时间：2023-03-30 10:40:08
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇工业烤箱论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
据统计，建筑电气火灾中，电气线路引发的火灾占电气火灾的60%以上。
论文百事通而其中最为常见电气线路火灾又属短路故障引发的火灾和线路长期过载引发的火灾。
1.1短路故障火灾防范短路，俗称连电，是指电气线路中相线与相线、相线与零线之间短接起来的现象。发生短路时，线路中的电流增加为正常时的几倍甚至几十倍，而产生的热量又与电流的平方成正比，使得温度急剧上升，大大超过允许范围。如果温度达到可燃物的引燃温度，即引起燃烧，从而导致火灾。
引起建筑电气短路的原因多样。当电气设备的绝缘老化变质或受到高温、潮湿或腐蚀的作用而失去绝缘能力，即可能引起短路事故。绝缘导线直接缠绕、勾挂在铁钉或铁丝上时，由于摩擦或铁锈腐蚀，很容易使绝缘破坏而形成短路。由于设备安装不当或工作疏忽，可能使电气设备的绝缘受到机械损伤而形成短路。由于所选用设备的额定电压太低，不能满足工作电压的要求，可能击穿而短路。由于维护不及时，导电粉尘或纤维进入电气设备，也可能引起短路事故。由于管理不严，小动物或生长的植物也可能引起短路事故。在安装和检修工作中，由于接线和操作错误也可能造成短路事故。此外，雷电放电电流极大，有类似短路电流且比短路电流更强的热效应，也可能引起火灾。
防止建筑电气线路短路的措施主要有：第一，严格按照《电气设计规程》的规定，设计、安装、调试、使用和维修电气线路。第二，防止电气线路绝缘老化，除考虑环境条件的影响外，还应定期对线路的绝缘情况进行检查。第三，不同的工作环境，电气线路中导线和电缆的选择和敷设，应根据相应的国家标准规定进行。第四，加强电气线路的安全管理，防止人为操作事故和未经允许情况下乱拉乱接线路。
1.2线路长期过载火灾防范过载，也称过负荷运行，是指超过电气线路和设备允许负荷运行的现象。负荷是指电气设备和线路中通过的功率或电流。线路发生过载的主要原因是导线截面积选用过小，实际负荷远远超出了导线的安全载流量，或在线路中加入过多或功率过大的设备等原因所造成的。
防止建筑电气线路长期过载的措施主要有：第一，要做好导线材料的选择。由于国家“以铝代铜”的政策影响，许多地方一般采用铝芯导线，但对于电路要求较高的建筑，为提高截面载流能力，便于敷设，应多采用铜芯线。同时进行精确的负荷计算，合理选择导线的截面。第二，根据不同的环境不同的功能确定导线的敷设方式。一般吊顶内的电线应使用不燃或难燃材料管配线，如PVC管，也可以用金属管配线，或带金属保护的绝缘线，用来避免导线短路时引燃可燃物。消防用电的传输线路应采用穿金属管，经阻燃处理的硬质塑料管或封闭式线槽保护方式布线。第三，高温表面灯具附近的导线应采用耐热绝缘导线（如玻璃、石棉、瓷珠等护套的导线）而不应采用具有延燃性绝缘导线。
随着工业的发展和人民生活水平的提高，电热设备从工业到家庭应用越来越广泛，如电炉子、电烤箱、电暖气、电熨斗等，而这些设备都容易使线路过载。这些电热设备是把电能转化成热能的设备，具有功率大、加热温度高、控温时间长的特点。据统计，许多电热设备火灾都是违反操作规程，将电热器放到易燃材料上长时间烘烤未拔掉插头等烤燃周围可燃物而引起的。根据电热设备的火灾危险性，应采取的防火措施，一是电热设备功率比较大，应防止线路过载，最好采用单独的配线供电。二是电热器具，如电烤箱、电熨斗、电烙铁等，一般通电时，人员不能离开，应养成人走断电的好习惯。为了确保家用电器的使用安全、防止火灾，必须严格遵守电器安装、使用的有关规定。
2重视建筑电气照明的火灾防范
建筑电气照明已经成为建筑体不可缺少的重要组成部分，如果管理不善和使用不当也会发生火灾。建筑电气照明是把电能转化成为光能而发光的一种光源。照明灯具在工作过程，往往要产生大量的热，致使其玻璃灯泡、灯管、灯座等表面温渡较高。其火灾危险性十分显著。电器照明设备，品种数量多，线路复杂，如果设计、安装、使用不慎，极易引起火灾。
防止建筑电气照明火灾的措施主要有：第一，要根据灯具的使用场所、环境要求选择不同类型的灯具。第二，照明灯具在把电能转换成光能的过程中，都伴随有能量损耗，致使灯具表面温度较高。所以要根据环境场所的火灾危险性来选择照明灯具，而且照明装置应与可燃物，可燃结构之间保持一定的距离，严禁用纸、布或其他可燃物遮挡灯具。第三，灯具应安装在不燃的基座上，尽可能安装表面温度较低的灯具，采用埋入式安装在吊顶里面的灯具，与吊顶之间应作隔热处理。照明光源尽可能采用冷光源，没有条件的应保证灯具与可燃物之间的安全距离或采取隔热措施。第四，镇流器与灯管的电压和容量应相匹配，镇流器安装时应注意通风散热，不能让镇流器直接固定在可燃物上。第五，安装有表面温度较高的灯具时，应对灯具正面和散热孔加装铅丝防护网或不燃材料制作的挡板，以减轻灯具爆裂时玻璃碎片和炽热的灯丝飞溅造成危害。第六，采用霓虹灯时要特别注意安全问题，一般霓虹灯的工作电压高，火灾危险性大，安装霓虹灯的灯柄、底板应采用不燃材料制作，或对可燃材料进行阴燃处理。当霓虹灯变压器安装在人员能接触到的部位时应设防护措施。第七，要避免在灯光装置区域悬挂旗帜或发射彩带等空中移动物体，以防这些物品与高温灯具直接接触并发生缠绕或碰撞而引发火灾。
3抓好建筑电气系统辅助设备的火灾防范
建筑电气系统中配有许多开关、接触器、继电器等电气接插件，由于在安装、使用及维护方面的原因电气接插件容易产生电弧、发热现象，其火灾危险性很大。有的建筑为了测试的需要，还安装有临时电源插座。有的建筑电气把几十个用电器同时开启且持续时间长，火灾危险极大。
防止建筑电气系统辅助设备火灾的措施主要有：第一，认真按照规定选型并按规定正确安装，不应安装在易燃易爆、受震、潮湿、高温或多尘的场所，应安装在干燥明亮、便于进行维修及保证施工安全、操作方便的地方。第二，避免安装临时插座，有实际需要的应充分考虑到电源线路的负荷承载能力，选择适当型号的电插座，在承载力范围内联接用电器，并要注意它的运行状态。第三，开关、接触器、继电器等电气接插件应慎重选择，要选择优质合格产品。
4加强建筑电气的监督管理
国家对建筑电气各项工作都进行了规范，但在实际中往往执行不到位，因此，当务之急是提高各方的意识，按照规范建立完善的责任问责制度，调动各方的积极性，尽可能避免火灾的发生。建筑电气监督管理重点可以从以下几个方面着手：
4.1制定建筑电气设备使用的安全技术条件第一，对于地面和人身容易触及的带电设备，采取可靠的防护措施。第二，设备的带电部分与地面及其他带电部分保持一定的安全距离。第三，易产生过电压的电力系统，采用避雷针、避雷线、保护间隙等过程电压保护装置。第四，低压电力系统有接地、接零保护装置。第五，对各种高压用电设备采取装设高压熔断器和断路器等不同类型的保护措施；对低压用电设备采用相应的低电器保护措施进行保护。第六，在电气设备的安装地点设安全标志。
4.2完善建筑电气设备作业人员要求第一，无证不能上岗操作；如果发现非电工人员从事电气操作，应及时制止，并报告领导。第二，严格遵守有关安全法规、规程和制度，不违章作业。第三，对管辖区电气设备和线路的安全负责。第四，认真做好巡视、检查和消除隐患的工作，及时、准确地填写工作记录和规定的表格。第五，架设临时线路和进行其他危险作业时，完备审批手续，否则应拒绝施工。第六，积极宣传电气安全知识，制止违章作业和拒绝违章指挥。
4.3熟悉建筑电气设备起火时操作要点当发现电气设备或线路起火后，首先要设法尽快切断电源。切断电源要注意以下几点：第一，起火后，由于受潮或烟熏，开关设备绝缘能力降低，因此，拉闸时最好用绝缘工具操作。第二，高压应先操作断路器而不应先操作隔离开关切断电源；低压应先操作磁力启动器，而不是先操作闸刀开关切断电源，以免引起弧光短路。第三，切断电源的地点要选择适当，防止切断电源后影响灭火工作。第四，剪断电线时，不同相电位应在不同部位剪断，以免造成短路；剪断空中电线时，剪断位置应选择在电源方向的支持物附近，防电线切断后断落下来造成接地短路和触电事故。
5运用建筑电气火灾防范新技术
5.1电弧故障断路器电弧故障断路器(APCI)包括它的硬件和软件的基本实现方法。其通过电流互感器感应AC(交流)电流的大小和di/dt，然后用OP(运放)进行处理后，将信号再输入MCU(微控制器单元)进行A/D(模数转换)处理，MCU将采样数值进行分析，如果符合故障电孤的特性，MCU将发出断珞器脱扣信号，使断路器断开。
