條件發(fā)達(dá)國家的2至3倍，在全面建設(shè)小康社會(huì)的進(jìn)程中，建設(shè)系統(tǒng)資源節(jié)約的任務(wù)十分艱巨。因此，節(jié)能便成為我國實(shí)現(xiàn)與自然和諧發(fā)展、進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。由于以暖通空調(diào)為主的建筑能耗在總能耗中占有舉足輕重的作用，因此建筑節(jié)能就具有保護(hù)地球環(huán)境更深層次的意義。據(jù)估算，我國一棟20000m2的使用熱泵空調(diào)的辦公樓，其溫室氣體排放量達(dá)700t/a，而日本僅為390t/a，我國的建筑用能水平不高（例如上海的人均用電量僅為發(fā)達(dá)國家的幾分之一），室內(nèi)環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)也不高（例如辦公樓內(nèi)照明標(biāo)準(zhǔn)僅100-200xl，而日本則在500xl以上），在這樣的前提下，溫室氣體的排放量卻幾乎是日本的一倍。則只能說明我國的能源轉(zhuǎn)換效率低下，建筑節(jié)能技術(shù)落后，這些都急需改進(jìn)。

　　所謂CFC（chloroflurocarbons），即氯氟烴類物質(zhì)，也就是人們常提及的氟里昂。由于其化學(xué)性能的穩(wěn)定，近百年來被廣泛的應(yīng)用于空調(diào)、制冷行業(yè)的保溫與傳熱。當(dāng)隨著人們知識(shí)的日益豐富，人們也逐漸開始意識(shí)到CFC的大量使用與排放，對(duì)自然造成力極大的傷害。1974年，美國加州大學(xué)的Molina和Rouland教授首先提出，CFC的排放會(huì)造成臭氧層的破壞（所謂臭氧層是指在大氣平流層距地20km處，地球上80的臭氧集中于此，形成一低濃度的臭氧層，它吸收了太陽光中99的高強(qiáng)度紫外線，使地球成為適宜人類生存的空間），而此前后的一系列研究也表明了上述觀點(diǎn)：1969年，美國宇航局首次發(fā)現(xiàn)大氣臭氧呈下降趨勢(shì)；1985年，英國南極考察隊(duì)發(fā)現(xiàn)南極上空臭氧空洞面積幾乎相當(dāng)于美國國土總面積，臭氧濃度約下降40；1987年北極聯(lián)合考察隊(duì)也發(fā)現(xiàn)CFC濃度高于預(yù)計(jì)50倍，并發(fā)現(xiàn)臭氧空洞；同時(shí)，我國的研究表明，華南和東北臭氧濃度下降約3，西北出現(xiàn)臭氧空洞。這一切都給人類敲響了警鐘。

　　研究同時(shí)表明，臭氧濃度每下降1，紫外線強(qiáng)度將增加2.紫外線強(qiáng)度的增加，直接影響人體健康：使人體免疫力下降，體內(nèi)蛋白質(zhì)及DNA受破壞，是皮膚癌及白內(nèi)障增加。同時(shí)它還影響海洋生物、植物的生長生存：紫外線的過量照射引起海洋生物死亡將破壞自然界的食物鏈。此外，CFC在生產(chǎn)使用過程中造成的能量消耗及CO2引起溫室效應(yīng)，紫外線的增加還會(huì)加劇高分子化合物的產(chǎn)生。

 

　　當(dāng)前世界面臨的巨大環(huán)境挑戰(zhàn)亟待解決，暖通空調(diào)制冷行業(yè)也不例外。在溫室氣體排放方面，為了拯救人類的家園，1997年12月，聯(lián)合國氣候變化框架公約締約方第3次大會(huì)通過艱苦的談判，終于在日本京都通過了《京都議定書》。議定書規(guī)定了各締約方到2010年所承擔(dān)的包括CO2在內(nèi)的6種溫室氣體的減排量。盡管中國作為發(fā)展中國家沒有減排義務(wù)，但作為占地球村居民總數(shù)1/5的大國，保護(hù)人類家園是我們義不容辭的義務(wù)，它同樣關(guān)系到我們將留給子孫后代一片怎樣的天空。作為暖通空調(diào)行業(yè)，我們當(dāng)前應(yīng)做的就是制定適合于我國國情的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，提高能源利用效率。我國政府也正是這樣做的，2001年，我國出臺(tái)了自己的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，各省建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)也陸續(xù)出臺(tái)。

