我國地大物博，但因人口基數(shù)大，人均占有量其實很低，在經(jīng)濟長期高速發(fā)展下，對資源的需求不斷增加，能源危機與生存環(huán)境惡化的矛盾日趨嚴重，節(jié)約利用常規(guī)能源和開發(fā)利用新能源，已成為可持續(xù)發(fā)展的趨勢。這些年來，我國建筑行業(yè)取得了令人矚目的巨大成就，同時，也使用并消耗了大量的資源，直接或間接地破壞了人類賴于生存的自然環(huán)境。建設(shè)工程會消耗大量的建筑材料，這些建筑材料的加工制作、運輸存放，又消耗了能源，使用中也會產(chǎn)生大量的建筑垃圾，這些垃圾又形成了新的污染源，而運輸和處理垃圾過程中，也會消耗能源；綠色建筑理念為這些問題提供了解決方案，同時，為建筑業(yè)的持久、健康發(fā)展指明了方向。綠色建筑要求從設(shè)計、施工到投入使用的全生命周期內(nèi)，設(shè)計技術(shù)合理，施工工藝規(guī)范，維護成本低、建設(shè)周期短。要求建筑師既為業(yè)主設(shè)計出健康、舒適、低能耗、生態(tài)的工作或生活空間，還考慮到建筑壽命終結(jié)拆除后，對周邊環(huán)境的危害、影響最低，最大限度地對自然環(huán)境減少破壞和對資源的最小消耗。

1 工程概況

萬和堂坐落于天津靜海經(jīng)濟開發(fā)區(qū)華廈科技園內(nèi)，是天津華廈建筑有限公司靜海分公司的辦公用房之一，以奇石展示、會議、接待功能為主，占地面積882.00㎡，地下一層，地上五層，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建筑面積2 178.00㎡。建筑外觀以兩個體量不同的六面體疊合而成,上面的六面體經(jīng)45°旋轉(zhuǎn)后前后挑出，浮在池水之上，外墻飾面用花崗巖石雕刻的“和”字鑲嵌，2 000余名國內(nèi)書法名家的“和”字書法藝術(shù)與現(xiàn)代建筑融于一體，和諧、和睦、和順、和暢、和美、和氣的寓意，或篆刻或鏤空，“和”盡顯于建筑每一細部，氣勢宏偉，古樸震撼。見圖1。

圖1 萬和堂

在建筑方案設(shè)計時，巧妙地將太陽能建筑發(fā)電技術(shù)、被動式太陽能建筑采暖技術(shù)很好地與建筑融合一起，太陽能利用率達到極限。項目設(shè)計中還把雙層呼吸墻體技術(shù)、清水混凝土裝飾技術(shù)、植物降溫、地下室冷濕空氣制冷、地源水制冷等較好運用其中。建筑達到了三星級綠色建筑設(shè)計標準,實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、綠色、零能耗。在2017年和2018年“海河杯”天津市優(yōu)秀勘察設(shè)計評優(yōu)中，該項目以其獨特的建筑藝術(shù)特點和超低的建筑能耗設(shè)計，榮獲了“建筑工程公建”“裝飾設(shè)計”及“綠色建筑”三項一等獎。

2 布局設(shè)計

建筑的可持續(xù)發(fā)展，要求建筑與環(huán)境能夠相互包容，人文綠色與生態(tài)綠色在建筑設(shè)計中得到很好體現(xiàn)。綠色建筑設(shè)計要因地制宜，結(jié)合當?shù)氐沫h(huán)境氣候條件，充分利用自然采光、自然通風，使用當?shù)亟ú牡?，以減少能耗和減輕污染。萬和堂項目選址時，充分考慮光伏發(fā)電及被動太陽能利用時，需要得到陽光直射，建筑沿基地一隅東西向布置，建筑周邊空出較大的公共綠化空間，萬和堂置于茂密的綠樹叢之中，有溪流環(huán)繞，陽光普照，視野開闊，除北側(cè)外，其東、西、南側(cè)及頂層均能最大限度地接受到太陽光的照射，建筑與環(huán)境形成共榮共生和諧統(tǒng)一的整體。