传统的断路器只对过流、短路起保护作用，电弧故障断路器(APCI)是在传统的断路器的基础上添加了崭新的功能——对电弧故障起保护作用，以防范电弧引发的火灾。而电弧故障断路器(APCI)是将传统的过流、短路和漏电保护功能集成，再增加一个电流互感器。电弧断路器（AFCI）硬件原理见下图：
5.2自动探测定位的水炮灭火系统自动探测定位的水炮灭火系统如图2所示。该灭火系统可以对大空间的火灾位置做出高精度的自动定位，并自动瞄准火灾位置喷水灭火，适用于大面积、大范围的体育场馆、火车站，大的批发市场、商城，大型影剧院的自动定位灭火。
5.2.1通过红外线探测装置探测火灾，并自动定位火灾的位置-红外线探测装置是由红外线火灾探测器2和图像处理盘3构成，进行高精度的火灾判断，并自动定位火灾的位置。红外线火灾探测装置的监视范围为水平方向200°，垂直方向90°，最远距离200m。新晨
5.2.2灭火水炮瞄准火源位置喷射水柱，进行有效灭火。灭火水炮可以自动瞄准被红外线火灾探测装置所定位的火灾探测位置，进行喷水灭火。通过操作控制盘可以分别控制灭火水炮的俯仰角度、喷雾角度以及喷水压力；并可根据火灾位置的距离，自动选择最适当的喷水途径。而且可根据不同的使用情况进行自动喷水方式和手动喷水方式的切换。
5.2.3通过中央操作台15对系统进行集中监视。中央操作台15是进行系统集中监视以及进行总控制的装置。在显示信息的CRT装置上，实时显示系统状态，并通过清晰易懂的图表显示，可准确掌握火灾发生时的状况以及喷水情况。另外，在中央操作台15的操作部分可以远离操作水炮和ITV监视器。
5.2.4通过ITV监视器确认火灾情况。ITV监视器(摄像机)能够瞄准红外线火灾探测装置所定位的火灾位置，并且把火灾状况显示在中央操作台15的彩色显示器上。因此，ITV监视器发挥着灭火活动中的支持作用。
参考文献：
[1]张晨光，吴春扬.建筑电气火灾原因分析及防范措施探讨[J].科技创新导报，2009(36).
[2]薛国峰.建筑中电气线路的火灾及其防范[J].中国新技术新产品，2009(24).
[3]陈永赞.浅谈商场电气防火[J].云南消防，2003(11).
关键词：5S 现场管理 电泳涂装
5S最早起源于日本，是日式企业独特的一种管理方法，也是一切现场管理的基础。自1986年，日本的5S著作逐渐问世，从而对整个现场管理模式起到了冲击的作用，并由此掀起了工厂管理5S模式的热潮。由于5S对塑造企业形象、降低成本、准时交货、安全生产、高度标准化、创造令人心怡的工作场所等现场改善方面的巨大作用，被各国管理界所认同。
我国企业在使用55管理时，大多数都是使用通用方案，照搬照抄成功案例，过于流于表面化和形式化，与实施企业具体情况差距较大，再就是没有得到企业员工的认可，推行阻力较大，难以发挥5S管理中的作用。本文通过对A企业生产5S实施若干问题的阐述，希望能对我国中小型民营企业生产现场管理水平的提高有所助益。
一、推行5S前车间现状
A企业是东莞一家加工制造类民营企业，主要从事金属零件加工、电泳涂装和喷漆加工。我们选取A企业硬件差、问题多且有代表性的电泳涂装车间作为实施5S活动的示范区域。通过示范带动作用逐步将5S活动推广到企业的各个部门。以下是开展5S活动之前车间现场的不良现象：
（1）工具物品随意摆放：至使工具保护不当，精度降低，容易造成损坏；另外也造成工人寻找困难，影响工作效率。
（2）运料通道不畅：工作现场的运料通道设置不够科学合理，造成工作场所秩序混乱，工作流程不流畅；同时物料运输之间的相互干扰，也增加了搬运时间，甚至造成产品流转发生停滞现象，降低了生产效率。
（3）区域划分不合理：车间随意地划定区域并随意堆放货物，员工需要花费更多的时间寻找所需的生产材料，管理人员无法统计出物品的数量，造成管理的混乱和无序。
（4）产品质量问题：由于不能及时消除现场的粉尘颗粒，使杂物进入电泳槽，影响涂膜的质量。原来车间沿用“每天一小扫，一月一大扫”的清洁制度不能适用于当生产的要求。
二、5S的推行准备
1.消除障碍
推行5S活动首先要企业的领导者下定决心，充分做好长期推进的思想准备。在开展5S活动前，A企业进行了一些有针对性的宣传和培训，给员工传递5S的知识，为员工提供良好的工作环境，使员工了解5S的基本知识、活动意义以及活动的目标，更愿意为5S工作现场付出爱心和耐心。
2.PDCA循环
“5S”活动开展起来比较容易，可以搞得轰轰烈烈，并在短时间内取得明显的效果，但要坚持下去，持之以恒，不断优化就不太容易了。在5S活动的推行过程中，要引入PDCA循环，在完成一个PDCA循环之后，提出更新、更高层次要求，进入到下一个PDCA循环的管理活动。
3.5S在A公司的实施
（1）整理
整理是将要与不要的物品区分清楚，并将不要的物品加以处理，它是改善生产现场的第一步。一般可以将物品划分为“不用”“很少用”“少使用”“经常用”这四个等级，见下表。
对于“不用”的物品，应该及时清理出工作场所，进行废弃处理；对于“很少用”“少使用”的物品，也应该及时进行清理，改放在储存室中，当需要使用时再取出来；对于“经常用”的物品，就应该保留在工作场所的附近。
（2）整顿
整顿的关键是要做到“定位、定品、定量”和合理标识，尽量腾出作业空间，为必要的物品规划合适的放置位置和放置方法，并设置相应的醒目标识。这样，使用者能够清楚地了解物品的位置，从而减少选择物品的时间。
①区域划线：用彩色胶带贴于地面上形成线条。对作业现场的机器、设备、原料、产品等的摆放位置进行统一平面布局，力求放置物都摆在恰当的位置，使现场规划达到科学化、标准化和规范化。车间平面布局前后对比如下图所示。
②物品的形迹管理：经过1S之后已经将不需要物品清理出现场，留下的都是有用物品，要最大地发挥其最高效率。通过形迹管理，在物品放置处画上该物品的现状，标出物品名称。明示物品放置的位置和数量，物品取走后的状况一目了然，防止需要时找不到工具的现象发生。
（3）清扫
清扫的实施要点就是对工作场所进行彻底的清扫，杜绝污染源，及时维修异常的设备。推进清扫的一般步骤：准备工作扫除一切垃圾、灰尘清扫中发现问题查明污垢发生源区域责任制、清扫基准。
从该车间的实际出发，A企业采取了以下措施：
①清扫工作主要集中在以下几个方面：清扫从地面到天花板的所有物品、彻底修理机器和工具、发现脏污问题、杜绝污染源。
②在工作结束后立即开始清扫工作。每个员工负责本人所在岗位的清扫，对于过道、工具、原料等区域，由指定人员负责。
③杜绝污染源。电泳涂料是水性涂料，配成槽液后，火灾危险性极小，但烘干时产生的分解物（挥发物）为油烟，有火灾危险性。为此，烤箱处的员工除了常规的工作之外，还得及时清洗地面和烤箱上的油渍，保障生产安全。
（4）清洁
清洁是在整理、整顿、清扫之后进行认真维护，保持完美和最佳的状态，是前三项活动的坚持和深入。要成为一种制度和习惯，必须充分利用创意改善和全面标准化，从而获得坚持和制度化的条件，创造一个良好的工作环境，使员工能够愉快地工作。
为了维持和评价5S工作，车间进行定期检查，建立个人负责区域管理卡。
①根据车间各区域的不同情况，列举出项目，给每一项目列出评价分数，分别制作了合适的检查表。车间采用定期和抽检相结合，现场指出问题，并记录检查结果、措施及评荐数据，以便后续跟踪整改进度。
②向全体员工分配各自的负责区域，明确责任以便事后跟踪。“责任者”（负责人）以比较明显的方式标识出其名字及负责内容，并且悬挂在责任区易见的地方。
（5）素养
5S活动的核心是加强人员的教养，提高人员的素质，使人们养成严格遵守规章制度的习惯和作风。5S活动始于素质，也终于素质，如果人员缺乏遵守规则的习惯，或者缺乏自动自发的精神，推行5S活动只能流于形式，而且很难长久持续下去。
①A企业要求车间领导身体力行，积极做好带头作用，在日常工作给予员工培训和指导；结合员工特点，采取固化推进的方式提高员工素质，即被要求去做跟着别人做自主实施，逐步实现固化。
②根据检查表的数据每月评价员工的5S执行情况，评出“优”、“良”、“差”三个水平。如果出现“差”，则要对员工进行教育训练，但累计3次“差”，开除该员工；当然对于“优”，要给予一定的物质奖励和表扬。严格的奖惩制度的目的是为了让员工从被动到主动实施5S，固化5S意识。
四 、总结
A企业的电泳涂装车间开展5S后，作业现场区域规划合理，使工具摆放杂乱和物品堆积的现象得到消除，员工的心态调整为最佳状态，极大地激发了员工的个人潜力，从而使工作效率得到提升。此外，由于车间卫生状况保持良好，之前粉尘颗粒影响电泳槽溶液的问题得到解决，产品质量明显的提高。该示范区成功实施5S后，将5S活动推广到企业的各个部门，从长远来看，推行5S活动也为企业实施ISO、TPM、TQM提供强有力的保证。
参考文献：
[1]李庆远.《改善生产管理的利器：5S与TPM实务》[M].北京：北京大学出版社，2003：5-6
