可再生能源利用课件

1、1 可再生能源的利用2可持续能源（洁净、安全、永久性）： 1、太阳能； 2、氢能； 3、水动力能 4、风能； 5、沼气； 6、核聚变能 （重氢为 原料） 7、长波辐射能 8、潮汐，洋流、海浪 9、地热、绿色植物等3非可持续能源(污染性、不安全、有限性）： 1、煤； 2、石油； 3、天然气； 4、液化石油气； 5、煤气； 6、柴； 7、核裂变能（铀为原料）4 第一节 太阳能利用51、适应性最强 2、覆盖面最广3、洁净性最高 4、污染性最小5、蕴藏量最大 6、卫生性最好7、多能性最优 8、光合作用最宜9、安全性最佳 10、可用性最长太阳能特点6一、中国太阳能资源 太阳辐射到达地面的总功率约为： 8

2、.5X1013kw。 我国每年获得的太阳能约为： 1016kwh， 相当于1.2万亿吨标准煤的发热量 (标煤燃烧值为7000kcal/kg)。7我国按太阳能热能等级一般分为五个等级区。8全国五个太阳能热能等级相应地区（辐射能：万kcal/m2）等级 全年 全年总辐 地区 世界相当区 太阳能 日照时数 射能1 3200 160-200 宁夏北、甘肃北 、新疆 印度、巴基斯坦 最富 3300 东南、青海西、西藏西 2 3000- 140-160 冀西北、晋北、内蒙及宁 印尼雅加达一带 富区 夏南、甘肃中、青海东、 西藏南、新疆南3 2200- 120-140 鲁豫冀东南、晋南、新疆 美国华盛顿 中

3、等 3000 北、吉林、辽宁、云南、 陕北、甘东南、粤南4 1400- 100-120 湘桂赣浙鄂闽北粤北陕南 意大利米兰 较差 2200 黑龙江5 1000-1400 80-100 川、黔 法国巴黎 差9太阳能利用领域： 1、太阳能热水器 2、太阳能灶 3、太阳能采光和日照 4、太阳能被动、主动采暖 5、太阳能被动、主动降温 6、太阳能发电10 第二节 地球绕太阳的运行规律黄道面：地球绕太阳转动时轨道所处的平面。地 轴与黄道面之间的夹角始终为 66033。特点： 春分阳光直射赤道；夏至阳光 直射北回归线（北纬23027），秋分 阳光直射赤道； 冬至阳光直射南回归线（南纬 23027）。 太阳

4、光线在南北回归线之间移动。11天球 假想的大球，球心就是地球球 心 太阳在天球的球面上。一、天球坐标系（赤道坐标系）地球赤道 面扩张延伸与天球面相交形成天球赤道， 地轴延伸到天球为天轴。太阳在天球坐标 系上的位置由赤纬角和时角确定。12NS天球赤道PP，天球坐标系 13太阳赤纬角反映季节、日期对日照的影 响： 太阳光线与天球赤道面的 夹角；春分、秋分 =0，夏至 =23027 冬至 = -23027 -23027 2302714时角反映一天中的时间对日照的影响： 太阳光线在赤道面的投影线与正南 向之间的夹角。从正南向开始顺时 针方向转到投影线为正，逆时针为 负；上午为负下午为正；正午12点 为

5、零， 且： 中午12点， = 0 ， = 15t =15 （T - 12） t与12点的时间差， T时间。 注意：研究日照的时间都为当地太阳时15二、地平坐标系通过观测点的地平面与天球 相交的平面平行移至球心作 为天球地平面。垂直于地平 面过地心作地轴。太阳在地 平坐标系上的位置由太阳高 度角和方位角确定。太阳高度角hs：太阳光线与地平面之间的夹角。 00 hs 90016太阳方位角As：太阳光线在地平面上的投 影线与正南向之间的夹角。 从正南向开始顺时针方向 转到投影线为正，逆时针 为负；上午为负，下午为 正；正午12点为零。 -1800 As 1800地理纬度反映观察点对日照的影响。 -9

6、00 90017NSAshsZZ，地平坐标系地平圈18三、地方时（当地太阳时）与标准时 地理纬度每天的太阳运行轨迹因纬度不同而异，与 经度无关。 地理经度经度圈或子午线：通过北极和南极，垂直 于赤道。 本初子午线经度的零度线，经过英国伦敦的格林威 治天文台。 当地太阳时当地太阳时的中午12点，太阳位于观察 点的正南方。 经度不同的地方，地方时 不同。19世界时以本初子午线处的当地平均太阳时为世界 时间的标准，叫“世界时”；将整个地球 按地理经度划分为24个时区，每个时区包 含15度 ，以本初子午线各7。5度为零时 区，向东分12时区，向西分12个时区。我国时间东五时区到东九时区。北京时间东八时

