水循环本质大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇水循环本质范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

篇（1）

在地理教学中的作用

结构化思维是以事物的结构为思维对象，以事物结构的构建为思维过程，通过演绎与归纳、分析与综合等方法，构建整体与个体的排列及相互之间关系的思维方式。结构的构建，可以从多个相对松散的个体要素出发，寻找要素之间的内在联系，通过要素某些共性特征，依据一定的准则进行分类、组合；结构的构建，也可以将认知对象作为一个整体，通过某种分类的准则和策略对认识对象进行层层的分解，拆解出相对独立的分支。结构化思维是对知识整体结构的构建，有利于把握学科本质和学科思想。结构化思维注重结构的横向分类明确、纵向层次分明、整体结构严谨。

结构化思维的图式表述方式，是学习者将认知的思维过程通过简洁的关键词和关系连接，以图式的方式进行可视化表征，将学习者隐性的思维过程显性化，让学习者内在的思维过程可视化。传统的表述对认知对象的理解过程常单纯地依靠文字，因此其表述只能是线性的表达，冗余的文字增加了认知负载，线性的描述则难以直观地呈现认知的层次、结构；结构化思维是以图式的方式表达事物的结构，学习者可以清晰、简明地展示自身的内在思维，在可视化的思维表述过程中进行内在思维的比对、纠正，从而促进师生、生生的思维交互以及知识与思想的交流、传播。

二、结构化思维在地理

知识整体构建的过程与途径

一是基于哲学观念，把握认知对象的本质或认识方法，通过宏观的准则、策略对认知对象的结构进行拆解。

纷繁复杂的地理事物、现象有其各自发生、发展的过程。辩证唯物主义认为，世界的本质是物质，运动是物质存在的形式，是物质固有的属性。自然界中众多的事物、现象，反映的是物质的运动，有着共同的属性特征。以“自然界的水循环”为例，可运用哲学的发展观，从内因和外因两个方面来认识水循环的动力条件；运用哲学的联系观，从直接和间接两个方面理解水循环的地理意义。

课程标准要求“运用示意图，说出水循环的过程和主要环节，说明水循环的地理意义”，为达成课标的要求，教材首先呈现“相互联系的水体”这一内容，介绍水圈的构成及其特点，即介绍物质的特点，这是学生学习水循环的基础；“水循环的地理意义”强调的是由于水体运动特征而产生的意义。因此，对“自然界的水循环”一节内容的结构可宏观地拆解为“物质”和“运动”两个组成部分，转换成问题则是：“是什么物质”“物质怎样运动”“运动产生什么影响”。

二是基于学科思想方法，建立逻辑主线，初步形成认知的框架体系。

空间观念是地理学的独特思想，空间属性包含了空间位置、空间分布、空间运动、空间联系、空间演变等。“自然界的水循环”一节中，“相互联系的水体”介绍水圈水体的构成和各水体相互转化的关系，其中水圈的各种水体的理化性质的差异与其所处的空间分布有着极大的关联。

“水循环的过程”则揭示水体空间分布的差异引起了水体空间的变化和运动，进而形成的动态循环系统，按其发生的空间领域可分为海上内循环、陆地内循环、海陆间循环；“水循环的意义”的产生着眼于水体的空间变化，通过水体的介质作用实现物质与能量的空间转移、变化，从而形成空间的联系。根据上述认知的宏观策略和逻辑主线，建立本节的逻辑路线，如图1所示。

基于地理学科的空间思想，以地理空间视角认识物质在空间的分布特征、物质运动在空间的演化、运动导致物质与能量空间的转移与变化。这样的认识策略和思维方法，是一种普适性的构建，无论是对于自然地理的大气运动、岩石圈的物质运动等，还是对于人文地理的资源的跨区域调配、人口的迁移等地理现象的认知与解读都有着思维方法上的指导意义。

三是运用地理方法，进一步揭示要素之间的关系，形成递阶的层次分析。

篇（2）

中图分类号：TV211文献标识码：A文章编号：1672-1683（2013）01-0044-06

1研究背景

变化环境是指由人类活动和自然过程相互交织的系统驱动所引起的一系列陆地、大气与水循环的变化[1]。随着人类活动和气候变化，人工因素对自然水循环系统的干扰愈来愈烈，特别是高强度的水资源开发利用，如人类的取水、用水、耗水、排水、调水等行为，对整个水循环过程产生了巨大的影响[2]。

经过几十年的发展和研究，学者们对于流域水文循环的研究越来越深入和细致，特别是从20世纪90年代开始涌现的分布式流域水文模型，如MIKE-SHE模型[3]、VIC模型等[4]，使得研究者可使其与气候模型（GCM“全球气候模式”）结合，开展气候条件变化下的流域水循环研究[5-6]。但是，这类研究重心放在气候变化对于水循环的影响研究方面，而在重点考虑人类活动影响条件下，特别是高强度水资源开发利用条件下的流域水循环研究方面，仍存在着诸多不足和问题。

（1）取用水总量与耗水总量关系不清楚。取用水总量易于观测和计量，方便管理，但无法反应水的资源消耗本质；而耗水总量能体现水资源的真正资源消耗量，但难以核算和管理。取用水总量与耗水总量关系密切，但缺乏成熟明确的量化表达式，仅凭经验来估算耗排水量，不够科学合理。同时，耗水总量管理方法在管理中缺失，致使取用水管理与耗水管理不相协调，取水许可方法受到限制。

（2）地表、地下用水总量与耗水总量关系不清楚。水循环过程中，地表水和地下水转化频繁，地表水与地下水之间的转化关系还未能清晰定量化。如水管理实践中往往将从河道或湖泊附近的取水井抽取的水量归为地下水统计，而实际中水是从河道渗透来的河水，其水源的归类还存在争议。因而地表地下用水总量与耗水总量的关系难以确定。同时，地下水资源的调控中，仅仅从人工地下水取用量的角度研究，人工取用地下水与地下水位的联系尚无考虑，且潜水和承压水也未能区分，由此更加难以确定其耗水关系。

（3）当地水、外调水用水总量与耗水总量关系不清楚。外调水与当地水往往通过共同的取用水设施向用水户供水，在没有明晰当地用水与耗水之间的关系之前，难以确定当地水、外调水用水总量与耗水总量之间的定量关系和转化规律，给总量控制的管理带来不便。

（4）地表水与地下水、当地水与外调水之间循环转化关系不清楚。外调水在输送及使用的过程中都可能与当地地表、地下水产生水量转化，同时当地地表水和地下水之间也在不断的转化。对于上述转化过程，其转化的具体路径、时空分布、变化特征都很难进行定量的描述，各种水源之间的循环转化关系不清楚。

（5）水循环过程中的供-用-耗-排-补-转化关系不清楚。以往常用“供-用-耗-排”来描述供用水的循环转化过程，这种提法主要是从地表水系统出发总结出来的；如果从整个水资源系统来看该提法则不够全面，应该修改为“供-用-耗-排-补-转化”，考虑水的回补与转化过程才更能够反映供用水之后整个水资源系统的变化过程，或者说水循环的变化过程。目前还很难给出水循环过程中供-用-耗-排-补-转化之间的定量关系。

（6）水资源高效利用条件下水的供-用-耗-排-补-转化关系变化。在水资源高效利用条件下，采用节水措施或者节水工艺，取水量减小，输水过程、用水过程也随之发生变化，则必然引起水资源的耗、排、补及转化过程发生改变，但目前还很难对这一过程展开有效的定量化研究。

本文将以“自然-人工”复合作用下的流域水循环机理和模型为基础，对水资源开发利用条件下的流域水循环过程展开研究，提出一种基于水资源配置的流域水循环研究方法，并以黄河流域为例进行实践应用。

2流域水循环研究的科学方法

篇（3）

[中图分类号]G623[文献标识码]A[文章编号]2095-3712（2013）17-0022-02

[作者简介]麻妍（1984―），女，上海人，本科，上海市青浦区实验中学教师，中学二级。

在新课程体系下，教师既要面向全体学生，也要注重学生之间的个体差异，认清学生的原有基础。学生已有的知识经验是实现有效教学的基础，对学生已有基础的分析是把握教学起点的主要依据。美国著名心理学家奥苏贝尔曾说过：“影响学习的最重要因素是学生已经知道了什么。我们应根据学生的原有知识状况进行教学。”[1]这表明教师了解学生学习现状，把握教学起点，是实施有效教学的前提。

