李蕓蕓，季文霞

（1.山東舜誠建筑設(shè)計(jì)有限公司，山東 濰坊 261000； 2.山東安盛建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，山東 濰坊 261000）

作為當(dāng)前城市化進(jìn)程中的重要支柱產(chǎn)業(yè)，建筑行業(yè)在能源和資源上的耗用，包括空調(diào)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、電力系統(tǒng)等。目前，我國建筑能源消耗占了全社會(huì)能源的比重，并且呈現(xiàn)出不斷增長的態(tài)勢(shì)，因此，加強(qiáng)綠色建筑的使用是非常重要的。綠色建筑要求健康、舒適、安全的工作環(huán)境，提高建筑整體的人文，建筑與環(huán)境的協(xié)調(diào)作用，提高建筑的資源利用率。我國的綠色建材產(chǎn)業(yè)雖然起步較晚，但發(fā)展迅速，發(fā)展?jié)摿薮骩1]。

自然資源枯竭，綠色建筑理念應(yīng)運(yùn)而生：一個(gè)國家要想繼續(xù)發(fā)展，就必須要有足夠的能量。人類的資源枯竭，環(huán)境的惡化，都是因?yàn)槟茉聪目傤~在不斷增加，再加上傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)增長模式，導(dǎo)致了人類面臨著能源危機(jī)。我國國土面積大，煤炭資源豐富，但由于人口眾多，資源的迅速消耗，人均資源的實(shí)際占有水平一直居世界末位，成為制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。

1 可再生能源對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)影響的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

《淺析可再生能源在綠色建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用》是孟憲建主編的《能源與節(jié)能》。能源是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。能源問題是近幾年全球范圍內(nèi)的一個(gè)重要問題。21 世紀(jì)以來，很多建筑在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，既要注重美觀，又要注重節(jié)能減排。可再生能源由于其獨(dú)特的特性，正日益受到建筑師和工程師的青睞。

2010 年，在《建筑節(jié)能》期刊《可再生能源建筑應(yīng)用技術(shù)及其發(fā)展前景》中，張英魁、張正梅指出，由于我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑物的數(shù)量、企業(yè)的活動(dòng)、建筑能耗的不斷增長，特別是傳統(tǒng)的工業(yè)和電力的發(fā)展，導(dǎo)致了建筑能耗的逐年增長。在這樣的大環(huán)境下，發(fā)展可再生能源建設(shè)既是中國和世界各國的重大戰(zhàn)略舉措，也是我國工業(yè)發(fā)展的必然選擇。

國外可再生能源對(duì)綠色建筑的作用：《國外可再生能源在建筑節(jié)能中的利用》。德國、日本可再生能源發(fā)展策略及策略：國外可再生能源在建筑節(jié)能方面的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。

美國卡羅恩，《可持續(xù)的建筑保護(hù)：現(xiàn)存建筑綠化改造》，闡述了節(jié)能與CO2的使用。包括建筑物的選址、燈光、可再生能源的選用、雨水處理、外墻保護(hù)及集成。文章對(duì)當(dāng)前在使用中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析，包括：短期維修材料選擇、環(huán)境保護(hù)、室內(nèi)空氣質(zhì)量等。

2 綠色環(huán)境建筑的必要性

在施工過程中，環(huán)保的建筑是指建筑垃圾和生活垃圾的有效削減。這種結(jié)構(gòu)可以有效地利用能源，這是一個(gè)基礎(chǔ)和先決條件，可以全面地反映現(xiàn)存的城市基礎(chǔ)設(shè)施[2]。同時(shí)，注重合理使用環(huán)保材料，為使用者創(chuàng)造一個(gè)舒適的內(nèi)部空間。隨著社會(huì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了巨大的壓力，同時(shí)也造成了能源和資源的巨大浪費(fèi)。

一些資源是不可再生的，它對(duì)人類的生存和發(fā)展起著舉足輕重的作用。在建設(shè)工程中，土地、水資源、生物資源的消耗是必然的，但要通過合理的方式和方法來提高資源的利用率。循環(huán)經(jīng)濟(jì)效益是保證生態(tài)環(huán)保工作順利進(jìn)行的關(guān)鍵，是要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的良性循環(huán)，可以對(duì)土地、原料、磚塊等廢料進(jìn)行科學(xué)的開發(fā)[3]。強(qiáng)調(diào)生態(tài)環(huán)保是綠色建筑的核心內(nèi)容，而綠色建筑對(duì)環(huán)境的影響具有很高的要求，因此要盡可能減少污染。