7、区的时间，即东经120 度的平均太 阳时；北京时间和世界时间相差8小时。日照设计所用的时间，均为当地太阳时 。 20地方时和标准时之间的转换关系：T0 = Tm+（L0 Lm）+ Ep 15T0标准时间（h）Tm地方时（h）L0标准时间子午线的经度Lm当地时间子午线的经度。21太阳高度角hs和太阳方位角As的计算sin hs = sin sin +cos cos cos cos As = （sin hs sin - sin ） （cos hs cos ）or sin As = cos sin cos hs22三、采光角水平采光角：1 = 180 - 2tg -1 d/b垂直采光角：1 = tg

8、 -1 H/dd1 b2 H23作业：1、计算北京（北纬400），长春（ 440）， ）上海（330），在冬至日当地正午12点时的太阳高度角。比较其与纬度的关系。2、计算南京地区（北纬32004），冬至日的日出、日没时间及方位角。3、在外墙处的窗口宽度为1.5米，高度为1.8米,外墙厚度为0.49米,求该窗口的水平采光角及垂直采光角.2425 第二章 建筑日照图原理及其应用 第一节 棒影原理一、棒影原理L = H ctg hsHLhsLHhsH1H2L1L2L2= （H1+H2）ctg hs H2ctg hshs26影长率 ：l = ctg hs，L = H*l二、室内日照面积图解原理例：长春

9、地区（北纬43052）有一栋朝东的建 筑物，求夏至日的全天室内的日照面积。设计条件：房间尺寸：3.3 米宽 , 4.8米长,外墙 厚0.49米窗口尺寸1.8米宽 , 1.5米高; 窗台高度0.9米解题步骤：1。将长春地区夏至的太阳位置数据列表2。绘制房间平面图（比例越大越准确）3。按方位角、影长率及窗户尺寸求日影面积27sabefef= （0.9 +1.5)*l - 0.9*l =1.5*2=3 7点长春地区（ = 43.90 ), 夏至日太阳位置数28第二节 高层建筑对邻近建筑的日照遮挡一、建筑物的阴影图解例、求青岛地区一栋高6米，朝向正南，东西长10米，南北长6米，平屋顶，夏至日上午9点的

10、阴影图。(太阳位置参数见前例)s29青岛地区（ = 36.010), 冬至日太阳位置数1、青岛地区（北纬36001）有一栋朝南的建筑物，绘制冬至日全天室内工作面上的日照面积。设计条件：房间尺寸：3.3 米宽 , 4.8米长,外墙厚0.24米窗口尺寸1.8米宽 , 1.5米高; 窗台高度0.9米2、假设有一栋高6米，朝向正南、北，东西长8米，南北宽6米，平屋顶房，绘制冬至日建筑物的阴影变化图。30二、建筑日影图编制原理日影图栋建筑物的阴影对周围另一栋建筑物的遮挡阳光的情况图。例、南京地区有两栋南偏东30度的长方形建筑物，其长宽高为30.0米x9.0米x10.8米，间距为15米，求冬至日的日影图。

11、解：1、查南京地区冬至日的太阳位置参数 2、按比例画出两栋建筑物的平面图31作业：绘制例题中前栋建筑物冬至日的阴影图和后栋建筑物上午9点和10点的日影图。32DCDBAEEADBd9dS3043.6后前33 第三节 解决日照问题的计算法1、求日照间距例、在大连地区有一正南向高16m楼房，现要在该楼房北面建造一栋同样高，同一朝向的楼房，为了使该楼一层窗台在冬至日正午时刻有直射的满窗日照，试求该楼和前楼至少相距多少米？解：已知大连地区，冬至日正午时刻：As=0，hs=27.70H1=1m , H=16mD=(H-H1)ctgHH1hsD34例、大连地区现有两平行楼座，墙面朝向为南偏东，要求后楼在冬

12、至日上午时满足一楼满窗直射阳光照射，两楼的间距D至少应该为多少？mH0（）墙面法线墙面法线35已知：0，0，0，2、计算点m的位置选择及建筑物计算高度H0的确定。（1）计算点应选择遮挡建筑物日照的最不利点, 要求满窗日照时，计算点应设在窗台上窗口宽度的中点墙外皮处。（2）有很多窗口时，一般设在建筑物底层中间窗口窗台的中心点处。东西朝向建筑可选在底层端头窗台处 36（3）如果两栋建筑物的屋基标高相同，则计算高度H0为前栋建筑物的高度H减去一楼窗台高度H1，如屋脊标高不同，则计算H0为前栋建筑物屋檐的标高H减去后栋一楼窗台中心处的标高。H0H037第四节棒影日照图一、棒影日照图基本原理（）HLhs

13、棒影轨迹38夏至日39二、棒影日照图的绘制、计算或查表求得一天中各小时的太阳高度角和方位角及日出日落的时间及方位角，绘制大连地区（北纬度）的棒影图（夏至日、冬至日、春分日）。2、作坐标网图：作相互垂直的两条直线交于O点，按一定比例等分圆心角O。标注方位坐标，以北向为0度，从北向开始顺时针方向为负，逆时针方向为正，各分180度 。3、作夏至、冬至和春秋分日的棒影轨迹图，在坐标网图上先自夏至日正午12时作起，将上午（或下午）逐小时在阴影方位上，以H=1（如1H=1cm或2cm、3cm等）为比例，自圆心0点量出该小时的阴影长率的长度，点出其端点的位置，然后将端点连成光滑的曲线。4、同理作出冬至日的轨

