可再生能源在建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用
時(shí)間:2022-10-21 10:26:03
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1建筑設(shè)計(jì)中的可再生能源
可再生能源是自然環(huán)境下自然生成的,可持續(xù)再生而不會(huì)被人類一次性使用完的,可以給人類生產(chǎn)活動(dòng)帶來(lái)熱、力、光等各種驅(qū)動(dòng)的潔凈環(huán)保能源資源。與石油、天然氣等能源相比,可再生能源不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,潔凈環(huán)保,并且可循環(huán)使用。目前,已被人們熟知且能投入生產(chǎn)使用的可再生能源有太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮堋⒑Q竽?、生物能、潮汐能等。?a href="http://828857.com/lunwen/jianzhulunwen/jzhshjlw/201510/610932.html" target="_blank">建筑設(shè)計(jì)中,可行且應(yīng)用比較廣泛的可再生能源主要包括太陽(yáng)能、地?zé)崮堋L(fēng)能等,這些新能源給人們帶來(lái)了不少切實(shí)的收益。
2建筑設(shè)計(jì)中可再生能源的利用現(xiàn)狀
我國(guó)可再生資源的種類及總量都較為豐富,其中尤以水資源最為突出。太陽(yáng)能覆蓋了我國(guó)將近2/3的領(lǐng)土,每年輻射量高達(dá)6kV/m2;可有效開(kāi)發(fā)的風(fēng)能資源了高達(dá)30億kW;地?zé)崮艿奶矫鲀?chǔ)量在32億tce左右。可見(jiàn),不管是在現(xiàn)今已有開(kāi)采與使用條件下,還是在未來(lái)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中,我國(guó)可再生能源都具有較大的發(fā)展空間,能夠滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中對(duì)能源的龐大需求??稍偕茉丛谖覈?guó)能源結(jié)構(gòu)中所占的比重越來(lái)越大,以2013年為例,可再生能源使用量達(dá)2.5億t標(biāo)準(zhǔn)煤,比2012年上升了將近2個(gè)百分點(diǎn),是我國(guó)能源消耗總量中十分重要的一部分。在這種能源使用狀態(tài)下,“綠色經(jīng)濟(jì)”必將興起,極大地促進(jìn)我國(guó)長(zhǎng)期能源規(guī)劃中2020年基本滿足國(guó)民能源需求的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)??稍偕茉丛谖覈?guó)能源使用中的戰(zhàn)略地位越來(lái)越高,對(duì)其的需求量也逐年增長(zhǎng)。因此,當(dāng)前發(fā)展能源的主要任務(wù)不僅僅是改變能源的結(jié)構(gòu),還需努力提高能源的供給率,確保我國(guó)能源供應(yīng)的安全。
3可再生能源在建筑設(shè)計(jì)中的利用
建筑設(shè)計(jì)中的可再生能源有很多,各類可再生能源在建筑設(shè)計(jì)中的利用手段也不盡相同。筆者總結(jié)前人研究成果,結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn),著重介紹了太陽(yáng)能、地?zé)崮芗帮L(fēng)能在建筑設(shè)計(jì)中的利用。
3.1太陽(yáng)能
太陽(yáng)能是目前在建筑設(shè)計(jì)中利用最為普遍的一種可再生能源,其利用方式主要有集熱蓄熱墻設(shè)計(jì)、太陽(yáng)能集熱器保溫墻板設(shè)計(jì)、墻面附加集熱器設(shè)計(jì)、陽(yáng)臺(tái)設(shè)計(jì)、屋面集熱部件設(shè)計(jì)及遮陽(yáng)裝置設(shè)計(jì)等。太陽(yáng)能集熱器保溫墻的設(shè)計(jì)思路是將墻體與集熱器進(jìn)行一體化處理。它是將熱反射板與墻體后面的建筑對(duì)接,熱反射板收集陽(yáng)光的熱量,通過(guò)熱管傳熱,傳輸?shù)矫恳粋€(gè)房間。遮陽(yáng)裝置(如圖1)常常與太陽(yáng)光伏電板、太陽(yáng)能集熱器相結(jié)合,特別是在高層住宅中,這種設(shè)計(jì)不僅能起到遮陽(yáng)效果,還能提供大量熱水,有效利用窗臺(tái)空間,且可大大降低住宅的建設(shè)成本。
3.2地?zé)崮?/p>
地?zé)崮艿睦弥饕ㄟ^(guò)地源熱泵技術(shù)得以實(shí)現(xiàn),目前,該技術(shù)主要分為水-水型地源熱泵系統(tǒng)和土-氣型地源熱泵系統(tǒng)兩類。地源熱泵系統(tǒng)的建設(shè)策略主要包括三個(gè)方面:選址與場(chǎng)地規(guī)劃、機(jī)房位置與大小及末端裝置的設(shè)計(jì)。
1)科學(xué)選址并合理規(guī)劃場(chǎng)地。地源熱泵系統(tǒng)的熱交換方式有很多,但無(wú)論用哪種方式,在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)之前,都需要對(duì)建筑場(chǎng)地進(jìn)行詳細(xì)的水文地質(zhì)勘察,對(duì)該地區(qū)的地?zé)豳Y源分布進(jìn)行預(yù)先調(diào)查。
2)控制機(jī)房位置及大小。機(jī)房位置的設(shè)計(jì)涉及到建筑立面的整潔度,對(duì)建筑美觀度有著直接的影響。地源熱泵系統(tǒng)沒(méi)有普通空調(diào)所需的冷卻塔,其機(jī)組都是放在室內(nèi)的,有利于建筑的整體造型設(shè)計(jì)。
3)末端裝置的設(shè)計(jì)。主流的地源熱泵的末端裝置主要包括風(fēng)機(jī)盤管及輻射吊頂兩種,前者的安裝較為簡(jiǎn)單,后者則需要協(xié)調(diào)好夏季吊頂表面結(jié)露問(wèn)題。
3.3風(fēng)能
風(fēng)能的利用歷史較為悠久,最早可以追溯到公元前5000年前,人們利用風(fēng)能研磨谷物,其中不少器械裝置一直沿用到現(xiàn)在。目前,全世界對(duì)風(fēng)能的利用主要體現(xiàn)在風(fēng)力發(fā)電上。與我國(guó)建筑相結(jié)合的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)已經(jīng)較為成熟的有小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)及微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)兩種,其主要被運(yùn)用在較為偏遠(yuǎn)的、尚未連接上電網(wǎng)的農(nóng)村中。
4結(jié)語(yǔ)
可再生能源在建筑設(shè)計(jì)中的利用已越來(lái)越普遍,當(dāng)前能投入使用的綠色能源主要有風(fēng)能、地?zé)崮?、太?yáng)能等。為響應(yīng)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,我們應(yīng)該大力發(fā)展綠色建筑,增加可再生能源在建筑設(shè)計(jì)中的使用率。
作者:洪宸 單位:西北工業(yè)大學(xué)