关键词：食品工艺学 实验教学 改革
中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（c）-0-02
实验教学作为高等农业院校人才培养方案及其教学体系的重要组成部分，是学生实践能力和创新能力培养的必需环节[1]。随着人们认识水准与生活水平的不断提高，人们对食品的花色品种、营养、安全性等各方面的不同需求，给现代食品工业提出了更高要求，对从业人员也提出了更高的标准。这就意味着高校食品人才培养方案必须不断改革与完善，因此对专业教学，特别是实验教学提出了更高要求[2]。
食品工艺学实验是食品科学类专业一门实践性极强、与生产实际联系紧密的重要课程[3]。对培养学生的实验设计、分析测试、科学研究及实际动手能力，具有十分重要的意义。近年来，我们在改善原有实验室教学条件、优化食品工艺学实验教学内容的基础上，根据学科和专业发展需要，对食品工艺学实验课程体系、教学质量评价体系、教学方式和教学方法进行了改革，取得了一定成效
1 整合教学内容，构建食品工艺学实验课程独立体系
传统教学中，由于实验教学得不到应有的重视，实验教学被认为是教学的辅助环节，以加深和帮助理解课堂教学内容为目的。实验教学依附于理论教学，没有独立的教学地位和相应的教学体系。食品工艺学实验课也不例外，附着于每门加工工艺类课程（如畜产食品工艺学、果蔬食品工艺学、粮油食品工艺学等）后面，随着理论课程进行来开设实验课。
为适应高等学校人才培养改革与发展的趋势，学校于2005年修订食品科学与工程专业的人才培养计划时，进行了课程体系改革。我们按照专业培养目标，建立了与理论教学内涵相统一，但在学时安排、学分要求以及考核模式等方面又相对独立的食品工艺学实验教学体系。即将原来零星分散在每门食品加工课后面的实验内容整合在一起，形成一门独立设置的“食品工艺学实验”教学课程，集中在4周内完成。作为食品科学与工程专业重要的专业必修课之一，单独考核。并制定了独立的教学计划和教学大纲，重新编写了实验教学教材和指导书。筛选和优化知识点，淘汰内容陈旧、技术落后的实验，新开了设计性和综合性实验，建立起基本技能训练实验、应用技能训练实验、综合技能训练实验三大板块构成的、层次分明的新的实验教学内容体系。
构建食品工艺学实验课程独立体系，彻底改变了它在整个课程教学中的附属地位，保证了实验教学的系统性[4]。将食品工艺学实验课归类为必修课，使老师和学生在思想上对本课程的重要性有一个充分的认识，并引起足够的重视。从而有利于食品工艺学实验教学质量的保证和提高。
2 注重能力培养，强化实验教学质量评价体系建设
缺乏有效的实验教学质量评价体系，实验教学改革也可能会流于形式。实验教学改革是否符合人才培养目标的要求，是否有利于培养学生创新精神和实践能力，需要通过实验教学质量评价来进行诊断，并根据评价结果进一步激励改革的深化[5]。
传统的食品工艺学实验教学中，只有学生是被评价的对象，对老师的实验教学情况很少评价。教学效果是教师教学和学生学习两个方面相互作用的结果。因此，我们分别从教师和学生两个不同层面实施教学评价。在对实验教师教学水平的评价上，评价主体有学生、教学督导专家、同行专家和教师自身。评价内容主要包括教学态度、实验准备、教学内容、教学方法和学生收获大小等。评价形式为：学生通过无记名填写实验教学情况调查表和登录教务处的“网上评教”栏目两种方式，客观评价教师的教学情况；由学校组织的教学督导团专家和由院组织的同行专家，采取不定期听课、座谈、访问等形式，对教学人员的教学做出评价；实验教学人员根据评价指标对自己的教学工作逐项自查，然后得出结论。在教师对学生实验成绩的考核上，不再单纯以实验报告为依据，而注重学生的动手能力、综合分析问题能力和创新能力。学生实验成绩的考核内容包括实验态度、操作技能和实验报告或小论文三方面的综合评价，每个方面都制定了相应的评分标准和权重。其中操作技能成绩在实验成绩中所占比例应不小于50%，是对学生操作规范、创新意识、准确性和熟练度的评价。实验报告或小论文不小于35%，必须对自己的产品与其他同学的进行比较，应用所学的知识分析原料、配方以及处理条件改变时对产品质量的影响；分析自己产品存在的问题和优势，并提出今后应注意的问题以及成功的经验，提出自己的观点。实验态度10%～15%之间，主要评价学生参与实验的积极性、责任心、求真务实和团结协作精神。
建立实验教学质量评价体系，激发和调动了教师的工作热情和积极性，强化了教师的竞争意识和责任意识；加强了学生的责任感，使学生由“要我学”变成“我要学”，不再只关心实验报告，而是积极主动地参与每一次实验，并有意识地在实验中锻炼自己独立思考和自主创新的能力。
3 重视全员参与，改革食品工艺学实验教学组织方式
由于食品工艺学实验设备大、数量少，不可能达到一人一套设备的要求。加之实验材料有限，实验一般是以5～6人为一个小组，同时一起做某一个产品。难以保证每个学生都能亲自操作每一实验步骤，总是少数动手能力强的同学操作，其他大多数同学只扮演观察员的角色，阻碍实验能力的提高，调动不起学生参与、思考的积极性。为给学生创造充分动手的机会，在争取实验设备的同时，我们从2005年开始改变实验组织形式，改变了一个班作同一个实验，同一小组只有少数人动手的形式。我们首先将整个班分成两个大组，分别作不同的实验。再按3～4人/小组的标准将每个大组又分成不同小组。最后小组中又采取轮流操作制度。即在每个实验中，由不同的同学分别负责一道工序，让学生分步操作，未能动手操作的学生在一旁观看，并找出操作学生在操作中存在的问题，以及解决的办法。例如面包加工实验，由于原料需要批量处理，搅拌机、醒发箱、烤箱等不可能每人一台，实行轮流操作制度，使每个学生都有机会亲自操作其中的某一步或某几步工序，如配料、面团调制、发酵、醒发、焙烤等工序。这样，解决了设备少，动手机会少的矛盾；学生亲身体验了实验操作过程，验证了所学的理论，掌握了实验方法，激发起了他们发现问题、思考问题的兴趣，并提高了解决问题的能力。
另外，食品工艺学实验其经验性很强。为更好地使学生将所学理论与实践紧密联系，在实验指导老师的配备上，我们改变了两位指导老师全由本专业老师担任的形式。除本专业的一位老师外，另聘请一位校外企业技术人员指导实验教学。如焙烤食品工艺学实验中，我们聘请了湖南省焙烤协会的烘焙大师担任指导老师。由于这些校外企业技术人员实践经验丰富，解决实际问题的能力强，学生很愿意把实验操作过程中遇到或想到的一些具体问题与他们一起交流、探讨，学到许多“只可意会，不和言传”的经验，极大提高了学生的实验积极性。同时有助于提高学生对企业的了解，尤其是企业对人才的要求，做到能够到企业后不陌生，上手快，用的好。
4 融理论于实验，改革食品工艺学实验教学方法
在实验中，学生是主体，只有充分调动学生的主观能动性，才能收到良好的教学效果。
以往的食品工艺学实验课中，老师从目的、原理、方法、实验步骤以及注意事项一一讲解，学生按实验指导操作，并完成实验报告。这种灌输性的知识，学生学完就忘。实验做完后印象不深或还是一知半解。为充分发挥学生的主体地位和老师的主导作用，激发学生对食品工艺学实验课的兴趣，我们改“教师主动包办，学生被动进行”的教学方法为启发式、讨论式教学。在每次实验课之前，我们要求学生充分预习，并预测实验中可能出现的问题及其解决的方法。在上实验课时，我们将所要讲的重点内容融汇于各个提问之中，使学生产生疑问，渴望得到解答，激发起学习兴趣。为了消除学生对教师的过分依赖性，对学生实验中提出的问题，或出现的一些“异常现象”，我们一般不采取有问必答的方式作出肯定或否定的直接回答，而是有意识地引导他们把已有的知识同自己在实验中遇到的问题结合起来分析。如在“一次发酵法制面包”实验中，为强调面团调制工序中“油脂必须在面团调制后期加入”这一操作要点，我们以设问“油脂在焙烤食品中有哪些工艺性能？”的方式，启发学生明白：因油脂具有反水化作用，调制面包面团时加入过早会抑制面筋形成，降低面团的弹性，从而降低产品品质。
5 结语
自我校2005级年开始实施食品工艺学实验教改革以来，学生技能、就业水平、社会评价等都有明显的提高。毕业生深受社会和食品行业欢迎，一次性就业率稳定在95%以上。毕业后的学生在食品企业、研究机构等各自的工作岗位上体现出了较高的综合素质。
实验教学改革是一项长期艰巨的任务，不可能一蹴而就。在现行实验教学中仍存在一些弊端，如由于实验人员总体素质偏低，习惯年复一年地重复过去的实验，很难适应一些新的设计性和综合性实验内容；设计性和综合性实验的开设，使原本不足的实验教学经费更显紧张等，这些问题都需进一步的探讨和解决。
参考文献
[1] 郭风法，宋宪亮，赵延兵，等.建立实验教学质量评价体系提高学生创新能力[J].实验室科学，2007（4）：31-34.
