生态导向发展模式（EOD）外文翻译资料

可再生能源

作者：Benjamin Brandin

1.1概述

1.1.1可再生能源是什么以及可再生能源为什么重要

可再生能源指的是能自我补充的能源。这些能源包括太阳能、风能和潮汐能。生物质、城市固体废弃物和地热是其他一些可再生能源的来源。

随着世界经济增长，化石燃料储量逐渐减少，石油和天然气消耗量加速增长，能源变得极其重要。各国激烈争夺能源资源的控制权时，科学家们把可再生能源作为我们新的解救途径。

1.1.2可再生能源是如何未被充分利用的，以及在未来如何/为什么利用可再生能源

大多数发达国家和发展中国家的大部分能源供应仍然依赖化石燃料。这些自然资源的稀缺为增加对可再生能源技术的投资和依赖提供了令人信服的理由。

1.2目标和益处：

·目的:研究将可再生能源整合到不同地形的社区及景观中的各种方法。

·可再生能源技术的好处:

-如果设计得当，可再生能源可以为一个社区提供大部分甚至全部能源。

-绿色能源使社区摆脱对化石燃料的依赖，减少二氧化碳的排放和对总体环境的影响。

-以减少甚至没有能源费用的形式，为能源消费者的前期投资提供回报。

1.3挑战和机遇：

·相对于更便宜的替代能源，如果可再生能源要在我们的能源供应中占据更大的比例，它们必须降低成本。

·在可再生能源技术发展到能像化石燃料那样持续提供能源之前，依赖它们作为稳定的能量来源可能需要补充能源投入，或者改变我们对能源的消耗方式。

·设计良好的可再生能源系统可以为社区提供不同程度的能源独立性，在某些情况下，它们还能使社区和城市将能源卖回给电网。在这种情况下，可再生能源系统成为公共收入来源以及负责任的环境保护实践的例子。

1.4能源_过程和图表

全面解决能源消耗问题

为了最大限度地利用可再生能源，我们必须对能源消耗问题采取更全面的办法。这种战略必须平衡能源投入和产出，并更有效地利用能源。此外，能源生产中心应该更靠近它们服务的区域，以减少传输中的能源损耗。

Hammarby模型是为Hammarby Sjouml;stad开发的，这个斯德哥尔摩社区，已经重新设计为一个对环境负责的社区。该社区的一些建筑以光伏板为特色，但设计师们专注于开发最适合Hammarby的系统。该地区节能设计的关键元素包括焚烧可燃垃圾为该地区的家庭提供能源和热量，以及从废水处理中获取热量为家庭供暖。这种方法是将可再生能源技术纳入社区设计的一种更有效、更合理的方法。

1.5能源_类型

可再生能源的四种应用方式

这四种类型代表了可再生能源融入城市形态的不同例子。这一分析侧重于太阳能和风能的不同应用。下文这些类型说明了太阳能发电厂是如何建立在平坦的场地或具有地形的地方，风力发电厂需要充足的空气流动和障碍物有限的场地，进一步的技术进步可以使设计者将可再生能源嵌入到城市基础设施中。

太阳能发电厂

在他们服务的社区或城镇附近建立太阳能发电厂，并给予足够的阳光照射，通常可以为一个小社区提供足够的电能。根据发电厂的大小，多余的能源可以卖回给公共事业单位，为社区成员创造共享收入。太阳能发电厂的另一个好处是它们对景观的适应性很强。它们可以建在平地上，也可以建在斜坡上。尽管如此，为了最大限度地利用太阳能，光伏电池板必须朝南。