14、迹线，春秋分日的轨迹线为直线。403、作夏至、冬至和春秋分日的棒影轨迹图，在坐 标网图上先自夏至日正午12时作起，将上午 （或下午）逐小时在阴影方位上，以H=1（如 1H=1cm或2cm、3cm等）为比例，自圆心0 点量出该小时的阴影长率的长度，点出其端点 的位置，然后将端点连成光滑的曲线。4、同理作出冬至日的轨迹线，春秋分日的轨迹线 为直线。4104590-4522.591210111388161H=3cmSN夏至日冬至日春秋分日42三、棒影日照图的应用1、根据日照要求求建筑物的合理朝向。 将棒影图旋转180度，即将北向改为南向。2、已知朝向求日照时间3、根据日照要求求建筑物的合理间距。例：

15、有两栋东向建筑，前栋高度10m，要求全年每 天墙面至少有2小时的日照时间，求合理间 距。43解：1）、设前栋建筑物的高度等于棒影日照 图中的H； 2）、通过日照图中心O点，作任意长东 向直线ab，代表后栋建筑物； 3）、另取一直尺与ab线平行，然后向 东向平行移动该尺 ，直到该尺边 与ab 线之间截得冬至日棒影轨迹 线的时间距离为2小时。则ab线与 直尺间的距离，即为所求的合理间 距。 从图中量得此距离为3.9cm =1.3H=1.310=13m4404590-90180-4522.5135-1359121011138816根据要求的日照时间求朝向SN夏至日春秋分日冬至日454590-4522

16、.59121011138816已知朝向求日照时间夏至日春秋分日冬至日4645-4591210111388161H=3cm1.3H夏至日春秋分日冬至日已知朝向，根据后栋要求的日照时间求间距1H=3cm47作业：先做棒影日照图，然后求1、要使某建筑物的墙面在冬至日获得从日出到下 午两点中的日照，求朝向。2、如有一朝向南偏东45度的建筑，问在春秋分这 一天能获得几小时的日照。3、有两栋东向建筑，前栋高度10m，要求冬至日这 一天墙面至少有2小时的日照时间，求合理间距483）、将已绘成的两条直线的透明纸，覆盖在棒 影日照图上，转动透明纸，使ab、cd两条 直线之间在夏至日棒影轨迹上截取时间距 离4。5

17、小时为止，此方位即为所求的合理 朝向。5、根据采光角求室内日照时间494590-4522.591211138816夏至日春秋分日冬至日间距一定，根据日照时间求朝向。504590180-4522.5135-1359121011138816根据采光角求室内日照时间SN夏至日春秋分日冬至日1451第三节 太阳能利用1、太阳能热水器（1）、分类： 1）金属类太阳能热水器（热压循环式） 2）玻璃真空管热水器（应用最广） 3）热管式集热器（2）、安装： 1）屋顶 2）阳台2、太阳能灶5253问题：存在什么问题？用 在哪合适？54553、多功能构件（1）、将太阳能集热器与坡屋面结合 （2）、将太阳能集热器与

18、阳台栏板结合（3）、将太阳能集热器与墙面结合 新课题：设备和建筑一体化 56575859603、太阳能采光和日照（1）、白天采光(特别注意大空间采光)（2）、太阳能电池夜间照明616263某国际竞赛获奖作品6465（3）、地下空间采光 1）、下沉式庭院 2）、天窗 3）、几何光学系统 4）、光导纤维引光系统6667686970717273747576五、太阳能建筑（一）、主动式采暖系统 构成：集热器、管道、储热物质，散热器，电动机械。 特点：第一次投资大，单纯采暖者少。但可大力推广太 阳能供热水系统，并发展供热水兼做采暖系统。7778798081828384（二）、被动式太阳能设计手法1、太阳

19、能暖房的基本原理过程太阳能 利用应解决的三个问题： 集热、蓄热、向室内散热。 85注意因素： 1）、集热方式的选择； 2）、蓄热材料和蓄热方式的选择； 3）、夜间防止热量外逸，夏季注意散热。 4）、对于过强的自然光进入室内， 还应注意眩光的影响。862、建筑中贮太阳能（蓄热） （1）、显热储热 （2）、潜热储热872、建筑中贮太阳能（蓄热）（1）显热贮热（质量贮热）：利用加热贮热介质 使其温度升高而贮热。贮热公式: Q= m Cp T m贮热物质的质量（kg）； Cp贮热物质的比热kJ/（KgK）； T 贮热物质吸热后温升度数（k）。 贮热量与贮热物质密度、比热、升温度数成正比。88增大贮热量

