地热能

　　地热能是一种从地球内部获得的能源，它来源于地球内部的熔岩和放射性物质的衰变。地球的内部有极高的温度，直到距离地表33km的莫霍面，温度依然能高达1000℃。随着地下水的循环和深层岩浆向地表侵入，这些热量逐渐被传送到近表层并将附近的地下水加热渗出地表。地热能除了存在于普通热水以外，地热能也蕴含在蒸汽、地压型热水、熔岩以及干热岩中，它是一种清洁能源，在使用中对环境不会产生任何污染。相对于太阳能等清洁能源的不稳定，地热能更加“稳定现实”，主要分布在板块的边缘与交界处，储量高于任何人类已利用的能源。它的再生速度同样高于石油等现有资源，只要开采速度适宜，它可作为可再生资源使用。基于以上优势，相信地热能将成为煤炭、核能的稳定替代能源［7］。现今人们对地热能的使用具体分为两个方式，一种为地热能的直接利用，一种为地热能发电。其中利用地热能发电在民用建筑设计中的实用性不大，而地热能的直接利用在建筑中具有很高的实用性。人类自古便开始对地热能进行直接利用，比如利用温泉沐浴或治病等，这些都属于对地热能的直接利用。随着时间的推移，人们对于地热能的直接利用有了更多的方式，比如利用它供暖、热水、养殖水产、温室控温。其中，地热采暖早已在北京、天津等城市普遍应用。采用这种供暖方式比采用传统的锅炉供暖要节省大约3成的成本，并且不产生污染，达到了节能减排的目的。当然，这种供暖方式仍存在初期投入较高以及地热回灌技术不够完善等问题，需要改进［7］。随着地源热泵技术的采用，不仅地热供暖技术得到完善，地热能也有了制冷、空调等更多可利用于建筑的用途。由于该项技术利用地下浅层地温作为热源，随处可取，使过去传统意义上所谓的“地热资源在分布上有局限性”的观念得到了改变。地源热泵供暖系统在我国东北地热资源丰富地区已有应用，如黑龙江林甸县林甸镇目前地热采暖面积达50万m2，合计年用热水量200万m3，采用热泵技术梯级利用，在室外温度－28℃时，室内温度可达到18～21℃，最高可达到26℃。每年可节约燃煤5000t，减少CO2排放1.31万t，减少SO2排放425t［8］。地源热泵供暖也早已在发达国家得到广泛应用，如瑞士是一个传统意义上没有地热资源的国家，但采用地源热泵技术后，到1995年已可提供228GWh/a的热功率用于建筑供暖［9］。地热能同样可以用于制冷以及空调，如在廊坊地区，深水井中地下水的温度一般常年保持在十几度左右，可以通过制冷工质在蒸发器中吸收热量，并向地热水中放出热量来降低房间温度。除此之外，上海世博会的世博轴，采用的就是中国目前最大规模应用地源热泵和江水源热泵技术的中央空调［10］。

　　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］。