1.5.1美化太阳能发电厂

优点：

·利用地形和开放空间的太阳能发电厂使社区成员不必在自己的家中安装光伏发电板，从而减轻了个人的维护任务。

缺点：

·太阳能发电厂造价昂贵，而且需要大片的土地。由于这些原因，大多数太阳能发电厂是由政府或公共事业公司开发的。

·在选址太阳能发电厂时，还要考虑分配问题。当能量通过电力线分配给用户时，能量会损失。

最好的方法：

·太阳能发电厂的最佳位置是位于社区、城镇或城市边缘的朝南的平地或斜坡。

1.5.2建筑用地地形

优点：

·依据地势，在斜坡上建造房屋。屋顶变成了太阳能发电厂。空闲的高地也可以作为额外的太阳能光伏板设置位置。

缺点：

·在住宅单元限制了可以连接起来的面板数量时，可以设计集成太阳能发电厂。在这种场景下,如果没有多余的空间放置额外的面板，屋顶可以作为放置光伏板的景观空间。

最好的方法：

·在社区建筑的顶部放置光伏板最好选择空闲空间有限和地形具有高度的地方。面板必须朝向太阳，并跟踪太阳一整天的运动轨迹。

风能

在高风速地区，涡轮机可以产生大量的电力。一个容量系数为35%的1兆瓦级涡轮机将产生约3066毫瓦时，平均为0.35兆瓦。现在，更小的风力涡轮机可以放置在大多数平顶建筑和平坦的景观上，接受充足的风流量。与体型较大的风力涡轮机相比，它们更安静，也更具美感。

风力发电的主要限制是涡轮机只能在捕获气流的情况下发电。除非一个社区被设计成一个风力发电场，否则随机放置的小型风力涡轮机不太可能提供足够的电力，使其脱离能源网。考虑到足够的风流量，为小型涡轮机补充一个高耸的涡轮机，可以为一个小社区提供能量。在当地使用风力发电可能需要额外的能源，如太阳能。除了需要大量的空间外，大型风力涡轮机的噪音也很大。

1.5.3风力发电场

优点：

·在高风速的地区，气流可以被捕获并转化为能量。

缺点：

·不规则的气流使持续的风力捕获变得困难。

·散布在城市景观中的房屋把风的“工作”水平高度从地面提高到这些房子的屋顶高度。众多的屋顶阻碍了风的流动，增加了湍流，减少了传递给涡轮机的可用能量。

最好的方法：

·城市边缘通畅的开放空间是风力发电的最佳场所。

·高风量的丘陵地区是风力发电场的另一个理想场所。这些地方应该作为通道运行，将风引入涡轮机。

1.5.4建立在可再生能源基础设施上的未来

可再生能源肯定将在帮助我们满足未来能源需求方面发挥核心作用。随着技术以前所未有的速度发展，我们可以毫不牵强地推测，目前导致环境恶化的表面可能会为我们提供能源。如果光伏技术被嵌入到我们的道路系统中会怎样呢?太阳能技术是否可以发展到这样的程度:我们可以消除由混凝土产生的热岛效应，为未来的城市提供能源?

1.6能源_干预研究

·靠近风电场的高密度住宅

这个多功能开发项目位于一个平坦的地区。远处的风力涡轮机位于山坡的顶部，以便最大限度地暴露在气流中。巨大尺寸的建筑为居民提供了一个风力屏障，在推动了风绕过建筑的同时也让风吹向周围的涡轮机。

·太阳能/风能发电场

这个太阳能发电厂位于城市边缘的平坦空地。房屋散布在山坡上，将光伏板作为景观的一部分。覆盖在山坡上的风力涡轮机充分利用流过太阳能发电厂和房屋的气流。

气候消减

作者：Debmalya Guha和Alexander Keating

1.1理解微气候

当涉及到人类生活的定居点和自然环境时，一种模式并不适合所有人。虽然现代建筑和城市规划的历史在很大程度上以主张人类对自然世界的统治为特征，但这种努力越来越被理解为是幼稚和不可持续的。在我们希望减少对能源的依赖之前，我们必须先理解舒适的居住环境可以通过相关的场地规划和建筑来满足。

虽然“小气候”可以描述一个小到几平方英尺的区域所特有的气候条件，但本节考察了不同的选址规划以及某些建筑技术如何影响住宅和社区层面的温度、太阳能增益、风流分散和舒适度。