[2] 魏宝东，张春红，孟宪军.农业院校食品专业实验室建设探讨[J].沈阳农业大学学报（社会科学版），2005（8）：
72-75.
[3] 刘瑞，卢晓黎，张文学.食品工艺实验室建设与教学方法的探讨[J].实验技术与管理，2004，21（1）：163-166.
关键词：减少PM25;室内装饰元素
一、对室内PM25的来源分析
人的一生有80%以上的时间是在室内渡过，无论在旷野或在城市，我们永远无法获得被庇护的安全感，室内环境品质（indoor environment quality，IEQ）―声环境、光环境、热环境及室内空气品质对人的身心健康、舒适感及工作效率都会产生直接的影响。室内PM25主要来源于炒菜，吸烟等燃烧带来的有害物质，还有装修带来的挥发性有机物。
关于室内PM25。我们应该了解哪些因素促使室内PM25的增加。1.装修材料（含绝缘材料，防火，防水材料及涂料，油漆）及家具散发出的甲醛，苯，二甲苯氨，氡等;2.家用空调散热片上细菌包括霉菌，军团菌，金黄色葡萄球菌，芽孢杆菌;3.厨房油烟气内含有多环芳烃，酚，醛等挥发性有机物;4.香烟的烟雾内含有多环芳烃，尼古丁，丙烯醛，苯并芘;5.冲刷马桶时带出来的疾毒，细菌，臭气;6.打扫卫生时产生的尘埃;7.床褥被单以及沙发，地毯上的螨虫，或螨虫尸骸;8.饲养宠物引起的动物皮毛皮屑积尘和病菌，过敏原等等;9.胶粘剂，化妆品，洗涤剂，杀虫剂，消毒剂，衣服防蛀用品内的挥发性有机化合物;10.室外的PM3.5以及人类活动产生的CO2等等。
从污染源的物理特性上看，可以大致分为颗粒空气污染物（包括细菌，悬浮粒，烟尘，病毒等等）和气态空气污染物（包括气味，甲醛）两类。
二、减少室内PM25的功能性植物
1.绿萝。环保学家发现一盆绿萝在8―10的房间内就相当于一个空气净化器，能有效吸收空气中甲醛、苯和三氯乙烯等有害气体。
2.吊兰。吊兰能吸收空气中95%的一氧化碳和85%的甲醛。吊兰能在微弱的光线下进行光合作用，一般在房间内养1～2盆吊兰，能在24小时释放出氧气，同时吸收空气中的甲醛，苯乙烯，一氧化碳，二氧化碳等致癌物质，尤其是一氧化碳和甲醛能达到95%和85%。并且吊兰还能分解苯，吸收香烟烟雾中的尼古丁等比较稳定的有害物质。所以吊兰又被称为室内空气的绿色净化器。
3.芦荟。一盆芦荟就等于九台生物空气清洁器，可吸收甲醛，二氧化碳，二氧化硫，一氧化碳等有害物质，尤其对甲醛吸收特别强。在4小时光照条件下，一盆芦荟可消除一平方米空气中90%的甲醛，还能杀灭空气中的有害微生物，并能吸附灰尘，对净化居室环境有很大作用。
三、减少室内PM25的家电
1.负离子空气净化器。在家中摆放空气负离子健康机，利用空气负离子健康机的两大技术负离子转换器与纳子富勒烯负离子释放器这两项技术，生成等同于大自然的生态级小粒径负氧离子。生态级负氧离子可以主动出击捕捉小粒微尘，甚至1微米的微粒，从而减少PM25对人体健康的危害。
2.环保性空调。根据调查：在开启环保空调之前，测试仪显示室内PM25为15微克每立方米，PM10为31微克每立方米。开启了搭载换气装置的环保空调“换气”模式之后，空调开始进入空气净化模式。开启20分钟，PM25就从15微克每立方米下降至9微克每立方米，而在开启空调60分钟之后，测试仪显示屏显示室内PM25为3微克每立方米、PM10为5微克每立方米。从上可得出，搭载换气装置的环保空调能有效使空气质量得到提高。但空调需要及时清理和置换空调内的过滤网，否则空调上产生的细菌与病毒也会使室内空气污染。
3.蒸煮锅具。根据实验表明，以炒菜以及油炸等烹饪方式产生的PM25最高，数值可以从8倍飙升近20倍，所以要减少室内PM25厨房里炒菜时要少用油炸，煎炸方式，用烹，煮和凉拌方式，或用文火炒菜方式，并注意厨房与其他居室隔绝。此外，有关专家还说采用液化气、天然气等燃料，燃烧时产生的二氧化硫、一氧化氮和氮氧化物及有机物也会推高PM25值。
因此，蒸、煮的家电不仅能抑制油烟扩散还有助于减少PM25的产生。基于此，使用煮饭、煮汤的多功能电饭煲、电蒸锅、电炖锅以及微波炉等家电可较少产生PM25;另外使用封闭式家电，比如电烤箱等等，油烟释放受到限制，产生PM25的数量也相对较少。
4.大功率油烟机。相关实验表明，面积6平方米的厨房不开油烟机炒菜会让PM25升高5倍，所以应该采用在几分钟甚至几十秒内完成厨房大容量空气置换为最佳，安装超大吸力的吸排油烟机钟的抽油烟机效果就比较好。而在使用习惯上，在集中做饭的时间段即使不做饭，也最好打开抽油烟机。与此同时抽油烟机定时清洗，保证抽风效率也是关键。此外，在灶具的选择上，应当尽量选择燃烧充分、节能效率高的燃气具。
5.新风系统。新风系统是由新风换气机及管道附件组成的一套独立空气处理系统，新风换气机将室外新鲜气体经过过滤、净化通过管道输送到室内，同时将室内污浊、含氧量低的空气排出室外。新风系统能清除室内装饰后长期缓释的有害气体，利于人体健康。
新风系统在不开窗的情况下进行空气的自动通风换气，阻止了室外的PM25的进入，就现在而言，新风系统是改善室内空气的最有效的方式。但是值得说明的是，长期运行的新风系统机必须定期清洗维护，不然一方面通风换气的力度不够，另一方面还会引发细菌滋生，那就适得其反了。
四、减少室内PM25的室内装修材料
1.维舍卡颂石。卡颂石是一种可以净化空气的室内装饰材料，本身安全无污染，可循环使用。具备能吸附并分解甲醛、苯等室内有害气体，而且最重要的是卡颂石自带永久负电荷，可吸附PM25。国家室内环境与室内环保产品质量监督检验中心数据表明300×300×10mm维舍卡颂石按照相关标准方法检测，二十四小时对一平方空间内的有害物质的去除率如下：甲醛吸附87%苯吸附94%TVOC吸附90%甲醛分解50%
2.硅藻泥。是一种以硅藻土为主要原材料的室内装饰壁材，具有净化空气消除异味具备独特的分子筛结构，具有极强的物理吸附性和离子交换功能，可以有效去除空气中的游离甲醛、苯和氨等有害物质及因宠物、吸烟、垃圾所产生的气味，净化室内空气;还能释放负氧离子硅藻泥独具的分子筛结构，在接触到空气中的水分后会产生“瀑布效应”，从而不断的释放出对人体有益的负氧离子，有效净化空气。
五、结论
此次论文主要从植物，家装材料和家电三方面探究如何减少室内PM25，在探究的过程中了解了室内产生PM25的来源，并根据这些因素提出解决的方法，相信对减少室内PM25有一定的作用。（作者单位：四川师范大学美术学院）
指导老师：李青键
参考文献和注释
[1]史坦利・亚伯克隆比《室内设计哲学》2009年6月第一版2009年6月第一次天津大学出版社
[2]许沁《室内PM25九成来自于烟草，卫生间楼梯间PM25严重超标》2013年2月27号新闻晚报
晶体硅材料不但是电子工业的基础，也是太阳能光伏产业的基础。但晶体硅的传统制造工艺涉及到一系列耗能巨大的化学反应，有的步骤需要华氏2000多度的高温。因此成本较高，而且对环境影响很大，当然还带来了大量的碳排放。
密歇根大学的研究者找到了在较低温度下制造晶体硅的方法。他们把含有四氧化硅的溶液铺在液态金属镓之上，镓中的电子可以把四氯化硅中的硅还原出来，这些单质硅则会溶解在液态镓内。溶解的硅趋于饱和后，就会从溶液中析出并结晶，这样在镓的表面就会出现一层晶体硅。用这种方法制造晶体硅，仅需要华氏180度，这是家庭烤箱就可以达到温度，因此大大降低了工艺流程的耗能。目前，研究者用这种方法还只能得到如果尺寸非常小的晶硅材料，但如果能够获得更大尺寸的，就有可能用于光伏电池等，从而降低目前高昂的光伏发电成本。展望：研究人员为了使这种方法更加实用，正在进行多方面的改进，例如尝试用其他低熔点的金属合金充当溶剂。他们称，最终的目标是开发出从沙子到晶硅一步到位的技术。他们也正在为此技术申请专利并寻求商业合作伙伴。
仿生方法最高LED效率
概述：通过在现有的LED，即发光二极管顶部加上一层模仿萤火虫腹部的小灯笼表面的锯齿结构，比利时、法国和加拿大的研究者组成的团队让这种半导体装置发出的光增加了55%。
发光二极管LED是极有前途的高效光源，但因其半导体材料与空气的折射率相差甚远，发出的光大多又反射回了LED内部，影响了整体效率。
研究者们意识到，萤火虫所发出的生物光从昆虫的腹部穿透角质层发射出来时面临着与此相同的挑战。因此他们研究了在巴拿马发现的一种萤火虫腹部的微观结构，通过扫描电子显微镜的观察，他们发现这种昆虫在身体这个部位的外骨骼有锯齿状、交错排列的鳞片通过计算机模拟和实验室实验均表明这些鳞片的锐利边缘可以让更多的光逃出。研究者们在标准的氮化镓LED上添加一层类似的锯齿材料，结果可以让发光量增加55%。提高了LED的发光效率也就意味着可以节省更多的能量。