由于大氣、水污染等因素對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的危害很大，所以在工程建設(shè)中應(yīng)充分考慮以上問題，從而達(dá)到人與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展。物理環(huán)境在綠色建筑中占有舉足輕重的地位，要想真正達(dá)到綠色建筑，就必須通過科學(xué)、合理的方法來調(diào)控周圍的物理環(huán)境，并有效地改善建筑的舒適度，這對(duì)于保證人們的健康和居住品質(zhì)具有十分重要的作用[4]。太陽能和風(fēng)能是一種可再生能源，它是一種綠色能源，可以在建造綠色建筑時(shí)得到最大限度的利用。

3 綠色建筑工程設(shè)計(jì)的主要特征

3.1 綠色建筑工程的特征

綠色建筑的內(nèi)涵：在建筑的全壽命中，包括設(shè)計(jì)、使用、拆除三個(gè)階段，可以最大限度地減少電力、水、土地資源的消耗，減少環(huán)境污染，節(jié)約能源，并確保其實(shí)用性和舒適度，這就是綠色建筑。綠色建筑是一種具有代表性的可持續(xù)發(fā)展建筑，它與環(huán)境和諧共存，是人類與自然和諧相處、保護(hù)環(huán)境的重要途徑。

綠色建筑通過四個(gè)途徑來達(dá)到與自然的和諧：一是利用自然光來減少照明；二是利用通風(fēng)管道來通風(fēng)，縮短通風(fēng)管道的使用壽命；三是利用可再生能源來降低對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴性；例如太陽能集熱器、太陽能發(fā)電設(shè)備，既可以滿足使用者的需要，又可以減少傳統(tǒng)能源的污染；四是采用環(huán)保建材，減少環(huán)境污染。新型建筑材料的隔熱性能好，對(duì)環(huán)境污染小，在拆除和再利用過程中，可以保證建筑的環(huán)保性。從整體上看，綠色建筑是以建筑、使用者、自然三者相協(xié)調(diào)的方式，利用自然環(huán)境營造出一個(gè)舒適、健康的居住環(huán)境，減少使用者對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴。

3.2 綠色建筑的發(fā)展策略

環(huán)境保護(hù)是一個(gè)宏觀視角的宏偉工程，而綠色建筑作為環(huán)境保護(hù)的一部分，也要從多個(gè)角度來看它的發(fā)展。城市的保護(hù)與改善是一個(gè)世界性的重大問題，它涉及空氣污染治理與保護(hù)、水體污染保護(hù)、物種保護(hù)等多個(gè)領(lǐng)域，僅從一個(gè)小區(qū)、一個(gè)區(qū)域的建筑角度來看，就像是管中窺豹。同樣，生態(tài)社區(qū)的建設(shè)與城市的發(fā)展密切相關(guān)。城市綠化建設(shè)、城市交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、功能區(qū)分布等都會(huì)對(duì)城市的生態(tài)環(huán)境有很大的影響。因此，作為生態(tài)社區(qū)建設(shè)的基礎(chǔ)單位，必須充分考慮到周邊配套工程和社區(qū)功能區(qū)域的布局。

4 可再生能源的價(jià)值體現(xiàn)及其利用方法

4.1 太陽能的價(jià)值與利用

太陽能的發(fā)展可以分為主動(dòng)和被動(dòng)兩種，這兩種方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，因此在運(yùn)用這兩種方法時(shí)要處理的問題也不盡相同。

對(duì)被動(dòng)型太陽能的使用情況進(jìn)行分析，利用太陽能的熱量轉(zhuǎn)化來收集太陽能，再利用建筑物內(nèi)部的熱量進(jìn)行換熱器。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于其實(shí)施費(fèi)用低廉、維修方便，但其缺點(diǎn)是太陽能利用率較低，而且主要采用供暖形式，不能滿足不同的能源需求。典型應(yīng)用實(shí)例包括太陽能低溫?zé)崴匕?、熱水器、太陽房供暖等?/p>

