登录
专题活动1 节能方案设计
数据显示，中国居民生活用电占全社会用电量的14.3%，其中30%属于可避免的浪费。四川省作为中国西部重要的经济大省和清洁能源基地，正处于经济社会快速发展与节能减排压力并存的关键时期。成都市某小学年收集和处理非常规水大约6560 m³，占自来水用水量的35.6%，主要用于绿化、冲洗校园、景观补水等。使用光伏发电，年节约电约5000千瓦时。通过上述案例，请为你的家设计节能方案。
设计方案
1. 生活中哪些能源需要节省？你的家里使用了哪些能源？你在家里应该如何节约能源？
2. 通过查询相关资料，记录所在地区电费、水费、燃气费的计价方案，设计家庭节能方案。
实施方案
1. 统计数据：记录家庭七月水、电、燃气消耗数据和费用，分析高能耗时段与设备。
2. 画统计图：根据统计数据，绘制相关统计图。
3. 具体措施：如空调——定期清洗滤网；冰箱——远离热源放置，留100 mm散热间隙，及时除霜。请你结合家庭节能环保的实际场景，仿照以上示例，将你的节能方案写下来。
4. 成果分析：实施具体措施后，统计八月水、电、燃气消耗数据和费用，用不等式进行比较，对比七、八月的消耗数据和费用，分析具体措施的优劣。
5. 综合分析：撰写家庭节能优化报告及不等式推导过程，绘制实施效果对比图。
评估反思
1. 回顾实施过程，你遇到了哪些困难或问题？是怎样解决的？还有哪些可以改进的地方？
2. 在这次方案实施中，数学知识发挥了哪些作用？
成果展示
1. 在班级内展示并交流你设计节能方案的过程和取得的成效。
2. 根据各方面意见反馈，对节能方案进行修改完善，形成最终的节能方案。
数据显示，中国居民生活用电占全社会用电量的14.3%，其中30%属于可避免的浪费。四川省作为中国西部重要的经济大省和清洁能源基地，正处于经济社会快速发展与节能减排压力并存的关键时期。成都市某小学年收集和处理非常规水大约6560 m³，占自来水用水量的35.6%，主要用于绿化、冲洗校园、景观补水等。使用光伏发电，年节约电约5000千瓦时。通过上述案例，请为你的家设计节能方案。
设计方案
1. 生活中哪些能源需要节省？你的家里使用了哪些能源？你在家里应该如何节约能源？
2. 通过查询相关资料，记录所在地区电费、水费、燃气费的计价方案，设计家庭节能方案。
实施方案
1. 统计数据：记录家庭七月水、电、燃气消耗数据和费用，分析高能耗时段与设备。
2. 画统计图：根据统计数据，绘制相关统计图。
3. 具体措施：如空调——定期清洗滤网；冰箱——远离热源放置，留100 mm散热间隙，及时除霜。请你结合家庭节能环保的实际场景，仿照以上示例，将你的节能方案写下来。
4. 成果分析：实施具体措施后，统计八月水、电、燃气消耗数据和费用，用不等式进行比较，对比七、八月的消耗数据和费用，分析具体措施的优劣。
5. 综合分析：撰写家庭节能优化报告及不等式推导过程，绘制实施效果对比图。
评估反思
1. 回顾实施过程，你遇到了哪些困难或问题？是怎样解决的？还有哪些可以改进的地方？
2. 在这次方案实施中，数学知识发挥了哪些作用？
成果展示
1. 在班级内展示并交流你设计节能方案的过程和取得的成效。
2. 根据各方面意见反馈，对节能方案进行修改完善，形成最终的节能方案。
答案
解：
设计方案
1. 需要节省的生活能源：电能、水能、天然气等常规能源。
家庭使用的能源：日常市电、自来水、管道天然气，部分场景使用太阳能。
家庭节能方向：及时关闭未使用的用电、用水设备，减少燃气空烧浪费，优先使用清洁能源。
2. 以成都市本地计价方案为例：
电费阶梯计价：第一档0~180千瓦时，0.5224元/千瓦时；第二档181~280千瓦时，0.6224元/千瓦时；第三档281千瓦时以上，0.8224元/千瓦时。
水费阶梯计价：第一档0~216m³，3.03元/m³；第二档217~300m³，3.90元/m³；第三档301m³以上，6.51元/m³。
燃气费阶梯计价：第一档0~500m³，2.18元/m³；第二档501~660m³，2.71元/m³；第三档661m³以上，3.37元/m³。