20、的方法比较：A：过渡的利用很高的升温增加贮热量存在两个 问题：1）、贮热物质（例如向阳的集热墙）升温过高 向外散失的热量也必然同时增多，从而导 致有效效率降低；2）、容易引起室内过热。89B、增大密度：1）建筑物自重增大；2）引起结构面积占据过 多。C、最好的方法是：考虑有关具体条件（造价、 材料来源、构造及施工条件）尽量选用比热 大的物质作为显热贮热物质。90几种材料的比热与密度材料 比热 密度 材料 比热 密度 kJ/(kg.k) kg/m3 kJ/(kg.k) kg/m3水 4.18 1000 混凝土 0.961 2240石 0.877 2720 砖 0.836 2240 结论:水是较好

21、的贮热材料91（2）潜热贮热或（相变贮热） 利用加热介质到相变(固体变成液体或液体变成气体)温度溶解时，因吸收大量相变热而贮热.因为相变点不显示升温,却贮存了大量热,故称潜热贮热。物体由液体变为固体将放出等同溶解时所吸收的热量。92固体液体气体 相变吸热 相变吸热（储热）气体液体固体 相变放热 相变放热 特点：介质温度不变93例：将1kg 00C的冰熔解成同温度的水将吸收 335KJ的热量。在该相变以后，每吸收 4.18kJ热量就可使1kg水升温1k。 冰 335KJ 水（1kg 00C） （温度不变） 4.18kJ 1kg水 升温1k。 94太阳能建筑利用相变贮热时,应选用熔点及熔 解热合适

22、的材料。常用的潜热贮热材料有： 正磷酸、氯化钙硫酸钠（芒硝）、 二钠磷酸盐、硝酸钙、蒽、萘。95969798潜热贮热的优点：1）、贮热及放热量大，因而当需贮存一定热量 时，按体积或重量所计材料比显热贮热所 需少的多。2）、潜热贮热体在相变贮热及放热过程中，温 度几乎是恒定的，这对稳定室内及集热器 温度均有利。潜热贮热的缺点：相变材料耐久性差，价格贵。99新型相变材料定形相变材料由相变材料和高分子材 料组成的混合蓄能材料材料构造：一般用石蜡作为心材，高分子 材料作为支撑和密封材料将石 蜡包在其组成的一个个微空间 中。100优点：1、在相变材料发生相变时，定性相变材料 能保持一定的性状，不会有相变

23、材料泄 漏。2、不需封装器具。3、过冷程度轻、无腐蚀、热效率高、寿命 长。1014、该材料可制成粒状、棒状、板材等。 应用方便。5、该材料可与普通建材如混凝土等混制 成相变建筑构件，亦可制成相变蓄热 地板和相变墙板。102相变温度非常重要的指标。国内研 制了相变温度在2040 0C范围内的系列定性相变 材料。选择合适的相变温度非常重要！示范楼的相变地板的相变温度为20 0C为什么要选择此温度？1031041051061073、太阳能自然暖房1）、直接得热法（直接集热） 问题：如何得热？蓄热？应注意什么问题？ 1081091101111122）、间接得热法： 将建筑南面或屋顶接受的太阳能分 不同

24、时间导入内部。113114115（1）：特朗伯集热墙（玻璃离墙8 10CM）（墙厚3060cm)、 特点：墙体为集热和蓄热器， 向阳面为深色。白天吸热，晚上 向室内放热，放热延迟时间约 612小时。 问题： 墙外为什么要装玻璃？116117118119(2)、水墙优点：自重轻，储热量比其他材料大缺点：过早的向 室内散热。 图中为钢桶 盛水120（3) 充水墙 用固体物质和水按恰当的质量比组合起来可获得既有较大的储热容量又有一定时间延迟性的构件。 如钢筋混凝土箱型构件内衬塑料充水袋。121（4） 毗连日光间1221231241253）、 分离型得热法：在其它地方获 得太阳能，并经过控制导入室 内

25、的方法。1261274、现代双层外墙系统 较好的解决了保温防热（如通风）问题特点：可以将许多设备融入其中，实现墙体 智能化（多功能化）。详细资料见围护结构节能设计128129作业：1、可在哪些方面进行设备和建筑一 体化设计？请用 图表示？ 2、请简单设计一利用太阳能的建 筑，说明解决集热、蓄热、散 热问题的原理和方法。130六、太阳能电池发电系统 特别适合：独立电源使用 混合供电系统：风-光混合系统 风-光-油混合系统 太阳能电池应用: 1、最早用于空间：宇宙飞船，人造卫星 2、生活照明，铁路交通，水利气象，邮电通 信，广播电视，农林牧业，家庭民生、军 事国防。 3、手表，计算器等131新的太

