基于建筑节能的风能利用-中国电机工程学会.pdfVIP

中国科协2005 年学术年会 11 分会场暨中国电机工程学会 2005 年学术年会论文集 基于建筑节能的风能利用 李 莉，薛向东 集美大学机械工程学院 福建 厦门 361021 关键词： 一次能源，建筑节能，风能，热环境 变化。在迎风面，空气流动受阻，速度减小， 李莉 中国制冷学会，编号：E121450003S； 静压升高，室外压力大于室内压力。在背风面 薛向东 中国电机工程学会，编号：E055925223M 和侧面，由于空气绕流作用的影响，静压降低， 室外压力小于室内压力，如图 1 示： 一、前言 最近的调查表明世界人口在 1999 年达到 了 60 亿，预期到 2050 年将达到 94 亿。人口 集中和增长可能发生在亚洲的大都市中。中国 目前拥有 12.5 亿人口，并是一个拥有世界上 最多民族的国家。大城市里人口的增长和聚集 导致了各种环境问题。 在过去的二十年里，伴随着经济和都市化 的高速发展，多层住宅建筑在中国出现了垂直 快速增长的现象。建筑的能量消耗占总的能量 图1 建筑物四周的风压分布 消耗的比重跟以前相比越来越高了[1]。在 1999 建筑物四周的风压分布，与该建筑物的几 年，建筑的能量消耗占整个国家总的经济能量 何形状及室外的风向有关。风向一定时，建筑 消耗的 27.6%。建筑的能量消耗包括了那些比 物外围结构上各点的风压值可按下式计算： 2 P =k ·ρ · υ /2 （1） 如空调，供热，照明，烹饪和日常生活热水等 f w w 等的消耗，但是空调和供热消耗是最主要的部 式中 Pf ——风压，Pa ； 分。调查表明在中国南部家用空调的拥有率以 k——空气动力系数，一般由实验确定； 3 ρ ——室外空气密度，kg/m ； 每年 20%的速度在增长。在中国，建造节能建 w υ——室外空气流速，m/s 。 筑的目的，是为了减少那些为保持室内热环境 w 舒适而使用空调和供热装置所消耗的能量。 如果在风压不同的迎风面和背风面外墙 自然界的风能作用于建筑物，形成了自然 上开两个窗孔，在迎风面，由于室外静压大于 通风。像预期的那样，自然通风有潜力成为建 室内空气静压，室外空气从窗孔 a 流入室内。 筑通风的一种有效途径，并能在节约能量的情 在背风面，由于室外静压小于室内空气静压， 况下提供一种舒适与健康的室内环境。自然通 室内空气从窗孔 b 流向室外，当窗孔 a 流入室 风不仅可被用于夏季对居室的清凉作用，也可 内的空气量等于从窗孔 b 流到室外的空气量 用于消除室内空气中的污染物质。 时，室内静压保持为某个稳定的值。自然通风 二、风能