Принципы проектирования ветроэнергоактивных зданий

Рис. 15. Здания с размещенными на них ветроколесами

Ветер традиционно учитывают в градостроительном, архитектурном и теплотехническом аспектах проектирования зданий. Расчетными факторами являются скорость и распределение направлений ветра - роза ветров. С учетом ветра решаются следующие основные вопросы градостроительного проектирования: взаимное расположение промышленных зон и селитебных территорий с точки зрения уменьшения загрязненности воздушного бассейна промышленными выбросами в атмосферу, а также оптимизация аэродинамического режима микрорайонов городов и промышленных объектов. В архитектурном и теплотехническом проектировании ветер учитывается как фактор аэродинамического давления через расчетную ветровую нагрузку на конструкции, а также при разработке систем аэрации зданий и проведении расчетов воздухопроницаемости и вентиляции ограждающих конструкций. При этом кинетическая энергия ветра, преобразующаяся при взаимодействии с неподвижными конструкциями здания в фактор давления (положительного или отрицательного), а также порождающая инфильтрацию, в том числе холодного воздуха, в помещения и обусловленные этим повышенные теплопотери зданий в отопительном сезоне, естественно, рассматривается специалистами как негативный природно-климатический фактор.

Попытки использовать энергию ветра для оптимизации энергетического баланса зданий и экономии энергии других источников, предпринимавшиеся в разных странах, сводятся к размещению в окрестностях здания или на его конструкциях известных ветродвигателей одноцелевого назначения (рис. 15) и не имеют прямого отношения к архитектурно-строительному проектированию зданий.

Наша задача заключается в выработке представления о ветроэнергоактивном здании как объекте жилого, промышленного сельскохозяйственного или иного назначения, конструкции которого наделены дополнительной функцией улавливать и преобразовывать энергию ветра в другие полезные виды энергии - электрическую, тепловую, механическую. Одновременно необходимо определить основные приемы и дать исходные рекомендации по проектированию ветроэнергоактивных зданий на основе принципа полифункциональности. Для выработки таких представлений необходимо учитывать следующее:

ветер как возобновляемый источник энергии, взаимодействуя со зданиями, представляет собой производную от солнечной энергии, выраженную в виде адвективного перемещения в приземном слое воздушных масс, наделенных кинетической и тепловой энергией;

энергетическое воздействие ветра на здание характеризуется интенсивностью и направленностью, а также периодическими или апериодическими изменениями этих величин;

здание или комплекс зданий, в свою очередь, деформируют воздушные потоки, дополнительно турбулизируют их, внося локальные изменения в направление и местную интенсивность потоков, порождаемых ветром.

Практическое использование энергии ветра зданиями возможно путем усиления локального воздействия конструкций на воздушный поток и отбора энергии подвижными трансформируемыми элементами здания или его инженерного оборудования. Отсюда вытекают следующие принципы проектирования ветроэнергоактивных зданий.

Принцип первый: ветроэнергоактивное здание должно быть снабжено подвижно укрепленными эелментами полифункционального назначения с возможностью их трансформации в элементы ветроколеса.

Принцип второй: ветроэнергоактивное здание может быть снабжено защитными конструктивными элементами гюлифункционального назначения, форма и пространственная ориентация которых обеспечивают деформирование потоков ветра и их местную интенсификацию в зоне активной работы элементов ветроколеса.

Принцип третий: часть ветроэнергоактивного здания может быть спроектирована в форме, удобной для размещения около или вокруг нее двигателя ветро-энергоустановки, состоящего преимущественно из элементов полифункционального типа.

Перейти на страницу: 1 2


Другие статьи

Гигиенические и экологические последствия воздействий диоксинов
Непрерывное увеличение промышленного производства химических веществ и расширение их ассортимента, связанные с возрастающими потребностями развивающихся технологий, неизбежно влекут за собой усиление вызываемой ими экологической безопасности. Ее источники чрезвычайно ...

 
 
 

2018 Копирайт : www.ecologyreality.ru