作者：常路彪 單位：聊城大學東昌學院

建筑內(nèi)能量的來源如果把一棟建筑看成一個獨立的系統(tǒng)，該系統(tǒng)就需要不斷的和外界進行各種能量的交換，我們這里分析建筑內(nèi)各種能量的來源，尋找出對社會、對自然影響和破壞比較小的能量來源。建筑所需要的能源主要來自以下方面:1)電能。現(xiàn)在建筑內(nèi)絕大部分的設備是通過電力來驅(qū)動的，各種電器的用電都是由外部電網(wǎng)供入，除非個別示范建筑的電力可以由本身的太陽能或風能發(fā)電以外，在我國幾乎所有的建筑都是要消耗外界的電能。2)制熱(制冷)用能。現(xiàn)在為了保證建筑的舒適性，人們越來越多的改變建筑內(nèi)部的溫度，主要是北方城鎮(zhèn)建筑內(nèi)取暖和南方建筑制冷。建筑取暖主要是利用煤炭鍋爐的燃燒轉(zhuǎn)化為熱量，進行集中供暖。建筑制冷主要是利用電力將熱量轉(zhuǎn)移到建筑外部。3)光能。建筑的另一部分能耗是光能，白天主要是利用自然光進行照明、晚上或自然采光不理想的條件下，采用燈具將電能轉(zhuǎn)化發(fā)光，對于光能的節(jié)約主要是從加大對自然光的利用和降低發(fā)光用電能兩方面入手。4)通風用能。建筑內(nèi)部人類活動需要新鮮的空氣，要與外部進行氣體的交換，一般采用自然通風和機械強制通風，在進行建筑設計的時候，我們應盡量方便采用自然通風，減少機械通風。5)勢能。對于非單層建筑來說，建筑需要將人、物品、水等從低位提升到高位，增加其勢能，消耗以電能為主的能源。

建筑物能耗的使用1)制熱(制冷)用能。人們?yōu)榱吮ＷC建筑內(nèi)的環(huán)境舒適，需要對建筑內(nèi)的溫度進行調(diào)節(jié)，在我國主要是北方在寒冷季節(jié)進行采暖，南方在炎熱季節(jié)進行空調(diào)制冷。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，人們對居住環(huán)境的舒適要求越來越高，出現(xiàn)了采暖區(qū)域向南擴展，制冷區(qū)域向北擴展的趨勢。僅北方城鎮(zhèn)采暖能耗就占全國城鎮(zhèn)建筑總能耗的45%，為建筑能耗的最大組成部分［5］。所以建筑用熱能(制冷用能)應該成為我國建筑節(jié)能的重點控制對象。建筑用熱能(制冷用能)主要是改變建筑內(nèi)部溫度，使其高于(或低于)外部自然溫度。要節(jié)約這部分用能，我們可以從以下方面著手:a．提高制熱(或制冷效率)，減少在制熱(或制冷)過程中的能源消耗;b．減少建筑內(nèi)熱量(或冷量)向建筑外部的擴散;c．借助外部自然能源為建筑提供熱量(或冷量)。我國北方城鎮(zhèn)供暖一般采用的是集中供暖，通過采用介質(zhì)———水，將熱量從鍋爐傳輸?shù)接脩艏抑小Ｒ环矫嫖覀円岣咤仩t的煤熱轉(zhuǎn)化效率，用較少的煤炭資源產(chǎn)生較多的熱量，另一方面我們要減少熱量在傳輸過程中的耗散，再一方面就是減少熱量在住戶家中的浪費，在傳統(tǒng)的供暖計費模式下，以建筑面積來收取采暖費，與人們對熱量的使用情況無關，人們?nèi)鄙佟⒁矡o法對熱量進行節(jié)省，而采用新的計費模式后，以消耗的熱量來計費，這樣人們就會減少在室內(nèi)無人時的供熱量，節(jié)約能源。在我國建筑室內(nèi)的熱量絕大部分是通過圍護結構傳導出去的，要節(jié)約建筑采暖(制冷)用能，減少圍護結構對熱量的傳導是主要手段，人們一般采用低導熱的建材來進行建筑保溫。建筑還可以利用外部自然資源來改善人們居住環(huán)境，例如在冬季采暖季節(jié)，可以利用外部的太陽能來提高建筑內(nèi)溫度，現(xiàn)在正在推廣的太陽能熱水器也是利用太陽能來對水進行加熱。2)照明用能。建筑內(nèi)部照明白天還主要是用自然光，在晚上和天氣條件不好的情況下，采用電能發(fā)光。但有些建筑由于設計不合理，內(nèi)部照明全部采用電燈發(fā)光，其實這完全可以避免，只要將窗戶或采光井設計合理，白天完全可以用自然光。3)勢能。建筑給水主要是利用水泵，將水從低位提升到高位，增加水的勢能，另外，在高層建筑中，人和物品是利用電梯提升，增加勢能。在這過程中，主要是通過消耗電能，將能量以勢能的形式儲存起來。但人們從沒有利用過這部分儲存的勢能，最后都白白浪費，更有甚者再次通過電梯將勢能減下去。4)通風用能。一般建筑利用開窗等自然方式通風，不耗費任何資源，但大型建筑需專門利用排風系統(tǒng)來進行排風換氣。5)其他能。在建筑內(nèi)部還有許多設施利用電或石化產(chǎn)品的能量，例如炊具、冰箱、衛(wèi)浴等。