《自然界里的水循环》是一节用概念和科学术语来解释实际问题的理论探究课，通过学习，学生经历了从抽象到具体的思维过程。课例组教师围绕“如何分析学生基础，实施有效教学”的主题对这节课展开观课研究。

一、抛开学生认知基础，为完成工作单而上课

《自然界里的水循环》一课的教学重点和难点在描述自然界中的水循环和设计模拟自然界中雨的形成这两个实验环节。这堂课上，执教教师做了如下指导来突破重难点：

（教师引入课题后，进入模拟雨水形成的实验环节）

师：接下来我们做一个“模拟自然界中雨水形成”的实验。请大家观察后完成学习单1。（学习单1是简单的填空练习）

师：你看到什么现象？

（教师请2位有不同意见的学生把学习单1的答案朗读一遍，并肯定了第1位学生的答案）

师：我们根据这个模拟实验，完成学习单2。

（学生按照教师的要求以小组讨论的形式完成学习单2上的填空练习）

师：为什么往上跑的水蒸气又变成小水珠呢？我们继续讨论完成学习单3和4。

（该练习还是以填空的方式来完成）

生1：因为气温会随着高度的增加而下降，所以当热空气上升至一定高度时，便会冷却，使空气中的水蒸气冷却成小水珠。

师：有不同意见吗？

生2：因为气温会随着高度的增加而上升，所以当热空气上升至一定高度时，便会冷却，使空气中的水蒸气液化成小水珠。

（还有一些学生在下面保持沉默并显出茫然的表情）

听完这堂课，课例组的教师感觉学生整节课都在围绕着学习单忙碌，似乎执教教师在课堂中的指导任务就是为了让学生填写好这份练习。可是使用学习单产生的效果并不显著，学生对水循环中某些环节的理解（如水蒸气变成小水珠过程）还是一知半解。描述自然界中的水循环是这节课的教学重点，而用水的三态变化来解释这个过程是教学关键。六年级的学生虽然在此之前已经学习了水的三态变化知识，但是他们对这部分内容，尤其是液化、凝华、升华等抽象概念还是第一次接触，生活中有关的事例也不多见，所以只通过一节课的初步学习，学生仍然感到陌生。教材设计中又将三态变化的6个概念放在一起教授，学生更容易对概念产生混淆。

因此，教师在做教学指导时，需要做学情分析，了解学生的学习起点和学习障碍，不能用学习单一味代替。学习单的设计也要考虑能否给学生带来思维训练，反映出学生的实际掌握情况。

二、在认知基础上提升学生的知识迁移能力

在观课老师的建议下，执教教师做了如下修改：

（教师引入课题后，首先进入水循环示意图的描述环节并复习水的三态变化，然后进入模拟雨水生成实验）

师：实验中为什么要用到热水？

生：因为热水会冒出水蒸气。

师：为什么要在皿表面上放上冰块？

生：为了让水蒸气液化成水珠。

师：所以液化的条件是？

生：遇冷。

（接着，教师又补充了“模拟雨的形成实验”动画演示，并对该活动进行归纳和总结）

根据师生交流的结果，课例组的老师感觉这一节课上学生对水循环过程有了较为深入的理解和认识。从后测来看，基础知识题的解答准确率达到80%以上，但令老师们意想不到的是，后测中的分析题“荒岛上鲁滨孙如何获取淡水资源”，全错率竟高达45.9%，大家针对这节课再次交流和讨论。后测中的这道思考题是考查学生是否达成学以致用目标的能力分析题。雨水和淡水生成的原理一致，但环境不同。如果缺乏引导，学生很难从表象中找出它们的本质。教师在课堂中需要搭建一座桥梁，利用学生已有的知识基础去“同化”一些新问题，增强学生迁移知识的能力。

三、教学反思

（一）找准学生现有的认知基础是教师课堂指导的前提

教师做教学指导，必须要关注本节课的教学重难点。要突破重难点，必须根据学生的年龄特点来考虑他们现有的认知基础和教学目标之间的差距，以此来确定教学过程中学生可能遇到的困难以及需要铺设的台阶和采取的教学策略。就本节课而言，教学对象是刚入初中的六年级学生，他们正处于感性认识到理性认识的转变阶段，根据已有的生活经验，他们能够对自然界中水呈现的形式产生感官上的认识，但对水循环的理性理解不够。所以，教师在课堂指导中必须围绕水循环变化的本质问题开展由浅入深的教学活动，通过台阶铺设，使他们对水循环现象不仅知其然，更知其所以然。

（二）在学生认知基础上强化知识迁移能力是教师课堂指导的升华

迁移是学生根据已有的认知基础，通过知识之间的内在联系，找到连接点进行知识的转化。[2]根据迁移规律，学生掌握基础知识和基本技能的牢固程度是实现迁移的重要因素之一，先前的学习越扎实就越容易产生迁移。在本节课中，学生通过40分钟的学习，基本掌握了水循环的理论知识。可是，怎样把这些理论应用于生活，解释鲁滨孙获取淡水资源的原理，还需要教师搭建桥梁，引导学生把课本知识和实际问题联系起来，从而使知识实现从“故”到“新”的纵向迁移，达到学以致用的目的。

篇（4）

中图分类号：TB494 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0368-01

随着现代化科学技术的快速发展，变频技术被广泛的应用在中央空调系统中，成为中央空调系统节能降损的重要措施。变频技术在中央空调系统中的应用，不仅可以有效降低中央空调系统噪声，还可以提高房间温度和湿度的舒适程度，同时对于延长中央空调系统的使用寿命、降低系统对电网负荷的直接冲击、降低系统能耗以及提高中央空调系统的自动化水平都有着非常重要的现实意义。

一、变频技术和中央空调系统概述

1、变频技术

变频器是将系统工频进行转换，整个过程由控制电路完成，促使不同系统电机的变速运转，在整流电路中，交流电转变为直流电，直流电经过滤波电路之后，输出的直流电更加稳定平滑，最后直流电再经过逆变电路转变为不同频率的交流电。变频技术通过逐渐提高系统电机的输入频率，从而逐渐提高电机的工作电流，降低系统的设备损耗，减少系统电机的立即启动直接冲击电网，系统利用变频器可以对系统设备实现无级调速，从而减少系统的能源损耗。

2、中央空调系统

中央空调系统是由冷却风机、外部热交换系统、冷却水塔以及冷冻机组等部分组成[1]。冷却风机包括冷却塔风机和室内风机，冷却塔风机用来降低系统的水温，加快室内的热交换，室内风机主要用来将中央空调系统冷冻机组中的冷风吹入室内空气中；外部热交换系统由冷却水循环系统和冷冻水循环系统组成，冷却水循环系统又由冷却塔、冷却水管道以及冷却泵组成；冷却水塔主要用来为中央空调系统的冷冻机组输送冷却水；冷冻机组是整个中央空调系统的制冷源，循环水在空调系统的冷冻机组中进行热交换，经过降温之后成为冷冻水。

中央空调系统中的压缩机将制冷剂进行压缩，冷冻机组将压缩后的液态制冷剂输送到蒸发机中，使冷冻水和制冷剂进行热交换，中央空调系统中的冷冻水泵将制冷的冷冻水输送到各个风机的冷却盘管中，冷冻水由风机吹送到室内环境中，从而达到改善空气质量，降温的目的。在中央空调系统的冷凝器中，制冷剂在蒸发过程中释放大量的热量，冷却循环水和制冷剂之间发生热交换，冷却水泵将冷却水输送到散热水塔上，最终由冷却塔风机将冷却水进行冷却喷淋，和外界空气进行热交换，将冷却水的热量散发到空气中。中央空调系统本质上是一个循环的能量转换和热交换过程，冷却水和冷冻水循环系统是中央空调系统能量传递的重要部位。

二、变频技术在中央空调系统中的应用

在中央空调系统中应用变频技术，可以利用两个水循环系统来进行热交换，中央空调循环水系统进水和回水的温度差就是热交换需要传递的热量，变频器可以根据系统进水和回水之间的温度差合理控制循环水的流向和流速，从而间接控制中央空调系统热交换速度。

1、冷冻水循环系统控制

中央空调系统中冷冻机组中出来的冷冻水温度相对来说是比较稳定的，因此变频技术在中央空调系统中应用，通过冷冻机组的回水温度就可以代表室内的环境温度，因此中央空调变频调速系统中的冷冻泵可以根据回水温度进行调节和控制。回水温度越高，代表室内环境温度越高，这时可以适当提高中央空调变频调速系统冷冻泵的转速，提高循环冷冻水的流转速度；相反，回水温度越低，代表室内环境温度越低[2]，这时要适当降低冷冻泵的转速，减缓循环冷冻水的流速，可以有效地节约能源。总而言之，中央空调变频调速系统可以根据回水的温度，调节冷冻水循环系统的运行状态，通过调速变频的方式，实现中央空调系统回水的温度控制。