家庭节能方案核心目标：将月度水、电、燃气消耗量控制在各品类第一档阶梯区间内，消除不必要的能源浪费。
实施方案
1. 统计数据：七月家庭消耗数据：水8m³，费用24.24元；电260千瓦时，费用142.02元；燃气18m³，费用39.24元。高能耗时段为每日19:00-22:00，高能耗设备为空调、电热水器、家用燃气灶具。
2. 绘制统计图：分别绘制七月水、电、燃气消耗占比饼图，每日时段用电量折线图，直观展示能耗分布特征。
3. 具体节能措施：
照明——全部更换为LED节能灯具，人走随手关灯，杜绝长明灯；
电热水器——夏季温度设置为45℃，长时间不用时关闭电源，避免反复加热空耗电能；
洗衣机——攒够足量衣物再启动，选择标准水位模式，运行结束后及时拔掉电源；
用水龙头——将洗菜、淘米的废水收集，用于冲厕、浇花，杜绝长流水冲洗物品；
燃气灶具——烹饪前提前备好全部食材，避免燃气空烧，火焰高度不超过锅底边缘，减少燃气无效燃烧；
电视、机顶盒等待机设备——使用结束后拔掉电源插头，消除待机耗电。
4. 成果分析：八月实施节能措施后统计数据：水5.8m³，费用17.57元；电195千瓦时，费用103.37元；燃气12m³，费用26.16元。
不等式对比：
用水量：$5.8\ \mathrm{m}^3 ＜ 8\ \mathrm{m}^3$，水费：$17.57\ \mathrm{元} ＜ 24.24\ \mathrm{元}$
用电量：$195\ \mathrm{千瓦时} ＜ 260\ \mathrm{千瓦时}$，电费：$103.37\ \mathrm{元} ＜ 142.02\ \mathrm{元}$
燃气用量：$12\ \mathrm{m}^3 ＜ 18\ \mathrm{m}^3$，燃气费：$26.16\ \mathrm{元} ＜ 39.24\ \mathrm{元}$
措施优劣分析：所有无额外成本的节能措施均有效降低了能源消耗，月度总能耗费用减少约58.4元，节能效果明显；部分需要改变日常习惯的措施初期执行容易疏漏，偶尔会出现忘记关闭热水器电源的情况。
5. 综合分析：撰写家庭节能优化报告，推导不等式：设七月水、电、燃气消耗量分别为$W_7$、$E_7$、$G_7$，对应费用为$C_{W7}$、$C_{E7}$、$C_{G7}$；八月对应参数为$W_8$、$E_8$、$G_8$，$C_{W8}$、$C_{E8}$、$C_{G8}$，可推导得$W_8＜W_7$，$E_8＜E_7$，$G_8＜G_7$，因此月度总费用$C_{总8}=C_{W8}+C_{E8}+C_{G8} ＜ C_{总7}=C_{W7}+C_{E7}+C_{G7}$，绘制七、八月水电气消耗量、费用双轴对比柱状图。
评估反思
1. 遇到的困难：初期手动记录逐时用电量繁琐，容易出现遗漏、数据误差。解决方法：调取家用智能电表的时段统计功能直接导出数据，降低手动记录的工作量和误差。可改进方向：后续可在阳台加装小型家用光伏发电板，进一步降低外购用电量；加装小型雨水收集桶，收集雨水用于拖地、浇花，进一步降低自来水消耗。
2. 数学知识的作用：①用统计知识整理能耗原始数据，直观展示能耗分布规律；②用不等式量化对比节能前后的能源消耗、费用差异，精准计算节能收益；③结合阶梯计价规则进行数学计算，明确不同能耗区间的单位成本，帮助设定最经济的能耗控制目标。
成果展示
1. 在班级内展示统计原始数据、各类统计图、节能措施和实际节能收益，和同学交流不同家庭的实用节能小妙招。
2. 收集师生反馈，补充加装节水龙头、小型家用光伏的相关内容，调整部分措施的执行细节，形成可长期落地执行的最终家庭节能方案。
设计方案
1. 需要节省的生活能源：电能、水能、天然气等常规能源。
家庭使用的能源：日常市电、自来水、管道天然气，部分场景使用太阳能。
家庭节能方向：及时关闭未使用的用电、用水设备，减少燃气空烧浪费，优先使用清洁能源。
2. 以成都市本地计价方案为例：
电费阶梯计价：第一档0~180千瓦时，0.5224元/千瓦时；第二档181~280千瓦时，0.6224元/千瓦时；第三档281千瓦时以上，0.8224元/千瓦时。
