地域特征與新能源在建筑中應(yīng)用的關(guān)系

地域特征與新能源在建筑中應(yīng)用的關(guān)系——以山東地區(qū)為例CONTENTS01氣候特征02

資源優(yōu)勢(shì)03新能源在建筑中的應(yīng)用04小結(jié)山東省地處中國(guó)東部沿海、黃河下游，屬于暖溫帶季風(fēng)氣候，雨量集中，四季分明。春秋短暫、冬夏較長(zhǎng)。山東省四季中冬季最長(zhǎng)，一般為140~165天，夏季次之，約為72~108天，春秋兩季較短，約為50~70天。山東屬于國(guó)家建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)的寒冷地區(qū)，冬季寒冷、夏季酷熱現(xiàn)象十分明顯。北部采暖期度日數(shù)大多在110天~118天。全省年平均氣溫由西南向東北遞減，但地區(qū)差別不大。1氣候特征2資源優(yōu)勢(shì)山東各地市均存在地?zé)豳Y源，尤其以魯西和魯西北平原居多。地?zé)崮芴?yáng)能山東地區(qū)三面環(huán)海，因其特殊的地理位置，使得其海洋資源及風(fēng)能資源豐富，開(kāi)發(fā)潛力巨大。風(fēng)能生物質(zhì)能2.1太陽(yáng)能資源上表是我國(guó)太陽(yáng)能資源區(qū)劃分表，從中可以看出山東地區(qū)位于太陽(yáng)能資源分布Ⅱ、Ⅲ類地區(qū)，各地年太陽(yáng)總輻射量在4542.61~5527.32MJ/㎡之間，輻射總量較大，總體上屬于太陽(yáng)能資源比較豐富地區(qū)。山東省各地太陽(yáng)總輻射地區(qū)差異較大，其中膠東半島南部太陽(yáng)能總輻射量較小，北部蓬萊、龍口一帶較大，呈現(xiàn)出南少北多的特點(diǎn)，魯北墾利一帶太陽(yáng)總輻射量較大，魯西南、魯西一帶較小，該地區(qū)夏季云量多，對(duì)太陽(yáng)總輻射的影響顯著。中國(guó)太陽(yáng)能資源劃分表Chinaresourcetables名稱地區(qū)類別年輻射量兆焦/平方米占國(guó)土面積地區(qū)極豐富帶Ⅰ≥670017.4%西藏大部分、新疆南部以及青海、甘肅和內(nèi)蒙古的西部很豐富帶Ⅱ5400-670042.7%新疆大部、青海和甘肅東部、寧夏、陜西、山西、河北、山東東北部、內(nèi)蒙古東部、東北西南不、云南、四川西部豐富帶Ⅲ4200-540036.3%黑龍江、吉林、遼寧、安徽、江西、陜西南部、內(nèi)蒙古東北部、河南、山東、江蘇、浙江、湖北、湖南、福建、廣東、廣西、海南東部、四川、貴州、西藏東南角、臺(tái)灣一般帶Ⅳ＜42003.6%四川中部、貴州北部、湖南西北部2.2生物質(zhì)能山東作為農(nóng)業(yè)大省，生物質(zhì)能資源雄厚。農(nóng)作物秸稈年均產(chǎn)量在6000萬(wàn)噸以上，秸稈的綜合利用率達(dá)到65%左右，仍有三分之一的秸稈沒(méi)有充分利用。用來(lái)發(fā)電可以替代1000萬(wàn)噸煤炭。山東每年產(chǎn)生的畜禽糞便超過(guò)1億噸，絕大多數(shù)可以用來(lái)先生產(chǎn)超期，再用作有機(jī)肥，這樣既可以獲得高質(zhì)量清潔能源，又避免環(huán)境污染，同時(shí)增加收入。此外，山東城市有機(jī)廢棄物、木材加工下腳料、林木修剪剩余物等資源也比較豐富，可以作為生物質(zhì)能資源的原理。3新能源在建筑中的應(yīng)用——太陽(yáng)能被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖技術(shù)我國(guó)被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖氣候分區(qū)被動(dòng)太陽(yáng)能采暖氣候分區(qū)一月份輻照度I（W/m2）一月份平均氣溫T（℃）典型城市推薦選用的單項(xiàng)或組合式采暖方式水平面南向垂直面最佳氣候區(qū)A區(qū)I≥150I≥140T≥-4拉薩、山南集熱蓄熱墻、附加陽(yáng)光間、直接受益式B區(qū)I≥120I≥80T≥8昆明集熱蓄熱墻、附加陽(yáng)光間適宜氣候區(qū)A區(qū)80~11050~110-15~-8蘭州、北京直接受益式、集熱蓄熱墻、附加陽(yáng)光間B區(qū)90~11050~110-8~0石家莊、濟(jì)南集熱蓄熱墻、附加陽(yáng)光間、直接受益式可利用氣候區(qū)I≥80I≥100T≤-15長(zhǎng)春、沈陽(yáng)集熱蓄熱墻、附加陽(yáng)光間一般氣候區(qū)I≥70I≥50-2~15西安、鄭州直接受益式、集熱蓄熱墻、附加陽(yáng)光間不利氣候區(qū)I＜70I≤50-2~8貴陽(yáng)、成都附加陽(yáng)光間所謂被動(dòng)式采暖是指利用房屋結(jié)構(gòu)本身完成太陽(yáng)能的集熱、蓄熱和放熱功能。根據(jù)我國(guó)被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖氣候分區(qū)，從利用太陽(yáng)能的方式區(qū)分，被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖方式主要可分為直接受益式、集熱蓄熱墻式、附加陽(yáng)光間式。