2、冷却水循环系统的控制

中央空调系统中冷却塔中水的温度会随着外界环境温度的变化而变化，因此冷却水塔单侧的水温难以准确反映冷却水循环系统产生多少的热量。对于系统的冷凝器，主要根据回水和进水之间的温度差来调节和控制，中央空调系统回水和进水之间保持恒定的温度差控制[3]，有助于中央空调系统的节能降损。如果回水和进水之间的温差比较大，这说明中央空调系统冷冻机组释放的热量比较多，这时应该适当提高冷凝器和蒸发器的转动速度，加快冷却水的循环速度；反之，要减缓冷却水循环速度，降低中央空调的电能损耗。

3、中央空调主机变频控制

中央空调系统的制冷源和制热源都是空调的主机，同时主机也是中央空调系统最关键的部分，由于在不同季节中，建筑物对于室内环境的冷热温度不同，因此中央空调系统的主机要根据空调系统负荷的变化而随时进行调整和变化，变频技术在中央空调系统中的应用，通过变频调速来控制中央空调主机，从而使建筑物室内所需要的冷热量和主机的制冷制热量相一致。中央空调主机变频有两种类型：直流变频和交流变频，其中直流变频应用的比较广泛。中央空调直流变频器是将工频的交流电转化为直流电，输送到无逆变环境和公功率模块，经过微控制器，根据设定温度和检测的室内温度之间的差值，产生运转频率信号，将信号传递给直流电动机，从而控制制热量或者制冷量。

4、中央空调末端送风变频控制

清洁空气在中央空调系统热交换器和末端进行充分接触之后，最后经过风机被输送到室内，从而调节室内温度和湿度。在中央空调系统多采用自来水作为输送介质，保持水温不便，通过改变输送风量的大小来调节室内的制冷量或者制热量，而通过调整中央空调系统的风机来哦控制送风量，采用变频器实现对风机的无级变速控制，在改变频率时，中央空调系统输入端电压也会发生变化，不仅可以有效减少中央空调系统的噪音，还可以节约大量的电能，降低运行成本，为人们提供一个健康、舒适的环境。

结束语

变频技术在中央空调系统中的应用，实现了系统根据设定温度自动调节电机、水泵转速，控制循环水系统的水温，从而调节室内温度，最大程度的使中央空调系统节水、节点，保障中央空调系统处于恒温控制状态，延长系统的使用寿命。

参考文献

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从整体角度来讲，环境工程污水处理中存在的问题主要包含以下几种。

（一）各类设备问题

环境工程污水处理工作的处理效果主要是通过各类污水处理设备产生的。由于我国的环境工程污水处理工作的开展时间较晚，因此我国与发达国家之间在设备配置、设备研发等方面存在着一定的差距。除此之外，受到经费、管理观念等因素的影响，我国部分环境工程污水处理模式中应用的设备较为陈旧，某些污水处理厂甚至存在污水处理设备超出使用年限的问题。从处理质量的角度来讲，污水处理设备问题的存在会直接降低污水的处理质量；从安全的角度来讲，使用接近或超出使用寿命的污水处理设备很可能会产生各类安全事故，威胁工作人员的人身安全及财产安全。

（二）污水处理工艺问题

污水处理工艺是环境工程污水处理工作的主要影响因素。目前我国各大污水处理厂存在着不同程度的污水处理工艺问题。工艺问题间接降低了污水厂的污水处理效率。

处理效率问题

与以往相比，我国城市的生活污水、工业污水等发生了显著增加。在这种情况下，部分环境工程污水处理模式并未随之发生变化，因此其处理效率无法满足变化的污水处理需求。为了解决水资源短缺问题，我国的后续环境工程污水处理工作需要在保证污水处理质量的基础上，逐渐提升污水处理效率，促进城市居民生活用水、工业生产用水等环节形成良性循环。

二、环境工程污水处理的重要性

从本质角度来讲，环境工程污水处理的重要性主要体现在以下几方面。

（一）生态系统水循环方面

当环境工程污水处理效率与污水生产速度之间存在较大差距时，污水向自然环境中的排放会对生态系统的水循环产生不良影响。自然水体本身具备一定的净化功能，但该功能的发挥建立在净化阈值的基础上。当自然水循环中的污水含量达到一定程度时，自然水体无法继续产生净化效果，其内部的各种水生生物开始面临生存威胁。污染严重时，可能会引发水生生物多样性下降问题。因此，加强环境工程污水处理具有一定的现实意义。

（二）城市居民日常生活方面

水资源与城市居民的日常生活息息相关。从本质角度来讲，环境工程污水处理是城市居民生活污水循环的重要保障。当污水处理系统存在问题时，城市居民可能会面临用水短缺的窘境。因此，除了需要强化我国居民的节约用水理念之外，还应该通过提升城市环境污水处理工程建设质量的方式，保证城市居民的正常生活。

三、环境工程污水处理的几点思考

为了提高污水处理质量，提升水资源利用率，环境工程污水处理工作需要加强对以下几种优化措施的应用。

（一）环境工程污水处理综合性优化策略

目前我国环境工程污水处理工作中存在的问题相对较多。因此，应用综合性优化策略具有一定的必要性。以某环境工程污水处理工作为例，氮元素与磷元素是该地区产生生活污水（如含磷洗衣粉等）及工业污水的主要产生元素。但该工程的建设特点并不符合实际的污水类型需求，进而影响实际的污水处理效率与质量。对此，城市环境污水处理工程的建设工作应该从综合角度入手，在确定污水处理工艺、技术的先进性、有效性的基础上，结合经济效益、生态效益以及社会效益，合理完成工程建设。

（二）契合城市需求策略

环境工程污水处理与城市的发展息息相关。当污水处理工程建设与城市发展需求脱节时，该工程的功能发挥会受到极大的阻碍，同时，城市的正常运转与发展也会受到不良影响。因此，在污水处理工程建设初期，应该通过严密的调查分析工作，将影响污水处理工程质量、阻碍工程功能发挥的影响因素确定出来。利用这些影响因素，编制出合理的污水处理工程施工方案。除此之外，为了防止保证污水处理工程的正常运行，当施工现场位置确定之后，应该通过该^域工厂数量、居民生活污水制造参数等的计算，提高污水处理工程与实际使用需求之间的契合度水平。

（三）强化监管策略

从本质角度来讲，监管工作是提升污水处理工程建设质量、提高环境工程污水处理质量的关键方法。对此，应该将全过程监管方式应用在实际的环境工程污水处理工作中。在污水处理工程的准备阶段，通过检查施工材料质量、判定施工设备性能等方式，保证工程施工准备阶段的顺利进行；在施工阶段，应该严格要求施工单位按照施工图纸完成污水处理工程的建设施工。如果监管过程发展工程某部分存在质量问题，则应该立即报告上级部门，并及时要求施工单位进行返工，防止该问题引发更大的影响。当工程竣工并成功验收之后，相关监管部门应该通过不定期抽查的方式，降低污水厂的违规操作（如将未处理的污水排入河流中等）的发生概率。

篇（6）

我们需要清醒的认识到一点：当前居民用建筑对于各类型能源的巨大需求是导致整个经济社会能源问题的一大关键因素。伴随着建筑行业在整个国民经济建设发展中所占据的地位日益关键，社会大众对于建筑设施的节能特性提出了更为全面与系统的要求。空调作为居民用建筑配套设施的一大分类，在整个居民用建筑能耗总需求中占到了近半数作用的比列，是我们节能改造需要重点关注的对象。有相关研究学者曾经指出：如果将建筑节能各项举措融入空调设计施工当中，空调系统将会实现50％作用的节能成效，这对于缓解能源供给问题、能源不可再生问题而言所发挥的作用不可小觑。据此，如何寻求到建筑节能与空调设计施工之间的连接点，以此切入建筑设施空调系统的节能改造当中已成为相关工作人员最亟待解决的问题之一。笔者现结合实践工作经验，以别墅住宅建筑为例，就其建筑节能与空调设计施工之间的关系，谈谈自己的看法与体会。

