建筑中能源利用的形式有哪些
在建筑中系统的能源使用方面，应尽量开发可再生能源的利用，如太阳能、地热能、风能、水能、生物质能等。利用风力发电、太阳能光伏发电、垃圾发电、太阳能热利用、地热利用和沼气发电等，来减少对煤和天然气等不可再生能源和电、
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能（biomass energy ），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。
生物质能的利用
生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分，到下世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40％以上。
目前人类对生物质能的利用，包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等；间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等，它们通过微生物作用生成沼气，或采用热解法制造液体和气体燃料，也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。据估计，每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达1440～1800亿吨( 干重 )，其能量约相当于20世纪90年代初全世界总能耗的3～8倍。但是尚未被人们合理利用，多半直接当薪柴使用，效率低，影响生态环境。现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷，用热解法生成燃料气、生物油和生物炭 ，用生物质制造乙醇和甲醇燃料，以及利用生物工程技术培育能源植物，发展能源农场。
生物质能的分类
依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。
林业资源：林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源，包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等；木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等；林业副产品的废弃物，如果壳和果核等。
农业资源：农业生物质能资源是指农业作物(包括能源作物)；农业生产过程中的废弃物，如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆（玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等）；农业加工业的废弃物，如农业生产过程中剩余的稻壳等。能源植物泛指各种用以提供能源的植物，通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等几类。
生活污水和工业有机废水：生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成，如冷却水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、粪便污水等。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水等，其中都富含有机物。
城市固体废物：城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾，商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。其组成成分比较复杂，受当地居民的平均生活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯以及季节变化等因素影响。
畜禽粪便：畜禽粪便是畜禽排泄物的总称，它是其他形态生物质（主要是粮食、农作物秸秆和牧草等）的转化形式，包括畜禽排出的粪便、尿及其与垫草的混合物。
