建筑節(jié)能設(shè)計(jì)與技術(shù)可再生能源PPT教案

1、會計(jì)學(xué)1建筑節(jié)能設(shè)計(jì)與技術(shù)可再生能源建筑節(jié)能設(shè)計(jì)與技術(shù)可再生能源 廣義地說，建筑能耗由建筑物內(nèi)使用能耗、建材生產(chǎn)能耗和建筑物建造能耗三部分組成。狹義的建筑能耗是指建筑建成以后，在使用過程中每年消耗商品能源的綜合，包括采暖、通風(fēng)、空調(diào)、熱水、照明、電器、炊事等方面的用能。第1頁/共76頁兩個(gè)問題：兩個(gè)問題：1 1 綠色建筑的能源從哪來綠色建筑的能源從哪來 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? 2 能源如何在建筑中運(yùn)用能源如何在建筑

2、中運(yùn)用第2頁/共76頁一、太陽能一、太陽能1 1 太陽能的基本概念太陽能的基本概念 定義定義：指太陽所負(fù)載的能量，它一般以陽光照射到地面的輻射總量來計(jì)量，包括太陽直接輻射和天空散射輻射的總和。 太陽能是各種可再生能源中最重要的基本能源，生物質(zhì)能、風(fēng)能、海洋能、水能等都來自太陽能，廣義地說，太陽能包含以上各種可再生能源。第3頁/共76頁太陽能利用的優(yōu)點(diǎn)太陽能利用的優(yōu)點(diǎn) （1）儲量的無限性 （2）存在的普遍性 （3）利用的清潔性 （4）利用的經(jīng)濟(jì)性太陽能利用的缺點(diǎn)太陽能利用的缺點(diǎn)1.分散2.隨機(jī)3.間歇第4頁/共76頁中國的太陽能資源中國的太陽能資源 中國的太陽能資源中國的太陽能資源與同緯度的其他

3、國家相比，除四川盆地和與其毗鄰的地區(qū)外，絕大多數(shù)地區(qū)的太陽能資源相當(dāng)豐富，和美國類似，比日本、歐洲條件優(yōu)越得多，特別是青藏高原的西部和東南部的太陽能資源尤為豐富。分布總趨勢：北高南低，西高東低。第5頁/共76頁中國太陽能資源分布中國太陽能資源分布第6頁/共76頁第7頁/共76頁光熱技術(shù)光熱技術(shù)通過轉(zhuǎn)換裝置把太陽輻射能轉(zhuǎn)換成熱能利用的屬于太陽能熱利用技術(shù)，簡稱光熱技術(shù)。 光伏技術(shù)光伏技術(shù)通過轉(zhuǎn)換裝置把太陽輻射能轉(zhuǎn)換成電能利用的屬于太陽能光發(fā)電技術(shù)。光電轉(zhuǎn)換裝置通常是利用半導(dǎo)體器件的光伏效應(yīng)原理進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的，因此又稱太陽能光伏技術(shù)。太陽光導(dǎo)光照明技術(shù)太陽光導(dǎo)光照明技術(shù)由集光機(jī)+石英光纖傳輸導(dǎo)線+

4、尾端投射燈具組成的太陽光導(dǎo)光照明系統(tǒng)又稱“向日葵采光系統(tǒng)”。 太陽能技術(shù)太陽能技術(shù)第8頁/共76頁 太陽能技術(shù)太陽能技術(shù)第9頁/共76頁2 2 太陽能熱水器太陽能熱水器1）太陽能貯存方式）太陽能貯存方式顯熱貯存顯熱貯存 物質(zhì)因溫度變化而吸收或放出的熱能稱為顯熱。 潛熱貯存潛熱貯存 伴隨物質(zhì)的相變過程進(jìn)行的，利用物質(zhì)發(fā)生相變過程中吸收或放出大量潛熱而基本保持溫度不變。第10頁/共76頁2）太陽能熱水器的理論）太陽能熱水器的理論基礎(chǔ)基礎(chǔ) 當(dāng)集熱器受太陽輻射后，水溫升高，容重變輕，集熱器內(nèi)熱水受熱壓作用進(jìn)入儲水箱 ，同時(shí)，儲水箱下部的冷水補(bǔ)充進(jìn)入集熱器，接受太陽輻射加熱，隨后則重復(fù)前述過程，從而達(dá)到

5、提供熱水的目的。第11頁/共76頁3）太陽能熱水器分類）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12頁/共76頁第13頁/共76頁虹吸原理：就是連通器的原理虹吸原理：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，即利用水柱位能差所造成的，即利用水柱壓力差，使水上升后再流