1 空调节能措施的选取

就别墅住宅建筑来说，其空调系统节能目标的实现可以通过后期的节能改造进行弥补，也需要建筑整体规划在施工前期为其提供保障。简单来说，空调技能与整个住宅建筑的设计规划方案之间存在着密不可分的关系。一般来说，别墅住宅在中央空调系统形式上的选取、规划阶段空调系统负荷参数的运算以及空调系统管道的敷设等施工步骤都将直接反应到整个系统的能耗参数当中。在当前技术条件支持下，冷冻水循环系统改造、热回收技术的应用以及新兴能源需求的探索成为了最切合别墅住宅建筑空调系统实际情况的节能改造方式，是我们应当加以着重关注的节能措施。

2 冷冻水循环系统在空调节能中的改造分析

就别墅区域住宅建筑来说，其空调系统的高能耗问题日益凸出，笔者认为造成别墅住宅高能耗问题的最关键原因在于整个空调系统在水循环方式的设计工作中存在诸多的不合理。在当前技术条件支持下，我国大部分别墅住宅所采取的空调系统冷却水与冷冻水循环方式多为开放式循环系统。下图即为一般意义上空调系统中的开放式循环系统。由图我们不难发现，水箱在整个冷冻水循环系统中肩负着最核心的循环任务。但是笔者认为尽管水箱的设置能够较好的确保整个水循环系统的供水稳定性，但其容易在不断循环降压的过程中产生一定程度的静压损失。在这一情况下，水循环系统的循环任务需要交由水泵进行，这无疑极大的增加了空调系统中水泵的输出功率。与此同时，冷冻水箱在运行过程中消耗的大量换热面积缺乏高质量的保温措施与之相适应，这一缺陷带来的冷冻水冷量消耗往往需要以更多的能源消耗来弥补。针对这一问题，笔者建议将当前别墅住宅广泛采用的开放式冷冻水循环系统改变为闭路式冷冻水循环系统（如图:1所示）。一方面，在取消原有水箱的基础之上增设膨胀水箱补水系统装置；另一方面，在整个冷冻水循环系统供水及回水管的顶端增设相应空气控制阀门装置，以此实现整个别墅住宅空调系统的建筑节能改造。

图1 闭路式冷冻水循环系统工作流程示意图

3 热回收利用技术在空调系统中的应用分析

从理论上来说，空调系统中的热回收利用技术就是指以换热方式及其相关技术为载体，将空调系统在运行过程中所产生的废弃性热量回收并再利用的一个过程。它能够使传统模式下自我排除的废弃性热量变废为宝，重新为整个空调系统的运行提供热能供给，这从本质上来说也是空调系统自我节能的一大表现形式。以别墅住宅空调系统为例，相关工作人员需要在空调送排风系统中添加一种全新热回收装置对制冷空调系统在运行过程中所废弃的低温空气进行高效的回收与集中，在室外新风进入空调系统之前利用回收的低温空气对其进行一定的预处理，使室外新风在进入空调系统时对于冷热量交换的需求大大降低，从而提升整个空调系统的换热效率。就当前别墅住宅空调系统所使用的冷凝器装置而言，要想使其发挥热回收利用功能，只需要对其水箱及换热器作出些许的变化，节能改造的工程量不太，比较适合别墅住宅空调系统的节能改造。下图（见图2）即为某别墅住宅空调系统热回收利用技术的节能改造示意图，笔者现结合该图对其节能改造成效做详细的分析与阐述。

图2 某别墅空调系统热回收利用技术节能改造示意图

由上图所示，该别墅住宅区在屋顶装设有1330m²的太阳能集热器。在每年的1月初至3月中旬，该别墅住宅区空调系统的主要能源依托于太阳能，传统意义上的锅炉房蒸汽仅仅作为空调系统的辅助能源，此时整个空调系统的正常运行对锅炉的需求大大降低；在每年的3月中旬至来年的1月上旬，太阳能同样是整个空调系统的主要热源，而空调冷却水水源热泵会同锅炉房蒸汽一起为整个空调系统的运行提供辅助保障。笔者认为这种将太阳能作为空调系统运行主要来源的节能改造方式，是一种兼顾建筑能耗控制与清洁可再生能源利用的改造方式，值得大力推广与应用。

4 低品位能源的探索在空调系统中的应用分析

简单来说，低品位能源就是指那部分利用比较简单，且能源利用过程中不易造成能源浪费问题的能源统称，当前技术条件支持下的热能、生物能等均可以划分到低品位能源当中。就空调系统的节能降耗工作而言，可值得研究与探索的低品位能源主要包括了太阳能、地热能这两种。结合当前我国清洁可再生能源的结构构成与我国别墅住宅空调系统的实际情况，笔者现对地热能在其空调系统中的应用情况作详细说明。

地源热泵技术作为地热能与空调系统在不断融合促进的过程中必然发展方向是对我国广大地源热泵能量的一种探索与创新。简单来说，地源热泵技术能够将包括地下水水能、地表水水能在内的多种可再生能源作为水源热泵装置的冷源及热源，水源热泵在空调系统运行过程中所需要的冷热能量均来自于地源。在冬季状态下，空调系统中的水源热泵装置能够将地下所存储的热能能量调动起来，为别墅住宅室内供暖提供热能来源；而在夏季季节状态下，空调系统中的水源热泵装置又能够将室内所存储的热量通过热泵管道全部输送到地下存储系统当中，确保别墅住宅室内制冷需求。

笔者现以别墅住宅中的冷媒系统为例，对地源热泵技术在冷媒系统中的应用情况作详细说明。当空调系统终端用户发出制冷指令之后，冷媒系统中的地源热泵机组能够控制压缩机装置进行相应的运作并参与到气液循环的转化过程中当中。与此同时，空气与冷媒之间的热交换器能够将别墅住宅室内空气所携带的热量完全吸收至冷媒储存系统当中。在此基础之上，水循环系统能够将冷媒储存系统所收集到的空气携带热量高效的转移至地下储存系统当中。这一工作过程的不断循环最终会促使冷媒送排风系统以低于13℃的温度为别墅住宅室内环境输送高质量的冷风，从而实现大面积室内环境制冷的高质量需求。

5 结束语

总而言之，建筑节能与空调设计施工是一对相辅相成，密不可分的有机整体。空调设计与施工质量的好坏将直接关系着建筑节能成效的发挥程度；而建筑节能措施的制定与执行又将为空调设计施工提供可靠保障。本文围绕建筑节能与空调设计施工之间的关系做出了简要分析与说明，希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。

参考文献：

[1]胡强.暖通空调节能问题研究. [J].城市建设与商业网点.2009.（18）.

[2]刘学来.李永安.地板辐射供暖设计施工中几个问题的探讨. [J].建筑技术.2005.（36）.

