礦物燃料的大量消耗,導(dǎo)致了全球性的能源危機(jī),引發(fā)了全球氣候變暖等生態(tài)環(huán)境問題。為此,太陽能建筑應(yīng)運而生,從理念到實踐,逐步發(fā)展和完善。比如,德國弗萊堡有個聞名于世的“太陽城”,城中所有房屋結(jié)構(gòu)在設(shè)計上都非常注意俘獲太陽能,所有房屋的頂上都安裝了太陽能電池板。太陽能建筑開創(chuàng)了綠色能源利用新形式。
盡管太陽能是一種無污染的綠色能源,但它并非盡善盡美。地球每天有晝夜變化,天氣會時陰時雨。因此,太陽能的最大劣勢在于其非連續(xù)性,穩(wěn)定性差,太陽能并不能保證在人們需要能量的時間和地點出現(xiàn),而當(dāng)今的能量存儲技術(shù)還無法大范圍地大量存儲電能。
人們發(fā)現(xiàn),由兩個氫原子結(jié)合而成的氫分子,是一種優(yōu)越的能量載體。氫燃燒時,會釋放出熱量和生成水,不產(chǎn)生二氧化碳、二氧化硫等礦物燃料所產(chǎn)生的大氣保溫氣體,也不產(chǎn)生其他污染物質(zhì),因而氫是一種清潔能源。氫能可由燃料電池轉(zhuǎn)化為電能,這種轉(zhuǎn)化能量利用率高、噪聲小、穩(wěn)定性好。但如果采用傳統(tǒng)方法制氫.制取單位氫所花費的電能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過該單位氫轉(zhuǎn)化為的電能,這顯然是沒有實際意義的。而利用太陽能這種取之不盡的可再生能源來制氫,使氫成為一種“可再生能源載體”,這樣就解決了太陽能穩(wěn)定性差的問題.從而實現(xiàn)可再生能源能夠穩(wěn)定地按居住者要求隨時提供電能的愿望。因此,在建筑中將太陽能和氫能結(jié)合起來進(jìn)行利用,就可相得益彰?梢姡柲芎蜌淠苁且粚φ嬲摹包S金搭檔”。
正是基于這一原因,美國紐約技術(shù)學(xué)院向傳統(tǒng)的太陽能建筑挑戰(zhàn),研制成了一種新穎的太陽能——氫能住宅。這種住宅的屋頂和向陽側(cè)都安裝了太陽能電池板。太陽能電池板產(chǎn)生的電能被輸入一個“專用電解器”,該“專用電解器”從水中分離出氫,然后氫被輸入專用的貯存器。根據(jù)居住者的需要,氫通過燃料電池和其他裝置轉(zhuǎn)化為電能和熱能。由于通常廚房和浴室消耗的電能和熱能比較多,臥室、客廳和書房消耗的電能和熱能比較少,因而設(shè)計者對房屋的結(jié)構(gòu)、太陽能電池和燃料電池及其他裝置的布局都進(jìn)行了精心的考慮和巧妙的安排,盡可能縮短能量傳輸?shù)穆烦,減少能量的損耗,提高能量利用率。這種大陽能——氫能建筑,能量可以自給自足,也不會產(chǎn)生大氣保溫氣體等污染物質(zhì),還具有安全、無噪聲等優(yōu)點。它表明,即使不依賴日益減少的礦物燃料而僅依賴用之不竭的太陽能,我們也可營造一個舒適而又安全的家,
如果在這種建筑中再增加收集和儲存雨水裝置、地?zé)嵴{(diào)節(jié)裝置、熱能回收裝置、廢水循環(huán)和再生裝置,以及在建筑該住宅時采用可再生的建筑材料,那么,這種建筑的生態(tài)效益就更好了,使用價值就更高了。
上世紀(jì)60年代,意大利建筑師保羅·索勒瑞把建筑學(xué)和生態(tài)學(xué)結(jié)合起來,提出了“生態(tài)建筑”的概念。“生態(tài)建筑”是從設(shè)計、建設(shè)、使用到廢棄的整個過程都做到無害化,將成為未來建筑的發(fā)展趨勢。而這種大陽能——氫能住宅是自然和技術(shù)結(jié)合的成功嘗試,是擺脫依賴礦物能源的希望所在,顯示出了強(qiáng)大的生命力和對人們的強(qiáng)大吸引力,向著“生態(tài)建筑”又邁進(jìn)了一大步,可能將成為建筑設(shè)計的新追求。
1.最能說明太陽能和氫能是一對“黃金搭檔”的一項是( )
A.氫燃燒時,會釋放出熱量和生成水,不產(chǎn)生大氣保溫氣體,也不產(chǎn)生其他污染物質(zhì)。
B.氫能可由燃料電池轉(zhuǎn)化為電能,這種轉(zhuǎn)化能量利用率高、噪聲小、穩(wěn)定性好。
C.利用太陽能制氫,使氫成為一種“可再生能源載體”,解決了太陽能穩(wěn)定性差的問題,可讓可再生能源隨時提供電能。
D.用傳統(tǒng)方法制氫,制取單位氫所花費的電能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過該單位氫轉(zhuǎn)化為的電能。
2.不屬“太陽能——氫能住宅“工作原理的一項是( )
A、對房屋的結(jié)構(gòu)、太陽能電池和燃料電池及其他裝置的布局要進(jìn)行精心的考慮和巧妙的安排,盡可能提高能量利用率。
B、住宅的屋頂和向陽側(cè)安裝的太陽能電池板接收初始能源太陽能并將其轉(zhuǎn)化成電能。
C、將太陽能電池板產(chǎn)生的電能輸入一個“專用電解器”,“專用電解器”從水中分離出氫。
D、氫被輸入專用的貯存器后,氫通過燃料電池和其他裝置被轉(zhuǎn)化為電能和熱能。
3.不屬于對“太陽能——氫能住宅”功能作解說的一項是( )
A、“太陽能——氫能住宅”可以擺脫對礦物能源的依賴。
B、“太陽能——氫能住宅”不會產(chǎn)生大氣保溫氣體等污染物質(zhì)。
C、“太陽能——氫能住宅”在生產(chǎn)效益使用價值等方面尚有提高的可能性。
D、“太陽能——氫能住宅”將成為未來建筑的發(fā)展趨勢。
4.根據(jù)原文所提供的信息,以下推斷不正確的一項是( )
A、太陽能作為一種綠色能源,具有無污染、永不枯竭等礦物能源不可比擬的優(yōu)點,所以受到了人們的高度關(guān)注和重視。
B、太陽能——氫能住宅比太陽能住宅能更好地滿足居住者對能量的需求,是一種更高形式的可更新能源建筑,是太陽能建筑的發(fā)展。
C、若在太陽能——氫能住宅中增加收集和儲存雨水裝置、地?zé)嵴{(diào)節(jié)裝置、熱能回收裝置、廢水循環(huán)和再生裝置,其生態(tài)效益將會更好。
D、由于太陽能——氫能住宅是自然和技術(shù)結(jié)合的成功嘗試,是擺脫依賴礦物能源的希望所在,故已成為建筑設(shè)計的新追求。
參考答案:
1.C(A、B、只講了氫能,未及太陽能;D、只暗含太陽能,皆不是從“搭檔”上全面考慮)
2.A(非工作原理)
3.D(只是向著“生態(tài)建筑”又邁進(jìn)了一大步)
4.D(未然成為已然)