6、到低壓力差，使水上升后再流到低處。由於管口水面承受不同的處。由於管口水面承受不同的大氣壓力，水會由壓力大的一大氣壓力，水會由壓力大的一邊流向壓力小的一邊，直到兩邊流向壓力小的一邊，直到兩邊的大氣壓力相等，容器內(nèi)的邊的大氣壓力相等，容器內(nèi)的水面變成相同的高度，水就會停止流動。利用虹吸現(xiàn)象水面變成相同的高度，水就會停止流動。利用虹吸現(xiàn)象很快就可將容器內(nèi)的水抽出。很快就可將容器內(nèi)的水抽出。第14頁/共76頁玻璃真空管熱水器第15頁/共76頁第16頁/共76頁第17頁/共76頁第18頁/共76頁第19頁/共76頁熱管式集熱器的工質(zhì)是一種相變材料，密封裝于管狀容器內(nèi)。當(dāng)工質(zhì)（熱媒）受到太陽輻射熱作用時(shí)，

7、即升溫、蒸發(fā)或升華，將熱量熱管式集熱器（熱水器） 蒸發(fā)或升華，將熱量帶入水箱，加熱箱內(nèi)貯水，熱媒即被冷卻、液化或固化之后，熱媒受重力作用返回低端，再受熱、再蒸發(fā)或升華，送熱進(jìn)水箱，如此往復(fù)循環(huán)。第20頁/共76頁3 3 太陽能建筑太陽能建筑主動系統(tǒng)主動系統(tǒng)被動系統(tǒng)被動系統(tǒng) 有機(jī)械循環(huán)動力作為重要組成環(huán)節(jié)參與的太陽能建筑是主動式太陽能建筑，反之，在建筑物捕獲、利用太陽能的過程中，沒有機(jī)械動力作為主要環(huán)節(jié)參與的則稱之為被動式太陽能建筑。第21頁/共76頁第22頁/共76頁 被動式太陽能利用的主要類型被動式太陽能利用的主要類型1.1.直接式直接式2.2.蓄熱墻式蓄熱墻式3.3.陽光間式陽光間式4.4

8、.蓄熱屋頂式蓄熱屋頂式第23頁/共76頁直接得熱式：直接得熱式：定義定義：利用南向大面積窗戶，冬季白天使大量陽：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)地面需用蓄熱能力大的材料，如磚、窗口。室內(nèi)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)釋放，使室內(nèi)維持相對穩(wěn)定的溫度間不斷向室內(nèi)釋放，使室內(nèi)維持相對穩(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。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。少熱量散失

9、和冷風(fēng)滲透。第24頁/共76頁第25頁/共76頁直接得熱式：直接得熱式：特點(diǎn)特點(diǎn)：該系統(tǒng)讓太陽輻射直接進(jìn)入室內(nèi)，讓室內(nèi)：該系統(tǒng)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)溫度波建設(shè)費(fèi)用很少，效率很高；缺點(diǎn)在于室內(nèi)溫度波動大，容易發(fā)生夏季過熱的情況，為了保證蓄熱動大，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

10、要限制鋪設(shè)地毯，在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。墻上掛畫或增加木裝飾等行為。第26頁/共76頁直接得熱式：直接得熱式：設(shè)計(jì)方法：設(shè)計(jì)方法：在寒冷時(shí)段的氣候條件下，對窗戶而言有利的能在寒冷時(shí)段的氣候條件下，對窗戶而言有利的能量平衡條件是：量平衡條件是：窗戶南向，光線直射，有蓄熱儲備窗戶南向，光線直射，有蓄熱儲備其熱阻等于或大于雙層玻璃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)造和窗框材料慮接縫處構(gòu)造和窗框材料采用常規(guī)設(shè)施采暖的地方，熱控制設(shè)施應(yīng)該放置采用常規(guī)設(shè)施采暖的地方，熱控制設(shè)

11、施應(yīng)該放置于窗的外側(cè)。于窗的外側(cè)。第27頁/共76頁第28頁/共76頁蓄熱墻式蓄熱墻式特朗伯集熱墻特朗伯集熱墻（TROMBE WALL） 特朗伯集熱墻是一種依靠墻體獨(dú)特的構(gòu)造設(shè)計(jì)，無機(jī)械動力、無傳統(tǒng)能源消耗、僅僅依靠被動式收集太陽能為建筑供暖的集熱墻體。它由法國太陽能實(shí)驗(yàn)室主任Felix Trombe教授及其合作者首先提出并實(shí)驗(yàn)成功的，故通稱為Trombe wall（特朗伯墻）。第29頁/共76頁第30頁/共76頁特朗伯墻冬季白天工作原理特朗伯墻冬季夜間工作原理第31頁/共76頁特朗伯墻夏季白天工作原理特朗伯墻夏季夜間工作原理第32頁/共76頁蓄熱墻式（水墻）蓄熱墻式（水墻）第33頁/共76頁