26、阳能电池材料 新的太阳能电池的材料现有两大类：一类是CIS系列薄膜太阳能电池，它包括CuInSe2(CIS)、Cu(In，Ca)Se2(CIGS)和CuIn(S2Se)2等。其优点是： (1) CIS的生成温度低(400500)，因此可用普通平板玻璃(即钠钙硅玻璃)作基板； (2) 转换效率比非晶硅高，相当于晶态硅，据报道CIS太阳能电池的最高转换率小面积可达15%17%，大面积也可达9%12%； (3) 若采用CIGS等固溶体薄膜，其转化效率可高达20%以上； (4) 没有像非晶硅太阳能电池的光致劣化问题。132 第二大类是透光型二氧化钛(TiO2)太阳能电池。与硅太阳能电池相比阳能电池有以

27、下特点： 原料便宜； 资源丰富； 制造工艺节省能源； 大面积制造成本低，据估算约为硅太阳能电池成本的l/5； 因对可见光透明，可直接作为窗户使用，从而可以省去支撑太阳能电池板的台架，系统成本亦可大幅度下降； 原料无毒，所以制造工艺对环境安全，而硅电池在制备过程中需高纯且价格昂贵的硅烷气体。133在建筑中，当今最先进的太阳能技术就是创造透明的太阳能光电池，用以取代窗户和天窗上的玻璃。世界各国的试验室中正在加紧研制和开发这类产品，并取得可喜的进展。日本的一些商用建筑中，已试验采用半透明的太阳能电池将窗户变成微型发电站，将保温隔热技术融入太阳能光电玻璃，预计10年后将取代普通玻璃成为未来绿色建筑主流

28、。随着现代科技不断发展，太阳能发电系统将在技术上取得突破，从而大大提高太阳能发电效率，拥有无限广阔的前景。134135136137138139140141142住宅联网光伏器件的突出特点和优点：1、建筑与光伏系统相结合：将现成的平板式光伏组件安装在屋顶，引出端经过逆变和控制装置与电网联接，由光伏系统和电网并联向住宅供电，多于电力向电网反馈，不足电力向电网取用。2、建筑与光伏组件相结合。将光伏器件与建筑材料集成化。既使建筑材料成为光伏组件。目前已研发的品种有：双层玻璃大尺寸光伏幕墙，透明和半透明光伏组件，隔热个引外墙光伏构件，光伏屋面瓦，大尺寸无边框双玻璃屋面光伏构件。143光伏建筑一体化系统的

29、关键健技术之一：设计良好的冷却通风。原因：光伏组件的发电效率随其表面工作温度的上升而下降.在光伏组件屋面设计空气通风通道,可是组件电力输出提高8.3%,组件的表面温度降低15度左右.144第二节 沼气的利用一、沼气基本知识 沼气是一种以甲烷CH4为主的混合气体， 在沼泽、粪池、污水池和各种有机污泥中 都极丰富。用多种作物秸秆，人、畜、禽 粪便，有机垃圾以及工农业有机废弃物在 一定温、湿度和厌氧条件下通过沼气微生 物的作用转换为沼气。145沼气是一种方便、清洁的高品位气体燃料。特别适用于农村地区.二、沼气池的构造1、普通沼气池2、太阳能沼气池三、沼气池的工作原理146147148第三节 地热能的

30、利用149 一、掩土建筑1、覆土建筑类型：设于地面上埋于地面以下半露半埋150覆土建筑的特点： 冬暖夏凉，室内温度比较稳定，防风，防沙，隔音，洁净，安全。151温度差 ： 在地面以下4560CM深度时，一天间的温度差即不明显。在地面以下2米时，年平均温度之差约为12度。深到地面以下8米左右时，一年内的温度基本保 持不变。据实测及有关资料：恒温线在地表下416 米的范围变动。地下室墙体保温设置： 从地面起向下90180cm的深度处设保温层。152中层（入地 大于30米）及深层（入地大于50米）地下覆土建筑应注意解决几个难题：1）、水：施工时的地下水处理问题及使用期的 排水问题；2）、火：地下空间

31、与地面建筑比，有阻止火灾 蔓延的优点，但一旦发生火灾，其救 援与紧急安全疏散则不及地面建筑方 便。1533）、风：地下空间自然通风条件较差，须用强 大的机械保证通风，或合理设计自然 通风系统 （单靠自然通风比较困难）。4）、光：自然采光条件差，设计中庭，采用几 何光学引光系统和光导纤维引光系统。5）、心理因素：利用几何光学原理引景1542、中国窑洞特点：1）、用材省，建造简单， 2）、冬暖夏凉，经测温调查，下沉式窑洞地面一般在地表面下6米，而黄土地层深6米的温度波动正好与室外空气年波动出现180度的相位差，室外最冷月（12）该地层温度却处于最高峰处（16.5度左右），室外最热月（78月）该地层