該建筑在不影響功能和使用舒適度的情況下，充分利用了地下空間冬暖夏涼的特性，將部分展廳布置在地下，地下空間面積占整個建筑面積的21.1%，最大化、合理地利用了土地資源。地下一層全部為存放樹化石的展示空間，南北兩側(cè)山墻下設(shè)置采光口，地下空間也可以享受到自然通風及自然光，裝飾墻體沿地下室四周留出一定的夾縫空間，夾縫內(nèi)數(shù)幅實景照片懸掛外側(cè)墻壁上，透過磚花窗口修竹、迎春花郁郁蔥蔥，雖在地下，疑似室外景觀的感覺，行走其間，磚壁林立，奇石萬象，峰回路轉(zhuǎn)，步移景異，清水混凝土頂棚素面灰顏，星光萬點，一串串的圓形拱門，燈火闌珊，仿佛穿行在時光隧道，心曠神怡。

首層東西各一出入口，紅磚板橋?qū)⑹彝獾缆芬腴T廳，狹小的門廳，實為節(jié)能而設(shè)的過度空間，取先抑后揚之道，迎面一片磚砌花墻，“和”字對聯(lián)鐫刻在周邊玻璃門上，彰顯書香門第，清秀華麗，正中懸掛匾額萬和堂，兩側(cè)旁門連接大堂，寬敞的大堂內(nèi)四尊花磚圓柱均衡立在其間，擎天攬日，中部7.20 m×8.00 m開口空間與地下層聯(lián)成一體，空透宏大，磚砌牌坊四方粗柱從底層升起，巨大的磚砌“和”醒目嵌于中間，粗狂深邃，敦厚雄偉，曲廊磚臺之上形態(tài)各異的靈璧石精品如林，櫛比鱗次，北側(cè)牌坊后布置兩部疏散樓梯和一部電梯通往各層，便捷通暢。

二層為鐘乳石展示空間，電梯廳、樓梯。電梯廳將空間分成兩部分，北側(cè)布置衛(wèi)生間、樓梯間，南側(cè)會議室。方形房間內(nèi)套圓形會議室，取方圓合璧，天然合一之意,廳中央一磚砌圓桌別致新奇，18具原生樹化石坐凳圍列周邊自然風尚，與分立在磚臺及壁龕上形態(tài)各異的鐘乳石相得益彰，在微弱的射燈映照下更顯流虹變化，神奇迷離,東西兩側(cè)封閉露臺上陽光明媚，綠色盎然，玻窗之上“和”字閃爍，疏欞穿壁。

三層是地上單層建筑面積最大的樓層，電梯廳北側(cè)布置對空調(diào)要求不高的衛(wèi)生間、樓梯間、配電室，南側(cè)是開放空間，除奇石展示空間外還可以作為進行其他展覽、會議等。

四層電梯廳北側(cè)布置衛(wèi)生間、樓梯間、儲藏室，南側(cè)是橢圓形報告廳，廳內(nèi)磚砌的主席臺、演講臺造型簡練，自然古樸，大片的弧形與通透的磚花墻渾然一體，輝映斑斕，地面上擺放百余個高低胖瘦的木化石墩更顯報告廳原生獨特，典雅奇異，透過東西兩側(cè)花墻挑臺上修竹濃綠，芭蕉蔥郁，如同室外田園景觀一般。

五層電梯廳北側(cè)布置衛(wèi)生間、樓梯間、操作間，南側(cè)是接待餐廳，餐廳頂棚用生態(tài)木吊頂，簡潔修展，純樸渾重，四壁磚砌古架古樸新穎，強勁粗放，過透花墻光伏板下的溫室內(nèi)繁花似錦，春意盎然，綠色蔬菜四季常青，玉燦芳香，一片田園景色，景中有房，房中有景。西側(cè)樓梯旁有一通向屋頂太陽房直梯，登上屋頂熱浪撲面，果香沁鼻，寬敞的斜坡被動式太陽室內(nèi)翠綠濃陰，生機盎然，猶入南國植物園。