我國擁有豐富的太陽能資源，為我國的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)，這種新型的太陽能熱水器因其價(jià)格便宜、操作簡便、技術(shù)簡便、技術(shù)成熟而在全球范圍內(nèi)廣泛推廣，并逐步向光、電智能化方向發(fā)展。

太陽能采暖室是通過集熱器把太陽的熱能轉(zhuǎn)換成熱能，然后通過室內(nèi)的門窗來實(shí)現(xiàn)。儲(chǔ)熱墻是建筑物最大的構(gòu)件，它的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中于墻體的發(fā)展，它對(duì)集熱器的性能有很大的影響。

太陽能低溫?zé)崴匕迨峭ㄟ^對(duì)地面進(jìn)行均勻的輻射，從而達(dá)到供暖目的。在房屋的外部設(shè)置了一種特殊的太陽能集熱器，集熱器在收集熱量后，通過低溫水向房間中擴(kuò)散熱量，這種采暖模式比較均衡，可以營造出一個(gè)比較舒適的居住環(huán)境，但其實(shí)施成本比較高，因此有些高檔小區(qū)會(huì)采取這種形式[5]。

4.2 地?zé)崮艿膬r(jià)值體現(xiàn)及其利用方法

隨著人類對(duì)能源的不斷開發(fā)，傳統(tǒng)的能源已經(jīng)無法滿足人類的需要，新世紀(jì)的能源危機(jī)日益嚴(yán)峻。在此背景下，新能源應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展受到了廣泛關(guān)注，并取得了一些成果。地?zé)崾且环N普遍的能源，在我國的應(yīng)用范圍很廣，本文就其特點(diǎn)、用途、利用過程及存在的問題進(jìn)行了簡要的闡述。

在表層的淺層（一般不到200 米），巖石中蘊(yùn)藏著大量的熱量，是一種地?zé)岬膩碓础５厍騼?nèi)部蘊(yùn)藏著巨大的熱量，地球從太陽吸收的能源大約是地球總能源消耗的2000 多倍，表面10 米以上的地表溫度會(huì)受到大氣的影響，低于10 米，則不會(huì)受到大氣層的影響。

地?zé)崮苁且环N擁有大量資源的能源，主要是以地?zé)釣橹饕茉?，通過對(duì)建筑物的熱能進(jìn)行冷卻和加熱，達(dá)到節(jié)能減排的目的，將地?zé)崮苡糜跍\層地?zé)岚l(fā)電，不僅不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，還可以有效地解決氣候變化對(duì)地表的影響，同時(shí)也不會(huì)對(duì)地表的溫度產(chǎn)生任何影響，因此具有很好的適用性[6]。

5 可再生能源對(duì)綠色建筑工程設(shè)計(jì)的影響

5.1 房地產(chǎn)企業(yè)開發(fā)綠色建筑的影響

影響建筑公司綠色建筑的主要因素有：政策法規(guī)、政策支持、市場(chǎng)接受程度、后期維護(hù)費(fèi)用、處罰時(shí)的損失。在這一過程中，應(yīng)充分考慮建設(shè)項(xiàng)目的成本、經(jīng)濟(jì)回報(bào)率、資本投入等，并與國家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、經(jīng)濟(jì)條件、人才資源等進(jìn)行比較。

企業(yè)的社會(huì)節(jié)能減排能力、社會(huì)責(zé)任感、企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)綠色建筑的態(tài)度和與之相關(guān)的技術(shù)力量等都會(huì)有不同程度的影響。只要具備合適的投資機(jī)會(huì)，再加上綠色建筑的技術(shù)支持，就可以真正提高領(lǐng)導(dǎo)對(duì)綠色建筑、生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)與開發(fā)的信心。

5.2 綠色建筑項(xiàng)目的開發(fā)阻力來源分析

可再生能源是一種與綠色建筑相適應(yīng)的新型建筑，但由于其造價(jià)高昂、施工過程繁瑣、工期延誤等問題，導(dǎo)致許多開發(fā)商對(duì)綠色建筑缺乏清晰的認(rèn)識(shí)，因而投資較少，而作為一種高成本的建筑，許多開發(fā)商都希望通過政府的政策來獲得最大的利益。他們將綠色建筑作為“標(biāo)簽”以博得關(guān)注[7]。