篇（7）

2实现最严格水资源管理制度需要的科技支撑

2.1完善的水文工作基础水文工作在实行最严格水资源管理制度工作中占据重要的地位,对实行最严格水资源管理制度具有重要的科技支撑作用。其主要表现为:最严格水资源管理制度主要目标的考核需要依靠水文行业扎实的基础工作;地表水、地下水的水量、水质监测,是实行最严格水资源管理制度/三条红线0的重要基础工作;突发水污染、水生态事件水文应急监测,是健全水资源监控体系,全面提高监控、预警和管理能力的重要组成部分;防汛抗旱的水文及相关信息监视与预警,是提高防汛抗旱应急能力的重要基础;水文及水利信息化建设,是现代水利信息化建设的重要部分,是实行最严格水资源管理制度的重要基础;同时,最严格水资源管理制度关键科学问题的解决,需要水文科学的支持和广泛参与[3]。2.2高效的水资源调度能力最严格水资源管理制度的核心之一是建立水资源开发利用控制红线,严格实行用水总量控制,这意味着最严格水资源管理要从取水源头出发,从取水总量上进行第一步的/最严格0控制。而我国国情和水情共同决定了水资源的时空分布不均,严重影响了水资源的开发利用以及居民的生产生活,这也是出现地下水超采以及局部水资源供应紧缺的根本原因。水资源调度作为改变水资源天然时空分布不均的有效途径,能够起到实现流域水资源合理配置的作用,是落实用水总量控制方案的重要抓手,也是实行最严格水资源管理制度的基础性工作。因此提升水资源调度能力是实施最严格水资源管理制度的必然要求,是最严格水资源管理制度快速和有效实施的重要支撑。2.3准确的用水总量控制模型最严格水资源管理制度提出用水总量控制和定额管理相结合的制度,但是总量控制与定额管理的研究还未形成体系,不同层次总量控制与定额管理在具体指标的编制、实施、核算、优化、调控等过程缺乏科学依据,所以难以保证制度实施的科学性和合理性[4]。目前水资源用水总量控制指标的确定方法存在大量主观因素的干扰,缺乏系统性、科学性[5]。不过实践证明,基于/自然)社会0二元水循环理论的用水总量模型能很好地协调各方面限制因素,达到科学控制用水问题的目的。它在科学评价流域(区域)水资源量、水资源可利用量的基础上,综合考虑经济、社会、生态、环境的用水需求以及公平、高效与可持续原则,通过多目标决策分析将水资源合理分配到经济社会的各个部门,确定流域(区域)各发展阶段的用水总量控制指标,从而为取用水总量控制和定额管理、为最严格水资源管理的高效实施提供了强有力的支持和促进[627]。2.4精确的用水效率控制最严格水资源管理制度/三条红线0分别控制的是取水、用水和排水环节。用水环节作为中间过程,用水效率控制目标的实现直接关系到用水总量控制目标的实现,并且与废污水排放量、水功能区水质达标情况有很大的相关性。用水效率控制是与具体用水行为关系最紧密、效果最直接的管理手段,因此,严格控制用水效率是实施最严格水资源管理制度的关键环节。基于分级控制的用水效率控制能够更精细化地管理水资源,在用水效率控制红线的基础上,进一步细化为/红0/黄0/蓝0三条线,加强对用水效率的控制力度。对用水效率进行/红0/黄0/蓝0三条线的分级控制,可以将原有的单一控制指标进一步细化,一方面为用水效率的监控提供明确的划分标准;另一方面也增加了用水单位提高用水效率的积极性,还能促进最严格水资源管理制度的有效实施[8]。2.5合理的水功能区限制纳污指标体系水功能区限制纳污红线是以水体功能相适应的保护目标为依据,根据水功能区水环境容量,严格控制水功能区受纳污染物总量,并以此作为水资源管理及水污染防治管理不可逾越的限制。红线要求按照水功能区划对水质的要求和水体的自净能力,核定水域纳污能力,提出限制排污总量。合理的水功能区限制纳污总量体系建立所要求的关键部分就是水功能区纳污能力与限制排污总量的准确核算以及水功能区限制排污总量时空分配的确定。合理的水功能区限制纳污指标体系能为水功能区限制纳污红线的落实提供前期的基础,也为最严格水资源管理制度的有效实施提供必要的科技支持[9]。2.6先进的数字流域建设数字流域是对流域的数字化表述,是在现有的流域数字化体现形式的基础上,运用数字化的手段来处理、分析和管理整个流域,实现流域的再现、优化和预测,对宏观与微观信息都能够比较全面、系统地掌握,从而有效弥补现有流域的运行缺陷,帮助解决流域现有问题,优化流域的建设、管理和运行,促进流域的健康可持续发展[10]。数字流域不仅能在计算机上建立虚拟流域,再现流域的水资源的分布状态,更为重要的是,它可以通过各种信息的交流、融合和挖掘,综合气象、水文、国土、交通等信息,通过数字化模拟现代化手段,提高流域水资源综合管理水平。同时也可以为最严格水资源制度的有效落实和可持续发展战略的实施提供有力的科学依据[11]。

3最严格水资源管理制度的理论体系框架

基于对最严格水资源管理制度理念的认识,以及其内涵的理解,总结出最严格水资源管理制度基本理论并构建了最严格水资源管理制度的理论体系框架,见图1。同时,对最严格水资源管理制度理论的指导思想、基本原则、目标、主要内容、理论方法和保障措施进行探讨,以指导最严格水资源管理的实践、支撑最严格水资源管理战略的规划和实施。

篇（8）

案例1为江苏某住宅小区［12］。该小区共10栋住宅楼，建筑面积11．4万m2，测试期间入住率约90％。空调末端采用顶棚供暖和供冷辐射系统＋置换新风系统形式。空调主机采用地源热泵机组，2台1400kW的热泵机组为新风系统提供冷热源，2台1070kW的热泵机组为顶棚辐射系统提供冷热源。新风系统夏季设计冷负荷2636kW，冬季设计热负荷1430kW；顶棚辐射系统夏季设计冷负荷1757kW，冬季设计热负荷604kW。顶棚辐射系统循环泵单台额定流量500m3／h，扬程31m；新风系统循环泵与地源侧循环泵规格相同，单台额定流量250m3／h，扬程32m。该住宅小区采用的是典型的完全集中式空调系统，由地源热泵机组统一提供冷热源。在用户侧，对建筑物内的每一个空间，包括走廊、卫生间、无人居住的房间等，空调系统按照预定的温湿度标准进行全天24h调控，甚至达到“恒温恒湿”标准，保证建筑物内的任何空间在任何时间都满足舒适性要求。可见，物业提供的服务理念为集中化的空调调控方式。然而，在这种调控形式下，用户对室内环境的调控能力十分有限，例如，建筑的外窗不能开启，无法通过开窗进行通风换气；用户不能关闭空调末端等。该小区单位面积空调电耗如图3所示。同时，以分体空调作为分散式空调的典型代表，根据对上海地区780户住宅的实测调研，得到上海地区分体空调单位面积电耗的一般水平为4．3kW•h／m2［8］。由于江苏地区气候与上海类似，可认为江苏地区的分体空调能耗水平与之近似相同。该小区单位面积空调能耗约为该地区分体空调能耗的5倍。分析发现，造成该小区空调电耗偏高的一个主要原因是在该种空调系统形式下，由于用户没有调控能力，空调系统采用的是“全时间、全空间”的运行方式，小区空调全负荷运行的时间长于分散式空调，所服务的空间也大于分散式空调。在案例1的空调形式下，空调服务面积与空调服务时间的乘积为11．4万m2×24h＝273．6万m2•h；而同地区采用分体空调时，空调服务面积与空调服务时间的乘积大约为68．4万m2•h，仅为案例1的25％［13］。在这种情况下，虽然热泵机组自身效率较高（供冷季的COP平均值约为4．4），但由于末端需冷量大，仅热泵机组的电耗就为分体空调的3倍多。同时，采用该完全集中式空调系统时还存在风机、水泵的输配电耗。根据2009年5—9月空调系统的运行记录，得到各月制冷机、水泵和新风机组的耗电量，如图4所示。可以看到，水泵、新风机电耗约占总电耗的30％～60％，约为制冷机电耗的0．5～1．4倍。因此输配电耗是该空调系统能耗的一大组成部分，这也是采用该空调系统的住宅小区空调能耗较高的一个重要原因。案例1中空调系统各部分电耗如下：冷却水输送，2．5kW•h／m2；制冷机，13．4kW•h／m2；冷水输送，4kW•h／m2。用户侧供冷量为59kW•h／m2。整个空调系统的能效为3．0，高于目前分体空调的一般能效水平（2．5）。但是，由于空调系统采用“全时间、全空间”的运行方式，空调末端不可调节，末端用户实际耗冷量为同一地区分体空调的5倍多，导致其实际运行能耗远高于分体空调，并且输配系统能耗占到总能耗的33％。在这2个因素的综合作用下，虽然热泵机组自身的效率较高，同时整个系统的能效也不低，但整个小区的空调耗电量约为同一地区分体空调的5倍。