2.户用生物质气化炉：秸秆、树枝等切碎后装添进专用炉具。特点：一次性投资较少，农户自己操作，原料没有成本。但炉具质量不稳定，使用也需要一定技术。
3.生物质颗粒燃料：秸秆、树枝等在加工厂经过粉碎加压制成比较紧实的燃料块，通过专用炉具可做饭、取暖。特点：清洁、方便。但和传统的直接燃烧秸秆比，燃料比较贵，和煤比，热值低。
此外，还有传统的沼气利用方式，有大型沼气池集中供气和户用小型沼气池两种
建筑中绿色能源的应用
导语：能源就是向自然界提供能量转化的物质(矿物质能源，核物理能源，大气环流能源，地理性能源)。能源是人类活动的物质基础。在某种意义上讲，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界，能源的发展，能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。
一、我国在建筑节能方面的概况
(一)绿色能源是一种与生态环境相协调的清洁能源
新能源和可再生能源的概念是1981年联合国在肯尼亚首都内罗毕召开的能源会议上确定的。它不同于目前使用的传统能源，具有丰富的来源，几乎是取之不尽，用之不竭，并且对环境的污染很小，是一种与生态环境相协调的清洁能源。联合国开发计划署(UNDP)目前将绿色能源分为三类：1.大中型水电2.新可再生能源，包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能3.传统生物质能。
(二)我国建筑能耗方面的概况
统计数据表明，中国建筑能耗的总量逐年上升，在能源消费总量中所占的比例已从上世纪70年代末的10%上升到近年的27.8%.我国是以煤炭为主要能源的国家，由于我国大部分地区的气候条件呈现夏热冬冷的特点，因此我国的建筑耗能量巨大，燃煤排放了大量有害物质，对环境造成了严重的污染和破坏。据统计，早在1999年我国排放CO26.67亿吨，居世界第2位，其中85%是由燃煤排放的2000年我国排放SO21995万吨，居世界第1位，其中90%是由燃煤排放的。由于污染物的排放造成57%的城市颗粒物超过国家标准，48个城市SO2浓度超过国家二级排放标准。种种数据表明，绿色能源在建筑中的应用和推广已经是迫在眉睫了。
(三)我国建筑节能的发展推动着绿色能源的应用
我国的建筑节能工作开始于20世纪80年代初期，通过各方积极努力，到1995年末，全国建成的节能建筑面积已达4700万平方米，到1998年节能建筑面积达到1亿平方米。各地相继建成一些建筑节能示范工程，如北京安苑北里小区、周庄小区、卧龙小区，天津倚华里小区，甘肃建筑科学研究院宿舍等，这些工程在节能方面都取得了良好的效果。为全面推广节能设计，我国制定了一系列的法规和标准，如《中华人民共和国节约能源法》、《民用建筑节能设计标准》、《既有建筑节能改造技术规程》、《采暖居住建筑节能检验标准》、《建筑节能管理规定》等。随着建筑节能法规和标准的逐步完善，我国的建筑节能事业将得到进一步的普及和推广。
二、绿色能源在建筑中的应用的研究
(一)开发利用绿色能源是保护生态环境，走可持续发展道路的重要措施
随着能源需求的不断增加，地球上不可再生能源的资源将进一步减少直至枯竭。为了社会的发展和人类的进步，在提高能源的使用效率、节约能源的同时还必须要开发和利用绿色环保并可再生的新能源。专家预测，到2060年，全球可再生能源的用量将发展到能源总用量的50%以上，成为未来能源结构的主要部分。采用绿色能源是保护生态环境，走可持续发展道路的重要措施。
(二)绿色能源是经济发展的需要
能源是人类生存与发展的重要基础，经济的发展依赖于能源的发展。当今能源问题已经成为全世界共同关注的问题，能源短缺成为制约经济发展的重要因素。从建筑材料的生产到建筑施工和建筑物的使用无时不在消耗着大量能源。资料统计，我国的建筑能源消耗占总能源消耗的25%以上，也就是说在全国总能耗中，有1/3是建筑能耗。太阳能和风能作为绿色能源一旦引入建筑，可以实现节约常规能源25%-30%，相当于建设了2000多个三峡水电站。虽然这是一个庞大的建筑一体化的系统工程，但也是可以逐步实现的。随着全世界对绿色能源的不断开发和利用，在建筑中采用新型能源的课题也是硕果累累。我国近几年在利用太阳能进行建筑供暖方面也取得了成功的经验，实现建筑能耗节省45%左右，效益是很明显的。因此在建筑中推广绿色能源技术势在必行。
