论文部分内容阅读
能源是整个人类社会发展的基础和动力,人类文明发展至今对能源的需求和依赖一直在飞速上升。长久以来化石能源的过量消耗给城市环境和气候带来了系列问题。太阳能作为可再生能源,具有取之不尽用之不竭和无污染的特点,成为可再生能源的首选。城市化的加快导致建筑、能源和环境相互之间的矛盾日益严峻,推广太阳能建筑及相关技术迫在眉睫。我国在太阳能光伏规模化在推广的过程中,考虑到整个城市或者街区的整体设计,这对于规模化推广应用有重要意义。城市环境中的太阳能建筑逐渐增多,由住宅扩展到商业和工业,规模化应用的趋势逐渐清晰。尤其是工业区这种大面积分布的特征将是太阳规模化载体的重要一步。但是依然存在诸多问题:以工业型街区为例。现阶段缺少对于工业型街区规模化应用较为完善的评估体系和方法;然后,在以往研究中多集中在建筑尺度或者城市尺度,缺乏类似工业型街区尺度研究:另外,由于不同工业型街区的形态差异,导致工业型街区太阳能利用潜力的差异也较大,缺乏不同工业型街区之间的对比研究;最后,缺乏工业型街区太阳能光伏利用潜力的设计策略和指导建议。本文以工业型街区为例,建立了一套完整的太阳能利用潜力评估体系及方法;评估了武汉市非中心城区已建工业型街区进行太阳能利用潜力;提出了针对武汉市工业型街区太阳能利用潜力的的设计策略和指导建议,并在最后绘制了武汉市工业型街区太阳能利用潜力地图。首先,从辐射、安装、效率三个层次入手,对各阶段潜力的定义到街区尺度建筑辐射资源的获取、经济回收期、阈值的计算、辐射潜力、安装潜力、技术潜力和太阳能利用潜力评估,建立了一套完整的太阳能利用潜力评估体系及方法。其中,辐射潜力估算模型基于Rhino平台;安装潜力以估算建筑表面可安装面积为基础;技术潜力以光伏系统的整体效率评估;太阳能利用潜力以辐射潜力、安装潜力和技术潜力的综合叠加为方法。以武汉市工业型街区为背景,满足太阳能光伏经济回收期的基础上,计算出太阳能光伏的阈值为450 kWh/m2?年;以获得的辐射值为基础,建立各个层次潜力的评估方法。给出从太阳能辐射到建筑表面可安装面积、产能、成本、收益、经济回收期以及二氧化碳排放量的估算公式。其次,针对武汉市非中心城区已建工业型街区进行太阳能利用潜力评估,通过实际调研,综合考虑规划指标和建筑形态等因素,将武汉市已建工业型街区划分为4种工业型街区,并对其进行调研和评估。最后,根据评估结果对武汉市工业型街区提出设计策略。绘制武汉市工业型街区太阳能利用潜力地图。