展望：加装锯齿状鳞片可以在传统的LED生产完成之后进行，因此该技术的一个优势就是它可以覆盖在几乎每一个市售LED上。研究者预计在未来的几年内LED制造业可以使用上这种技术。
钻石测定蛋白结构
概述：直接看到单个蛋白质的结构长期以来都是生物学家的梦想。但是到目前为止，科学家研究蛋白质分子结构的方法仍然很有限。×射线衍射法可以让他们知道一些蛋白质在原子水平上的图像。但是这种方法要求很多蛋白拷贝在固定晶格中结晶。不是所有蛋白质都能做到这点，而且这么做只能得到蛋白质形状的平均结果。传统的核磁共振成像法（MRI）不能看到小于几微米的结构，因为这种方法使用的探测器没有精确到能捕捉极小结构磁场信号的地步。之前有研究报道在纳米水平上研究单分子的方法，但是该技术需要超低温条件，无法用于活体细胞研究。
美国和德国的物理学家报道了两项不同的研究。这两项研究都是核磁共振成像（MRI）技术的重要进展。它们都应用了经特别改造的钻石薄片，作为纳米级别的磁场探测器。这些微型探测器可以阐明单个有机分子的结构。研究人员利用纳米级的MRI也许有一天就能直接对蛋白质和其他分子进行原子水平上的成像。
为了找出适用于室温下可对未经改造的单个分子进行成像的方法，美国和德国的梁个研究团队将钻石上的瑕疵作为微小磁场感应器。这两个团队报告他们可以探测到小至5纳米的原子体积。他们同时用类似塑料的有机高分子PMMA进行测试，德国地团队还检测了油和其他液体中的分子。展望：尽管研究还处于早期阶段，研究人员有可能借此研究更好地了解蛋白质在疾病中所起的作用。因为目前的结果朝着可测定某种蛋白质三维结构的新技术又迈进了一步，甚至在蛋白质存于更大的生物结构时也能对之进行测定。这些研究可以帮助鉴别蛋白质之间的区别，还能发现那些和疾病有关的异常蛋白质。
肠道细菌预防糖尿病
概述：研究人员将雌性老鼠暴露在健康雄性老鼠结肠中的细菌之下，结果成功使前者免于患上|型糖尿病。该研究还表明，这一疗法改变了雌性老鼠的睾酮分泌水平，雌性老鼠的|型糖尿病患病率一股要高于雄性老鼠。
研究论文的资深作者、多伦多病童医院和多伦多大学的遗传学家和免疫学家杰恩丹斯卡（Jayne Danska）表示，研究中使用的老鼠品种有90%的几率患上|型糖尿病。但如果将成年雄性老鼠肠道中的普通细菌送入幼年雌性老鼠的体内，就能将患病率降低至25%。雌性老鼠体内睾酮含量的变化并未达到一般成年雄性老鼠的水平，但由植入微生物所引发的睾酮含量上升，对于患病率的变化并未起到决定性作用。
丹斯卡和他的同事的研究表明，存在一个“共生反馈环”，其中动物的性别影响着内脏中的微生物群，而后者会促进性激素分泌量的提高。
展望：这一研究表明，肠道微生物群的变化同样有可能用来治疗自免疫疾病。但是，人类和老鼠存在差异。具备相同遗传背景的雄性老鼠患上糖尿病的几率是40%。而对于不同性别的人类，l型糖尿病并不存在这么大的差异。不过，性别差异在其他很多自免疫疾病。所以这项研究对多种自体免疫病都有启发作用。
固态电解质
概述：研究者开发出了通过纳米结构增强导电性的固体电解质，这种增强版本的电解质固体将有望被用于锂离子电池来提高其性能表现。
目前，应用比较广泛的锂离子电池所使用的是液态的电解质。在液态电解质中，电流由电解质中的离子携带，在电极之间流动。但是这类电解质都是易燃的，因此电池存在安全问题。
使用固态电解质会更加安全，但是固体电解质的导电性不强，要使其导电性增强至满足电池使用要求是很困难的。橡树岭国家实验室的研究人员通过一种叫做纳米构筑的化学方法，改变了锂硫代磷酸盐材料的内部结构。
新的纳米结构使该材料的导电性提高了1000信，足以在锂离子电池中使用。
这种固态电解质的导电性不如液态电解质，但是研究人员表示，他们的方法之一就是可以把电解质部分做的极薄，来补偿这一不足。尽管如此，这种电池的充电速度和提供的能量都不可能与液态电解质相比，但在许多应用中这并不是问题。比如电动汽车，凭借电池的绝对数量让其很容易获得足够的动力。
固态电解质不仅能让电池更安全，也让电池可以使用能量更高的电极材料。所以，虽然这些电池提供的能量比今天的锂离子电池低，但能够储存的总能量则要高得多。所以就可以使用小巧得多的电池，节约飞机上的空间，降低飞机负重，还能大大降低电动汽车的成本。展望：有了固态电解质，就可以使用性能好但易燃的锂电极，研究者正在继续对这种电池进行实验室测试，并申请专利。
用DXA取代硬盘
概述：英国研究人员找到了一种新方法，可以用把计算机常用的文件格式编码进DNA中。随着DNA测序和合成的价格持续下降，研究人员估计，DNA这种生物存储介质将在未来几十年内变得具有竞争力。
DNA的信息存储密度至少相当于现有介质的1000信，但是直到最近，DNA合成的成本才降下来，而之前这一技术一直极为罕见。不过，传统上的数字信息的长期存储方式继续暴露出很多问题。一股用来存储档案的磁带在几十年之后会变得脆弱，磁粉涂层会脱落。即便用来存储信息的物理介质保持不变，存储格式也总在变化。这意味着数据必须转换成新格式，否则就将无法读取。
关键词美国；居民部门；能源消费；能源结构
中图分类号F062.1；X24文献标识码A文章编号1002-2104（2017）06-0049-08DOI：10.12062/cpre.20170359
从能源消费领域来看，居民部门占终端能源消费比例不断提高。据IEA（2016）统计，世界能源消费总量中，2014年居民部门能源消费占总量的23%；同时已成为碳排放主要部门，全球近17%碳排放来自于居民部门。美国2015年终端用能占比中，工业占32%、交通占28%、居民占21%、商业占18%。虽然工业部门仍占据最大比重，但近50年来一直呈持续下降趋势；交通和居民用能持续上升，在未来将占据更大份额。鉴于居民部门用能快速增长，各国都在致力于观察本国居民能源消费特征以减少能源消费和碳排放，特别是发达国家；如美国制定各种政策和措施以鼓励居民减少能源消费，并且收集大量微观数据做支撑。
居民部门由家庭组成，家庭是居民生活的主要场所，大多数学者以家庭为单位进行研究。由于居民是最终消费者，有满足照明、炊事、热水、取暖制冷、家用电器等日常需求的直接用能行为，还包括产品生产过程中的间接用能。因此很多学者将居民用能分为直接用能和间接用能，本文主要分析居民的直接用能特征。目前已有大量学者对居民用能进行分析，例如有学者研究居民用能特征变化及其驱动因素[1-2]、如何减少家庭能源消费量[3-4]和影响家庭能源消费因素[5-7]。美国作为用能大国，有大量学者对居民部门用能展开过研究[8-10]。本文主要是基于美国居民能源消费调查数据分析居民生活用能现状，为发展中国家提供一些借鉴意义。
1数据说明
美国是一个对能源高度重视的国家，不仅关注能源供给与安全、能源效率，更是收集大量能源数据，包括官方统计和专门抽样调查数据。居民能源消费调查（RECS）便是由美国能源信息署（EIA）发起的专门针对居民生活用能的一个周期性调查，旨在收集家庭能源使用的详细信息。该调查由当时已存在的两个调查发展而来，第一次调查是1978年。RECS调查周期由起初的每年一次调整为每四年一次，最近的2009年调查是第13次调查，第14次调查于2016年展开。2009年调查范围包括50个州和哥伦比亚特区，抽样方法多采用多级区域概率抽样，调查对象为居民主要住宅。调查样本由最初的4 000多个扩展到2009年的12 803个样本。调查内容主要分为两部分――家庭调查和能源供应商调查，主要包括住宅特征、厨房设备、电子产品、取暖、热水、空调、燃料使用、住房面积测量、燃料账单、居民交通情况、住户特征、能源补助情况等。每次调查从计划执行到实施，以及最后的数据整理和都是由美国能源信息署组织实施，对数据质量有着严格的监督和控制。每次调查数据及时公布在能源信息署官网上，可免费下载使用。公布的数据信息全面多样，包括各类总量数据，按不同指标和属性的分类数据；以及大量有关调查的背景资料。RECS数据常用作能源信息署的常规研究，并支撑每年的能源展望和能源回顾报告。据不完全统计，有1 000余篇学术论文应用RECS数据针对美国居民用能问题开展了研究。图1是不同调查年份RECS计划样本和实际调查样本情况，可以看到大体上计划样本呈现增长趋势，2009年样本明显高于其他年份调查样本，为准确估计总体提供可靠性。本文所用的能源总量和结构数据，均是按热当量法计算。本文主要使用RECS数据，为便于比较，也使用了其他部分数据源。