1.2目标和益处：

·利用场地规划布局，使当地气候最大化，并在太阳能和风能进入住宅方面取得最佳结果。

·利用当前和未来的技术，通过太阳能和风能、湿度控制和创新的集水方法来影响小气候。

·利用地形/植被影响小气候的能力。

·减少整体供暖/空调能源需求。

1.3挑战和机遇：

·南方面临的困境：

一定密度的房屋开发将很难确定每所房子最佳的方位。

·利于风流分散的最佳住房间距可能限制对更传统的社区布局的使用。

·在重建期间，应优先考虑尽量减少对现有的、成熟的植被的破坏，这些植被通常出现在老龄化社区开发项目中。

1.4气候消减_过程和图表

开式风速20 mph/32.19 klh

落叶树密度25-35%

开式风速20 mph/32.19 klh

针叶树密度40-60%

开式风速20 mph/32.19 klh

多排密度60-80%

开式风速20 mph/32.19 klh

实心栅栏密度100%

阻风矩阵

虽然个人被动式/反应式住宅的设计已经被很好地理解，并且目前正在全世界范围内实施，但是在社区设计方面的发展却少之又少，尤其是对当地社区气候条件最适应和最佳控制的设计上。右边的技术和原则代表了一些基本的构件，在这些构件上，这种被动的场地规划实践可能会得到发展。

本节涵盖了风和太阳活动的基本方面，以及一些城市形态的改变，这些改变将改善城市结构中的微气候。此外，还提出了一些关于未来建筑技术如何应用于改善社区气候条件的设想。

1.5气候消减_类型

下文这些类型代表了被动式气候原则和技术可以融入城市形态的四种方式。类型学解决了建筑在平坦/高地条件下、倾斜或阶梯式区域以及开放空间的选址问题。类型学的目的是作为一种模式来适应各种不同的场地和环境，并依赖于场地中立原则。作为基本模式，它们并不代表完整的街区或社区规划。

1.5.1微气候与开放空间

优点：

·建筑：朝南，砌块穿孔，允许空气流通。整体朝向最大限度地减少了下午的阳光照射，很好地促进了有效的微风。

·景观：利用气候敏感/活体表皮材料制成的分隔器，使开放空间/大街上的微气候最大化。

缺点：

·密集的建筑物导致冬季日照减少。平坦的景观失去了太阳能/风能在自然的斜坡上的优势。

1.5.2阶梯式房屋，倾斜场地

优点：

·建筑：朝南，砌块穿孔，允许空气流通。整体朝向最大限度地减少了下午的阳光照射，很好地促进了有效的微风。

·景观：利用阶梯式斜坡，确保所有朝南立面的向上微风和阳光照射。北方的常青树能使冬季的风减到最少。

缺点：

·遵循自然轮廓会导致每个建筑失去最佳朝向。

1.5.3交错式房屋，平整场地

优点：

·建筑：均采用最佳的东南5度朝向。每个建筑周围的微气候通过两面的气候敏感/活体表面围栏来增强。确保建筑物之间必要的错排距离，以确保有效的风运动。

·景观：住宅区南部的开放空间允许风速完全达到“开放场地”速度。错排间距保证了每个建筑的风能和太阳照射。

缺点：

·交错式房屋导致开发密度低。

1.5.4更改形式

优点：

·建筑：沿东西轴线方向有更好的太阳能和风能。所有的街道都与来自南方的夏季风呈对角线关系。建筑形式就像一个漏斗，捕捉风，并帮助它沿着街道向有利的方向移动。

·景观：建筑北面的常绿树木可以抵御寒冷的北风。落叶树不仅在夏天提供阴凉，同时在冬天允许阳光照射。

缺点：

·双重负载的街道有时会降低太阳能增益。街道之间有足够的空间供阳光照射和风的运动，因此密度较低。

1.6气候消减_干预研究

在开放空间，对气候变化敏感的“活体表面”材料可以用来提供遮荫，同时仍然允许风的通过。对开放空间本身，公园和路径是必要的，以允许风在反复被建筑物阻碍后恢复到“开放领域”的速度。这确保了风流更好地分散在毗邻这些开放空间的住宅区。

改变的街区类型显示了城市形态的变化，因此南部的地势较低，允许持续的太阳照射和风的运动。此外，街区结构向最佳盛行风偏移30度，以增加夏日凉风的扩散。

附件1： 生态导向发展模式（EOD） (P.77-93)

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