建筑中能源利用的形式有哪些

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（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。与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用。

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。并且是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。它在我国生产的一次能源中占15%左右，居第二位，它具有分散性和独立性，可以确保能源系统的安全性和灵活性，在未来的能源体系中将显得越来越重要。

从经济效益看，不同条件和不同技术方法效益差别很大，在生物质集中的地方采用大规模直接燃烧利用的效益比较好，而在生物质分散的地区，采用气化利用可以取得较好的效果，在未来的能源体系中将显得越来越重要。

生物质能源优点分析：

资源：

森林能源

森林能源是森林生长和林业生产过程提供的生物质能源，主要是薪材，也包括森林工业的一些残留物等。薪材来源于树木生长过程中修剪的枝杈，木材加工的边角余料，以及专门提供薪材的薪炭林。

农作物秸秆

农作物秸秆是农业生产的副产品，也是我国农村的传统燃料。随着农村经济的发展，农民收入的增加，以传统方式利用的秸秆首先成为被替代的对象，致使被弃于地头田间直接燃烧的秸秆量逐年增大，既危害环境，又浪费资源。因此，加快秸秆的优质化转换利用势在必行。

禽畜粪便

禽畜粪便也是一种重要的生物质能源，大中型养殖场的粪便是更便于集中开发、规模化利用的，可烘干后，用于生物质气化。生物质气体可用于发电和用热设备。

生活垃圾

城镇生活垃圾主要是由居民生活垃圾，商业、服务业垃圾和少量建筑垃圾等废弃物所构成的混合物。

有以下特点：垃圾中有机物含量接近1/3甚至更高，食品类废弃物是有机物的主要组成部分，易降解有机物含量高。

建筑可再生能源有：提高太阳能、浅层地能、生物质能，加大对太阳能采暖制冷、城镇生活垃圾及污泥沼气利用、工业余热及深层地热能梯级利用等新技术的推广应用等。到2020年实现可再生能源在建筑领域消费比例占建筑能耗的15%以上。以进一步拓展应用领域，提升技术水平。加大技术研发及产业化支持力度，鼓励科研单位、企业联合成立可再生能源建筑应用工程、技术中心，加大科技攻关力度，加快产学研一体化；逐步提高相关产业技术标准要求，住建部和财政部将制定可再生能源建筑应用技术、产品、设备推荐目录，提出相关技术标准要求，严格行业准入门槛。

希望采纳

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。

生物质能按材料来源分为四类：

农业废弃物：是指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）和农业加工过程中的废弃物，如农业生产过程中剩余的稻壳等。

林业废弃物：是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源，包括森林采伐剩余物、木材加工剩余物及育林剪枝剩余物等。

畜禽粪便：主要是指鸡、猪和牛等的粪便排泄，除在牧区有少量的直接燃烧外，禽畜粪便主要是作为沼气的发酵原料。

城市生活垃圾：主要是由居民生活垃圾，商业、服务业垃圾和少量建筑垃圾等废弃物所构成的混合物，成分比较复杂，其构成主要受居民生活水平、能源结构、城市建设、绿化面积以及季节变化的影响。

生物质能按使用方式分为四类：生物质发电、生物燃料（生物乙醇、生物柴油等）、压缩颗料、沼气。

我最近正在做生物质能的研究，可以一起交流。

生物质能是自然界中有生命的植物提供的能量。这些植物以生物质作为媒介储存太阳能。属再生能源。据计算，生物质储存的能量为270亿千瓦，比目前世界能源消费总量大2倍。人类历史上最早使用的能源是生物质能。19世纪后半期以前，人类利用的能源以薪柴为主。当前较为有效地利用生物质能的方式有： (1) 制取沼气。主要是利用城乡有机垃圾、秸杆、水、人畜粪便，通过厌氧消化产生可燃气体甲烷，供生活、生产之用。(2) 利用生物质制取酒精。当前的世界能源结构中，生物质能所占比重微乎其微。

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。

1、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。

2、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。

3、污水废水

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。

4、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。

5、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。

6、沼气

沼气是由生物质能转换的一种可燃气体。沼气是一种混合物，主要成分是甲烷（CH4）。沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种混合气体。由于这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。

人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧（没有氧气）条件下发酵，类繁多的沼气发酵微生物分解转化，从而产生沼气。沼气是一种混合气体，可以燃烧。通常可以供农家用来烧饭、照明。

生物质能源特点：

1、可再生性

生物质能属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用；

2、低污染性

生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应；

3、广泛分布性

缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能；

4、总量十分丰富

生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000～1250亿吨生物质海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。

随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。

5、广泛应用性

生物质能源可以以沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、气化发电、生产燃料酒精、热裂解生产生物柴油等形式存在，应用在国民经济的各个领域。

以上内容参考：百度百科-生物质能