节能减排理念下的城市园林设计

1、学校代码： 10128学 号： 课程论文题 目：节能减排理念下的园林绿化调查 学生姓名：尚文竹学 院：能源与动力工程学院班 级：环科10指导教师：李素英 2013年 4 月 13日节能减排理念下的园林绿化调查【摘要】 当前园林已成为城市生活中必不可缺少的组成部分，为了让城市园林风景更富有活力，许多园林设计家在园林设计过程中应用现代技术达到这一目的，因此在许多城市中仅仅是园林对能源的消耗就占了相当大的一个比例。在能源紧缺的现状下，节能减排的理念逐渐深入人心。因此在确保园林视觉美的同时通过对城市园林设计加以改善，减轻园林对能源的消耗以达到节能减排的目的，是现代城市生活的必要条件。【关键词】 节能减

2、排 园林设计 新能源利用 废物再利用一、引言随着全球金融危机的爆发，全球性的能源枯竭、环境恶化等一系列问题接踵而来，导致人类即将面临一场巨大的生存危机。人类社会原有的竞争模式与合作结构悄然发生着变化，在这一现实的威胁下，全球都在追求新能源利用方式与经济发展模式，力求通过能源的循环利用来达到节能减排的目的。二、节能减排理念下的园林绿化节约能源、防止污染，不单纯是一种先进人类的利他主义的高尚行为，它已经成为一项十分紧迫的具有国内外社会硬约束的强制性工作。园林设计者有必要提高认识，加强管理，站在维护人类持续发展所必须的地球生态系统的战略高度，来完成好建设节能环保型园林的任务。（一）节约型园林所谓节约

3、型园林绿化，是指园林绿化建设、运营、维护过程中，最大限度地减少资金的投入和资源的耗费，同时实现园林绿化综合效益最大化，从而促进城市园林绿化事业的可持续发展。那些片面追求生态环境效益而忽视资源与能源消耗的园林，片面强调局部环境改善而忽视整体环境恶化的园林，以及片面追求视觉景观效果而忽视自然演变能力的园林等，都不能称其为节约型园林。(朱建宁)（二）能源节约型园林绿化长期以来，由于新能源的开发利用效率缓慢，人们对能源的认识一直停留在石油、煤、天然气等传统能源上，因此传统的“能源节约型园林”指的就是在城市园林绿化的过程中，最大限度地减少能源的损耗，实现园林生态效益的最大化。途径一般就是简单地通过减少能

4、源使用渠道，降低能源损耗。而随着全球环境的破坏与资源的紧缺，新能源的开发利用逐渐越来越受人们重视。把开发利用新能源的理念与技术，应用到现代园林绿化的规划设计中，将对社会发展起到重要作用。因此对于“能源节约型园林”有了新定义：一方面最大限度地减少不可再生能源的损耗；另外一方面大力倡导并推广因地制宜地充分利用当地取之不尽、用之不竭的绿色新能源，作为园林绿化的主要能源供给，如太阳能、风能、生物能等可再生能源，实现清洁安全的施工建设和日常养护管理。相较于传统节能手段，这种节能方式更高效、更具经济效益。三、当前能源节约型园林绿化的设计现状建设能源节约型园林，需要着重考虑新能源技术在园林绿化中的实际运用，

5、以及新能源特色景观的创造。将能源科学技术与景观艺术创造完美的融合，让人们在游憩能源节约型园林理论与实践研究过程中，能够切身体会到新能源的重要性与意义所在，达到寓教于乐的效果，从而推广园林节能减排理念。（一） 园林中常用的不同节能方式的设计目前节能主要包括两种途径：被动式节能和主动式节能。它们最早用于建筑节能领域。“被动式节能设计”强调建筑对气候和自然环境的顺应之意。而“主动式节能设计”是与“被动式节能设计”相对的概念，前者通过建筑设备来维持舒适性，后者通过建筑本身和外环境的合理设计来达到目标。现在这两种节能途径已经被广泛用于多个领域。1. 被动式节能设计园林的被动式节能设计依托于现有场地条件与

6、气候特点，通过积极的造园手段，合理利用植物、地形、构筑物、建筑等园林要素综合调节场地环境，以达到微气候平衡的设计方式。被动式节能是降低绝对能源损耗的重要手段（图1）。园林使用效果的舒适性很大程度上取决于场地内部的自然环境条件。被动式节能设计的关键在于，要从使用者的角度考虑园林总体布局，正确把握场地内部的光照、降雨、风向等自然因素的特征和变化规律，利用传统造园手法，趋利避害。不依靠复杂的技术，依然能够为使用者营造舒适的户外环境。图1 被动式节能设计示意图2. 主动式节能设计园林的主动式节能设计是指借助太阳能光伏板、风车、泵等其他复杂的机械控制系统，即通过自然要素以外的人工手段，收集、贮藏和再分配

