作者：常路彪 單位：聊城大學東昌學院

建筑內能量的來源如果把一棟建筑看成一個獨立的系統，該系統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。現在建筑內絕大部分的設備是通過電力來驅動的，各種電器的用電都是由外部電網供入，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。現在為了保證建筑的舒適性，人們越來越多的改變建筑內部的溫度，主要是北方城鎮建筑內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，采用燈具將電能轉化發光，對于光能的節約主要是從加大對自然光的利用和降低發光用電能兩方面入手。4)通風用能。建筑內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。人們為了保證建筑內的環境舒適，需要對建筑內的溫度進行調節，在我國主要是北方在寒冷季節進行采暖，南方在炎熱季節進行空調制冷。隨著我國經濟的發展，人們對居住環境的舒適要求越來越高，出現了采暖區域向南擴展，制冷區域向北擴展的趨勢。僅北方城鎮采暖能耗就占全國城鎮建筑總能耗的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)主要是改變建筑內部溫度，使其高于(或低于)外部自然溫度。要節約這部分用能，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)。我國北方城鎮供暖一般采用的是集中供暖，通過采用介質———水，將熱量從鍋爐傳輸到用戶家中。一方面我們要提高鍋爐的煤熱轉化效率，用較少的煤炭資源產生較多的熱量，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，人們缺少、也無法對熱量進行節省，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無人時的供熱量，節約能源。在我國建筑室內的熱量絕大部分是通過圍護結構傳導出去的，要節約建筑采暖(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境，例如在冬季采暖季節，可以利用外部的太陽能來提高建筑內溫度，現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，采用電能發光。但有些建筑由于設計不合理，內部照明全部采用電燈發光，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來進行排風換氣。5)其他能。在建筑內部還有許多設施利用電或石化產品的能量，例如炊具、冰箱、衛浴等。

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，根據能量守恒定律，能量是不會憑空的產生和消失的，只會從一種形式轉換為另一種形式。我們可以將建筑物內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移，我們能否將轉移的熱能用到我們所需要的地方，例如我們用空調將熱量從室內轉移到了室外，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移到外面，從而達到內部低溫的效果，如果將這部分熱量轉移到室內，對于冬季采暖的地區，可能因為室內溫度較高，冰箱的耗能將會增加，如果將冰箱內部的熱量轉移到建筑外部，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，將冰箱內部的熱量轉移到室內會增加室內溫度，從而導致室內制冷能耗的增加，不如直接將冰箱內的熱量轉移到室外節省，具體如圖1所示。

2勢能分析上層建筑內的一切物體相對于底層都具有重力勢能，而現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，或用來發電，或轉化為其他能量，這也將節約一部分建筑能耗。

3照明分析建筑內利用自然光照明主要是通過窗戶，但窗戶是室內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，我們要改善窗戶質量，盡量使其透光性好，熱傳導性小。

4氣壓分析建筑內部需要通風，當外界有空氣流通的時候，在建筑內外會形成氣壓差，利用這個氣壓差，我們可以實現建筑的自然通風。建筑通風主要是通過窗戶或專門的通風口進行，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，改善進入室內空氣的質量。當建筑通風的時候，室內空氣會將室內的溫度帶走，從而導致室內熱量的散失，這也是一對矛盾，最好是實現用室內的空氣熱量和室外空氣熱量的交換，利用室內空氣將室外空氣加熱，減少熱量的損失。