“绿色”能源建筑

汪　汛

上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院

本科生

1　概要描述

1.1　“绿色”能源建筑

现在社会越来越提倡“绿色”一词，“绿色”意味着环保，社会可持续发展。将来，“绿色”能源建筑会是真正的绿颜色建筑，同时也是“绿色”建筑。

“绿色”能源建筑（green-energy construction, GEC），满足了社会日益增长的能源需求，解决了“温室效应”，同时与现有的太阳能发电技术相比，其效率与产值更大。它主要包含了管道体统、光合色素与光合酶生产活性技术、成熟的电能转换技术等。

（1）管道系统（见图1）。“绿色”能源建筑最关键的技术在于应用植物的光合作用产生能源，而植物光合作用最重要的部分就是光合色素。在“绿色能源建筑”的表面，需要布设许多的管道，管道需要允许气体交换，同时中间流动光合色素以及光合作用所需各种原料和酶。

（2）光合色素与光合酶生产与活性技术（见图2）。现阶段光合色素与光合酶离开植物体很快就会失去作用不能进行光合作用。在未来，为了能让建筑持续进行光合作用，需要对光合色素与光合酶进行改进，使其能在离开植物体也能发挥较长时间作用。同时，人工合成光合色素与光合酶能够轻易大量生产，满足所有建筑对于“绿色”的需求。

（3）成熟的电能转换技术。有光合作用完成的能源收集并不能直接给建筑供能。此时需要配备成熟的电能转换技术，完成将光合作用的产物O2以及产生的有机物更为高效接近50%的效率完成转换。

图1　铺设管道的“绿色”能源建筑

图2　光合色素与光合酶活性技术

1.2　“绿色”能源建筑的突破性

（1）“绿色”能源建筑相比现在的绿色建筑更加环保节能，它基于植物体内的光合作用，将这一生物过程充分利用到建筑建造中，能够多层次、大面积、高效率利用太阳能。

（2）“绿色”能源建筑除了高效的利用太阳能外，还显著地改善了地球的环境。通过光合作用，吸收CO2以及其他有害气体，解决日益严重的“温室效应”。

2　应用意义与前景

在未来，随着工业的发展，“温室效应”和能源危机的影响会进一步加深，如何解决“温室效应”和能源危机的问题是未来社会发展的关键。为解决“温室效应”和能源危机，改善人类居住环境，30年之后会出现“绿色”能源建筑。

“绿色”能源建筑主要是指未来的建筑物中在立面以及屋顶会安装叶绿素管道系统，一方面这些管道会使建筑看起来显绿色，另一方面叶绿素管道系统充分利用叶绿素及相关作用酶在建筑中吸收CO2，产生能源，供给建筑物的能源消耗，符合“绿色”的概念。

这一建筑技术在未来将显示出其无与伦比的经济价值和社会价值。首先，“绿色能源建筑”可以利用光合作用，吸收CO2，释放出O2，可以显著改善人们在建筑物中的居住环境，同时也能解决日益严重的“温室效应”。其次，“绿色”能源建筑利用光合作用产生的能量并不是用于植物生长，而会通过生物电能进行转换，变成建筑使用过程中所需要的能源，大大减缓了能源危机。另外，“绿色能源建筑”的叶绿素管道系统分布于建筑物整个表面，其受光面积相当大，而且随着建筑物高度的上升受光强度也增强，比起当今许多太阳能发电技术，整体转换效率相当高，符合未来社会对于能源的需求，将是未来绿色建筑高度发展的结果。