试论可再生能源在新时期建筑设计中的科学利用

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1、试论可再生能源在新时期建筑设计中的科学利用袁东孙兆杰北方工程设计研究院有限公司上海分公司邮编：200433北方工程设计研究院有限公司邮编：050011摘要：可再牛.能源在新时期不单单是对太阳能光电板的使用，目前建筑设计师更加侧重可再生能源的利用条件和方式。木文主要介绍了风能、太阳能以及地热等可再生能源在新时期建筑设计中的科学利用情况，分別叙述了能源利用概况以及建筑设计运用方法。关键词：可再生能源；建筑；设计；利用建筑设计师应在进行建筑设计时应该融入新时期的特点，发挥积极的作用，更加全面地了解可再生能源在建筑设计中的科学利用方式。一、可再生能源种类

2、概述（一）风能风能的利用历史最早要追溯到公元前5000年的埃及人的航海活动，随后，人类开始利用风能从事谷物的研磨和汲水工作，到现在风能在这些领域的使用仍然存在。近现代时期，人类创造出了风力涡轮机，可以为远处提供风能电力。上世纪的后半期风力农场出现。小型或微型的风力发电机被广泛地运用于建筑领域，并且这些发电机的技术在我国已较为成熟，目前所投放的地区大部分在偏远的农村，由于缺乏电网连接所以对风能的需求更大。相比农村，城市地区的分风力发电机使用就较少。实施上按照目前的科技能力和人们的接受程度，让风力发电机走入城市生活中是十分有可能的。加拿大的多伦多就把

3、风力发电机安装在国家展览馆中，目前已有100万Kw的绿色电能，成为该市的特色之一。在日木，风力发电机广泛地使用在写字楼、商店中，对于日木家庭开始推广使用“小型微风风力发电机”，这类发电机对风能的要求仅仅是2m/s左右的风速，相当于使树叶轻轻晃动的风速就可以进行发电工作。针对建筑物中的小型微型发电机，它对风车的要求要在3~5m之上，叶片的直径要在2〜4m，可以用来建筑物的亮化照明工作。（二）太阳能公元前2800年，太阳光的朝向就影响了神庙的方位设计。在古代建筑中，也普遍地根据太阳光来对建筑做一定的调整，例如对建筑的南北朝向布局,以及开窗的方向等。在

4、工业革命以后，人们对建筑进行了一定的反思，对建筑物的要求更注重阳光和新鲜的空气，0的是为了预防疾病。在上世纪40年代到50年代期间，对太阳能的技术研究达到了鼎盛吋期。在上世纪70年代经历了石油危机，被动式太阳能技术在此期间正式被提出，同吋还冇主动式太阳能技术和太阳能光电技术也获得了较大的进步。太阳能的技术一般情况下分为被动式太阳能技术、主动式太阳能技术以及太阳能光电技术。（三）地热地热在过去被描述为两种完全不同的能源系统，针对地球深处采集的热能和利用地标下的土层转换为冬天和夏天的热能量。苏中用于夏天的热裤更准确地名称是“地缘热”。热泵可以对地下浅

5、表层的低温热能进行抽取工作，为供暖提供热量和制备热水，在夏天可以向建筑物进行热量的排放。因为电能只负责抽取热量，所以电能消耗可以大大地减轻。在瑞典、美国、加拿大、瑞士等国家地源热泵式的空调系统已经得到广泛的应用，在我国地源热泵的市场也进入了活跃的阶段。通常情况下，地源热泵的技术线路划分为两种，一种是气型地源热泵技术和水，另一种是水型地缘热泵技术。气型地源热泵技术能够将浅层土壤和地下水中吸取和排除热量，并分散在各个热泵机组中进•一步转换成热风和冷风。水型地缘热泵技术则是通过地下水来进行排热和取热工作，途径热泵机组可以进一步转换成热水和冷水。分散在各

6、个房间都布置好的风机盘，可以转换成热风和冷风为房间提供制热和制冷的效果。二、可再生能源在建筑设计中的利用（-）风能的建筑设计策略风力发电运用于建筑设计，需要综合考虑建筑所在环境的风力情况以及噪音情况，并勘察噪音会给居民带来的影响，这也是城市限制风力发电的一个重要原因，不过目前带有“静音”功能的风力发电产品已经被研发出来。跟传统的能源相比，风力发电的缺点在于具有不稳定性。解决风力发电的不稳定性，可以通过四种手段来改善：（1）和电网相连，通过电网储备风力，承担蓄电的作用。（2）使用大型的蓄电池。（3）利用“风力一一光伏”的互补形式。（4）利用“风力一

7、一柴汕机”的互补习惯是。0前在我国能够广泛运用的是大型蓄电池、“风力一一光伏”、“风力一一柴油机”等。因为风轮机所输出的功率和风速的立方成正比，所以风力发电机一般都安装在屋顶，这就要求建筑设计师要对风力发电机的安装位置以及与建筑物整体风格协调上多加考虑。在国外，风力发电机的造型设计一般都是利用纵轴、横轴、叶片数量以及翼展的协调变化来进行造型的设计，从而使风力发电设备从外形上更符合建筑物的整体需求。建筑设计要注重自然通风的作用，一是要改善空气质量，二是改善室内热舒适。夏天的时候，通过自然通风可以进行被动式的降温活动从而减少空调的能源消耗，并且可以有

8、效地避免“建筑综合症”的问题发生。冬天的吋候，自然通风可以使屋内的潮气以及污染物适当的派件，从而减少暖气的能源消耗。自然通风被动式降温的