　　在CFC問題上，國際上有識(shí)之士也做出了不懈的努力。1985年9月，維也納會(huì)議首次就CFC問題發(fā)表了維也納公約；1987年9月，聯(lián)合國外長會(huì)議達(dá)成了《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾協(xié)定》，1989年9月，發(fā)表了保護(hù)臭氧層的赫爾辛基宣言，并提出發(fā)展中國家問題；1991年6月，中國首次參加了內(nèi)羅畢會(huì)議，修正了蒙特利爾協(xié)定；1992年12月，在哥本哈根會(huì)議上，HCFC列入了受控范圍。從目前情況來看，在發(fā)達(dá)國家，1995年底發(fā)達(dá)國家CFC已被禁用，發(fā)展中國家也將在2005禁用。就近期來說，暖通空調(diào)行業(yè)主要以CFC的回收和再利用為主，在其基礎(chǔ)上盡量減少CFC的排放；就長遠(yuǎn)而言，則應(yīng)積極尋找替代工質(zhì)。

 

　　自改革開放以來，我國的經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，人民生活水平日益提高。但與此同時(shí)也應(yīng)看到，與成兩位數(shù)增長的經(jīng)濟(jì)相伴隨的是對(duì)環(huán)境的毀滅性破壞。溫室效應(yīng)、臭氧空洞、工業(yè)污染、水污染及以土地荒漠化都是與市場的慷慨贈(zèng)與相伴而來的一些主要危害。每年，我國大城市由環(huán)境污染而造成的患病人數(shù)大幅增加。“十一五”期間，我國經(jīng)濟(jì)仍將保持高速增長，有專家認(rèn)為，如果不采取有力措施，2010年主要污染物排放總量將比2005年增加10～20，因此，在各行各業(yè)中，環(huán)境保護(hù)，與自然界協(xié)調(diào)發(fā)展已顯示出越來越重要的地位。對(duì)于暖通空調(diào)制冷行業(yè)，必須樹立起一種跨時(shí)空的全新道德觀以約束我們的行動(dòng)，在考慮到我們需求的同時(shí)，決不能對(duì)子孫后代滿足他們需要的可能性構(gòu)成危害。從一定意義上說，協(xié)調(diào)發(fā)展就是可持續(xù)發(fā)展。從目前來說，應(yīng)當(dāng)本著事實(shí)就是的態(tài)度，努力解決好建筑能耗及CFC方面的問題，為自己和子孫后代留下一片藍(lán)天。

 

　　[1]張功耀，曹志平。科學(xué)技術(shù)哲學(xué)教程。中南大學(xué)出版社，2001.

　　[2]沈維道，鄭佩芝，蔣淡安。工程熱力學(xué)。高等教育出版社，1983.

　　[3]龍惟定。試論建筑節(jié)能的新觀念。暖通空調(diào)，1999，29（1）。

　　[4]孫明芳，鐘史明。綜合環(huán)境規(guī)劃（IRP）和需求方管理（DSM）技術(shù)簡介。能源研究與利用，1997，（2）。

　　[5]張祉佑。制冷原理與設(shè)備。建筑工業(yè)出版社，1986.

　　[6]汪訓(xùn)昌。從全球氣候變暖角度評(píng)替代工質(zhì)HCFC12.暖通空調(diào)，1998，28（6）。

　　[7]JohnTierney.Abetonplanetearth.PostgraduateEnglishIntensiveReading（II）。中國人民大學(xué)出版社，1999.