3 節(jié)能設(shè)計

3.1 建筑體形設(shè)計

建筑物節(jié)能與地理位置、氣候條件、朝向、圍護結(jié)構(gòu)保溫隔熱、太陽輻射強度等因素有關(guān)，在這些環(huán)境條件一定的情況下，建筑物的體形系數(shù)一般控制在0.3以下有利于建筑節(jié)能，建筑物耗熱量指標隨著建筑體形系數(shù)（建筑體形系數(shù)指建筑物和大氣接觸表面積與其大氣所包圍的建筑空間體積的比值）提高而增加。因此，建筑設(shè)計時應控制好體形系數(shù)，減小體形系數(shù)實際上就是減小建筑耗能，建筑平面布局盡量設(shè)計為緊湊型，通過增加建筑物層數(shù)，減少建筑面寬，加大建筑進深，避免少凹凸變化等設(shè)計措施，將有效降低或控制建筑體形系數(shù)。

萬和堂建筑外形簡潔、緊湊，體形系數(shù)為0.28，北側(cè)圍護面積只占總表面積的15.5%，東、西、南側(cè)及頂層均在陽光直射之下，建筑得熱、隔熱設(shè)計做到了極致，建筑外表皮為雙層，其空腔可呼吸，建筑節(jié)點、保溫措施及通風處理合理有效，即使在夏季天氣炎熱、陽光直射，對圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能也影響甚微。各層衛(wèi)生間、儲物設(shè)備間等對空調(diào)要求不高的次要功能房間布置在北側(cè)，這種布局也變相節(jié)約了能源；單體建筑雖為東西向布置，但建筑東西1～3層45°挑出4 m的造型，其下半部三層外墻掩在陰影之中，而圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計成雙層呼吸墻，上部三層房間全部掩蔽在太陽房內(nèi)，上下通風順暢，節(jié)能效果明顯。

3.2 圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計

圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計主要是提高和改善圍護結(jié)構(gòu)的保溫、隔熱等熱工性能，如外墻可用真空玻璃技術(shù)、復合墻體保溫技術(shù)；屋面保溫采用新型保溫隔熱材料、種植技術(shù)；門窗采用節(jié)能型窗框、節(jié)能玻璃，東西側(cè)選用適用的遮陽材料或設(shè)備；地面選用舒適度高、熱工性能的裝飾材料等。

萬和堂按節(jié)能75%設(shè)計，玻璃屋頂與被動式太陽能采暖設(shè)施同建筑完美結(jié)合。雙層外墻可呼吸，靠室內(nèi)一側(cè)墻為保溫墻體，與大氣接觸的面飾為花崗巖和保溫玻璃幕墻，墻體之中留有＞0.15 m厚的空氣間層。在被動太陽能陽光室頂部和二層斜挑空間底部，窗扇可自動或手動開啟、關(guān)閉，窗扇在冬春季全部關(guān)閉，以阻止熱量外瀉，太陽輻射能量留在陽光房內(nèi)供房間采暖；在夏秋季，窗扇全部開啟，形成一個從底部窗口，經(jīng)空腔、陽光室至頂部窗口貫穿的通風道，類似煙囪效應原理，空腔內(nèi)的氣流由熱壓引導自然上升，到達頂部窗口自然排出，形成連續(xù)的穿堂風，有效降低了圍護結(jié)構(gòu)其內(nèi)側(cè)保溫墻體的外表面溫度，減小了通過圍護結(jié)構(gòu)向室內(nèi)傳導熱量。