水费阶梯计价：第一档0~216m³，3.03元/m³；第二档217~300m³，3.90元/m³；第三档301m³以上，6.51元/m³。
燃气费阶梯计价：第一档0~500m³，2.18元/m³；第二档501~660m³，2.71元/m³；第三档661m³以上，3.37元/m³。
家庭节能方案核心目标：将月度水、电、燃气消耗量控制在各品类第一档阶梯区间内，消除不必要的能源浪费。
实施方案
1. 统计数据：七月家庭消耗数据：水8m³，费用24.24元；电260千瓦时，费用142.02元；燃气18m³，费用39.24元。高能耗时段为每日19:00-22:00，高能耗设备为空调、电热水器、家用燃气灶具。
2. 绘制统计图：分别绘制七月水、电、燃气消耗占比饼图，每日时段用电量折线图，直观展示能耗分布特征。
3. 具体节能措施：
照明——全部更换为LED节能灯具，人走随手关灯，杜绝长明灯；
电热水器——夏季温度设置为45℃，长时间不用时关闭电源，避免反复加热空耗电能；
洗衣机——攒够足量衣物再启动，选择标准水位模式，运行结束后及时拔掉电源；
用水龙头——将洗菜、淘米的废水收集，用于冲厕、浇花，杜绝长流水冲洗物品；
燃气灶具——烹饪前提前备好全部食材，避免燃气空烧，火焰高度不超过锅底边缘，减少燃气无效燃烧；
电视、机顶盒等待机设备——使用结束后拔掉电源插头，消除待机耗电。
4. 成果分析：八月实施节能措施后统计数据：水5.8m³，费用17.57元；电195千瓦时，费用103.37元；燃气12m³，费用26.16元。
不等式对比：
用水量：$5.8\ \mathrm{m}^3 ＜ 8\ \mathrm{m}^3$，水费：$17.57\ \mathrm{元} ＜ 24.24\ \mathrm{元}$
用电量：$195\ \mathrm{千瓦时} ＜ 260\ \mathrm{千瓦时}$，电费：$103.37\ \mathrm{元} ＜ 142.02\ \mathrm{元}$
燃气用量：$12\ \mathrm{m}^3 ＜ 18\ \mathrm{m}^3$，燃气费：$26.16\ \mathrm{元} ＜ 39.24\ \mathrm{元}$
措施优劣分析：所有无额外成本的节能措施均有效降低了能源消耗，月度总能耗费用减少约58.4元，节能效果明显；部分需要改变日常习惯的措施初期执行容易疏漏，偶尔会出现忘记关闭热水器电源的情况。
5. 综合分析：撰写家庭节能优化报告，推导不等式：设七月水、电、燃气消耗量分别为$W_7$、$E_7$、$G_7$，对应费用为$C_{W7}$、$C_{E7}$、$C_{G7}$；八月对应参数为$W_8$、$E_8$、$G_8$，$C_{W8}$、$C_{E8}$、$C_{G8}$，可推导得$W_8＜W_7$，$E_8＜E_7$，$G_8＜G_7$，因此月度总费用$C_{总8}=C_{W8}+C_{E8}+C_{G8} ＜ C_{总7}=C_{W7}+C_{E7}+C_{G7}$，绘制七、八月水电气消耗量、费用双轴对比柱状图。
评估反思
1. 遇到的困难：初期手动记录逐时用电量繁琐，容易出现遗漏、数据误差。解决方法：调取家用智能电表的时段统计功能直接导出数据，降低手动记录的工作量和误差。可改进方向：后续可在阳台加装小型家用光伏发电板，进一步降低外购用电量；加装小型雨水收集桶，收集雨水用于拖地、浇花，进一步降低自来水消耗。
2. 数学知识的作用：①用统计知识整理能耗原始数据，直观展示能耗分布规律；②用不等式量化对比节能前后的能源消耗、费用差异，精准计算节能收益；③结合阶梯计价规则进行数学计算，明确不同能耗区间的单位成本，帮助设定最经济的能耗控制目标。
成果展示
1. 在班级内展示统计原始数据、各类统计图、节能措施和实际节能收益，和同学交流不同家庭的实用节能小妙招。
2. 收集师生反馈，补充加装节水龙头、小型家用光伏的相关内容，调整部分措施的执行细节，形成可长期落地执行的最终家庭节能方案。