6 可再生能源在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

6.1 風(fēng)能利用的設(shè)計(jì)方法

風(fēng)能資源十分豐富，超過10 米的風(fēng)能資源約為32.26×108 千瓦，可供開發(fā)的風(fēng)能占16%。因此，風(fēng)力發(fā)電是清潔、可再生、分布廣泛、運(yùn)行費(fèi)用低廉，目前在美國國家展覽中心安裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其發(fā)電能力已達(dá)到100x104kW?h。

建筑風(fēng)能的利用途徑有兩種：一是利用風(fēng)壓推動(dòng)室內(nèi)通風(fēng)；二是利用風(fēng)力發(fā)電。如在沿海熱帶雨區(qū)，在建筑的規(guī)劃布置中，要考慮到建筑的單體體量與組合式，在建筑的朝陽與背陰面上形成不同的風(fēng)壓差異，從而在建筑物內(nèi)部形成氣流，促進(jìn)室內(nèi)的氣流流通，從而達(dá)到較好的通風(fēng)效果[8]。

在建筑物高度集中的地區(qū)，由于通風(fēng)困難，可以在建筑物上安裝捕風(fēng)設(shè)備，通過風(fēng)能的豎向分布，以及通風(fēng)管的作用，引導(dǎo)氣流沿著一定的路線移動(dòng)，從而提高室內(nèi)的溫度，達(dá)到人們對(duì)舒適的需求。

在單體建筑的設(shè)計(jì)中，應(yīng)搜集氣象數(shù)據(jù)，調(diào)查施工現(xiàn)場(chǎng)，了解當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)環(huán)境狀況，并根據(jù)建筑開放的位置及高度，以達(dá)到更好的通風(fēng)效果。在建筑物上，通常都是使用小型或微型的風(fēng)能發(fā)電，因?yàn)轱L(fēng)力渦輪機(jī)的功率是與風(fēng)速的平方成比例的，因此，在建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須保證風(fēng)塔的形狀和樣式。

6.2 太陽能利用的設(shè)計(jì)方法

為了將太陽能應(yīng)用于建筑物，一般可以在屋頂、陽臺(tái)、墻壁上安裝太陽能集熱器和太陽能電池板，屋頂?shù)膬A斜角度取決于太陽能集熱器和太陽能電池板的最佳傾斜角度，即當(dāng)?shù)亟?jīng)緯-10°。

陽臺(tái)護(hù)欄采用太陽能集熱器與太陽能面板組合而成，其強(qiáng)度、強(qiáng)度、防護(hù)性能均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)；墻壁上的太陽能集熱器和面板要與墻壁顏色、風(fēng)格協(xié)調(diào)；本系全部配有管道、電器、電纜，與其它施工管道進(jìn)行整體規(guī)劃，同步設(shè)計(jì)，施工同步，安全，隱蔽，集中，安裝和維修方便。

利用光導(dǎo)纖維技術(shù)，還可以利用光導(dǎo)纖維導(dǎo)光板來實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的室內(nèi)照明，利用光纖導(dǎo)光板來實(shí)現(xiàn)對(duì)陽光的聚焦，通過光纜把陽光傳輸?shù)绞覂?nèi)、地下室等。

日光導(dǎo)入器是指建筑的屋頂、陽臺(tái)、地面、墻壁等四季如春的地方，由光纖與室內(nèi)相連，從日出到日落，均有固定的（活動(dòng)）光照，可在室內(nèi)任意10 個(gè)小時(shí)的時(shí)間。

7 結(jié)語

總而言之，目前，我國建筑行業(yè)發(fā)展迅速，建筑節(jié)能越來越受到人們的關(guān)注，將可再生能源應(yīng)用于建筑行業(yè)是一個(gè)新的發(fā)展趨勢(shì)。利用可再生能源如太陽能、風(fēng)力發(fā)電，既可替代傳統(tǒng)的能源，又可降低污染排放，有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。利用可再生能源進(jìn)行綠色建筑的設(shè)計(jì)，對(duì)我國的建設(shè)具有重要意義。