四、五層挑臺、退臺及平頂陽光充沛，適宜的溫濕度，再補足紫外線光及適當?shù)耐L控制，蔬菜、火龍果、玉米、高粱等農(nóng)作物長勢良好，修竹、芭蕉、花卉等更是四季如春綠色植物，不但減少了溫室氣體排放，還改善了室內(nèi)景觀環(huán)境效果。被動式陽光房為本建筑提供了所需采暖的清潔能源，同時，還為企業(yè)員工提供了免費的設(shè)施農(nóng)業(yè)的溫室暖棚，員工能在工作之余，通過農(nóng)業(yè)勞作享受到了收獲的愉悅，茂盛的植物枝葉更起到了吸熱、遮陽并調(diào)節(jié)局部空氣環(huán)境，減小了室內(nèi)空間對空調(diào)的依賴，實現(xiàn)了節(jié)能。

3.3 節(jié)水措施

主要是使用節(jié)水型衛(wèi)生器具以及將污水、雨水進行合理收集處理并循環(huán)利用。

衛(wèi)生設(shè)備全部采用節(jié)水型；給水系統(tǒng)分為兩個區(qū)，1～3層為低區(qū)，由市政管網(wǎng)直接供水，4～5層為高區(qū)，采用二次供水設(shè)備加壓后供水；生活污水經(jīng)華廈科技園室外管道收集后，統(tǒng)一處理，中水一部分回用沖洗廁所，一部分作景觀綠化水；地面、屋頂上的雨水收集后導入景觀水池；室內(nèi)景觀綠化采用滴灌系統(tǒng)進行澆灌，盡量減少水資源浪費并充分利用雨水和中水；室外地面設(shè)計為透水地面，飾面磚采用拆遷農(nóng)房回收的舊粘土磚，砌筑時預留出種植綠草的孔洞，磚下鋪粗砂、碎石，雨水先由面層吸收一部分，多余部分通過匯入收集層，再通過暗埋管道導入景觀水池，補充景觀水。

3.4 綠色建材選用

有些傳統(tǒng)建材對能源和資源消耗較高，對生態(tài)環(huán)境污染程度也高，有悖于綠色可持續(xù)發(fā)展的理念，不宜在建筑工程中應用。綠色建筑要求材料除有優(yōu)異的強度外，還要求節(jié)能、環(huán)保、耐久性好。綠色建材是指不用或者少用自然資源和能源，大量使用清潔生產(chǎn)技術(shù)及其工農(nóng)業(yè)或者城市固態(tài)廢棄物生產(chǎn)的無毒害、無污染、無放射性，在使用期滿后可以回收利用的，對環(huán)境和人類健康有益的建筑材料。

萬和堂堅持簡約設(shè)計理念，結(jié)構(gòu)及裝飾材料全部采用對資源消耗低、環(huán)境污染小的綠色建材并盡量少使用裝飾材料，室內(nèi)大空間更沒有多余的裝飾，梁、板、柱為清水混凝土；室內(nèi)墻體采用清水墻，墻體及地面成品磚是用工業(yè)爐廢棄耐火磚，重新粉粹壓制，循環(huán)利用，其質(zhì)感好,再經(jīng)人工精致組合，古樸精美；幕墻用天然花崗巖火燒板及中空三層LOW-E玻璃、光電轉(zhuǎn)換玻璃；圍護墻采用自保溫YL組合砌塊，砌塊是用工業(yè)廢渣、爐灰等廢棄物加工制成；室外透水地坪采用拆除建筑物回收的舊粘土磚等。

4 地下空間冷濕空氣的利用

覆土建筑具有節(jié)能、節(jié)地，自身微氣候穩(wěn)定，防風、防塵暴，有利生態(tài)平衡和地方文脈保護等特點，在地表下3～6 m有一條恒溫線，不受氣候變化影響，一般保持在16～18℃。覆土建筑就是利用地下恒濕、恒溫這一特點，室內(nèi)實現(xiàn)冬暖夏涼。

