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摘要:我国建筑能耗总量和耗能比重不断攀升,能源危机日益加剧。把太阳能、风能和地热能等可再生能源应用到建筑节能中,是解决建筑能源问题的重大抉择。本文阐述了被动式太阳能利用、主动式太阳能利用、太阳能光电技术、风力发电和自然通风利用的基本原理,对于每一种利用方式,从应用实际出发提出了具体的建筑节能策略。
关键词:可再生能源;建筑节能;太阳能;风能
可再生能源指不随其自身转化或人类开发利用而衰竭,可连续再生、永续利用的清洁能源,是满足人类社会可持续发展需要的最终能源选择。可再生能源主要指太阳能、水能、风能、生物质能、地热能、海洋能和氢能等非化石能源。本文着重讨论可再生能源中与建筑节能较为相关的太阳能、风能和地热能。我国目前处于建设鼎盛期,每年建成的房屋面积达 16~20 亿 m2,超过所有发达国家年建成建筑面积的总和,而 97%以上是高耗能建筑。建筑节能已经成为我国节能的重要方面,如果现在不开始注重建筑节能,将直接加剧能源危机。
把可再生能源应用到建筑节能中,既减少了一次能源的消耗,又降低了对环境的破坏作用,是开源与节流的并用,是解决建筑能源问题的重大抉择。本文把节约能源作为建筑设计的主题,深入探讨了太阳能、风能和地热能等在建筑节能设计中的应用策略。
1 保温绝热策略
由于采暖和空调耗能在建筑消耗能源中所占比例相当大,降低这一部分能源消耗尤为重要。建筑物的外圍护结构直接和外界接触,是室内热量向外散失的主要途径,因此首先应提高建筑围护结构的保温隔热性能。
① 外墙主体材料可用加气混凝土、粘土空心砖、混凝土空心砌块等保温性能好的材料。
② 在外墙及屋顶等外围护结构散热量较大之处还应尽量辅助采用岩棉制品、聚苯乙烯泡沫塑料、水泥聚苯板等保温材料以进一步增加建筑保温性能。
2 太阳能利用
应当了解建筑所在区域的太阳辐射量,得到周边建筑可能的遮挡情况,将这些数据作为被动式太阳能建筑设计的基础。通常采光面或收集器应尽量朝南,还要具体情况具体分析,例如早上需要采暖而傍晚和晚上不需要采暖的建筑,南偏东的朝向较好;在有晨雾和多云的地区,以及主要在晚间使用的建筑,可以采用南偏西的朝向。而开窗面积应当根据采暖和制冷季节建筑的热平衡性能决定。
建筑的平面布置应当按功能分区,例如餐厅可以布置在东南侧,起居室布置在南侧,卧室布置在西南,储藏、交通等放在北侧作为缓冲空间。在建筑的体形设计上,开间大、进深小的阳光间性能最好,开间小进深小的次之,而开间和进深都很大的阳光间性能最差,平均温度较低。
3 风能利用
在建筑设计中采用风力发电系统,需要了解建筑所在区域的风力资源情况,同时还要考虑设备噪音问题是否会给周围社区带来影响。噪音是限制风力发电机在城市发展的重要因素之一,幸运的是,目前已经有“静音”型产品问世。
由于风轮机的输出功率与风速的立方成正比,因而风力发电机常被安装在屋顶上,在建筑设计中必须考虑风轮机产品如何与建筑造型、风格相协调。在风塔造型设计时,可以利用横轴或纵轴、叶片数量与翼展的变化,设计出造型优美、雕塑般的风力发电设施。
关键词:可再生能源;建筑节能;太阳能;风能
可再生能源指不随其自身转化或人类开发利用而衰竭,可连续再生、永续利用的清洁能源,是满足人类社会可持续发展需要的最终能源选择。可再生能源主要指太阳能、水能、风能、生物质能、地热能、海洋能和氢能等非化石能源。本文着重讨论可再生能源中与建筑节能较为相关的太阳能、风能和地热能。我国目前处于建设鼎盛期,每年建成的房屋面积达 16~20 亿 m2,超过所有发达国家年建成建筑面积的总和,而 97%以上是高耗能建筑。建筑节能已经成为我国节能的重要方面,如果现在不开始注重建筑节能,将直接加剧能源危机。
把可再生能源应用到建筑节能中,既减少了一次能源的消耗,又降低了对环境的破坏作用,是开源与节流的并用,是解决建筑能源问题的重大抉择。本文把节约能源作为建筑设计的主题,深入探讨了太阳能、风能和地热能等在建筑节能设计中的应用策略。
1 保温绝热策略
由于采暖和空调耗能在建筑消耗能源中所占比例相当大,降低这一部分能源消耗尤为重要。建筑物的外圍护结构直接和外界接触,是室内热量向外散失的主要途径,因此首先应提高建筑围护结构的保温隔热性能。
① 外墙主体材料可用加气混凝土、粘土空心砖、混凝土空心砌块等保温性能好的材料。
② 在外墙及屋顶等外围护结构散热量较大之处还应尽量辅助采用岩棉制品、聚苯乙烯泡沫塑料、水泥聚苯板等保温材料以进一步增加建筑保温性能。
2 太阳能利用
应当了解建筑所在区域的太阳辐射量,得到周边建筑可能的遮挡情况,将这些数据作为被动式太阳能建筑设计的基础。通常采光面或收集器应尽量朝南,还要具体情况具体分析,例如早上需要采暖而傍晚和晚上不需要采暖的建筑,南偏东的朝向较好;在有晨雾和多云的地区,以及主要在晚间使用的建筑,可以采用南偏西的朝向。而开窗面积应当根据采暖和制冷季节建筑的热平衡性能决定。
建筑的平面布置应当按功能分区,例如餐厅可以布置在东南侧,起居室布置在南侧,卧室布置在西南,储藏、交通等放在北侧作为缓冲空间。在建筑的体形设计上,开间大、进深小的阳光间性能最好,开间小进深小的次之,而开间和进深都很大的阳光间性能最差,平均温度较低。
3 风能利用
在建筑设计中采用风力发电系统,需要了解建筑所在区域的风力资源情况,同时还要考虑设备噪音问题是否会给周围社区带来影响。噪音是限制风力发电机在城市发展的重要因素之一,幸运的是,目前已经有“静音”型产品问世。
由于风轮机的输出功率与风速的立方成正比,因而风力发电机常被安装在屋顶上,在建筑设计中必须考虑风轮机产品如何与建筑造型、风格相协调。在风塔造型设计时,可以利用横轴或纵轴、叶片数量与翼展的变化,设计出造型优美、雕塑般的风力发电设施。