风能

　　风能是一种空气流动能，它的产生是由于太阳的热能辐射到地表，而地表受热不均匀，产生了温差，从而引起了空气的对流运动。从本质上讲，风能也属于太阳能的一种，而且它总量巨大，尽管太阳辐射到地表的热能只有不到3%转化为风的动能，但这些能量已经接近地球所有绿色植物固定能量的百倍，是全球水资源动能的10倍。我国自古就有使用风能的传统，两千年前中国人民就已驾驶帆船在江海驰骋，宋代制造的垂直轴风车也沿用至今。现在的中国在风能的利用量上走在世界的前列，仅次于美国。截至20xx年底，全球风力发电装机容量达到121188MW，比20xx年增加了27261MW［11］，全球安装的所有风力涡轮机发电量可达260TWh/a，超过全球电力消耗的1.5%［12］。中国继续在世界风能发展中发挥着领军作用，仅20xx年装机容量新增13800MW，连续4年超过一倍的增长，对涡轮机厂商来说是一个巨大的市场［13］。同太阳能相仿，风能的利用也可以分为主动与被动两种形式，在绿色建筑中这两种方式都能发挥很大的作用。首先，被动式风能利用指直接利用自然通风来调控建筑的室内温度和空气质量。这种技术在夏季可以直接降温，取代空调，达到节能减排的目的，在冬季仍可少量通风减少室内的空气污染。主动式风能利用指利用风力发电，这是一种把风的动能转化为电能的技术，在目前欧美发达国家的新型建筑中都采用了这种清洁的发电方法。它采用的风力发电组包括了风轮、发电机、铁塔等部件。首先，风轮吸收风能并将其转化为机械能，接着通过齿轮变速的作用使风轮的转速稳定后直接接入发电机，便可以开始放电。以目前的技术，只需要3m/s的风速就可以满足小型风力发电机的.最低风力需求。巴林的世贸中心是利用风力发电的著名建筑，它的两座塔楼主体如同两片巨型机翼将来自波斯湾海面上的毫无阻碍、经年不息的海风集中并加速使其在经过两座塔楼时形成漏斗效应，将风速提高了30%，三座风力发电涡轮机每年可为大楼提供10%～15%的电力，即1100～1300MWh，这些电力足以满足巴林300个家庭一年的用电量［14］。欧洲的风电也已经能够满足4000万人生活的需要，欧洲风能协会预计20xx年欧洲会有近两亿人完全使用风电，占欧洲人口的一半［15］。

　　生物质能

　　生物质能是一种清洁的可再生能源，它源于绿色植物光合作用，是太阳能转化而成的一种化学能。这种能量分布广、来源多，除了直接来源于绿色植物以外，生活污水、人畜粪便等有机物质也含有生物质能。生物质能的储量极高，而且可以转化为常见的燃料，现今它已成为了世界能源消费量最高的能源之一，仅次于石油、天然气、煤炭等化石燃料。有关专家认为至20xx年，生物质能源将提供世界60%的电力和40%的液体燃料，生物质能将成为未来可持续发展能源系统中的主要能源［16］。在建筑中生物质能的主要利用方式就是通过燃烧为室内供暖或作为烹饪的燃料。生物质能的利用方式主要包括生物质直接燃烧、热化学转化、生物化学转化三种利用方式，通过这些使用方式可以将生物质能转化为固、液、气三种形态的多种燃料。由于农业秸秆的大量废弃，在我国农村生物质直接燃烧的使用方式较为普遍，通过对锅炉的结构改造，生物质的燃烧效率可以满足农户需求。近年，我国已推广新式省柴节煤灶超过1.7×108户，新式灶提高了热效率10多个百分点，缓解了部分地区柴草不足的紧张局面［17］。在环保建筑中生物质的利用方式多以生物化学为主，这种方式通过原料的生物化学作用和微生物的新陈代谢作用产生气体或液体燃料，对环境基本不产生破坏。它的产物主要是沼气和各种醇类燃料，其中沼气的使用技术较为成熟。沼气发酵的生物质原料主要是生活废物、废液和各种垃圾，它是一种高效可行的垃圾处理方式，它所产生的甲烷同样是一种清洁能源，在我国农村发展很快，沼气池超过500万个［18］。在绿色建筑中，沼气池发酵技术是生物质能最高效的使用方式，可以减轻建筑对化石燃料的依赖。

　　随着科技与经济的进步以及人们对绿色建筑的倡导，绿色能源必将逐步取代化石燃料先进的地位。与传统能源相比，在建筑中利用绿色能源无疑对人与自然的和谐共处更加有利，也符合了可持续发展的科学理念。然而，尽管绿色能源建筑的前景十分广阔，但是大部分新型能源仍然存在分布分散、稳定性差、造价高昂和技术不足等缺陷，世界对绿色能源的研究依然面临诸多挑战。