建筑能耗的分析

前面所說的建筑能耗都是單獨的分析和利用，沒有考慮能量之間的關系，根據(jù)能量守恒定律，能量是不會憑空的產(chǎn)生和消失的，只會從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式。我們可以將建筑物內(nèi)各種能量綜合的分析，看看哪些能量我們還可以再利用，充分利用各種能量的轉(zhuǎn)換，降低使用外部能量。

1熱能分析熱能總是從熱量高的地方傳遞到熱量低的地方，建筑取暖和制冷是人為的改變熱量的平衡，使熱量從低位轉(zhuǎn)移到高位，期間消耗其他能量。既然耗費能量進行了熱能的轉(zhuǎn)移，我們能否將轉(zhuǎn)移的熱能用到我們所需要的地方，例如我們用空調(diào)將熱量從室內(nèi)轉(zhuǎn)移到了室外，一方面該部分熱量白白浪費，另一方面還增加了外界的溫度，如果我們將這部分熱量拿來加熱水，既節(jié)約了燒水的這部分能量消耗，又不會增加外界的溫度。另外，冰箱制冷也要將熱量轉(zhuǎn)移到外面，從而達到內(nèi)部低溫的效果，如果將這部分熱量轉(zhuǎn)移到室內(nèi)，對于冬季采暖的地區(qū)，可能因為室內(nèi)溫度較高，冰箱的耗能將會增加，如果將冰箱內(nèi)部的熱量轉(zhuǎn)移到建筑外部，冰箱的耗能將會大大減小，甚至不需要能量。對于制冷的地區(qū)，將冰箱內(nèi)部的熱量轉(zhuǎn)移到室內(nèi)會增加室內(nèi)溫度，從而導致室內(nèi)制冷能耗的增加，不如直接將冰箱內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到室外節(jié)省，具體如圖1所示。

2勢能分析上層建筑內(nèi)的一切物體相對于底層都具有重力勢能，而現(xiàn)在的建筑卻沒有對這部分能量加以任何利用，如果在上層物體下降時，拿這部分能量做功，或用來發(fā)電，或轉(zhuǎn)化為其他能量，這也將節(jié)約一部分建筑能耗。

3照明分析建筑內(nèi)利用自然光照明主要是通過窗戶，但窗戶是室內(nèi)熱量向外耗散的主要通道，所以在建筑設計的時候，建筑采光與建筑保溫成為一對矛盾。為此，我們要改善窗戶質(zhì)量，盡量使其透光性好，熱傳導性小。

4氣壓分析建筑內(nèi)部需要通風，當外界有空氣流通的時候，在建筑內(nèi)外會形成氣壓差，利用這個氣壓差，我們可以實現(xiàn)建筑的自然通風。建筑通風主要是通過窗戶或?qū)ｉT的通風口進行，由于外部空氣流通的速度(風速)不固定，所以窗戶和通風口的大小應該是可以調(diào)整的，另外最好在通風過程中加以除塵、加濕、加熱等，改善進入室內(nèi)空氣的質(zhì)量。當建筑通風的時候，室內(nèi)空氣會將室內(nèi)的溫度帶走，從而導致室內(nèi)熱量的散失，這也是一對矛盾，最好是實現(xiàn)用室內(nèi)的空氣熱量和室外空氣熱量的交換，利用室內(nèi)空氣將室外空氣加熱，減少熱量的損失。