浅析绿色能源、绿色建筑与智能建筑

武建生

山西省第五建筑工程公司武建生

[摘要]人类的能源危机日趋严重，能源问题变得越来越尖锐和突出，气候变化深刻影响着人类的生存与发展。对于建筑来说，必须做到使用清洁可再生能源与建筑用能管理有机地结合起来。

[关键词]绿色能源绿色建筑智能建筑综合管理

Shallowgreenenergy,greenbuildingandintelligentbuilding

ShanxiProvincefifthconstructionengineeringcompanyWuJianSheng

[abstract]thehumanenergycrisisbecomemoreandmoreserious,theenergyproblembecomesmoreandmoresharpandoutstanding,climatechangeprofoundlyaffectedthehumansurvivalanddevelopment.Forbuildingit,youmustdousecleanandrenewableenergyandbuildingcanmanagementorganically.

[keywords]greenenergygreenarchitectureofintelligentbuildingintegratedmanagement

1前言

近三、四十年以来，随着科学技术的发展和进步，工、农业生产和科学技术的现代化，人们的生活也渐趋现代化，能量消耗的增长趋势十分惊人。根据专家预测，按目前的消耗量，石油、天然气最多只能维持不到半个世纪，煤炭也只能维持一、二百年。所以，不管是哪一种常规能源结构，人类的能源危机都日趋严重，能源问题变得越来越尖锐和突出。另一方面，人类产业活动对能源需求的不断增加而导致大气中CO2浓度不断升高，全球气候变化深刻影响着人类的生存与发展,世界各国共同面临重大挑战。面对即将到来的能源危机，和环境的恶化，全世界认识到必须采取开源节流的战略，即一方面节约能源，另一方面开发绿色新能源。对于建筑来说，必须做到使用清洁可再生能源与建筑用能管理有机地结合起来，才能解决能源危机，焕发勃勃生机。

2绿色能源

绿色能源也称清洁能源，是环境保护和良好生态系统的象征和代名词。它可分为狭义和广义两种概念。狭义的绿色能源是指可再生能源，如水能、生物能、太阳能、风能、地热能和海洋能。这些能源消耗之后可以恢复补充，很少产生污染。广义的绿色能源则包括在能源的生产及其消费过程中选用对生态环境低污染或无污染的能源，如天然气、清洁煤和核能等。

1）绿色能源在空调系统中的应用

随着人们生活水平的提高，对空调的要求也越来越高，热泵系统的应用越来越多，使用海水源和地源热泵技术，没有锅炉和冷却塔，除使用少量的电能以外，其运行不产生任何污染。

大海，不仅为人类提供航运、水源和丰富的矿藏，而且还蕴藏着巨大的能量，它将太阳能以及派生的风能等以热能、机械能等形式蓄在海水里，不像在陆地和空中那样容易散失，属于绿色、可再生能源。海水源和地源热泵技术系统具有以下优点。

海水源和地源热泵属于水冷式空调系统，且热源温度全年较为稳定，运行费用仅为普通中央空调的50％-60％。

由于海水源和地源系统即可供热又可制冷，冬夏季采用同一套系统，而且热泵系统以海水和地源作为冷热源，可实现全年运行，系统的利用率较高。

另一方面采用太阳能吸附式制冷技术为建筑提供冷源进行温度调节，以改善炎热的室内环境。还可以作为冰箱或者冷库的冷源，把各个隔热、隔断的区域控制在不同的温度下，以满足不同食品、商品等最佳存储状态。温度的设定可通过温度传感器或计算机终端设定温度值来实现。

另外在我国的新疆地区属于干燥气候，夏天可考虑用水蒸发吸热来直接对空气进行处理。

2）绿色能源在热水系统的应用

太阳能热水系统在建筑中的规模化应用，是建筑节能的重点推广技术之一。模块化家用太阳能热水器，将每户一台组装为整体的设计，使单一的家用太阳能热水器走向工程化。

模块化家用太阳能热水器，在保持一家一台、管理方便的同时，还具有以下突出优点：在同一安装面积内，提高太阳能热水器安装容量10%以上；保温水箱的保温性能提高14%~18%；采用了绝缘水箱技术，能够有效防止雷电进入水箱内胆；支架强度大、避雷接地方便，同时节省2/5的支架材料；整体性好、美观，对建筑的外立面影响小。

3）绿色能源在采暖气系统的应用

太阳能是绿色环保的、廉价的能源，地板采暖应用太阳能的地板采暖系统有两种：一种是太阳能＋壁挂炉的双热源系统，实现采暖与生活热水功能；另一种是太阳能＋空气源热泵，可附加辅助电加热设备的多热源系统，实现集采暖、中央空调、生活热水为一体的家居舒适系统。

（1）太阳能＋壁挂炉系统

该系统能实现地板采暖、生活热水的两大功能。系统采用太阳能、燃气壁挂锅炉两种热源，通过一个“流量平衡罐”将两种热源有效并机，使整个系统自动化控制，达到操作简单、舒适性节能的运行效果。

