生態(tài)建筑的能源利用與設(shè)計(jì)PPT資料

第五章生態(tài)建筑(jiànzhù)的能源利用與設(shè)計(jì)第一頁，共26頁。兩個(gè)問題：1生態(tài)(shēngtài)建筑的能源從哪來可持續(xù)能源是清潔能源，是指在自然界中可以不斷再生、永續(xù)利用、取之不盡、用之不竭的資源，它對(duì)環(huán)境無害或危害極小，而且資源分布廣泛，適宜就地開發(fā)利用，主要包括太陽能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿取?能源如何在建筑中運(yùn)用第二頁，共26頁。一、太陽能1太陽能的基本概念定義：指太陽所負(fù)載的能量，它一般以陽光照射到地面的輻射(fúshè)總量來計(jì)量，包括太陽直接輻射(fúshè)和天空散射輻射(fúshè)的總和。第三頁，共26頁。特點(diǎn)：（1）儲(chǔ)量的無限性（2）存在的普遍性（3）利用的清潔性（4）利用的經(jīng)濟(jì)性中國(guó)的太陽能資源(zīyuán)分布總趨勢(shì)：北高南低，西高東低。第四頁，共26頁。2太陽能熱水器1）太陽能貯存方式●顯熱貯存物質(zhì)因溫度變化而吸收或放出的熱能稱為顯熱。

●潛熱貯存伴隨物質(zhì)的相變過程(guòchéng)進(jìn)行的，利用物質(zhì)發(fā)生相變過程(guòchéng)中吸收或放出大量潛熱而基本保持溫度不變。第五頁，共26頁。2）太陽能熱水器的理論(lǐlùn)基礎(chǔ)●利用真空管集熱，促使管內(nèi)水溫高于水箱水溫，因熱水比冷水輕，形成對(duì)流，最終使水箱中的溫度達(dá)到使用所需的溫度。第六頁，共26頁。3）太陽能熱水器分類●依據(jù)集熱技術(shù)上的發(fā)展可分為三個(gè)階段：悶曬式，平板式，真空管式。

人們(rénmen)設(shè)計(jì)出第一代太陽能熱水器——悶曬式太陽能熱水器。它是一個(gè)由鍍鋅薄鐵板或鋁合金薄板制作的表面涂以黑色涂層的儲(chǔ)水箱，利用黑色物體吸熱效果較好的原理進(jìn)行工作。這種太陽能熱水器的特點(diǎn)是：在陽光照射強(qiáng)度較大時(shí)吸收熱量，而當(dāng)陽光照射強(qiáng)度減弱時(shí)又向外界散發(fā)熱量。第七頁，共26頁。平板式太陽能熱水器對(duì)太陽輻射熱能的吸收是靠一塊集熱平板完成的，集熱平板由對(duì)熱量傳遞較快的鋁合金薄板或紫銅薄板制作，這大大提高了太陽能熱水器的集熱效率，其運(yùn)行原理是集熱平板將所吸收的熱能傳遞給平板下的水，集熱平板底部和上部各有一個(gè)管道接口(jiēkǒu)和位于比集熱平板稍高的帶有保溫層的儲(chǔ)水箱相連，利用冷、熱水比重不同的原理進(jìn)行自然循環(huán)，將集熱平板所吸收的熱能傳遞到儲(chǔ)熱水箱中儲(chǔ)存供人們需要時(shí)使用。第八頁，共26頁。虹吸原理：就是連通器的原理虹吸現(xiàn)象是液態(tài)分子間引力與位能差所造成的，即利用水柱壓力差，使水上升后再流到低處。由於管口水面承受不同的大氣壓力，水會(huì)由壓力大的一邊流向壓力小的一邊，直到兩邊的大氣壓力相等(xiāngděng)，容器內(nèi)的水面變成相同的高度，水就會(huì)停止流動(dòng)。利用虹吸現(xiàn)象很快就可將容器內(nèi)的水抽出。第九頁，共26頁。利用真空中熱量不易散失的原理研制新一代太陽能集熱部件——玻璃真空集熱管。將玻璃罩管和集熱面之間的空氣抽出后利用玻璃的熱塑性進(jìn)行收口，使玻璃罩管和集熱面之間形成真空，起隔絕熱傳導(dǎo)的作用，玻璃良好的透光性又保證了集熱面能最大限度的吸收太陽輻射(tàiyánɡfúshè)的熱能。第十頁，共26頁。主要由水箱(shuǐxiāng)、全玻璃真空管、反射板和支架組成第十一頁，共26頁。第十二頁，共26頁。第十三頁，共26頁。3太陽能采光(cǎiguāng)1）白天采光(cǎiguāng)2）夜間照明-太陽能電池3）地下采光(cǎiguāng)●下沉式●天窗●光學(xué)系統(tǒng)

日照和太陽卡的應(yīng)用第十四頁，共26頁。4太陽能建筑(jiànzhù)●主動(dòng)系統(tǒng)●被動(dòng)系統(tǒng)1）間接得熱系統(tǒng)特朗伯集熱墻、水墻、充水墻、附加日光間