地下層與首層空間聯(lián)通一體，南北山墻下設(shè)置采光口，地下也能享受到自然通風及陽光照射。夏天，地下室陰涼、潮濕，一般都將冷濕空氣排到室外，才能保證空氣舒適。針對地下滯留冷濕空氣特點，地下室底部與上部房間設(shè)計了直通的暗裝管道，夏天直接開啟風機將冷濕空氣通過管道送到上部房間使用，房間內(nèi)的送風口均勻布置在混凝土架空樓板內(nèi)，向下排出微弱的冷風（類似風機盤管吹出冷風），同時，上層房間內(nèi)的熱干空氣因負壓作用，經(jīng)房間門，再通過樓梯間、豎井回返到地下層，地下室地板、墻體與土壤、水接觸，又不斷地從中吸取冷量，這樣循環(huán)往復，晝夜冷熱交換，不斷將地下冷量導入上部房間。室內(nèi)梁、板、柱的清水混凝土（約80 m3）,墻體、地面裝飾材料耐火磚（約710 m3），室內(nèi)存放的奇石均為導熱系數(shù)較大的重質(zhì)材料，這些重質(zhì)材料蓄能（熱能、冷能）能力很強，平時吸收、儲存房間內(nèi)的冷量，當室內(nèi)溫度逐漸升高時，蓄存在重質(zhì)材料中的冷量也將緩慢地釋放出來，平衡室內(nèi)溫濕度；同時，地下室梁、板、柱及上層結(jié)構(gòu)與底板聯(lián)在一起，地下結(jié)構(gòu)與土壤接觸的冷源一部分也會通過混凝土結(jié)構(gòu)體傳至地上各層，因熱橋作用也有效地降低了夏季室內(nèi)溫度，地下室夏季室內(nèi)溫度保持22～24℃，全天可為上部房間提供510.00 MJ的冷量，在供冷過渡期及供冷高峰期的中午之前，地下室的冷空氣基本滿足全樓使用。排到上部空間的冷濕空氣，不僅避免了地下室潮濕、陰涼，還為上部房間免費提供了源源不斷的冷濕空氣，極大地降低了建筑對空調(diào)的依賴。

5 地源水在空調(diào)中的循環(huán)利用

炎熱的夏天，隨著室外溫度的日益升高，室內(nèi)需要更多的冷量，地下室的冷濕空氣已不能滿足上部房間的供冷要求時，空調(diào)自動控制系統(tǒng)開啟水泵抽取地源側(cè)冷水循環(huán)，地源側(cè)約15℃的冷水，不通過熱泵主機，直接進入地面輻射系統(tǒng)，地盤管輻射供冷，深埋在120 m地源井中的管網(wǎng)水與土壤冷熱交換，免費使用地下冷源，與地下室冷濕空氣共同為上部房間供冷，整個供冷期室內(nèi)溫度基本維持24～29℃，當遇到極端天氣時，才開啟熱泵主機，7～12℃的冷水直接通入地面輻射系統(tǒng)供冷。

為防止樓地面結(jié)露，用吸水性較好的耐火磚做飾面層，地盤管在樓面內(nèi)循環(huán)，面層與空氣接觸結(jié)露形成的冷凝水，在室內(nèi)濕度≯70%時，全部由耐火磚地面吸收，地面保持干燥，如果遇到連續(xù)的極端潮濕天氣或空氣濕度超過70%時，除濕系統(tǒng)將自動啟動，及時排除過高的室內(nèi)濕氣，避免了地面結(jié)露，保證了室內(nèi)環(huán)境的舒適。地盤管中循環(huán)的冷水沒有經(jīng)過冷凝機組處理，沒有動力二次轉(zhuǎn)換，是直接利用循環(huán)，有效地節(jié)約了空調(diào)運行費用。

6 被動式太陽能采暖技術(shù)應用

利用“溫室效應”原理為建筑提供熱能，其供熱方式分為被動式太陽能和主動式太陽能兩種。被動式太陽能是利用太陽能直接為建筑室內(nèi)供熱，無需其他機械裝置運行提供能源，通過傳導、輻射、對流的熱交換過程，對太陽能實現(xiàn)收集、儲藏、分配及控制，收集以被動式太陽房為主，太陽房外圍護結(jié)構(gòu)要有具有較大的熱阻，以阻止熱能外泄，室內(nèi)有足夠和良好的蓄熱性能力，實現(xiàn)熱能的儲存，室內(nèi)一般多采用磚石、混凝土等重質(zhì)材料或設(shè)計蓄水箱用來蓄存熱能。