2居民能源消费总量分析
从能源消费总量来看，在1978―2009年期间，存在先降后升波动，总体变化幅度不大，趋于稳定。1978年消耗380万t标准煤，2009年消耗367万t标准煤，甚至出现小幅下降（见图2）。从其他因素来看，数据显示：人口总量
显著增长，1981年美国总人口约为2.3亿人，2009年增长到3亿人，增长33%。美国房屋总数大幅上升，1978年，美国拥有7 660万户房屋，2009年上升到11 300万户，增长47%。家庭住宅总建筑面积明显增加，从1981年的134亿m2增加到2009的208亿m2，增长55%；总加热面积也从114亿m2增加到174亿m2，增长约52%；对应的人均住宅建筑面积从58 m2增加到69 m2。伴随着人口、家庭数量和建筑面积的上升，能源消费总量并没有大幅增长，这与能源效率提高有着密切关系。
从平均水平上看，户均能源消费量由1978年4 969 kg标准煤下降到2009年3 226 kg标准煤，降幅35%。从人均水平上看，人均用能量随时间呈现平稳下降趋势；1978年，人均能源消费量为1 764 kg标准煤；2009年，人均能源消费量为1 260 kg标准煤，在这期间下降28.6%。从单位面积耗能看，用能量由1981年2.3 kg标准煤下降到2009年1.6 kg标准煤，下降30%。相比，大多数发展中国家处于发展阶段，人均用能量和单位面积用能正处在上升阶段。
3能源消费结构分析
3.1消费结构以天然气和电力为主，其中天然气占比下降，电力占比上升。
在美国，居民部门能源消费品种分天然气、电力、燃料油、煤油、LPG和木材，能源品种多样，高效清洁的天然气和电力占绝大比例。在2009年能源消费结构中，天然气占44%，电力占41%，其余三类占比在5%左右（见图3）。
从各个能源品种变化趋势来看，天然气占比平缓下降，电力明显上升，燃料油和煤油、木材持续下降，LPG小幅上升。在2001年之前，天然气占能源消费总量的50%以上，2001年之后有所下降，但仍然是居民用能最主要的能源。电力消费在1981―2009年之间大幅增长，占比由
1981年24%上升到2009年41%，并不断接近天然气占比（44%）。燃料油和煤油在早期所占比重较高，1981年为13%；但在1981―2009年之间，一直是下降趋势，2009年所占比例仅为5%左右。LPG占比较小，在1981年到2009年之间一直维持在5%以下，但是近年来呈现上升趋势。在早期，木材是居民部门的重要燃料来源，木材消费在1981年占8%；但在2009年，仅占4%左右，消费比例逐渐下降。
3.2完善的电力和天然气设施使得能源可获得性高，LPG家庭使用比例上升。
从每百户家庭是否使用某种能源百分比来看（见图4），在1980年，100%家庭就可以获得电力服务。这和美国电力设施完善，电力服务具有可获得性高、用途广泛、使用方便安全等特点有着密切关系。第二种家庭使用率比较高的能源是天然气，一直维持在60%左右。这首先得益于美国国内丰富的天然气资源，美国是仅次于俄罗斯的第二大天然气生产国；同时，也是世界上最大的天然气消费国，主要的天然气进口国。另一方面，美国有着悠久的天然气发展历史，1966年，全国48个州全部通气；高度完整的输配气网系统，为居民使用天然气提供极大的便利性。家庭中使用木材的比例在不断下降，1981年占28.8%，2009年仅占11.5%，下降较为明显。由于木材是传统能源，随着收入提高可替代性较高。燃料油和煤油的家庭使用百分比随时间呈现下降趋势。LPG的家庭使用百分比在2001年以前一直维持在8%―9%左右，2005年占比11%，2009年呈现大幅上升，占比43%。这主要是由于近年来页岩气的大规模开发，使得页岩气开采过程中伴生气LPG产量不断提高。
美国拥有丰富的煤炭资源。在1950年，煤炭还是居民的主要生活燃料；而近30年，居民部门几乎没有直接消费煤炭。随着美国经济发展，能源效率改进，绝大部分煤炭用于发电领域；2015年消耗的总煤炭量中，近93%用于发电。这主要考虑煤炭直接用于燃烧，不仅利用效率低，还会带来严重的环境污染和危害人体健康问题。但是，对于中国和印度等发展中国家，仍然有绝大多数家庭将煤炭作为炊事和取暖的直接燃料来源，造成了严重的环境和健康危害。
和其他终端用能部门相比，居民部门能源消费结构和其他部门相比有着较大区别。在交通部门，90%以上能源消费来自于石油；商I用能和居民比较类似，能源消耗主要是以电力和天然气为主，电力消耗占比达到60%，天然气为32%；制造业部门用能结构也更为复杂，差异较大。
4最终用途能耗分析
4.1取暖和家电占据用能总量的绝大比例，其中，取暖呈下降趋势，家电呈上升趋势
居民用能按照用途划分可以分为取暖、热水、制冷和其他（主要是家电），2009年取暖和其他项占用能总量76%，热水占18%，空调占6%（见图5）。由于美国大部分地区维度较高，取暖月数长，取暖用能占据总量的绝大比例，但在1978―2009年之间出现持续下降；1978年取暖用能占66%，1997年之后下降到50%以下，2009年占41%，但仍然占用能结构中的最大比例。取暖用能占比下降与居民移到更加温暖的地区和房屋隔离保温性能加强有较大关系[11]。制冷也是居民能源消费的基本用途，但和取暖相比，用能占比较小；在1978年，占3%，2009年，占6%，呈现上升趋势；未来，随着全球气候变暖，夏季高温天气频现，居民对制冷需求可能会不断增加。热水是居民生活的必要服务，除1978年占比14%，之后热水用能占比一直比较稳定，维持在18%左右。其他用途中，包括了冰箱、照明、其他电器设备用能等，内容和项目比较多，增长趋势比较明显；1978年，该项占比16.8%， 2009年占比34.6%，增加近1倍；这主要是和家用电器产品拥有量增加、以及电子产品越来越丰富有关。
从整个发展趋势上看，取暖用能占比将平缓下降，制冷小幅上升，其他项将明显上升，可能会超过取暖项，热水用能则比较稳定。
4.2取暖和热水用途主要消耗天然气，其他用途主要消耗电力
从不同用途用能结构（见图6）来看，2009年在取暖和热水用途中，天然气占绝大比例，占比接近70%。在主要供暖设备中，大多数都是由天然气驱动，比较稳定；2009年主要取暖设备中，有50%家庭使用天然气驱动设备，30%用电。取暖用能中消耗其次是燃料油，占比12%；电力，丙烷和LPG占比相当。热水用能中，电力消耗高于取暖，占比23%，这主要是和热水设备大部分是电驱动有关系。在其他用途中，包括冰箱、厨房设备、电子产品、照明等，大部分是用电设备，因此电力占据绝大比例，达到80%；天然气占比17%。结合用途用能变化趋势来看，随着取暖用能持续下降，其他用能占比不断上升，且其他用能中消耗大量电力，未来电力消耗量将不断上升，有望超过天然气。相比中国，在取暖过程中，绝大部分燃料来源是煤炭，未来将面临更大挑战。
5中美炊事用能结构对比分析
炊事是大多数家庭日常进行的必要活动，一直在居民用能中占据重要地位。2009年，美国主要炊事燃料结构
中，绝大部分家庭使用清洁燃料作为炊事燃料；其中有60%家庭将电力作为最常使用炊事燃料，34%家庭使用天然气（见图7）。
中国2010年人口普查数据显示，居民主要炊事燃料分为燃气、电、煤炭、柴草和其他。其中，燃气占据着较大比例，达到43%；电力占比最低，只占9%。此外，在中国，仍有33%和14%的家庭分别把柴草和煤炭作为主要炊事燃料，这种燃料在使用过程中，会产生严重的空气污染，影响人体健康。
此外，中美居民饮食习惯也存在差异。在中国，随着城镇化及农民工的增多，居民在外就餐的比例增加；但基于传统饮食文化习惯，大部分家庭每天都要有一次或两次炊事活动，频率比较高；炊事用能往往占总能源消费较大比例，特别是在农村地区[12]。在美国，一天做三次及以上热饭的家庭只占7%，两次占24%，一次占36%，接近30%家庭做饭频率少于一天一次；且美国家庭厨房器具高度电气化，使用高效清洁。
6家电保有量和用能效率分析
6.1生活服务型家电保有量显著增加