7、能源的设计方式。主动式节能前期投入较大，必须通过专业的工业设计才能发挥系统的效率。它的优点在于能够定时、定量地控制、储存、转化可再生能源，这是被动式节能无法实现的。目前主动式节能设计已经被采纳，并且逐渐应用到园林绿化中。（二） 当前不同类型能源节约型园林设计依据分类原则，结合当今新能源科技和世界园林的发展现状，可将能源节约型园林分为四大类：以太阳能为主导能源的节约型园林、以风能为主导能源的节约型园林、以生物能为主导能源的节约型园林以及其他能源节约型园林。1. 以太阳能为主导能源的节约型园林设计1.1 太阳能在园林设计中的原理太阳能的开发利用主要是将太阳能转换成机械能、电能、热能、化学能等其他能

8、源。虽然太阳能储量大、分布广，但是其能量流密度低，且不稳定，因此大规模利用还是比较困难。目前太阳能主流技术有两大类光热利用和光电利用。光电有两大基本途径：一种是热发电，先用聚热器把太阳能转变为热能，再通过汽轮机将热能转变成机械能，最后利用发电机转化为电能；第二种是光发电，即通过光伏电池板等太阳能设备，将太阳能直接转化为电能。（图2）图2 光电原理示意图1.2 太阳能在园林设计中的应用随着太阳能产品的质量日趋稳定，成本逐渐下降，太阳能应用在园林绿化中所占比重越来越大，减轻了城市能源消耗负担。例如在设计建造园区园林建筑时，将太阳能聚热管(板)与建筑形式自然结合，并使用太阳能热水器热水供水，使其成为

9、绿地中环保节能的亮点。（图3,4）图3 光伏组件与建筑的结合图4 光伏长廊园林绿化照明是主要的能耗环节，应提倡大量使用太阳能景观灯，充分利用太阳能创造安全、高效、美观的夜景氛围。太阳能景观灯工作原理就像是一台小型发电机，通过太阳能电池板吸收光线，转换成电能，储蓄到自带的蓄电池中，期间不会消耗任何额外的电能。而且结合太阳能光板还可以塑造富有特色的景观效果。(图5)图5 太阳能景观灯原理示意图另外在园区规划设计时，可考虑将各种景观构架、建筑与太阳能电站综合建设，把景观和环保聚能设备组合在一起，组成高科技的主题休憩园区。(图6)图6 太阳能主题屋太阳能技术优势在2008年北京奥运建设中发挥得淋漓尽致

10、。北京奥运村采用6千平方米的太阳能热水系统，在奥运会期间为16800名运动员提供洗浴热水，奥运会后还能够供应全区2000余户居民的生活热水需求。此外，太阳能光伏发电还在奥林匹克公园等7个工程项目中采用。2 以风能为主导能源的节约型园林设计2.1 风能在园林设计中的原理风能在园林设计中的主要功能与太阳能类似，都是依靠自然界无污染低排放的资源优越性来服务于现代园林。风能源在园林设计中的作用不仅仅是风力发电，还包括景观装饰等功能。风力发电的原理是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。小型

11、风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机因风量不稳定，故其输出的是1325V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。因此在园林设计中可以在一定程度上利用风力发电保障园林中部分用电需求。2.2 风能在园林设计中的应用（1）风电景观灯风电利用随着技术的提高，成本的降低，已经逐步迈向市场化。城市园林绿化中风电技术多应用于景观灯的开发，近两年新研发出的太阳能一风能互补型景观灯 (图8，9)，

12、已逐步替代原来单一的风能景观灯，更稳定、更高效、更节能。“风光互补”景观节能灯是依靠安装在顶部的太阳能电池板和风力发电机收集能量，然后储存在蓄电池中，提供夜间照明使用。由于采用的是“风光互补”供电系统，即使碰上比较恶劣的天气，只要有风，就能保证景观灯的电力供应。由于风电技术有很大的发展空间，园林绿化行业应当密切关注相关发展动态，积极、合理地应用风力发电。 图8 风光互补独立电源系统示意图图9 风光互补景观灯（2）风力提水风力提水的发展比风电更为悠久。特别到20世纪下半叶，为了能够更有效地解决农村、牧场的生活用水、灌溉用水和牲畜用水等，同时兼顾能源节约，风力提水机便有了很大的发展。同样，风力在园