2案例2：制冷设备集中、输配系统集中、用户有调节能力

案例2为河南某住宅小区。该小区占地面积27944m2，建筑面积41200m2，每栋楼5层，共有12栋楼，总计294户，入住率为75％。区域供冷供热系统主机采用2台螺杆式水源热泵机组，水系统形式为一级泵定流量，共设3台用户侧循环泵（两用一备）和4台潜水泵（两用两备）。主要设备如表1所示。用户末端为风机盘管，水侧没有安装通断控制阀。该小区按照风机盘管实际运行状况收费，也就是根据实测的风机盘管风机高、中、低挡运行的时间，分别按照不同价格收费，风机停止时不收费。案例2的空调系统结构与案例1类似，但其用户末端采用风机盘管，用户可以根据自身的需求选择风机的高、中、低挡来进行室内环境参数的调节，也可以完全关闭风机，停止某些房间的空调供应。因此，这种空调末端的调节能力与分体空调相似。另外，小区采用了根据风机高、中、低挡运行时长来收取费用的机制，进一步调动了使用者在不需要空调时关断风机的积极性，从而使末端的独立调节能力得到更有效的发挥。但由于采用集中冷源，冷水系统定流量运行，因此冷水循环泵的电耗在总能耗中占很大比例。在案例2中，供冷季用户耗冷量的测试结果为7．5kW•h／m2。在案例2这种空调系统形式下，空调末端的调节能力与分体空调相似，因此可认为2种空调系统形式下用户的冷量消耗近似相等。而通过模拟计算可以得到，如果该小区采用完全集中式空调系统（如案例1中“全时间、全空间”的空调运行方式），则小区用户耗冷量为54．0kW•h／m2，约为实际用户耗冷量的7倍。因此，在用户可自由调节空调末端，且采用合理的收费机制的情况下，用户侧的需冷量将显著下降。采用分体空调时，用户的耗冷量与案例2的用户实际耗冷量一致，分体空调的COP按2．5计［15］，则可得到如果采用以分体空调为代表的分散式空调，该小区供冷季耗电量为3．0kW•h／m2。2种空调形式下小区空调耗电量对比如图5所示，该小区单位面积耗电量为分散式空调的2倍多。图6为根据该小区风机盘管运行时间计算得到的各用户风机盘管开启率（用户所有风机盘管的总开启时长／（所有房间的风机盘管数×热泵机组运行的总时长））的统计结果。可以看出，有近80位用户在这段时间内没有开启房间的风机盘管，超过1／3的用户其空调开启率低于10％。经计算，供冷季小区用户对空调末端的开启率均值仅为7％。通过分析该小区空调系统的能效，发现在这种空调系统末端的运行情况下，由于用户末端同时使用率低，整个小区负荷率低，导致整个空调系统的能效很低。计算得到该空调系统的综合能效仅为1（用户供冷量／（热泵机组电耗＋水泵电耗）＝7．5kW•h／m2÷（4．4kW•h／m2＋3．2kW•h／m2））。造成该空调系统综合能效低的原因如下：一方面，如前文提到的，在小区“部分时间、部分空间”的空调运行模式下，整个系统总负荷率较低，但负荷需求不同步，少数用户仍有较大的负荷需求。即绝大多数时间内，空调系统中仅有少数风机盘管处在运行状态。而该小区水系统采用定流量运行，这就导致水系统处在“大流量、小温差”的运行状态。如图7所示，整个供冷季小区内各住宅楼的供回水温差均为1℃左右。因此水泵电耗成为空调电耗的一大组成部分，循环水泵的电耗占系统总用电量的43％。另一方面，在该小区用户的总冷量需求状况下，制冷机长期处在低负荷状态下运行，整个供冷季小区制冷机的平均COP＝用户侧耗冷量／制冷机电耗＝1．7，远小于其额定值6．4。即使制冷机的COP可以达到额定值6．4，受限于水泵电耗，整个系统的能效为7．5kW•h／m2÷（7．5kW•h／m2÷6．4＋3．2kW•h／m2）＝1．72，提升的空间十分有限。因此，冷水循环泵电耗是制约该小区系统能效提高的主要因素。综上所述，通过案例2的分析可以发现，在用户侧可自主调控的情况下，相比于集中系统，用户侧的冷量需求显著下降，建筑侧的冷量需求与采用分散式空调时类似。受系统形式的影响，案例2中空调系统电耗包括输送环节的水泵电耗。而且由于水系统为一级泵定流量系统，水泵输送电耗成为空调电耗的主要组成部分，这也是系统能效低的主要原因。

3案例3：制冷设备分散、输配系统集中、用户有调节能力

案例3为北京某住宅小区［14］。该住宅小区有3栋住宅楼，总空调面积为7万m2，采用分布式水环热泵供冷／热。小区内共有住户368户，设计空调冷／热负荷分别为64W／m2和51．8W／m2。如图8所示，地下水通过深井泵取出，经过一次换热，通过循环管网送到分布于各户的热泵，作为冷却水使用。各户的热泵在夏季制取空调用冷量，再将热量排入冷却水循环系统；在冬季则从循环水中提取热量经热泵升温。返回的循环水又被回灌到地下。这样形成集中式地下水循环供应系统和分散在各户的水源热泵形式。为保证供冷／热需求，二次侧的循环泵采用定流量方式，并且24h连续运行。该小区的空调末端采用全空气系统，风管通到各个房间，风口没有设置调节阀，因此需要供冷时，该户的所有房间均供冷。与前面2个案例不同的是，在案例3中，所有的热泵分户设置，可以根据末端的需求自行启停。即用户侧采用的是“部分时间、全空间”的运行方式。案例3的空调系统仍具有集中式系统的特征，即冷水统一循环，冷却水集中从地下抽出，经过各个末端热泵机组再返回回灌井，集中回灌。已有学者通过测试得到北京市居住建筑中采用分体空调时的空调电耗大致为3．1kW•h／m2［5］。该小区单位面积空调电耗约为分体空调电耗的3倍（如图9所示）。考虑分体空调COP的一般水平为2．5，则采用分体空调时单位面积耗冷量为7．8kW•h／m2。而案例3中实测得到的小区用户侧供冷量为13．2kW•h／m2。因此，在该种系统形式下，小区单位面积耗冷量高于采用分体空调的情况。主要原因是采用分体空调时，用户的使用模式为“部分时间、部分空间”，而在案例3中，受空调系统形式的影响，用户的使用模式为“部分时间、全空间”。整个供冷季热泵的COP均值为2．9，优于一般的分体空调COP＝2．5的水平。但在该小区的热泵系统中，无论末端水源热泵机组开启多少台，二次侧循环水系统的所有循环泵总是全天候满负荷运行，因此仅循环水泵电耗就达3．6kW•h／m2。从测得的供回水温差可以看出，该小区水系统处在大流量、小温差的运行状况下，如表2所示。在这种运行情况下，水泵输配电耗成为耗电重要部分，从图9可以看出，这种集中方式的地下水循环系统的水泵电耗占总用电量的一半左右。因此，该小区空调系统单位面积电耗高于一般的分散式空调。综上所述，案例3表明，在“部分时间、全空间”的供冷模式下，用户侧供冷量低于完全集中式的空调系统（案例1），但高于“部分时间、部分空间”服务模式下的供冷量（案例2）。同时系统采用分散式热泵，能够保证热泵机组在较高的负荷率下运行，热泵性能得到提高。但系统中冷却水侧为集中形式，冷却水泵电耗成为空调电耗的主要组成部分，约占空调总电耗51％。