（2）太阳能＋空气源热泵系统

该系统能实现地板采暖、生活热水、中央空调为一体的家居舒适系统。是采用太阳能＋空气源热泵，可附加辅助电加热设备的多热源系统。该系统设计优化、性价比极高、结构简单，节能效果能达到40%以上，是一种值得普遍性推广的典型方案。采暖与空调水箱、地暖水泵、地暖管路、太阳能集热板，当有采暖需求时，自动控制电动阀操作构成一个太阳能地板采暖系统。水泵为地暖循环水泵，将地暖水直接打入太阳能集热板进行热交换。空气源热泵作为二级采暖热源，当太阳能不足，空气源热泵系统的换热盘管将对水箱加温，这样能充分满足地板采暖热源需求。

3绿色建筑

绿色建筑是指在全寿命周期内，最大限度地节能、节地、节水、节材，保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。

就节能而言可从以下几点来实现

1）直接利用太阳的热能，对建筑的外围护及内部空间进行加热，根据建筑物室内外温差对室内温度进行调节，使之维持在舒适的程度。

可以通过采用外墙新材料、智能调节窗帘和遮光板等方式。外墙新材料采用外层透光性好、导热性差、中间为空间层、内层绝热的材料，中间层空气始终被太阳能加热。当室内温度相对低时，采用智能建筑控制，使中间层的空气和建筑内空气对流，从而对建筑内部进行加热;当室内温度相对高时，采用智能建筑控制，使中间层的空气不和建筑内空气对流，而是把中间层的热空气介质输送到需要热量的设备中，以用以热力发电、干燥、热水、制冷等生产生活目的。

2）利用太阳光照明，不仅可以利用顶部采光和侧向采光，而且还可以采用导光管和光导纤维等方法将太阳光引入地下建筑及无法直接采集自然光的房间，这样既节约能源，又满足了对直接采集自然光的需求，同时，地下建筑冬暖夏凉，节约能源。

3）绿色能源的产生需要有一个空间位置，我们可以利用太阳能光伏电技术与建筑结合起来，具有不额外占土地、利用现有的建筑维护面积、原地发电使用电能、没有线路损失等优点。新建建筑时，选用大尺寸新型彩色光伏模块，即可兼作建筑的外墙装饰，节约昂贵的建筑材料（彩色玻璃幕墙、铝装饰板等），又能吸收太阳辐射，避免墙、屋顶温度过高、降低空调能耗。当发电功率超过用电负载时，可以通过逆变器向电网回馈电能或采用蓄电池、电解水产生氢气等方式储存电能，在负荷较大时，用蓄电池，燃气电池通过逆变器或者由电网补充所不足的电能，这样既能节约能量又能提高供电的可靠性。

4智能建筑

智能建筑是指通过将建筑物的结构、设备、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合，从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境。智能建筑是集现代科学技术之大成的产物。其技术基础主要由现代建筑技术、现代电脑技术现代通讯技术和现代控制技术所组成。在创造出一个高效、舒适、安全的工作环境中，降低各个环节造价，尽量节省能耗和日常管理的各项费用，保证工作正常有序的进行，从而提高建筑的高水平的现代化管理和服务，使投资能得到一个良好的回报。

智能建筑的能源管理系统由各种计量仪表和软件程序组成。安装于各种基本的空调设备（如制冷机组、冷却水泵、冷冻水泵、风机等）上的计量仪表不仅可以在系统运行时采集该设备的适时运行原始数据，还可以协助中央控制器，在系统软件控制下，实现系统的节能运行。软件程序则是能源管理系统的中枢。首先，由各种计量仪表采集的设备运行原始数据，通过数据传输通道传输到中央处理器，利用软件程序对其进行分析整理，从而建立系统高效低能运行数据库并集成在能源管理系统软件中，为以后的能源管理提供基本依据。然后，在空调系统的运行过程中，各种计量仪表采集相应的运行数据传输给中央处理器，通过软件程序的对比分析，拟合出系统的运行曲线，从而判断系统是否处于节能运行状况。若发现运行异常，系统软件可根据采集的适时运行数据及所拟合的运行曲线，自动确定故障部位、发出声光报警信号，通知故障检测程序自动排障或指示设备管理人员人工排障。此外，能源管理软件还可自动存储或打印设备运行数据和运行曲线，为后续的系统完善提供可靠资料。各种计量仪表也可通过显示屏直接显示运行数据，提高管理人员的节能意识。

节能管理是智能建筑综合管理的重要内容，由于智能建筑的机电设备采用自动化监控方式，使智能建筑利用先进的综合节能技术成为可能。同时，节能是建设智能建筑的主要目标之一，在不影响用户舒适性的原则下，对设备机器实现效率化的运转管理，节省运行和管理费用，是智能建筑能源管理自动化的具体体现。

在能源匮乏和环境意识增强的今天，绿色能源、绿色建筑与智能建筑在节能及新能源开发中的的应用缺一不可，绿色能源需要应用智能建筑功能进行管理，绿色建筑智能建筑控制和支持，建筑设备的运行需要通过筑智能建筑设备监控系统进行运行管理，所以三者有机地结合，智能建筑才能向人们提供安全、高效、舒适、便利、节能、环保的环境，绿色能源可以提供无害化、无污染能源与可再生能源，绿色建筑可以为绿色能源提供一个发光发热的场所，智能建筑需要绿色能源作为动力源泉；因此，三者是的关系式相辅相成的。

5结束语

虽然绿色能源、绿色建筑与智能建筑有机结合实例还很少，虽然还有许多问题待解决，但是绿色能源、绿色建筑与智能建筑的前景是美好的。