(三)绿色能源是建筑节能和环境保护的需要
我们现在应用的能源主要是以煤炭、石油、天然气为主的不可再生能源。这些能源在使用过程中会排放大量的有害物质(二氧化碳、硫、氮氧化合物等)，是造成大气污染和生态环境破坏的重要原因。因此，提倡建筑使用绿色能源，减少污染物的排放也是改善生存环境、提高生活质量的一种有效的方法。
(四)绿色能源技术应用于建筑必将在我国的建筑事业中发挥巨大作用
建筑消耗大量能源，当前我国建筑业发展迅猛，把节能、绿色环保、生态技术应用于工程是建筑发展的必然趋势。太阳能、风能、地热能等新型能源在建筑上的有效应用，不仅可以代替资源有限的传统能源，而且可以减少污染物的排放，保护生态环境，它的开发和利用具有广阔的前景和深远的意义。我国具有丰富的新能源资源，目前在太阳能利用方面发展迅速，太阳能电池发电技术在建筑上大量使用，太阳能热水器的用量也以每年20%的速度增长，预计到2015年，太阳能热水器的普及率将达到25%，太阳能发电系统的拥有量将达到320MW.另外，风能、地热能等方面的研发也取得了很大成就，预计新能源必将在我国的建筑事业中发挥巨大的作用。
三、生态节能技术和绿色能源在建筑上的实际应用
(一)生态节能技术在建筑设计上的实际应用
1.建筑规划布局合理。在建筑建设初期做好节能规划，建筑布局要有利于建筑节能。在北方地区尽量让建筑有一个好的向阳面，这样有利于冬季日照。在南方地区建筑通风和遮阳尤其重要，所以在建筑总体布局上应该考虑建筑群体的通风问题，在单体建筑应该考虑夏季遮阳问题。建筑周边绿化的合理布置也能起到建筑节能的作用。
2.建筑体型选择合理。在建筑设计过程中，单体建筑尽量选择外表面较少的建筑形体，因为体形系数较小的建筑能够有效地减少建筑能耗。
3.建筑材料使用合理。建筑的外围护材料对建筑的节能保温起着决定作用，如加气混凝土、粉煤灰砖、陶粒混凝土等材料的使用提高了建筑的节能指标。尤其是近几年采用的聚苯板、挤塑板及复合墙板等建筑外墙材料的使用进一步提高了建筑外墙保温效果，更先进的建筑外墙材料也在不断的被应用于建筑上。门窗也是建筑节能不容忽视的重要部位，因为外门窗的能耗占外墙能耗的一半以上，在建筑节能改造中有“墙改先改窗”的说法。由于我国前几年财力有限，所以门窗的节能改造落后于发达国家。现在随着国家财力的增加和新材料地不断涌现，新型的更加节能的门窗也在不断地应用于建筑上。
4.建筑设备选择及合理使用。建筑设备是建筑内部使用过程中的`主要能耗，选择节能效果好的建筑设备可以大大降低建筑运行成本。节能开关、节能空调、节能水泵等节能设备已经在建筑中普遍使用了，近几年建筑智能化的推广也在为建筑节能起着作用。
(二)绿色能源在建筑使用过程提供能源的应用
1.太阳能光伏发电是我们可利用的最清洁、最丰富的能源。在建筑屋顶及墙面安装太阳能电池发电系统，可以将太阳辐射能直接转换成电能，利用蓄电池组贮存太阳能电池受光照所发出的电能，并可以随时向用电设备供电，从而满足楼内的动力和照明系统的用电需求。太阳能电池发电技术具有许多优点，如安全可靠、无污染、不消耗常规燃料、不受地域限制、维修简便、适合在建筑物上安装等特点，它是当今世界上最具有发展前途的新能源利用技术。
2.太阳能热水系统也在某些地区应用到了冬季建筑采暖，也取得了一些成效。通过铺设在建筑屋顶及阳台下面的太阳能集热管采集热能，再通过循环系统，循环到室内的散热器来进行采暖。
3.地源热泵技术在建筑空调系统上的运用，是利用地表浅层中蓄存的能量，室外空气温度波动很大，但地表面几米以下的地温全年相对恒定的特点(地球表面温度通常保持在15℃左右)，在夏季将室内多余的热量不断地排出而为大地所吸收，使建筑物室内保持适当的温湿度。这项技术具有低能耗、对环境影响小、维护费用较低以及设计灵活等突出特点，是一种高效、环保的能源利用系统。
4.将光导纤维技术用于室内应用于室内照明，是通过光导纤维式太阳光导入器和通过光学透镜将太阳光聚焦，用光缆把阳光传送到室内和地下室等地方的一种高科技产品。太阳光导入器安装在室外房顶、阳台、地面、墙壁等能一年四季均照得到太阳光的地方，通过光缆接入室内，这样每天从太阳升起到落下，室内都有固定(可移动)阳光的直射，10多个小时享受免费的太阳光。人们可以在室内阳光下休息、在阳光下工作、在阳光下看书学习、在阳光下用餐……，在人们的卧室、厨房、客厅、书房、办公室等，到处拥有太阳光。光导照明系统把阳光导入到室内来照明，是现如今最健康的照明方式，也是绿色建筑首选产品。