4分析与讨论

文中的3个实际案例均为集中式空调系统形式，但3个空调系统在用户调节能力、制冷设备和输配系统形式上略有差异。综合比较上述3个案例，有利于增强对集中式空调系统在居住建筑中适用情况的理解。3个案例中空调系统部分的能耗组成及供冷量如表3所示，表4列出了各部分的能效情况，表中的能效计算方法参照GB／T17981—2007《空气调节系统经济运行》中的要求，即机组COP为用户侧供冷量与热泵机组耗电量的比值；冷水输送系数为用户侧供冷量与冷水循环泵电耗的比值；冷却水输送系数为用户侧供冷量和热泵机组电耗之和与冷却水循环泵电耗的比值；系统能效等于用户侧供冷量／（热泵机组耗电量＋冷水循环泵电耗＋冷却水循环泵电耗）。通过3个工程案例的对比分析，得到的主要结论如下。1）只要有自主调节的条件和机制，末端用户就会按照类似分散式空调的模式运行，用户侧负荷呈现需求不同步、负荷率低的特征。在寒冷及严寒地区，居住建筑的冷热负荷特征迥异。在供热过程中，热负荷的主要影响因素为室外气象条件，因此各用户的热负荷具有同步性。但在夏季供冷过程中，气象条件并非主要的影响因素，室内热扰情况成为影响冷负荷的最关键因素，这也是造成居住建筑冷负荷与热负荷特征不一致的本质原因。目前我国住宅的主导形式为公寓式，其使用方式的主要特点为：①各户之间居留情况差异大；②室内人数变化大；③室内环境需求差异大等。在这样的使用特征下，只要末端用户对空调系统有调节能力，用户就会按照“部分时间、部分空间”的方式运行空调，进而形成居住建筑中用户侧负荷需求不同步、负荷率低的情况。从对比分析可以看出，完全集中式空调系统提供“全时间、全空间”的室内环境控制服务（案例1），对应的空调电耗最高，能耗约为具有末端独立调节功能的半集中式系统（案例2）的3倍。这种能耗差异主要是由服务模式的差别导致的。从用户侧供冷量的对比可以看出，在案例1中，供冷量为59kW•h／m2，远大于案例2与案例3。在案例1中，不管末端的需求情况如何，一律按照公认的舒适性进行环境调控，即采用“全时间、全空间”的室内环境调控方式。而在案例3中，采用户式集中空调系统，其服务模式为“部分时间、全空间”，用户侧耗冷量为13．2kW•h／m2，相比案例1有所降低。案例2中，空调末端的调控类似分散式空调，用户可以根据需要自行调节。在这种调控方式下，受生活方式的影响，我国居民大部分会采用“部分时间、部分空间”的运行方式，因此空调系统需要供应的冷量比案例1和案例3少。例如，某户的卧室平均只有30％的时间有人，而居住者入睡后又不希望空调运行，则该卧室真正需要开启空调的时间平均仅为20％。然而，同样的卧室，采用集中式系统时空调却是在100％的时间内运行，因此供冷量远大于实际需求量，其提供服务的时间、空间累积（运行时间×服务面积）几乎是分散式空调的5倍。2）在居住建筑中，受用户末端的需求现状影响，在集中式空调系统中，输配能耗成为系统能耗的主要组成部分。在案例2和案例3中，其空调末端具有分散式空调的特性，但制冷设备及输配系统是典型的集中式形式。案例2和案例3的空调能耗均在8kW•h／m2左右，约为分体空调的1．5～3倍。这主要是由于案例2和案例3的输配能耗较大。从表5可以看出，案例2中的冷水和冷却水输送系数均不超过10，而案例3中的冷却水输送系数甚至只有3．7。GB／T17981—2007《空气调节系统经济运行》规定，用于全年累计工况评价时，冷水输送系数指标的限值为30，冷却水输送系数指标的限值为25。2个案例中水泵输送系数均处在很低的水平。正如上文的分析，就实际的总冷量来说，案例2和案例3这种集中式系统与分体空调相差不大。然而集中式系统的输配循环泵全天24h连续运行，而且在大部分时间输送冷量的功效很差（供回水温差很小）。如在案例2中，供冷季仅循环水泵的电耗就达到3．2kW•h／m2，已经相当于采用分体空调住宅的平均夏季电耗。案例3能进一步说明上述问题。在案例3中，只有冷却水需要统一循环。由于末端的可调控性，居民采用“部分时间、全空间”的运行方式，一天中热泵运行的时间大大缩短，热泵和末端装置电耗只占空调系统总能耗的49％，但冷却水循环泵的电耗竟超过系统总用电量的一半。如果在案例2和案例3中的用户末端水侧安装电动通断阀并配以水泵变频，则可以增大冷水系统的供回水温差，在一定程度上降低这种集中式系统的输配能耗。但由于居住建筑中存在用户侧负荷需求不同步、负荷率低的特征，输配能耗仍将是系统能耗的主要组成部分。图10为案例2典型日各用户末端风机盘管的开启时间频率分布情况。可以发现，大部分用户的风机盘管开启率集中在10％以内，仅有极少用户的开启率可以达到60％左右。在这种情况下，最理想的调控方式为设置多台循环水泵并联运行，并根据供回水温差进行水泵台数及频率调节。但在实际工程中，一般设置2～3台水泵，在低开启率的情况下将导致水泵的工作点严重偏离，进而造成输配系统的高能耗、低能效状况。同时，输配系统的能耗降低也受到制冷机侧的限制。一般集中式系统最多设置2～3台制冷机，而每台制冷机均有最低流量限制，这就导致在小负荷的情况下，输配系统的流量不可能下降过多，系统不可避免地处在大流量、小温差的运行状况下。因此，从以上分析可以发现，造成这种系统能效偏低的本质原因是住宅空调负荷率低、负荷不同步，这与公共建筑差异较大。所以在居住建筑中采用集中式空调系统需要非常谨慎。3）从居住建筑实测案例分析发现，空调系统中处在集中与分散特界处的环节往往呈现出高运行能耗的特性。从上文的分析可知，居住建筑中用户侧的需求具有“部分时间，部分空间”的分散特性，这与集中式空调系统自身具有的调节灵活性较差的特征相矛盾。在实际应用中，在集中与分散特性的交界处，往往容易出现能耗高或能效低的问题。在案例1中，其空调末端缺乏可调性，与用户负荷的分散特性产生矛盾。这意味着在这种集中式空调系统中，空调末端与室内的换热环节为集中与分散特性的矛盾边界。这种矛盾导致系统的供冷量大大增加，系统运行能耗高。在案例2中，空调末端具有可调性，但一级泵为定流量控制，这与用户负荷的分散特性产生矛盾。即冷水在机组与用户末端之间的换热环节为集中与分散特性的矛盾边界。这种矛盾导致冷水泵的输送能耗成为了制约系统能效提高的主要原因。从表5可以看出，该系统的冷水输送系数仅为5，远低于GB／T17981—2007《空气调节系统经济运行》中提出的限值（30）。而且冷水侧的不可调节特性进一步影响了制冷机及冷却水侧的可调节性及运行情况，造成整个系统能效偏低。在案例3中，由于采用分户式热泵，机组至室内的整个换热环节可视为一个整体，均具有分散的特性。但冷却水侧为定流量，即冷却水在冷源和机组之间的换热环节为集中与分散特性的矛盾边界。这种矛盾导致冷却水泵电耗成为耗电量的主要组成部分。对比案例2和案例3可以看出，同样是水源热泵，案例2的地下水循环泵电耗不到系统总用电量的20％，但案例3中地下水循环泵电耗却占系统总用电量的51％，而且其冷却水输送系数仅为3．7。从3个案例的对比分析可以发现，当集中式空调系统应用于居住建筑中时，应尽量增强各环节的可调节性，使各环节的特性与分散式的用户侧负荷需求相匹配。如果某个环节缺乏可调性，其集征将与用户负荷的分散特征产生矛盾，在此矛盾边界上往往容易产生高能耗或低能效的问题。

5结论

篇（9）

概括 抽象 推理

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）04A-0112-01

所谓理科思维，是指学习者在学习过程中运用由现象到本质、由具体到抽象、由定量到定性的思维方式。生物课堂教学中，教师引导学生运用理科学习思维，能够让学生感受到从现象到本质的知识发展过程。可以借助分析归纳推理等方法，培养学生的逻辑思维能力，通过整合正向、逆向思维，促使学生逐步构建认知体系，并在探究中养成良好的学习习惯。

一、利用抽象概括思维，引导学生认识事物

生物课堂教学中，教师常常利用多种媒体手段，向学生展示生物学现象，启发学生的学习思维。由于生物学现象大多呈现抽象性，教师要从不同角度展开教学引导，让学生通过观察、归纳、概括、整合等学习行为，将抽象的知识以较为直观的形式展示出来，形成自己的学习认知。例如，在教学人教版生物七年级《绿色植物参与生物圈的水循环》一课时，笔者利用多媒体展示了一组图片，并提出以下思考问题：植物为什么需要那么多水？植物吸收的水分都到哪里去了？植物中的水分是如何散失的？随后利用示意图展示了相关内容。学生快速阅读教材，同时展开讨论，并画出示意图，大多都能理清植物生长需要大量的水分支持。有的学生用表格形式呈现，其结构形式与示意图大同小异，都能够将植物参与水循环的过程展现出来。植物参与生物圈的水循环虽然比较简单，但对于学生来说，有些认知还是比较抽象的，如植物需要水分到底是如何展开循环的，学生并没有亲眼目睹，笔者提出的几个问题，有效引导了学生观察、推理，学生根据观察和推理的结果进行概括归纳，形成了完整的循环构图。

二、借助分析归纳推理，培养学生的逻辑思维

分析、归纳、推理是典型的理科学习思维，教师在引导学生学习时，不妨给出推理思路，让学生展开自主阅读、分析、归纳、推理，科学整合学习信息，从而培养逻辑思维。例如，《陆地上生活的动物》一课教学中，教师让学生列举生活中常见的动物，说说它们的运动情况，分析形成原因。学生对生活中的动物有一定的认知积累，于是根据自己的经验进行了归纳推理：“小狗、小猫、小兔子都是四条腿，身体大小差不多，但它们的运动特点却不一样。小猫有较好的爆发力，其速度并不快，耐力也不够；小兔子奔跑速度极快，且耐力最强。从这几种动物的运动特点可以得知，食物构成和生存需要（是否需要抵御天敌）决定了不同动物的运动方式。”接着，教师拿出一片玻璃，并取出一条蚯蚓放在上面，先让学生猜测蚯蚓行进路线，然后观察蚯蚓的外表和运动情况，师生一起分析蚯蚓运动的特点。学生说：“蚯蚓体型是圆柱形，而且体表湿润，便于爬行，蚯蚓行进路线是曲线，能够增强摩擦力。”随后，教师让学生列举实例，说说动物行走的特点，并设计实验，与学生一起展开观察活动，让学生在实验之前先猜想，然后再进行验证。经历这样一个分析、归纳、推理的学习过程后，学生的逻辑思维能力显著提高。特别是三原光实验，可以让学生由此及彼展开推理，获得对七种色光的认知。

