“綠色”首先是指能把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為生物能、把無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的植物的顏色。植物是自然界生生不息的生命運(yùn)動(dòng)的最基本的環(huán)節(jié),是一切動(dòng)物和人類生存的最主要的支持系統(tǒng)。它象征著生機(jī)盎然的生命運(yùn)動(dòng),象征著自然存在物之間、人與自然之間的和諧與協(xié)調(diào)。“綠色”作為一種文化,是指人類效仿綠色植物,取之自然又回報(bào)自然,而創(chuàng)造的有利于大自然平衡,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和生活質(zhì)量之間相互促進(jìn)與協(xié)調(diào)發(fā)展的文化。再簡(jiǎn)括一點(diǎn)講,綠色文化就是人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的文化,是人類可持續(xù)發(fā)展的文化,它包括綠色思想以及在綠色思想指導(dǎo)下的綠色產(chǎn)業(yè)、綠色工程、綠色產(chǎn)品、綠色消費(fèi)等等。綠色建筑是綠色文化的重要組成部分。
一、綠色建筑與自然資源
自然資源是指在一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下,自然界中對(duì)人類有用的一切物質(zhì)和能量,如土地、水、空氣、森林、草原、野生動(dòng)植物、礦藏、海洋等。自然資源按用途分為生產(chǎn)資源、風(fēng)景資源、科研資源、生活資源等;按其屬性可分為土地資源、水資源、生物資源、礦產(chǎn)資源等;按其可恢復(fù)性可分為可再生(可更新)資源和不可再生(不可更新)資源。隨著科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,自然界中對(duì)人類無(wú)用的物質(zhì)也可以變成有用的資源。
太陽(yáng)能是一種儲(chǔ)量極為豐富而且清潔無(wú)污染的可再生能源,一旦太陽(yáng)能成為被廣泛利用的能源,它將極大緩解人類的能源危機(jī),改善人居環(huán)境,推動(dòng)人類社會(huì)的進(jìn)步。發(fā)展節(jié)能省地型住宅和公共建筑,重要的策略之一是應(yīng)用太陽(yáng)能資源,發(fā)展太陽(yáng)能建筑技術(shù)?! ?br />
二、我國(guó)在太陽(yáng)能建筑上的應(yīng)用情況
我國(guó)具有豐富的太陽(yáng)能資源,全國(guó)每年獲得的太陽(yáng)能大約相當(dāng)于1萬(wàn)億噸以上標(biāo)準(zhǔn)煤的發(fā)熱量,其中一半以上國(guó)土面積太陽(yáng)能年平均輻射總量在5900MJ/㎡以上,而且大部分采暖地區(qū)均分布在長(zhǎng)日照區(qū)域內(nèi)。我國(guó)在太陽(yáng)能利用上主要有太陽(yáng)能光伏發(fā)電、太陽(yáng)能熱發(fā)電,以及太陽(yáng)能熱水器和太陽(yáng)房等熱利用方式。其中太陽(yáng)能熱利用的發(fā)展的一個(gè)重要方向是太陽(yáng)能一體化建筑,并以常規(guī)能源為補(bǔ)充手段,實(shí)現(xiàn)全天候供熱,提高太陽(yáng)能供熱的可靠性,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步向太陽(yáng)能供暖和制冷的方向發(fā)展。
在太陽(yáng)能運(yùn)用技術(shù)上,我國(guó)的太陽(yáng)能應(yīng)用設(shè)備生產(chǎn)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模,呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢(shì)。我國(guó)于上世紀(jì)七十年代建成的第一棟被動(dòng)式太陽(yáng)能供暖房在甘肅省民勤縣建成,近些年來(lái)通過(guò)國(guó)家科技攻關(guān),在引進(jìn)、消化、吸收世界太陽(yáng)能供暖建筑技術(shù)的基礎(chǔ)上,我國(guó)己形成了具有中國(guó)特色的包括理論、設(shè)計(jì)、施工、試驗(yàn)及評(píng)價(jià)方法在內(nèi)的一整套被動(dòng)式太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)技術(shù),建成了幾百萬(wàn)平方米(建筑面積)的被動(dòng)式采暖太陽(yáng)房。