13、林景观中也可以起到很大的节能与装饰作用。在园林设计中，首先，可以借助风力提水来实现绿化灌溉，人工湖取水，大型动态水景等供水、汲水用途。特别是山地、台地式园林，或者距水源较远的情况下，风力提水可以大幅降低不可再生能源的损耗。其次，风车构件景观化处理，结合地域特色，打造风格迥异、凸显民间风情的景观风车，形成别具一格的特色风景线(图10)。最后，风车和园林建筑、园林水体、山体地形相组合，打造风车景区或者主题公园等。景区中的风车除了供应园区照明用电外，还能够风力提水、净水，并用于植物灌溉，可谓是一“车”多得。图10 提水风车景观（3）风力制热风力制热起步相对较晚，技术上也不及太阳能制热高效、稳定，所以

14、应用范围较小。目前风力发电有三种基本模式：一是风力机发电，再将电能通过电阻丝发热，变成热能；二是由风力机将风能转换成空气压缩能，再转换成热能；三是将风力机直接转换成热能，可以用于园区内管理人员生活用水的加热等用途。3. 生物能为主导能源的节约型园林设计 生物能技术在景观设计中的应用由来已久，在垃圾填埋区治理，废旧工厂景观造等生态景观修复建设工程中屡见不鲜。这类景观改造项目中，生物能的主要实现途径就是沼气发热、发电将场地内原有的有害物、废弃物等集中、掩埋，在一定件下通过微生物的厌氧发酵作用产生可燃性气体，即沼气。经过净化之后这些沼气就可以储存，以供日后发热、发电用 (图13)。这个过程几乎不要人

15、工干预，全靠微生物自然降解，成本低廉，效果明显。图13 沼气供热、供电技术原理示意图4. 其他能源节约型园林设计 随着新能源技术日新月异，还将出现以地热能、海洋能等其他可再生能源为主导能源的节约型园林。由于海洋能源受限于资源和成本的制约，应用范围十分有限，因此目前园林中尚未将它作为能源供给。地热能源普遍存在，且易于开采，零污染、零排放，运营费用低，所以未来或将成为仅次于太阳能的重要可再生能源。现如今地热能在取暖和热水方面，已经发挥了很好的作用，特别是地源热泵技术，在建筑物供热方面将会有很大的发展前途。此外还有水源热泵技术，地热技术，再生水源热泵技术等相关地热能技术。北京奥运会场馆建设就广泛使用

16、了地热能源。（图14，表1)其中值得一提的是，再生水源（城市污水）热泵系统在国外已经有十几年的运行历史，而在此之前国内还没有这类大型的工程。如今城市中园林绿化所占面积越来越大，其运营和养护管理过成中必然会产生大量的废水、污水。应当充分利用水源热泵技术与污水利用相结合的技术，通过搜集雨水、园区生活污水和城市污水等作为再生水源热泵的原料，从而为园区提供必要的能源支持。节能减排的同时，对扩大城市污水利用范围，拓展城市污水治理效益方面有着重要的推广意义。图14 鸟巢建设中人工铺地热设备表1 奥运会各场馆对应地热技术应用地热技术名称场馆名称地源热泵系统国家体育馆、奥林匹克森林公园、网球中心、北京大学体育

17、馆再生水源热泵系统奥运村水源热泵系统国家游泳中心、国家体育馆、奥林匹克水上公园地热利用系统中国农业大学体育馆、北京工业大学体育馆四、总结 随着社会进步，为了以满足更多、更高的社会需求，园林绿化的功能也开始呈现多元化发展。而当前面对全球能源枯竭、环境危机的种种问题，作为城市建设的重要组成部分，园林绿化事业要从自身出发，抓住可持续发展的本质，积极转变原有模式，开拓发展空间，实现“节能减排”理念的一系列设计、施工、营运和管理。因此，能源节约型园林的出现，在一定程度上填补了园林绿化在节能减排领域的空白，这也将是社会发展的必然产物。虽然目前新能源节约型园林尚处在探索、试验阶段，没有形成一套完整的造园理论体系和应用技术，并且有时会受限于新能源技术的复杂性与专业性，再加上其应用成本太高等一系列因素。但是一旦突破相应的技术和成本的瓶颈，加上相关政策、资金的支持和引导，群众节能意识的提高，能源节约型园林在未来一定会在园林设计舞台上发光发亮，引领园林时代的潮流。参考文献1.朱建宁.因地制宜,建设