探讨可再生能源在公共建筑中的应用

杨 肖

(南昌大学建筑工程学院，江西 南昌 330031)

探讨可再生能源在公共建筑中的应用

杨 肖

(南昌大学建筑工程学院，江西 南昌 330031)

以深圳前海蛇口自贸区中国零碳生活馆方案为例，从太阳能和风能两方面，探讨了可再生能源的应用在公共建筑中的节能效应，指出可再生能源的利用是公共建筑节能措施中最直接有效的一种方式。

公共建筑，可再生能源，太阳能，风能

0 引言

重工业的大力发展导致我国的不可再生能源严重匮乏，环境问题也逐渐引起人们的注意，北京、天津、河北等地的雾霾越来越严重。针对以上问题，在建筑设计行业中，可再生能源的利用是一种极为有效的改善方法。可再生能源是一种无污染，可循环，无穷尽的新能源。而公共建筑又是当代较为普遍的一种建筑类型，可再生能源广泛的应用在公建中将给社会带来巨大的效益，论文以一个展览类建筑为例，较为详细地讨论了在公共建筑中太阳能和风能的几种高效的利用方式。

1 研究对象概况

零碳生活馆是将绿色生活、绿色技术、绿色理念传达给参观者的一类展览类建筑，位于深圳市前海蛇口自贸区。基地周围主要是城市景观，同时还有绿轴和公共空间。

该地块属于亚热带季风气候，夏季时日最长，主要风向为东南风，高温多雨；冬季时日最短，主要风向为北风，干燥少雨。每年的7月份～9月份为台风多发季节。太阳能充足，年平均气温23.0 ℃；年日照时数平均为1 837.6 h；年降水量平均1 935.8 mm，全年86%的雨量出现在汛期(4月～9月)。项目所在地的气候资源非常丰富。

2 太阳能在公共建筑中的应用

2.1 太阳能光伏发电

对于太阳能在绿色建筑中的利用，光伏发电是其中一种非常

重要而又普遍的方式。该系统能够将光能转化为可存可放的电能(见图1)。

深圳的太阳能资源丰富，为了美观和节能，考虑到屋顶的面积与朝向，在屋顶上覆盖光伏电池板(见图2)，板间距取决于需要传送光的数量，在5 mm～20 mm之间。光伏电池能够吸收70%～80%的阳光辐射，一方面可以避免热量从屋顶传入室内，降低室内空调的用电量，另一方面将太阳能转变为电能，满足建筑内部房间耗电需求。

2.2 太阳能空调系统

深圳属于夏热冬暖地区，夏季太阳辐射很强，气温很高，且持续时间长。在炎炎夏日，空调的耗电量几乎占了整个电力系统的1/3，长久下去的话，夏季电力系统将不堪重负。于是，一种新型的太阳能空调逐渐兴起。它不同于一般的空调系统，它利用的是太阳能，不会消耗化石燃料，制冷过程中不会释放太多的CO2。该系统利用收集到的太阳辐射热驱动制冷机制冷。深圳的夏季很热，太阳辐射的热量很多，太阳能空调的制冷效果因此很好，建筑室内舒适度就很高。这正能满足人们生产生活需要。

3 风能在公共建筑中的应用

3.1 风力发电

风力发电系统是风能利用中非常有效的途径之一。 风力发电是指把风能转变成电能，利用风的动能来促进发电机发电(如图3所示)。

项目所在地——蛇口自贸区，离前海仅2 km，台风盛行，风力资源丰富，为充分利用风能，在场地适宜位置上设置了风力发电系统(见图4)。该系统可以在风力很小时就开始发电。将风力发电产生的电能用于展览照明和办公照明，满足人类活动需求，既没有污染环境，又减少了化石燃料的使用，一举两得。

3.2 风压促进室内换气通风

风压是指与气流方向垂直的平面所受到的风的压力。

3.2.1 自然通风

项目所在地为沿海湿热地区，在建筑方案设计阶段，先收集了深圳的气象统计资料，掌握基地风环境情况。在进行总平面设计时，充分考虑了建筑单体体量与建筑群体的组合及其朝向，调整建筑开口位置和高度，利用建筑的两个面形成风压差，使风从建筑的一面通过开启的窗户吹向另一面，从而带动室内空气流动，带走热气，降低室内温度，获得良好的自然通风效果。此外，建筑采用坡屋顶形式，并在两坡交接处架起天窗，室外空气通过墙面上的侧窗与天窗进行对流，从而使室内空气不断地进行更替，满足人体舒适度要求(见图5)。

项目的展厅底层架空，周边种满绿化植被，当环境中的热风穿过绿化植被时温度下降进入室内，通过中间的中庭向上对流，当温度升高后继续向上流动排出室外(见图6)。

3.2.2 通风塔拔风

项目所在地块建筑密集，热气不容易散发出去，故在建筑中设有三个较高的通风塔，起到一个拔风的作用(见图7)。可以形成持续的新风流动，达到建筑内部通风降温的目的。同时利用烟囱式排风管高度优势，在顶部设计风车式发电设施，满足部分用电需求，同样也能降低能耗。

4 结语

可再生能源广泛应用于公共建筑中，不需要花较多费用就可达到最佳节能效果。零碳生活馆最大化地利用风能和太阳能，既提高了室内舒适度，又节约了大量的自然资源。因此，我们需要大力发展科技以提高可再生能源的利用率，充分利用大自然馈赠给我们的清洁能源。大力推广可再生能源在建筑中的利用，除公共建筑外，住宅建筑也是一个大的发展平台。可再生能源在建筑中的利用具有光明的发展前景和深远的意义。

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Discussion of the application of renewable energy in a public building

Yang Xiao

(DepartmentofArchitecturalEngineering,NanchangUniversity,Nanchang330031,China)

In zero carbon life building in Shenzhen Shekou FTZ as an example, this paper discussed energy saving effect of renewable energy in public building from two aspects of solar and wind energy, point out the use of renewable energy is the most direct and effective way in public building energy efficiency measures.

public buildings, renewable energy, solar energy, wind energy

1009-6825(2017)05-0209-02

2016-12-08

杨 肖(1996- )，女，在读本科生

TU201.5

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