三、我國(guó)太陽(yáng)能利用的特點(diǎn)
1、 利用太陽(yáng)能意識(shí)普及率不高,多數(shù)建筑師都沒(méi)有把建筑設(shè)計(jì)和太陽(yáng)能結(jié)合起來(lái),更不用說(shuō)普通老百姓了。
2、 政策給太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的傾斜力度不夠大,近兩年政府已經(jīng)意識(shí)到清潔能源的重要性,優(yōu)惠政策日益出臺(tái)。
3、 由于成本原因和我國(guó)的國(guó)情,光熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快,光電產(chǎn)業(yè)則受到很大制約,光電產(chǎn)業(yè)還沒(méi)有和電網(wǎng)結(jié)合。
四、太陽(yáng)能建筑設(shè)計(jì)
傳統(tǒng)太陽(yáng)能建筑關(guān)鍵是把建筑物本身作為系統(tǒng)的組成部件,不但反映了當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn),而且在適應(yīng)自然環(huán)境的同時(shí)充分利用了自然環(huán)境的潛能。目前在這方面應(yīng)用較多的主要是被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑。所謂被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑是指在設(shè)計(jì)中,對(duì)造型、朝向、形狀、平面布局,乃至材料的選擇等,都與太陽(yáng)能的利用結(jié)合在一起使太陽(yáng)能的利用與建筑功能緊密結(jié)合的建筑。但隨著經(jīng)濟(jì)及建筑技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代建筑慢慢趨向于主動(dòng)式太陽(yáng)能建筑,主動(dòng)式太陽(yáng)能建筑主要體現(xiàn)于兩個(gè)方面:一是利用“光電效應(yīng)”原理開(kāi)發(fā)在規(guī)模太陽(yáng)能發(fā)電,包括太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)組和太陽(yáng)能電池等。二是太陽(yáng)能的熱利用,包括太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)灶等。實(shí)際太陽(yáng)能建筑工程中往往是二者的綜合。
(一)平面設(shè)計(jì)
在平面設(shè)計(jì)時(shí)要注意建筑的采暖、降溫、采光。既要滿足主要房間能在冬季直接獲取太陽(yáng)熱量,又要保證夏季良好的自然通風(fēng),最大限度地利用自然采光。在平面的內(nèi)部組合上,根據(jù)自然形成的北冷南暖的溫度分區(qū)來(lái)布置各種房間。這種布局應(yīng)利于縮小采暖溫差,節(jié)省采暖蓄熱量。主要使用房間(長(zhǎng)時(shí)間停留,溫度要求較高)盡量布置在太陽(yáng)能較直接的南側(cè)暖區(qū),避開(kāi)邊跨;一些次要房間(停留時(shí)
間短、溫度要求較低)、過(guò)道、樓梯間等可以布置在北面或邊跨,形成溫度阻尼區(qū)。北側(cè)諸房間的圍合對(duì)南側(cè)主要房間起到良好的保溫作用。
?。ǘ┝⒚嬖O(shè)計(jì)
1、建筑的主立面以朝南最佳,若條件允許,南向窗墻比盡可能大,而使冬季內(nèi)熱環(huán)境有所改善;同時(shí)加強(qiáng)外門(mén)窗密封防護(hù)措施,外門(mén)采用密封性能好、中間有隔氣層的二合一門(mén),窗采用中空玻璃窗,改善室內(nèi)冬季熱環(huán)境。
2、南向陽(yáng)臺(tái)封閉作為日光間,利用日光間采暖,提高居室熱環(huán)境。
3、加強(qiáng)墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱。
4、屋面盡可能采用坡屋面形式,并帶通氣窗,采用保溫?zé)岣叩谋馗魺岵牧稀?br />