32、温度却处于最低峰处（14.5度左右）。 1553）、下沉式窑洞的采光、日照、通风、居住者 心理对外界信息（特别是日月星辰，晴阴 雨雪）的感受与传统地面建筑无多大差别 问题：年轻人为什么不爱住窑洞？缺点：1）、塌顶 2）、潮湿 3）、暗 4）、占地多 5）、闭塞解决措施：隔水防塌、育土种植、综合用能 自然空调156中国窑洞类型 ：（1）、根据场地分： 1）、靠山窑洞； 2）、下沉式窑洞；（2）、根据承重材料分： 1）、 黄土窑洞； 2）、岩石窑洞，由天然岩石开凿而成 或利用天然岩洞； 157 3）、石砌窑洞，开采岩石山体，加工形， 砌成拱性结构，然后回填土即成； 4）、土坯窑洞。用土坯砌成拱形结

33、构， 然后回填土即成； 5）、砖拱窑洞，砖拱结构回填土而成。 1581591601、自然空调系统的埋管深度多少合适？161162163164165166167168169170171172173174175第四节 设备节能采暖空调节能系统一、家用空调器的节能技术1、选用能效比高的机型。国家规定节能 型空调器的能效比应大于3w/w。2、先进节能控制空调器（1）变速控制空调器对压缩机进行变 转速控制，实现良好的制冷量调节。176（2）模糊控制空调器 可根据房间的温度湿度、风速，调节 压缩机和风扇的转速，提高房间的舒 适性和减少压缩机的频繁启动。可节 能和延长空调器的寿命。 常规空调器每小时压缩机启

34、停6次。 该机无1次启停，其电耗只有前者的 76%。177（3）神经网络控制空调器 它模仿人脑神经的特性，对测得的各 种参数进行学习、记忆、判断、联想 等处理，指挥空调器按照人感觉的最 舒适条件进行运转、达到最舒适、最 节能的效果。1783、空调器应用中的节能技术（1）正确选用空调器的容量大小（2）正确安装1）室内机应安装在室内机所送出的冷风 或热风 可以到大房间内大部分地方的位置。2）对于窄长的房间。必须把室内机安装在房间 较窄的那面墙上，并且保证所送出的风无物 阻挡。1793）室内机应安装在避免阳光直射的地方。4）室外机应安装在通风良好的地方。5）室外机不应安装在有油污、污浊气体排出的地方

35、。6）室外机的四周应留有足够的空间（3）合理使用180二、户式中央空调1、小型风冷热泵冷热水机组 性能系数不高，噪音大2、风冷热泵管道式分体空调系统 能效比不高，调节性能不高，运行费用 高，噪音大。3、VRV系统，部分负荷能校比高，运行费用 低。投资高，施工难度大，新风难于解决。1814）水源热泵系统 能效比高，运行费用低，但需要适宜的水源。5）户式燃气空调 用燃气做能源。三、中央空调系统节能1、降低系统的设计负荷（1）应进行仔细的负荷分析计算（2）确定适宜的室内空调设计参数182（3）合理设计新风负荷。四、运行管理中的节能技术措施（1）提高运行管理人员的技术素质（2）合理的用能计费制度（3）

36、运行故管理中一些重要的节能手段1）管路系统的检楼、检垢2）合理调整室内参数1833）调节新风量4）在过渡季节利用空气的自然冷量5）合理设定设备的启动和停止的时间184五、空调蓄冷系统设计1）、蓄冷系统： 在不需冷量或需冷量少的时间（如夜间），利用制 冷设备将蓄冷介质中的热量移出、进行蓄冷，并将 此冷量用在空调用冷或工艺用冷高峰期。蓄冷介质 可以是水，冰或共晶盐。1852）、蓄冷方式： （1）、全负荷蓄冷：全负荷蓄冷或称负荷转移，其策 略是将高峰期的冷负荷全部转移到电力低谷 期。 全天所需冷量均由用电低谷或平峰时间所蓄存 的冷量供给。 全负荷蓄冷系统需设备较大的制冷机和蓄冷装置。运 行费用低，但

37、设备投资高，蓄冷装置占地面积大。 适用于用冷时间短、峰值蓄冷量大的建筑。一般不宜 采用。 186（2）、部分负荷蓄冷：全天所需冷量部分由蓄冷装置供 给。设计： 按典型设计日制冷机基本为24小时工作设计。 这样，制冷机容量最小，蓄冷系统比较经济合理。 对于有些城市地区对高峰用电量有所限制，这时 需根据峰期可使用的限制电量设计部分负荷系统 此时，制冷量容量和蓄冷装置容量均比较大。187六、多分区空调 根据建筑物内各个区域气候特点的不同，将建筑物分为若干个不同的空调负荷区, 属于空调设计合理化的一种节能措施。 以现代化开敞式办公楼为例，每个标准楼层可能划分为若干周边分区，如东区、南区、西区、北区等。

38、各分区的空调负荷变化特点不同，如东区的最高冷负荷往往出现在上午、西区的最高冷负荷则往往出现于下午。188注意：空调设计应注意解决不同分区的负荷变化所造成 的室内温度偏差问题。避免某些分区的实际温度 低于设计温度，而另一些区域又高于设计温度。空调方式：1）、单风道定风量再加热系统，其原理是将全送风温 度冷却到适应空调冷负荷最大的某个分区的需要， 同时为其他几个末端的再加热器将送风温度升高 到适应这些分区的负荷。缺点：能源浪费严重1892）、双送风道系统：空调器出口设一冷风干管和一热风 干管，每个空调分区根据需要调节送入该分区的冷 风与热风的混合比例。耗能大。3）、变风量空调方式：由集中式空调器提