2）直接得熱系統(tǒng)第十五頁，共26頁。直接獲取系統(tǒng)：A定義：利用南向大面積窗戶，冬季白天使大量陽光透入，夜間則用專門的保溫窗簾或保溫板遮擋窗口。室內(nèi)(shìnèi)地面需用蓄熱能力大的材料，如磚、石或混凝土等做成，在白天吸收并蓄積熱量，夜間不斷向室內(nèi)(shìnèi)釋放，使室內(nèi)(shìnèi)維持相對(duì)穩(wěn)定的溫度。其他朝向的各面維護(hù)結(jié)構(gòu)則盡量加強(qiáng)保溫，減少熱量散失和冷風(fēng)滲透。第十六頁，共26頁。直接獲取系統(tǒng)(xìtǒng)：B特點(diǎn)：該系統(tǒng)(xìtǒng)讓太陽輻射直接進(jìn)入室內(nèi)，讓室內(nèi)的墻面和地面蓄熱，因此，需要根據(jù)采暖計(jì)算所需蓄熱材料的面積和厚度。其優(yōu)點(diǎn)是，在擁有充足陽光的同時(shí)擁有開闊的視野，需要增加的額外建設(shè)費(fèi)用很少，效率很高；缺點(diǎn)在于室內(nèi)溫度波動(dòng)大，容易發(fā)生夏季過熱的情況，為了保證蓄熱材料暴露在直射陽光下，需要限制鋪設(shè)地毯，在墻上掛畫或增加木裝飾等行為。第十七頁，共26頁。直接獲取系統(tǒng)：C設(shè)計(jì)方法：在寒冷時(shí)段的氣候條件下，對(duì)窗戶而言有利的能量平衡條件是：

窗戶南向，光線直射，有蓄熱儲(chǔ)備

其熱阻等于或大于雙層玻璃

為了盡量減少熱橋效應(yīng)和冷風(fēng)滲透，必須慎重考慮接縫處構(gòu)造和窗框材料

采用常規(guī)設(shè)施(shèshī)采暖的地方，熱控制設(shè)施(shèshī)應(yīng)該放置于窗的外側(cè)。第十八頁，共26頁。二、地?zé)崮?地?zé)崮艿幕靖拍疃x：是來自地球深處的可再生熱能。它來源于地球的熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變。地下水的深處循環(huán)和來自極深處的巖漿侵入到地殼后，把熱量從地下深處帶至近表層。在有些地方，熱能隨自然(zìrán)涌出的熱蒸汽和水而到達(dá)地面，這種熱能的儲(chǔ)量相當(dāng)大。第十九頁，共26頁。2地?zé)崮艿膬?yōu)點(diǎn)(yōudiǎn)

地?zé)犭S時(shí)隨地可以使用，不受氣候及季節(jié)的限制

地?zé)崮茉吹目煽啃院芨?/p>

地?zé)崛≈唤?/p>

開采設(shè)備占地很小，主要部分在地下第二十頁，共26頁。3地?zé)崮芊诸?fēnlèi)

地下熱水

淺層土壤

干熱巖石

熱熔巖第二十一頁，共26頁。4太陽能建筑(jiànzhù)它是一個(gè)由鍍鋅薄鐵板或鋁合金薄板制作的表面涂以黑色涂層的儲(chǔ)水箱，利用黑色物體吸熱效果較好的原理進(jìn)行工作。邊的大氣壓力相等(xiāngděng)，容器內(nèi)的

地?zé)崮茉吹目煽啃院芨?）夜間照明-太陽能電池在寒冷時(shí)段的氣候條件下，對(duì)窗戶而言有利的能量平衡條件是：分布總趨勢(shì)：北高南低，西高東低。第二十二頁，共26頁。2）夜間照明-太陽能電池

生物質(zhì)資源分布廣泛，到處可以獲得（1）儲(chǔ)量的無限性定義：風(fēng)能就是空氣的動(dòng)能，是指風(fēng)所負(fù)載的能量，風(fēng)能的大小決定于風(fēng)速和空氣的密度。

其熱阻等于或大于雙層玻璃

生物質(zhì)資源分布廣泛，到處可以獲得第二十三頁，共26頁。的溫度達(dá)到使用所需4地?zé)崮芾?/p>

地下熱水(rèshuǐ)地?zé)崮芾眉夹g(shù)地?zé)崴?rèshuǐ)采暖地?zé)崴?rèshuǐ)空調(diào)

地下熱水(rèshuǐ)地?zé)崮馨l(fā)電技術(shù)

地?zé)釤岜美眉夹g(shù)第二十二頁，共26頁。三、生物質(zhì)能1生物質(zhì)能的基本概念定義：是蘊(yùn)藏在生物質(zhì)中的能量，是綠色植物通過(tōngguò)葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而儲(chǔ)存在生物質(zhì)內(nèi)的能量，通常包括木材、森林廢棄物、農(nóng)業(yè)廢棄物、水生植物、油料植物、城市和工業(yè)有機(jī)廢棄物、動(dòng)物糞便等。第二十三頁，共26頁。2生物質(zhì)能的優(yōu)勢(shì)

用本地資源代替進(jìn)口能源，減少國(guó)家對(duì)進(jìn)口能源的依賴性

使本國(guó)燃料利用多樣化，減少對(duì)一種能源的依賴

一種相對(duì)(xiāngduì)清潔的能源

生物質(zhì)資源分布廣泛，到處可以獲得第二十四頁，共26頁。3生物質(zhì)能的利用

目前生物質(zhì)利用技術(shù)的種