5、南向和西向外墻腳下適當(dāng)栽種藤蔓植物,有效降低夏季外墻表面溫度,改善室內(nèi)熱環(huán)境,以控制室內(nèi)日照時(shí)間。
?。ㄈ┨?yáng)能一體化設(shè)計(jì)
考慮到太陽(yáng)能系統(tǒng)的特點(diǎn),除了改善建筑能源結(jié)構(gòu)之外,在熱工性能和景觀方面還有可能進(jìn)一步改善建筑功能。如何擴(kuò)大這類外部效果,是太陽(yáng)能建筑集成設(shè)計(jì)的較高要求。主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)是:
1、太陽(yáng)能系統(tǒng)的選型。
2、集光器的形態(tài)、在建筑上的安裝部位以及連接構(gòu)造。
3、平衡設(shè)施(控制器、逆變器)和蓄能設(shè)施(蓄電池、水箱)的布置場(chǎng)所及管井布置、孔洞預(yù)留以及維護(hù)與檢修平臺(tái)布置。
五、太陽(yáng)能在公共建筑中的應(yīng)用
太陽(yáng)能熱水器要真正得到推廣,應(yīng)先從兩方面入手,一是樓房在設(shè)計(jì)建造之初就要融入節(jié)能的理念,從設(shè)計(jì)、研發(fā)到生產(chǎn)、施工都要將太陽(yáng)能作為建筑能耗的一部分來(lái)考慮。二是積極地對(duì)現(xiàn)有樓房進(jìn)行建筑安全論證以及相應(yīng)的改造。
在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中,著重從以下幾點(diǎn)考慮:
1、減少滲透量,采用密封性較好的材料,增加窗戶的氣密性。項(xiàng)目中門(mén)窗材料采用斷熱鋁合金,氣密性等級(jí)為4級(jí)。
2、減少傳熱量要大力推廣和應(yīng)用節(jié)能型窗框(如塑性窗框、隔熱鋁型框等)和節(jié)能玻璃(如中空玻璃、熱反射玻璃、低輻射鍍膜玻璃等),減小窗戶的整體傳熱系數(shù),降低傳熱量。還要根據(jù)建筑使用要求選擇熱工性能好的玻璃,減少由玻璃的熱量散失。故本項(xiàng)目采用斷熱鋁合金安全中空玻璃門(mén)窗。
3、立面色彩則以白色為主,便于反射陽(yáng)光。
結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w情況(日照、朝向、氣溫等)在工程實(shí)際中利用建筑本身坡屋頂(26.6度),建筑的主立面南偏西17度。經(jīng)過(guò)計(jì)算,設(shè)計(jì)6片4X2米的太陽(yáng)能集熱片可以解決民警平時(shí)用熱水,同時(shí)不破壞坡屋頂?shù)脑煨?。在坡屋頂?nèi)設(shè)置一個(gè)4噸水箱作為太陽(yáng)能儲(chǔ)水及交換使用。外墻均采用30cm膨脹聚苯板(EPS)外墻外保溫系統(tǒng),斜屋面采用45cm厚擠塑聚苯板(XPS)外保溫系統(tǒng),露臺(tái)采用40cm厚擠塑聚苯板(XPS)外保溫系統(tǒng)。在窗的處理上,使用斷熱鋁合金安全中空玻璃<5mm+6Amm+5mm>平開(kāi)窗,建筑南向窗墻比0.214,建筑屋頂山墻兩側(cè)均設(shè)置通氣窗。
六、推進(jìn)我國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展
1、大力宣傳清潔能源的知識(shí),提高太陽(yáng)能利用意識(shí)。
在很多欠發(fā)達(dá)地區(qū),老百姓尚保持著砍柴燒火取暖的習(xí)慣,根本就沒(méi)有意識(shí)到太陽(yáng)能還可以利用。大多數(shù)人的認(rèn)識(shí)還停留在太陽(yáng)能熱水器這一階段,對(duì)光電產(chǎn)業(yè)知之甚少。重點(diǎn)提高對(duì)建筑師的要求。
2、在國(guó)力允許的情況下,繼續(xù)加大力度扶持太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)。
對(duì)已經(jīng)商品化規(guī)范化的太陽(yáng)能熱水器,要加大普及力度。對(duì)耗資較大的光電產(chǎn)業(yè),應(yīng)集中力量攻關(guān),盡快形成規(guī)范。在光電產(chǎn)業(yè)的普及中,要有長(zhǎng)遠(yuǎn)意識(shí),必要時(shí)可以采取行政補(bǔ)貼。
3、 應(yīng)根據(jù)各地太陽(yáng)能資源分布情況,制定各地的太陽(yáng)能利用計(jì)劃,要搞好可行性分析,絕不能盲目跟風(fēng),浪費(fèi)大量的物力財(cái)力。