萬和堂西北側(cè)的建筑群是阻擋嚴冬寒風的天然屏障，其他三面視野開闊，無任何遮擋，光照充裕，為太陽能的采集、利用提供了良好的外部條件。萬和堂建筑上半部為東西向45°兩坡玻璃屋頂，南墻面及東西傾斜的玻璃頂全部暴露在陽光直射下，856.00 m2（含透光率10%的光伏板585.60 m2）的玻璃幕圍合成一個高11.78 m的尖塔狀玻璃陽光室，見圖2。

圖2 玻璃陽光室剖面

圍護結(jié)構(gòu)為三層中空保溫玻璃，陽光透過玻璃墻進入陽光室，尖塔室內(nèi)頂部設(shè)計分設(shè)四組通風機組，風機、管道通至各層房間，當頂部空氣溫度升至25℃時，風機溫控伐自動啟動風機，陽光室內(nèi)熱空氣通過管道自動分配，輸送至下層各房間，直接或間接被墻體、梁、板、柱吸收蓄存，日間還可以開啟陽光室與三、四、五層房間相通的采光窗對流熱空氣，夜間隨著室內(nèi)溫度降低，儲存在墻體、梁、板、柱內(nèi)的余熱緩慢地釋放出來，平衡房間溫度，經(jīng)計算，白天太陽輻射平均日得3 179 MJ的熱量，基本滿足室內(nèi)供暖需要。遇到極端天氣時，太陽熱能已不能滿足供熱需要，備用地源熱泵采暖系統(tǒng)自動開啟供暖，45～40℃的低溫熱水，通過管網(wǎng)進入地板輻射供暖系統(tǒng)向房間輻射供暖。

7 傳統(tǒng)磚技在室內(nèi)的巧用

粘土磚自古以來就廣泛用于修建房屋，只因占用農(nóng)田，浪費土地資源才停止使用。粘土磚因其不變形、不褪色、不變質(zhì)、無維修費用，質(zhì)感自然粗獷的特點，在室內(nèi)裝飾中也常常使用。

萬和堂項目中的室內(nèi)隔墻全部使用回收耐火磚，這種耐火磚是工業(yè)爐廢棄經(jīng)重新粉碎、加工燒制，與傳統(tǒng)粘土磚有異曲同工之處，而且質(zhì)地更加優(yōu)良、粗獷，室內(nèi)飾面墻體、地面全部采用清水工藝，人工砌筑，經(jīng)出挑、鏤空、拼花、平拱、圓券巧妙組合，環(huán)廊通幽靈動，墻壁參差旖旎，壁龕錯落有致，斗拱疊懸豪放，柱式通透奇特，“和”字攀墻，奇石若林,景墻千姿百態(tài)，玲瓏剔透，古色古香，樓面小磚拼花圖案清新迤邐，方正流暢，自然清秀，返璞歸真，墻壁上磚砌的“和”字照壁巧斧神工，雄渾粗獷，在漫射的陽光輝映下五彩斑斕，幽古空透，磚花爛漫，集中展現(xiàn)了紅磚藝術(shù)的精華。見圖3。

圖3 耐火磚裝飾效果

耐火磚為重質(zhì)材料，導熱系數(shù)較大，有很好地蓄冷熱能力，利用磚的這一特性，使用中通過自然通風降低室內(nèi)溫度，減小對空調(diào)制冷的依賴。在炎熱夏季的夜間，房間窗戶部分開啟，涼爽的空氣穿堂對流通過，磚地面、清水混凝土梁、板、柱的外表面、磚墻與空氣冷熱交換，空氣中的冷量被這些重質(zhì)材料吸收、儲存；白天室內(nèi)窗戶全部關(guān)閉，隨著房間溫度的慢慢提高，重質(zhì)材料中儲存的冷量也將緩慢地釋放出來，平衡房間的溫濕度，這樣，晝夜循環(huán)往復，就有效地降低了夏季房間的溫度。寒冷的冬季，當需要開啟采暖熱泵設(shè)備時，采暖熱泵系統(tǒng)是利用夜晚低谷電力，實現(xiàn)電力負荷“移峰填谷”，很大程度上節(jié)約了采暖熱泵系統(tǒng)運行費用，這也變相地節(jié)約了能源，地源熱泵在夜間開啟，進入地盤管采暖系統(tǒng)散出的熱量很大一部分由導熱系數(shù)大的墻體、地面及清水混凝土樓板、梁、柱吸收、蓄存；白天隨著房間溫度徐徐降低，重質(zhì)材料中儲存的多余熱量緩慢釋放出來，用于平衡房間溫度，滿足房間采暖需要。