39、供某一设定温 度的送风（根据最不利条件确定）给所有空调空间， 而各自的送风量是按其负荷大小自动调节，来达到 室温的平衡。能源利用较合理。缺点：初投资大。新风量可能不足。4）、多分区空调器： 该空调器在送风机与冷热交换器之间设一旁通 190 分路。该分路中的空气参数由回风和新风的混合 比例而定。 经过冷却或加热加湿的送风按分区的数量分为若 干支路，各以不同比例与一部分旁通送风混合，从 而产生若干不同温度参数的送风之路，分别接到各 个空调分区。每组混合送风阀是通过设于该分区内 的温度传感器讯号来按比例调节起开度。特点：节能，初始投资比变风量空调方式低的多。不存 在新风量不足的问题。191七、分层空

40、调技术 在高大空间建筑物中，利用空气密度随着垂直方向温 度变化而自然分层的现象，仅对下部工作区域进行空 调，而上部较大空间（非空调区）不予空调或通风排 热。实践证明，既能保持下部工作所要求的环境条件， 又能有效地减少空调负荷（一般可节省冷量30%50%）。八、下送风方式和座椅送风方式 由房间下部或座椅封口向上送风，只考虑工作区所在 初的负荷，将风直接送入需要空调的部位。九、高速喷口诱导送风方式192十、低温送风方式：初投资少、运行费用低、节省空间。七、暖通空调工程中的热泵节能技术（一条极重要的节 能途径）热泵：可以把不能直接利用的低品位热能（如空气、土 壤、水、太阳能、工业废热等）转换为可利用

41、的高 位能。1）、空气源热泵2）、水源热泵3）、地源热泵193地源热泵需要研究开发的主要任务：1、土地换热器的设计计算方法及其优化2、确定土地热物理性质的方法3、地源热泵空调系统的仿真及其优化4、相关设备及技术的开发前景：地源空调有可能成为新的经济增长点194第七节 优化组合一、零能建筑不用常规能源措施：1、主动式和被动式相结合利用太阳能；2、利用其他可再生能源；3、自然空调系统（不一定都设）。3、利用室内余热室内物体和人体的散热；4、大力加强保温措施。二、零零建筑不用常规污染性能源，不损失绿 化面积。195零能措施：1、利用太阳能（可采用温室）和其他能源2、 掩土3、自然空调4、引景、引光5

42、、利用余热零地措施：利用屋顶和墙的覆土种植，不因建房损失任 何绿化面积。设计实例： 1、选择荒废的坡地建房不占平地；1962、设计采用高密度的台阶布局建筑间距为零， 可得到最大的日照率；3、整个建筑掩蔽于土壤之中；4、南向毗连大温室；5、自然空调系统该系统是由一条掩入土中的双套管 组成，内筒是排气管，外筒是进气管，外筒高出地面 端部有一捕风装置，内筒高出外筒部分被涂成暗色。 进风管水平风管道处于露点深度，管内有卵石储热储 湿层，进气口端部装有喷雾或喷水管，由室内控制， 197 可根据室内空气湿度自己调节，在干旱地区可对进气 起到加湿及蒸发作用；6、引景、引光井道；7、集热蓄热墙；8、直接得热窗

43、；9、相变储热窗台。组合设计实例： 1）、下沉式温室自然空调太阳房。 问题：1、自然空调系统的埋管深度多少合适？198（埋至露点深度：68米）2、自然空调系统如何进行调温调湿？3、当自然空调中的自然风压不够时该如何处理？4、地下水位高和地下水位低的地区其自然空调构造上 有 何不同？2）、下沉式太阳能教室3）、地面掩土绿化太阳房特点：掩土、加相变蓄热窗盖板、加阳光反射镜引光。1994）、清华大学中心楼设计设计思路：（1）缓冲层策略： A、在南面设计了一个绿化中厅， B、在西向主入口处设计了防晒墙（墙与建筑主体之 间4.5米宽） C、架空天棚（屋顶）设计 D、遮阳板设计（2）利用自然能源： A、

44、太阳能光电板发电技术，热泵技术（水水热泵机组）200201202203204205206207208209210 B、热泵技术（水水热泵机组） C、绿色照明设计：分级设计、分区集控、工作照明 个人控制。（3）无害化、 健康化：自然通风，室内绿化（4）整体绿化211第八节 推荐几种节能构件一、透明保热墙二、自控光热屋顶（智能）三、可呼吸的墙（智能）四、热镜五、多孔材料蓄水屋面 多孔材料:加气混凝土，松散的沙层，多孔陶土砖等212213六、吸湿被动蒸发屋面 我国夏热冬冷地区，夏季白天室外综合温度高，空 气相对湿度比较低，一般为50%，夜晚室外空气温 度较低，空气相对湿度较大，一般为80%左右。原理