三、整合正向逆向思维，构建学生认知体系

篇（10）

无论地理教材还是地理资料，都是通过文字、地图、图表来表达，图文结合是地理知识最显著的特点。教材上或其它地理读物上的地图有助于阐明地球表面各种地理事物现象的分布、结构以及相互作用的规律。运用地图是地理学习最基本、最重要的方法，也是获得地理知识的必备技能。因此，在教学过程中教师要充分运用地图，使学生在各个学习环节多接触地图，养成学生紧密结合地图学习地理的方法和习惯，掌握运用地图的基本功：认识地图、熟悉地图，绘制地理略图。

1.认识地图。

掌握构成地图的基本要素，会看图例，能在地图上查找地名、地物、量距离，定方向，能在图上看地表高低和起伏大小。指导学生看图时要先看图例、比例尺、经纬度，这样才能更准确地掌握地图上所表示的空间范围和大小，地图上表示的是那些地理现象。例如：翻开世界地形图能正确指出地图上的地名，说出任何一个海的深度，指出任何一个地方的高度，等等。

2.熟悉地图。

要求学生熟记常用地图词汇，即各种符号名称、形与义以及它们的性质、类别。对常用的地图，则要求熟记一定数量的地理事物的名称，通晓它们的位置。例如：中国、世界地图上的主要政区、高山、大河、大城市、世界的主要气候类型、洋流分布。

3.绘制地理略图。

地理略图能把复杂的地图简化，收到一目了然、印象深刻的效果。地理略图可以有力地提示地理事物的相互联系，显示出它们之间的因果关系，对理解地理成因也有重要作用，尤其是做地理笔记时如能辅以地理略图，学习效果更佳。指导学生绘制地理略图要注意：做好示范;“取其神似，大胆剪裁”;掌握图形特征、相关位置。

指导学生读书时图文结合。地图和文字各具功能，有些地理表述（或描述）是地图无法替代的，这种双重表述的形式是地理学科的特点所决定的。

二、根据教学内容编排特点去读

目前中学地理教材，初中以区域地理知识为基本内容，主要是地球、地图的初步知识，教学要加强读图、用图能力的训练，使学生掌握阅读和运用地图的方法。高中地理以系统地理为主，着重讲述地理环境的基本理论和规律，以及当前人地关系所出现的问题和解决问题的途径。

根据教材内容编排特点，高中地理应抓好以下几点：

1.理清事实、材料与原理、规律关系。

指导学生在读中熟悉材料、占有材料的基础上进行分析归纳掌握本质，即指导学生读懂这些材料是说明什么问题的，它从那几个方面去说明问题，以什么方式说明问题等。

2.学会运用图表、地图阐述和分析问题。

分析地图能力要以认识地图、熟悉地图为基础，因而难度较大。教师可以根据图的特点分别采用“空间顺序法”、“时间顺序法”、“逻辑顺序法”给予指导。如：“水循环示意图”可采用逻辑顺序法。先看图中地理事物（海洋、陆地、山脉、湖泊、树木、云、雨），再判定这些事物分布的四大圈层，水存在于其中;接着再根据箭头所示，看水循环发生在哪几个领域（海洋与陆地之间、陆地与陆地之间、海洋与海洋之间），判断水循环分哪几类（海陆间循环、内陆循环、海上内循环三类），然后再分别观察海陆内循环共有哪些环节（蒸发、植物蒸腾、水汽输送、降水、地表径流、入渗、地下径流），最后总结地球上的水就是通过循环运动，把大气圈、水圈、岩石圈和生物圈相互联系起来，陆地上的水不断得到补充。分析地图、图表的能力是学生走向社会和生活最需要、最有用的技能，要有计划地进行训练。

三、根据地理知识类型特点去读

篇（11）

与旧教材相比，在人教版新教材中对天体系统概念的表述中多了两个字，即“各种”，如新教材中说天体系统的形成是由于宇宙中“各种”天体之间的相互吸引和绕转，而旧教材中说天体系统的形成是由于天体之间的相互吸引和绕转。新教材中定义太阳辐射也增加了两个字，即“现象”，太阳以电磁波形式不断向四周发射能量的“现象”就叫作太阳辐射，在旧教材中，太阳以电磁波形式不断向四周放射能量就叫作太阳辐射。此外，表述低气压、高气压天气系统时，相对于旧教材来说，新教材中是针对气压“分布”状况来说的，增添了一个修饰性词语“分布”。如果这样粗略一看的话，似乎这些概念表述没什么太大变化，这几组增加的词汇似乎对整个定义来说可有可无，但是仔细研究的话，会发现它们的添加使整个句子的表述更加完整和清晰，是画龙点睛之笔。对于高中生来说，越是简单、准确、科学的概念表述，越容易让学生理解并掌握，对学生地理学习效果的提升有积极意义。

二、对一些累赘用语加以删除，使概念表述得以简化

概念本身具有一定的严谨性，其表述又比较抽象，因此在使事物的本质和属性得以清楚表达的基础上，力求表述语言简洁，这样可以使学生的阅读负担得以减轻，使概念在学生脑子里留下清晰印象，有利于学生透彻理解相关事物。例如在旧教材中表述气团概念时，大团空气在水平方向上有比较均匀的温度和湿度等物理性质，在垂直方向上有相似的各种物理性质，这种情况下的大团空气就是气团。而新教材中直接说，空气中水平方向上有分布比较均一的温度和湿度等物理性质，这种情况下的大范围空气就是气团。

在新教材中定义太阳直射点的回归运动，其文字表述为，太阳直射点的回归运动就是其在南北回归线之间的往返运动，而旧教材中说太阳直射点的回归运动是其在赤道南北的周期性往返运动。由这些概念表述的变化中可以看出，新的表述更加简洁，其释义也更加清晰明了，学生在学习这些概念时不会像以前那么吃力，会比较容易理解和接受这些知识，有助于提高学生学习地理的兴趣。

三、对个别字眼和词语予以更改，使概念表述变得更加严谨和科学

在旧教材中表述正午太阳高度的变化这一概念时，称正午太阳高度在同一天由太阳直射点朝着南北两侧递减，而人教版新教材中将“天”换成了“时刻”，其他都没有变化。这两种表述似乎没多大变化，丝毫不影响学生基础题目的解答，例如对夏至日正午太阳高度在全球各纬度的变化规律进行描述时，我们都会给出“由南北回归线朝着南北两侧递减”的答案，但是再仔细想想的话就觉得这个表述有些不明确，北回归线不能指定一个区域，它只是一条纬线，太阳直射点回归运动时刻在进行，不可能在夏至日那天停在北回归线上不动，因此在新教材中对太阳直射点的回归运动概念的表述，较为严谨和科学。

四、对原有概念表述予以充实，使其更易理解

在旧教材中表述内力作用时，称内力作用能量来源于以地球内部热能为主的地球本身。而在人教版新教材中称内力作用的能量来源于以放射性元素衰变产生的热能为主的地球内部，主要有地壳运动、变质作用以及岩浆活动这三个表现。由上述可知，差别之一在于“地球本身”和“地球内部”，这两个表述是有明显区别的，其指定范围根本不一样，地球内部是包含在地球本身里的，新教材里的表述比较切合实际。差别之二在于“放射性元素衰变产生”这一内容的增加，使学生能够将其轻易和化学知识联系起来，对其的理解更为容易。

再比如褶皱定义的描述，在旧教材中称地壳运动时强大的挤压作用使岩层产生弯曲变形，这就是褶皱。在新教材中，地壳运动时强大的挤压作用使岩层产生塑性变形，一系列波状弯曲得以产生，就叫作褶皱。很明显后者的表述在原基础上对其进行了完善，使其更为形象化。

五、对原来概念表述予以更改

在旧教材中称太阳活动就是太阳大气时常性的变化和剧烈的变化。新教材中称太阳活动是太阳大气经常性的大规模运动。

针对水循环的表述，旧教材简单称水循环就是自然界的水循环往复运动的过程。人教版新教材中的表述则比较详细具体，称自然界的水在四大圈层的各个环节中的连续运动的过程就是水循环，当然，指出了这四个圈层为水圈、大气圈、岩石圈和生物圈。