耐火磚的吸水性和透水性能較好，利用這一優(yōu)勢，在空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計中，末端直接采用地盤管循環(huán)輻射冷量，樓板一側(cè)通過保溫、防水等技術(shù)處理，避免了樓板與空氣接觸產(chǎn)生冷凝水以及向下滲透，地盤管上部與空氣因熱橋產(chǎn)生的凝結(jié)水，直接被飾面耐火磚吸收，保持樓面層干燥、不打滑，當房間空氣干燥時，儲存耐火磚中的凝結(jié)水又重新蒸發(fā)，調(diào)節(jié)了室內(nèi)濕度，增加了室內(nèi)舒適度。

8 太陽能光伏發(fā)電的應用

天津為光照II類地區(qū)，光照充足，特別適合太陽能發(fā)電。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用電池方陣，以光生伏打效應的原理制成的，將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能，具有安全、可靠、無噪聲、無污染、無需燃料、無機械傳動等優(yōu)點且不受地域限制，與建筑物結(jié)合方便，建站的周期短，大小靈活，故障率低，維護簡便，是最重要的清潔能源之一。

萬和堂的南立面安裝了非透光標準組件211.00 m2的65 W單晶硅電池組，坡頂安裝了10%透光率、共585.00 m2的透光組件，這些組件按每天有效標準光照數(shù)平均為3.8～4.8 h，太陽光總輻射量為6 000 MJ/（m2·a），光電轉(zhuǎn)換率按28%，系統(tǒng)轉(zhuǎn)化效率按80%計算，裝機容量為62.9 kW·h，總發(fā)電量為6.70萬kW·h/a，建筑總耗電量為4.9萬kW·h/a。在晴朗的白天，太陽能電池板陣列，將太陽能轉(zhuǎn)化成直流電力，再經(jīng)過逆變器轉(zhuǎn)變成交流電力，當發(fā)電量大于使用設(shè)備消耗電力時，剩余的電力返送華廈科技園局域電網(wǎng)。陰雨或多云天氣的白天，發(fā)電量小于用電設(shè)備消耗的電力時，不足部分由華廈科技園局域電網(wǎng)補充。在夜晚太陽能系統(tǒng)不發(fā)電時，用電設(shè)備則完全由華廈科技園局域電網(wǎng)供給。萬和堂采光、照明在充分利用自然光之外，照明系統(tǒng)采用分區(qū)、分組控制，高效率的LED節(jié)能燈采用紅外線、聲控制等，也有效得節(jié)約了能源。

9 結(jié)語

綠色建筑的建設(shè)實施，能夠把各種能源、資源有效、合理運用，最大限度地減小了對常規(guī)能源的依賴及消耗，也減少了對自然環(huán)境的破壞。綠色建筑設(shè)計必須根據(jù)所在地的實際情況，從環(huán)境特點、建造方式著手規(guī)劃設(shè)計，利用各種不同的綠色技術(shù)，有效地增強和豐富建筑室內(nèi)的舒適性，保證人們健康的生活環(huán)境。萬和堂項目設(shè)計，充分體現(xiàn)了“綠色、節(jié)能、環(huán)保、低碳、生態(tài)”的先進的設(shè)計理念，為綠色建筑發(fā)展提供了一個很好的成功案例，其建設(shè)成本、運行參數(shù)以及建成的實際效果可控。