浅谈建筑可再生能源的运用

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1、浅谈建筑可再生能源的运用浙江建院建筑规划设计院310000摘要：可再牛.能源在建筑中的应用不仅仅是设备工程师的职责，建筑师也应当发挥更加积极的作用。因为，建筑师的设计手法很大程度上决定了可再生能源的利用条件和利用方式。能源危机的日益加重，使世界人们都加重了对节能技术的应用，近年随着建筑行业的快速发展，在建筑行业上的能源消耗也在曰益增加，可再生能源在建筑行业中的放用已经迫在眉睫。下面就可能对建筑外观和内部形式造成影响的风能、太阳能、地热能三种可再生能源进行简要的叙述和分析。关键词：可再生能源、风能、太阳能、地热能；一、风能的运用对风力的利用可以追溯到公元前5000年埃及

2、人的航海活动，后来人们利用风力汲水、研磨谷物等，不少这类装置至今仍在使用。在近代，上世纪上半叶出现了风力涡轮机，可以为偏远地区提供电力；大型的“风力农场”则产生于上世纪后半叶。建筑上一般釆用小型或微型风力发电机，这类产品在我国己经有较为成熟的技术，目前主要供应没有电网连接的偏远农村使用，而在我国城市,很少能够看到风力发电机的影踪。以现在的技术水平和人们观念的接受程度，风力发电机完全可以在都市中找到一席之地。在加拿大多伦多，安装在国家展览馆的风力发电机至今己经生产了超过100万KWH的绿色电能，并且成为该市一座新的地标；在日木，近年来开发出的专用于写宇楼、商店和家庭使用

3、的“小型微风风力发电机”正在向社会大力推广，只要有能使树叶摇动的微风（2m/s左右风速），就能使发电机工作。用于建筑的小型或微型风力发电机，风车高度3—5m,叶片直径2—4m,非常适合夜间建筑亮化照明等用途。如果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，同吋还要考虑设备噪音问题是杏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，0前己经有“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，因而风力发电机常常被安装在屋顶上，建筑师必须考虑工业产品的风轮机如何与建筑物的造型、风格相协调。对风力发电机进行造型设

4、计，利用横轴或是纵轴、叶片数量与翼展的变化，可以设计出造型优美、雕塑般的风力发电设施。在建筑设汁中若采用风力发电系统,那么为了使建筑能够利用风压获得良好的自然通风效果，需要在设计初期阶段搜集详细的气象统计数据，并对场地进行调研，掌握局部风环境的情况。场地风速频率、平均风速、风向分布、无风日数，以及场地周边的建筑、植物分布情况都对通风策略的制定产生重要影响。到了详细设计阶段，则可以利用计算机或者风洞试验对通风进行模拟，获得简化的风压分布图，从而帮助建筑师调整建筑开U部位或对建筑体形进行优化。如，在一定高度的空中风速较大，利用这一特点,在高层及超高层建筑中结合建筑造型，在

5、角部设置风力发电设备，将对整个建筑的用电进行一定的补充。而获得的风压分布图，也可以帮助设计利用热压通风吋，计算“中性面”位置，使通过调整开口高度、位置等方法，改变中性面高度。从而使得更多的房间获得良好的通风效果。二、太阳能的运用太阳能是绿色可再生能源，它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染，它将是人类最终可唯一倚赖的能源。实际上，早在公元前2800年左右，埃及的神庙设计就将阳光的朝向作为基本的设计准则。中国古代建筑也以一种朴素、自发的形式利用太阳的光和热:南北向的布局、较大的7T*窗、深挑檐……20世纪初期，人们对工业革命以后的建筑进行反思，新建筑强调

6、了对充足阳光和新鲜空气的重视，以预防当吋流行的结核病。40年代到50年代是主动式太阳能技术研发的鼎盛吋期。70年代石油危机的背景之下，被动式太阳能技术终于作为独立的概念被提了出来，同时主动式太阳能技术、太阳能光电技术也有了很大进展。我国地处北半球，南北从北纬4。~52。5。，东西自东经73。〜135。。全国各地的年太阳辐射总量为931〜2334kwh/mZ，中值为1633Wh/mZ,年日照吋间大于2000h的地区约占全国总面积的三分之二，是个太阳能资源相当丰富的国家，具有利用太阳能的良好条件。在建筑上采取被动式太阳能技术，建筑师应对建筑进行规划设计:不仅应了解建筑所在

7、区域的太阳辐射量，而i应当通过现场勘察，得到周边建筑及植物可能的遮挡情况(采光面或集热器在采暖季节要避开这些遮挡)，对数据进行收集。通常，采光面或集热器应当尽量朝南，但需要具体情况具休分析，例如早上很早就需要采暖而傍晚和晚上不需要采暖的小学校,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季节和制冷季节性能的热平衡来决定。太阳能集热装置如何与建筑一体化是近年来的一个热点问题。国外近年来出现了一些能够与建筑外墙、窗户完美结合的集热系统，由于这些装置是与建筑构造-起考虑的，所以建筑的整体感很