直接受益式是利用南窗透光材料引進(jìn)高度角低的太陽(yáng)光，太陽(yáng)能被室內(nèi)表面吸收然后轉(zhuǎn)化為熱量，進(jìn)而提高室內(nèi)溫度。直接受益式集熱蓄熱墻主要利用南向垂直集熱墻吸收穿過(guò)玻璃采光面的陽(yáng)光，然后通過(guò)傳導(dǎo)、輻射和對(duì)流，將熱量送到室內(nèi)集熱蓄熱墻附加陽(yáng)光間是直接受益式和集熱墻式的混合式，造價(jià)高于前兩種形式。附加陽(yáng)光間3新能源在建筑中的應(yīng)用——太陽(yáng)能被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖技術(shù)3新能源在建筑中的應(yīng)用——太陽(yáng)能太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)根據(jù)《民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB50364，山東地區(qū)屬于自愿一般區(qū)，每100L熱水量，太陽(yáng)能集熱面積的參考值為2.6㎡。一些城市的新建住宅小區(qū)，為了防止安裝常規(guī)的太陽(yáng)能熱水器破壞建筑的整體美和損壞房頂?shù)姆浪畬樱髁罱剐^(qū)的住戶安裝太陽(yáng)能熱水器。3新能源在建筑中的應(yīng)用——太陽(yáng)能太陽(yáng)能光電系統(tǒng)山東地區(qū)農(nóng)村建筑以獨(dú)立式和聯(lián)排式居多，建筑占地面積大，有足夠的面積放置光電板。但是，農(nóng)村中應(yīng)用太陽(yáng)能光電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性有待考量。以濟(jì)南市一般的農(nóng)村住居為例，假定建筑面積200平方米左右，一套戶用太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的成本約為15萬(wàn)元，如果按一個(gè)家庭月用電量180度，濟(jì)南市電價(jià)為0.55元/度，則一個(gè)家庭的月用電費(fèi)為99元，一年電費(fèi)1188元，那么太陽(yáng)能光電系統(tǒng)初始投資價(jià)格相當(dāng)于這個(gè)家庭126年的電費(fèi)。太陽(yáng)能建筑案例山東建筑大學(xué)梅園一號(hào)學(xué)生公寓西樓建成時(shí)間：2004年建筑面積：2300㎡（72個(gè)房間）01圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料西、北向外墻為370磚墻＋50XPS外保溫，傳熱系數(shù)0.373，南向外墻K值為0.868W/㎡?K。窗戶全部為雙層中空玻璃窗，部分樓層使用LOW-E玻璃。02太陽(yáng)墻采暖通風(fēng)系統(tǒng)在建筑南向墻和女兒墻的位置安裝了157㎡的深棕色太陽(yáng)墻板。窗間墻的縱向太陽(yáng)墻高度16.8m，寬度為2.05m，從二層位置開(kāi)始安裝，以保證獲得充足的太陽(yáng)輻射熱。太陽(yáng)墻借助鋼框架固定在墻上，與墻體之間形成200mm厚空氣間層。女兒墻位置的集熱器成36°傾角，高2.4m，長(zhǎng)21m。中間留有出風(fēng)口，通過(guò)風(fēng)機(jī)與送風(fēng)管道連接。02太陽(yáng)墻采暖通風(fēng)系統(tǒng)加拿大CONSERVAL公司與美國(guó)DOE合作開(kāi)發(fā)，將南向“多余”的太陽(yáng)能收集起來(lái)加熱空氣，再由風(fēng)機(jī)通過(guò)管道系統(tǒng)送至北向房間和中間走廊，起到采暖通風(fēng)的效果，這是我國(guó)第一個(gè)太陽(yáng)墻工程。與常規(guī)供暖系統(tǒng)相比，太陽(yáng)墻系統(tǒng)可節(jié)能75%以上，每年可減少176噸的二氧化碳排放量。據(jù)估計(jì)，太陽(yáng)墻系統(tǒng)的成本費(fèi)用和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，可在5年內(nèi)回收。03太陽(yáng)能煙囪利用熱壓和風(fēng)壓加強(qiáng)室內(nèi)通風(fēng)換氣。風(fēng)塔塔口的塔帽起到了增強(qiáng)塔口負(fù)壓的作用。04追蹤式太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)HS-15KWH型高效精確追蹤式太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，安裝在公寓樓西南側(cè)的一個(gè)小型太陽(yáng)能光伏發(fā)電實(shí)驗(yàn)室內(nèi)。華森公司贊助，1.5kw，可以像向日葵一樣追蹤陽(yáng)光，效率比固定式高出許多。除了提供實(shí)驗(yàn)室的日常用電外，為夜間公寓內(nèi)的走廊照明提供電能，同時(shí)也可以為附近的廣場(chǎng)和道路提供夜間照明。3新能源在建筑中的應(yīng)用——生物質(zhì)能“四位一體”沼氣池“四位一體”能源生態(tài)綜合利用體系：以太陽(yáng)能為動(dòng)力，將沼氣池、廁所、畜禽舍和日光溫室組合而成，沼氣池的產(chǎn)氣、廁所和沼氣池的積肥、日光溫室