12、附加附加陽光間陽光間 這種形式是在房間南側(cè)附建一個(gè)陽光間（或陳日光溫室），陽光間的圍護(hù)結(jié)構(gòu)全部或部分由玻璃等透光材料做成，可以將屋頂、南墻和兩面?zhèn)葔Χ加猛腹獠牧?，也可以屋頂不透光或屋頂、?cè)墻都不透光，陽光間的透光面宜加設(shè)保溫窗簾、板;陽光間與房間之間的公共墻上開有門、窗等空洞。陽光間得到陽光照射被加熱后，熱空氣可通過門、窗進(jìn)入室內(nèi)，夜間陽光間溫度高于外部環(huán)境溫度，可以減少房間向外的熱損失。第34頁/共76頁第35頁/共76頁第36頁/共76頁蓄熱屋頂式蓄熱屋頂式第37頁/共76頁蓄熱屋頂式蓄熱屋頂式第38頁/共76頁第39頁/共76頁第40頁/共76頁第41頁/共76頁第42頁/共76頁201

13、1年12月21日 星期三44第43頁/共76頁2011年12月21日 星期三45第44頁/共76頁項(xiàng)目產(chǎn)生的能源數(shù)量相當(dāng)于其消耗能源的4倍 第45頁/共76頁第46頁/共76頁第47頁/共76頁第48頁/共76頁智能定位是一個(gè)最大限度地提高能源使用效率的關(guān)鍵性戰(zhàn)略。這些建筑物是分開的，以便冬季能為低層提供足夠的光線第49頁/共76頁第50頁/共76頁該項(xiàng)目的內(nèi)部空間有很多自然光（注：這個(gè)辦公室沒有開燈）第51頁/共76頁三層窗格的窗戶顧及到了很多玻璃避免了熱損失第52頁/共76頁2011年12月21日 星期三54第53頁/共76頁2011年12月21日 星期三55第54頁/共76頁2011年1

14、2月21日 星期三56第55頁/共76頁第56頁/共76頁2011年12月21日 星期三58第57頁/共76頁第58頁/共76頁第59頁/共76頁第60頁/共76頁第61頁/共76頁二、地?zé)崮芏?、地?zé)崮?1 1 地?zé)崮艿幕靖拍畹責(zé)崮艿幕靖拍?定義定義：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，熱能隨自然涌出的熱蒸汽和水而到達(dá)地面，這種熱能的儲量相當(dāng)大。第62頁/共76頁2 2 地?zé)崮艿膬?yōu)點(diǎn)地?zé)崮艿膬?yōu)點(diǎn) 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)崮茉吹目煽啃院芨叩責(zé)崛≈唤?/p>

15、開采設(shè)備占地很小，主要部分在地下第63頁/共76頁3 3 地?zé)崮芊诸惖責(zé)崮芊诸惖叵聼崴疁\層土壤干熱巖石熱熔巖第64頁/共76頁4 4 地?zé)崮芾玫責(zé)崮芾?地下熱水地?zé)崮芾眉夹g(shù) 地?zé)崴膳?地?zé)崴照{(diào)地下熱水地?zé)崮馨l(fā)電技術(shù)地源熱泵利用技術(shù)第65頁/共76頁封閉式地源熱泵系統(tǒng)形式之一封閉式地源熱泵系統(tǒng)形式之一封閉式地源熱泵系統(tǒng)形式之二封閉式地源熱泵系統(tǒng)形式之二 地源熱泵，是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源（包括地地源熱泵，是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源（包括地下水、土壤或地表水等）的既可供熱又可制冷的一種新下水、土壤或地表水等）的既可供熱又可制冷的一種新型能源利用技術(shù)。地源熱泵屬于熱泵的一種。型能源利用技

16、術(shù)。地源熱泵屬于熱泵的一種。第66頁/共76頁在夏天在夏天 ，大地充當(dāng)一個(gè)冷卻塔。，大地充當(dāng)一個(gè)冷卻塔。在冬季在冬季 ，大地充當(dāng)一個(gè)鍋，大地充當(dāng)一個(gè)鍋爐。爐。 地源熱泵系統(tǒng)，吸熱管多采取垂直立管方式，深度可達(dá)10100m 或以上第67頁/共76頁三、生物質(zhì)能三、生物質(zhì)能 1 1生物質(zhì)能的基本概念生物質(zhì)能的基本概念 定義定義：是蘊(yùn)藏在生物質(zhì)中的能量，是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而儲存在生物質(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、動物糞便等。第68頁/共76頁2 2 生物質(zhì)能的優(yōu)勢生物質(zhì)能的優(yōu)勢 用本地資源代替進(jìn)口能源，減少國家對進(jìn)口能源的依賴性 使本國燃料利用多樣化，減少對一種能源的依賴一種相對清潔的能源 生物質(zhì)資源分布廣泛，到處可以獲得 第69頁/共76頁3