电器产品的增加和丰富能够提高居民生活质量，提高工作效率，同时也会促使用能量的增加。对1980年和2009年调查数据对比，发现空调、冰箱、微波炉、洗碗机、洗衣机、烘干机家庭保有量在这一期间有着明显增加。如绝大比例家庭都拥有空调设备，占比由1980年57%上升到2009年87%。另外，在空调的类型上，也有着明显变化；1980年只有27%的家庭拥有中央空调，分体空调占30%，43%家庭没有空调；2009年，家庭中拥有中央空调的比例上升到63%，24%家庭拥有分体空调，没有空调的家庭下降到13%。冰箱是日常生活必要设备，家庭拥有量在1980年和2009年都达到100%；不同的是2009年更多家庭拥有两台冰箱，由1980年14%上升到2009年23%。微波炉家庭拥有量在这一期间大幅度上升，1980年只有14%家庭拥有微波炉，2009年这一比例上升到96%，绝大部分家庭都拥有该设备；另外，烤箱和咖啡机在2009年也得到广泛使用。 洗碗机、洗衣机和烘干机的家庭保有量也呈现明显上升（见图8）。
除了常规电器产品增加以外，一些学习型和娱乐性电子产品也有明显增加，特别是电视机和计算机（见图9）。电视机作为一种常见娱乐消遣设备，几乎所有家庭都拥有电视机，近年来变化较大的是更多家庭拥有不止一台电视机。和1997年相比，2009年所有家庭中，拥有三台及以上电视机的家庭占44%，高于1997年的29%。同样，在计算机拥有量上，2009年有76%家庭拥有计算机，高于1997年的35%，增长近一倍；并且2009年家庭中拥有两台计算机的家庭比例为35%，1997年仅为6%，增长快速。打印机的拥有量也从1997年12%上升到60%，增长趋势比较明显。另外，2009年，家庭广泛使用可充电便携式设备（手机）、DVD、DVR、音响设备等。从这些电器增长中可以
看出，居民在满足基本温饱需求之后，对其他娱乐性、学习性和提高生活质量的电子产品有着更多需求。
6.2家电产品用能效率提高
据研究表示，能源效率标识对于降低能耗、保护环境方面具有重要作用[13]。根据国际能源署统计，目前世界上已经有欧盟、美国、加拿大、澳大利亚等40多国家和地区实行了能效标识制度，如欧盟的GEA标识和EU能源标识制度、美国能源之星、日本领跑者标识、中国能效标识等。美国环境保护署和能源部在1992年开始建立“能源之星”志愿活动项目，鼓励厂商和消费者提高能源使用效率来减少能源使用和减轻环境危害；经过不断发展，“能源之星”涵盖的产品和范围不断扩大，由最初的电脑和显示屏扩展到包括多种家用电器、照明、电子产品、办公设备和新建住宅等（US，EPA，2016）。RECS调查数据是从2005年才开始收集家庭拥有某些重要家电设备是否是“能源之星”产品，因此对2005年和2009年的调查数据进行对比；发现在空调、冰箱、洗碗机和洗衣机这几类电器中，2009年有“能源之星”标识的家庭比例远远高于2005年（见图10）。随着该标识的推广，居民认知的提高，居民购买“能源之星”的比例越来越高。2015年，美国人购买了超过3亿多“能源之星”认证的产品，囊括70多个种类；且超过85%的美国居民对“能源之星”标识有一定的认知[14]。实践证明“能源之星”产品在降低能耗方面具有积极作用[15-16]，2014年，“能源之星”项目节约了3.6×1011kW・h，相当于美国电力需求的5%，减少温室气体排放2.83亿公t，并且减少了能源消费支出[17]。
7建筑用能特征
7.1后期修建房屋隔离保温效果高于早期
住宅建筑结构与能源消耗有着密切关系。以2009年调查数据看，2009年现有居民住房建筑年代划分为几个阶段，各个阶段房屋建筑数量分布比较均匀，如1950年以前修建的房屋占总房屋数量17%，在2000―2009年修建的房屋占13.7%（见图11）。从单位面积耗能来看，后期修建房屋小于早期修建房屋，这主要得益于后期修建房屋在隔离保温性能上更优。
图12是分析了不同建筑年代房屋在保温性能方面的差异，早期建筑房屋在房屋保温性能上远远低于后来建筑的房屋。如1950年，保温效果“很好”的房屋只占27%，30%的房屋保温效果“差”，甚至有2%的房屋没有保温效果；相比，2009年建筑的房屋在保温性能便有很大提升，“很好”占比59%，一般占35%，只有很小一部分房屋保温效果比较差。另外，从房屋建筑玻璃上看，1950年到1990之间建筑的房屋45%以上都是单层玻璃，1990年之后的房屋有70%以上是双层及以上玻璃，双层玻璃在保温绝缘等方面更具优势。
7.2中美建筑特征Ρ
根据中国2010年人口普查数据，可以看到住房建筑年代分布中，新建房屋所占比重大。1980年之前建筑的房屋只占10%左右，接近90%的房屋是1980年之后修建，30%以上是2000年以后修建（见图13），绝大部分建筑使用时间不超过40年；美国超过40%的住房房龄在40年以上。房屋修建过程中需要消耗大量的钢铁、建材和有色金属等高耗能产品，中国建筑物寿命短暂，大拆大修是目前中国最大的能源与资源浪费。我们曾建议“中国今后
应制定并严格执行有利于延长建筑物服役周期的系统性政策体系，这比出台具体技术装备能效标准、投资项目节能评估和审查、淘汰‘落后’产能等技术政策和产业政策更为重要与紧迫”[18]。
另外，从建筑材料来看，中美的住房建筑也存在较大差异。按照外墙建筑材料分类，美国分为壁板、砖、木质结构、灰泥和其他结构（见图14）；中国划分为钢及钢筋混泥土、混合结构、砖木和其他四种类型。在美国，有36%房屋建筑外观材料为壁板结构（如轻薄铝材、钢材和乙烯等），有17%为木质结构，大大节省了能源与资源，且回收利用率较高。反观中国，根据2010年人口普查数据，房屋承重类型以钢筋混泥土和混合结构为主，占比超过60%，属于高耗能建筑材料。
8结论与启示
从美国居民能源消费调查数据分析来看，居民部门用能量在近30年没有明显变化，趋于稳定；表明美国居民能源消费处在一个饱和状态，这和居民用能效率改进有着密切关系。从用能结构来看，以清洁能源为主，2009年电力和天然气占比达到85%。从近30年的用能结构变化趋势来看，天然气占比出现小幅下降，电力占比明显上升，木材、燃料油和煤油占比下降，LPG随着页岩气开发占比出现上升。从能源可获得性来看，美国早年已经实现了电力的全覆盖，并且有着完善的天然气管道设施，为居民使用清洁能源提供了极大的便利。从用途分类来看，取暖用能占绝大比例，占40%左右，近30年来出现平缓下降趋势，燃料来源70%是天然气；制冷占比较小，近年出现小幅上升；其他项（主要是家电设备）用能明显上升，主要消耗电力；热水用能则比较稳定，主要靠天然气和电力。近30年，家电产品丰富多样，家庭保有量不断提高，能源效率标识产品率增加，促使电力消费的增加。建筑用能方面，美国房屋服务时间长，后期建筑房屋在保温性能方面高于早期房屋，单位面积耗能下降。
美国居民能源消费一直处于较高水平、能源浪费情况比较严重，这与美国经济发展水平较高和居民生活习惯有着较大关系。和其他国家相比，美国户均能源消费量和人均能源消费量均处于较高水平。美国住宅63%的房屋是独栋住宅，房屋面积比较大，户均住宅面积和人均住宅建筑面积均位于世界前列。美国居民享受更加舒适、享受型的生活，体现在家庭电器产品种类和数量上。每个家庭都拥有冰箱，23%家庭拥有两台，大部分冰箱体积是在400～600升之间，且有30%的家庭拥有冰柜；中央空调比例高于分体空调，中央空调一般是空间连续运行，不能单独控制；66%的家庭每次洗衣都用烘干机；大部分家庭电脑和电视机的数量多于1台；洗碗机、微波炉、咖啡机、烤箱、打印机在美国家庭中也得到广泛使用。虽然美国居民享受着较高水平的能源服务，但能源消费总量在30年没有明显变化，这和能源效率的提高有着密切关系，例如，完善的“能源之星”项目便是一个强有力的措施。整个项目实施时间长，范围广，种类多；涉及工业部门、商业部门和居民部门，包括制造商、零售商、消费者和各种合作伙伴，囊括家电、办公设备、住宅修建、工厂等，在很大程度上减少了能源消费。另一方面，美国完善的能源统计制度为能源分析提供了有力的数据支撑，有利于政策制定、推行与监督。
相比，中国目前处于发展阶段，能源消费快速增长；同时，城乡之间能源消费结构、水平差异较大。体现在高收入家庭对生活舒适度要求更高，家庭电气化水平高，家庭电器种类齐全，存在向美国居民生活模式发展的可能性；而在一些农村地区，能源贫困仍然存在。这对中国发展提出了更多挑战，一方面要制定政策提高效率，引导高收入人群节约用能；另一方面要改善低收入人群能源消费水平。另外，中国还存在建筑服务周期短，建筑材料耗能比重大等问题。建议中国政府进一步完善能源统计制度、推行农村能源扶持项目和能源标识、落实建筑能耗标准，加强建筑规划、提高建筑物使用寿命。
参考文献（References）