45、：白天屋顶多孔材料蒸发散湿散热，夜晚多孔材料 吸湿再生。效果：此屋顶的屋顶内表面温度以及室内空气温度比一 般通风屋顶低1。24度，且屋顶内表面最高温度 出现在凌晨4时左右，此时室外空气温度基本上 处于一天中最低时刻。214第六章 建筑节能经济评价一、 围护结构经济评价评价指标：单位热阻价格 元/（m2。m2。K/w），如单层钢窗每平米的单价为160元，单框双玻钢窗的单价为200元；但单玻窗的单位热阻为1025.6元，双玻窗的单位热阻价格为800元。二、节能建筑的经济评价1、建立可比条件 以1980/1981年住宅通用设计的围护结构构造和建筑物耗热量指标作为对比基准。2152、评价对象的条件应相

46、等或相近。3、评价指标（1）、建筑物耗热量指标和采暖耗煤量指标。（2）、年均总费用。 Z = R1+R2 i（1+i）n/1+in-1 Z年均总费用； R1年均维持费用； R2建筑节能措施的一次性投资费用； i贴现率； n使用年限。216（3）节能投资 I =I2 I1式中 I节能投资（元/每平米建筑面积）； I2节能建筑工程造价（元/每平米建筑面积）； I1非节能建筑工程造价（元/每平米建筑面积）；（4）节能收益 A = qc B式中 A 节能收益（元/每平米建筑面积）； qc节煤量（kq/m2建筑面积）； B热能价格（元 / kg）。2175、投资回收期 n = log A/（A- I i

47、）log（I + i） 式中n动态投资回收期（年） A节能收益（元/年） I节能投资（元） i节能投资年利率（%）第七章 建筑照明节能1、防止光损失；2、充分利用自然光；3、提高照明设备的效率；4、加强管理218第八章 建筑节能材料一、岩棉及其制品 岩棉是以精选的玄武岩或辉绿岩为主要原料， 经高温熔融制成的无机人造纤维。特点：具有保温、隔热、吸声、耐热、不燃等性能和化学 稳定性好等特点。品种：岩面板、缝粘、保温带、管壳等。用途：广泛用于有保温、隔热、隔声要求的房屋建筑、管 道、储罐、锅炉等有关部位。岩棉板适用于工业和 民用建筑有保温、隔热、隔声要求的外墙、隔墙、 屋顶和地面。219岩棉制品在节

48、能建筑中的应用。二、矿渣棉及其制品 矿棉是利用工业废料矿渣为主要原料，经熔化， 采 用高速离心法或喷吹法工艺制成的棉丝状无机纤维。特点：具有良好的保温、隔热、隔声、吸声、不燃、防 蛀等性能，以及较强的化学稳定性。品种；粒状棉、矿棉板、缝毡、保温带、管壳等。用途：广泛用于有保温、隔热、隔声要求的房屋建筑、管 道、储罐、锅炉等有关部位。220三、玻璃棉及其制品 以硅砂、石灰石、萤石等矿物为主要原料，经 熔化，采用火焰法、离心法或高压载能汽体喷吹 法将熔融玻璃液制成的无机纤维。特点：具有良好的保温、隔热、隔声、吸声、不燃、耐 腐蚀等性能。品种：玻璃棉毡、玻璃棉板、玻璃棉管壳等。用途：广泛用于有保温、

49、隔热、隔声、吸声要求的房屋 建筑、管道、贮罐、锅炉、船舶等有关部位。221四、膨胀珍珠岩及其制品（一）、膨胀珍珠岩 以珍珠岩、矿石经破碎、筛分、预热、焙烧瞬 时急剧加热膨胀而成的多孔颗粒状物质。特点： 具有容重轻、绝热性能好、使用温度广、化学 稳定性强、无毒、无味、不腐，不燃、耐酸、 耐碱等特点。用途：它和水泥、水玻璃、沥青、磷酸盐等各种胶结剂 加工成各种膨胀珍珠岩制品。可用做墙体内层的222 松散填充保温隔热材料、可配制珍珠岩砂浆，作 墙体的保温抹灰和屋面的保温隔热层。（二）、水泥膨胀珍珠岩制品 以水泥为胶结料、膨胀珍珠岩为骨料，按一定配合 比配合，经搅拌、成型、养护而成的板、管瓦、砖 等制品。特点：具有容重小、导热系数低、承重能力较高和施工方 便等特点。用途：广泛应用于温度较低的热管道、热设备的保温，以223 及工业和民用建筑外墙、屋盖的保温和隔热。（三）、水玻璃膨胀珍珠岩制品（四）、沥青珍珠岩制品 以沥青为胶结料、膨胀珍珠岩为骨料，经拌 和、压制、养护而成的板、管瓦、砖等制品。特点： 具有容重轻、导热系数小、不老化、憎水、耐腐 蚀等特