5.垂直风力发电机系统架设在屋顶，可以为建筑提供源源不断的绿色能源，也是多项节能环保措施的一种应用方式。建筑上使用更多科技含量高的新型能源设备和节能设备已经是一个趋势。高技术的绿色能源在建筑上的使用，将为我们节约巨大的资源，是一件造福人类的大事。
生物质能的主要利用形式包括直接燃烧和发电、生物质裂解与干馏、生物质致密成型、生物质气化及发电、生物质热解液化、燃料乙醇、生物柴油 、能源作物。
1、直接燃烧和发电：直接燃烧大致可分炉灶燃烧、锅炉燃烧、垃圾焚烧和致密成型燃料燃烧四种情况。我国小型生物质燃烧发电也已商业化，南方地区的许多糖厂利用甘蔗渣发电。广东、广西两地共有小型发电机组380台，总装机容量达800兆瓦，云南省也有一些此类电厂。
2、生物柴油：目前我国生物柴油研究开发尚处于起步阶段。先后有上海内燃机研究所和贵州山地农机所、中国农业工程研究设计院、辽宁省能源研究所、中国科技大学、河南科学院化学所、华东理工大学、云南师范大学农村能源工程重点实验室等单位都对生物柴油作了不同程度的研究，并取得可喜的成绩。
3、生物质致密成型：致密成型燃料燃烧是把生物质固化成型后再采用传统的燃煤设备燃用，主要优点是将分散和疏松的生物燃料进行集中和加密，以便于储存和运输，使之成为便捷和清洁高效的能源。主要缺点是生产成本偏高。
4、生物质气化及发电：我国已开发出多种固定床和流化床小型气化炉，以秸秆、木屑、稻壳、树枝等为原料生产燃气，热值为4～10兆焦／立方米。
目前用于木材和农副产品烘干的有800多台，村镇级秸秆气化集中供气系统近600处。兆瓦级生物质气化发电系统已推广应用20多套。“十五”期间，按照国家高科技发展计划（863计划）已建成4兆瓦规模生物质气化发电的示范工程。
5、能源作物：能源作物种植是近期发展起来的新型产业，是随着生物质能开发与利用的不断深入和扩大逐步形成的。能源作物是指各种用以提供能源的植物，通常包括速生薪炭林、能榨油或产油的植物、可供厌氧发酵用的藻类和其它植物等。
许多能源作物是自然生长的，收集比较困难。现在人们有意识地培育一些能源作物，经过嫁接、驯化、繁殖，不断提高产量，以满足对能源不断增长的需要。甜高粱就是一种很好的能源作物。
生物质能的主要利用形式包括直接燃烧、热化学转换和生物化学转换等3种途径。
1、直接燃烧
当前改造热效率仅为10%左右的传统烧柴灶，推广效率可达20%-30%的节柴灶这种技术简单、易于推广、效益明显的节能措施，被国家列为农村新能源建设的重点任务之一。生物质的直接燃烧和固化成型技术的研究开发主要着重于专用燃烧设备的设计和生物质成型物的应用。
现已成功开发的成型技术按成型物形状主要分为大三类：以日本为代表开发的螺旋挤压生产棒状成型物技术，欧洲各国开发的活塞式挤压制的圆柱块状成型技术，以及美国开发研究的内压滚筒颗粒状成型技术和设备。
2、热化学转换
是指在一定的温度和条件下，使生物质气化、炭化、热解和催化液化，以生产气态燃料、液态燃料和化学物质的技术。
①生物质气化：生物质气化技术是将固体生物质置于气化炉内加热，同时通入空气、氧气或水蒸气，来产生品位较高的可燃气体。它的特点是气化率可达70%以上，热效率也可达85%。生物质气化生成的可燃气经过处理可用于合成、取暖、发电等不同用途，这对于生物质原料丰富的偏远山区意义十分重大，不仅能改变他们的生活质量，而且也能够提高用能效率，节约能源。
②生物质碳化
生物质颗粒碳化燃料是各种生物质经过干燥、转性、混料、成型、碳化等复杂过程连续生产出来的一种新型燃料，其与煤性质相同，是可供各种燃烧机、生物质锅炉、熔解炉、生物质发电等的高效、可再生、环保生物质燃料，此种燃料在国际认证为零污染燃料。
③生物质热解
通常是指在无氧或低氧环境下，生物质被加热升温引起分子分解产生焦炭、可冷凝液体和气体产物的过程，是生物质能的一种重要利用形式。
3、生物质化学转换
通过生物质的厌氧发酵制取甲烷，用热解法生成燃料气、生物油和生物炭，用生物质制造乙醇和甲醇燃料，包括有机物质-沼气转换和生物质-乙醇转换等。沼气转化是有机物质在厌氧环境中，通过微生物发酵产生一种以甲烷为主要成分的可燃性混合气体即沼气。乙醇转换是利用糖质、淀粉和纤维素等原料经发酵制成乙醇。生物制氢，生物质通过气化和微生物催化脱氢方法制氢。
