能源黑客—智能改造,空间高效再生

闵静 Candice Min

导师

驱动问题

  1. 如何评估教室中的能源消耗,并设计有效的节能方案以减少能源浪费?
  2. 在教室改造过程中,如何使用可再生能源和节能技术最大化能源效率?
  3. 如何通过合理的热量散失计算和隔热改进减少建筑能量损失?
  4. 在改造教室时,如何平衡技术可行性、经济性与环境影响,以确保方案的可持续性?
  5. 如何量化和评估能源节约措施对环境的正面影响,特别是减少碳排放和降低对化石燃料的依赖?
  6. 如何通过模型模拟教室的能源消耗变化,展示改造前后的节能效果?

项目介绍

涉及学科:物理学、数学、环境科学、工程学、计算机科学、可持续发展与能源管理

项目主题关键词:可持续发展、3D打印、能源管理


本项目聚焦于通过创新的能源技术和设计方法,为学校教室打造一个节能改造系统。我们正在开发一个综合能源效率提升方案,旨在通过使用可再生能源和节能技术,最大化教室的能源效率并最小化能源浪费。传统的节能改造往往依赖于人工干预,操作成本高且难以推广。我们的系统利用科学的能源调查、热量散失计算和节能技术应用,提供一个可以随时评估和改进的能源管理方案,帮助学校减少能源消耗并降低碳排放。

该项目的核心是基于数据驱动的分析引擎,能够通过计算教室的能耗、热量散失和节能措施效果,提供量化的节能方案。通过对教室进行详细的能源调查和热量散失分析,学生将根据数据提出最适合的节能改造方案,确保改造后的教室在不同环境条件下都能维持高效的能源利用。

为了更好地展示节能改造效果,学生将制作 3D打印模型,模拟改造后的教室能耗。通过模型展示,如增加保温层、安装太阳能板、更新照明系统等设计,学生能够形象地了解如何通过空间设计提高能源效率。室内电路设计也将融入其中,学生将设计并模拟新的照明和能源系统,展示如何通过合理的电路设计减少能量浪费。

在热能部分,学生将创建一个 热能演示模型,通过可视化热量散失和热能流动的方式,展示不同建筑材料和设计方案对能效的影响。这个模型将帮助学生理解如何通过改进保温材料、加强窗户和门的密封性、安装节能设备等方法,减少教室内的热量损失。

通过这种智能化的节能设计和反馈机制,学生将获得一个系统性的节能改造体验,掌握如何通过合理的设计提高教室的能源利用率,同时减少环境影响。我们相信,通过此项目,学生不仅能提升自己的环境意识和实践能力,还能为学校带来可持续的能源解决方案,促进可持续发展目标的实现。这个项目不仅是一个技术性工具,更是一场提升学校能源效率和环境质量的社会化变革。

核心素养

思维习惯:创新与解决问题能力,批判性思维,适应性与灵活性

认知能力:系统性思维,数据分析与决策能力,工程设计与优化

学科知识:能源管理与可持续发展,数学与物理知识,工程学与技术应用

执行力与合作能力:项目管理能力,团队协作与沟通

环境与社会责任:环境影响评估,可持续发展目标