[1]ZHANG Q. Residential energy consumption in China and its comparison with Japan， Canada and USA[J]. Energy and buildings， 2004， 36（12）： 1217-1225.
[2]TREIMIKIENE・ D. Residential energy consumption trends， main drivers and policies in Lithuania[J]. Renewable and sustainable energy reviews， 2014， 35： 285-293.
[3]SELIGMAN C， DARLEY J M， BECKER L J. Behavioral approaches to residential energy conservation [J]. Energy and buildings， 1978， 1（3）：325-337.
[4]ALLCOTT H. Social norms and energy conservation[J]. Journal of public economics， 2011， 95（9）： 1082-1095.
[5]HORI S， KONDO K， NOGATA D， et al. The determinants of household energysaving behavior： survey and comparison in five major Asian cities [J]. Energy policy， 2013， 52：354-362.
[6]BROUNEN D， KOK N， QUIGLEY J M. Residential energy use and conservation： economics and demographics[J]. european economic review， 2012， 56（5）： 931-945.
[7]WAHLSTRM M H， HRSMAN B. Residential energy consumption and conservation[J]. Energy and buildings， 2015， 102： 58-66.
[8]LIAO H C， CHANG T F. Spaceheating and waterheating energy demands of the aged in the US[J]. Energy economics， 2002， 24（3）： 267-284.
[9]KAZA N. Understanding the spectrum of residential energy consumption： a quantile regression approach[J]. Energy policy， 2010， 38（11）： 6574-6585.
[10]SANQUIST T F， ORR H， SHUI B， et al. Lifestyle factors in US residential electricity consumption[J]. Energy policy， 2012， 42： 354-364.
[11]U.S. Energy Information Administration. Share of energy used by appliances and consumer electronics increases in U.S. homes[N/OL]. Washington DC： U S Department of Energy， 2011-03-28 [2016-11-20]. https：//eia.gov/consumption/residential/reports/2009/electronics.php.
[12]ZHENG X， WEI C， QIN P， et al. Characteristics of residential energy consumption in China： findings from a household survey[J]. Energy policy， 2014， 75： 126-135.
[13]BANERJEE A， SOLOMON B D. Ecolabeling for energy efficiency and sustainability： a metaevaluation of US programs[J]. Energy policy， 2003， 31（2）： 109-123.
[14]U.S. Environmental Protection Agency. 2015 ENERGY STAR overview of achievements [R]. Washington DC： U S EPA， 2016.
[15]BROWN R， WEBBER C， KOOMEY J G. Status and future directions of the ENERGY STAR program[J]. Energy， 2002， 27（5）： 505-520.
[16]SANCHEZ M C， BROWN R E， WEBBER C， et al. Savings estimates for the United States Environmental Protection Agency’s ENERGY STAR Voluntary Product Labeling Program[J]. Energy policy， 2008， 36（6）： 2098-2108.
[17]U.S. Environmental Protection Agency. 2014 Annual Report[R]. Washington DC：U S EPA， 2016.
[18]魏一Q， 廖华. 中国中长期能源需求预测与展望[R]. 北京：北京理工大学， 2014. [WEI Yiming， LIAO Hua. Energy demand forecast and outlook of China in midlong term [R]. Beijing： Beijing Institute of Technology， 2014.]
[19]QI T Y， YANG Y Z， ZHANG X L. Energy and economic impacts of an international multiregional carbon market[J].Chinese journal of population， resources and environment， 2015， 13（1）：16-20.
[20]YUAN P. Changing energy intensity in China： a decomposition analysis[J].Chinese journal of population， resources and environment， 2015， 13（1）：67-77.
Residential energy consumption in US： 30 years microsurvey data
LIAO Hua1，2，3WU Jingwen1，2，3ZHU Bangzhu4
（
1.School of Management and Economics， Beijing Institute of Technology， Beijing 100081， China；
2.Center for Energy and Environmental Policy Research， Beijing Institute of Technology， Beijing 100081， China；
3.Colla borative Innovation Centre of Electric Vehicles in Beijing， Beijing 100081，China；
4.School of Management， Jinan University， Guangzhou Guangdong 510632， China）
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