面向设计初期的建筑节能优化方法张传宝

面向设计初期的建筑节能优化方法张传宝

张传宝唐健

张传宝唐健

潍坊市建筑设计研究院有限责任公司山东潍坊261205

摘要：设计阶段是建筑建设中很重要的一个阶段，要减少建筑能耗及污染，就需要在这一阶段采取有效的节能优化方法。本文重点论述了设计初期阶段的建筑节能优化方法。

关键词：设计初期；建筑节能；优化方法

当前，人们越来越重视环境和能源问题，这也催生了建筑节能设计这一概念的产生。建筑节能的目标就是最大化的利用各种资源，避免建筑施工导致的环境浪费，使人与自然能和谐共处。目前，我国的建筑面积正在日益增大，但我国的建筑能耗却非常高。我国虽然地广物博，可是人口基数也非常大，因此人均资源占有量很少。社会经济的进步，使我国的各种资源更加的短缺，但资源的利用率一直很低。所以，建筑设计师一定要积极的进行创新，不断提高建筑设计初期的节能水平。

一、建筑节能设计概述

在住宅建筑的规划设计过程中，首先外部环境条件对其有重要影响，规划设计时应对建筑的朝向、布局进行节能设计，这是建筑节能的基础；其次，住宅单体的节能设计对建筑能耗的效果具有决定作用。一个具有良好节能效果的住宅单体设计方案，可使围护结构、采暖空调设备的节能技术措施发挥至最大效能。

根据我国建筑热工设计分区，对寒冷地区的建筑设计，首先应满足冬季保温要求，其次部分地区应兼顾夏季防热的要求。这就要求在住宅单体设计中，应严格控制建筑的体形系数，确定合适的窗墙比，减小建筑散热面积，减少冬季的散热量；另外，选择合理的建筑平面、剖面形式及尺寸，在满足基本功能要求的基础上，建筑的平立面设计和门窗设置应满足日照和风向等方面的要求，提高居住舒适度的同时，减少建筑的能耗损耗。这些节能设计相关因素均与建筑方案设计紧密相关，应是建筑师在方案创作阶段需关注的节能设计要点。

二、设计初期的建筑节能特点

建筑工程主要包括方案设计、初步设计、详细设计及施工图设计四个环节，依据实际施工状况加以调整。设计方案处于设计的初期阶段，对建筑物的外观和构造起到了决定性作用。从设计师角度来说，应保持严谨负责的态度，反复修改和优化设计方案，使其达到最佳效果。设计初期的建筑节能应具有如下特点：①方案设计对建筑走向大体上起到了决定作用，是工程设计的第一步，这时便确定了设计包含的主要元素，如材质、色彩、构造等。②方案设计确定的是建筑整体，不能完全考虑到每个细节，设计师能获得的相应建筑信息也不完整，进行模拟计算具有一些难度。例如，设计建筑通风系统时，应把握开口面积，若没有对应信息就会对设计方案造成一定阻碍，无法顺利开展。③方案设计只是建筑设计师的一个原始想法，对相关建筑信息没有一个全面、系统的把握，所以设计的内容具有一定的多变性，在后期会反复加以修改，对模型的选取较为简单。④方案设计过程中会出现各种问题，要想快速解决这些问题，会适当使用相关技术软件，在确保设计方案具备合理性的同时为其提供一些节能建议。

三、面向设计初期的建筑节能优化方法

1、明确设计流程。首先，草图设计。该阶段完全依赖于设计师的创作，因此不会辅助利用模拟软件，要求设计师具备扎实的知识技能，以及丰富的设计经验。其次，开展总体平面设计。该阶段从建筑环境、造型入手，开展环境、日照模拟工作，根据模拟结果修改设计中的不合理之处。以环境模拟为例，能获得采光条件、风压系数，继而优化平面设计，实现良好的采光、通风效果。另外，模拟结果能提供多项数据，为节能方案的制定打下基础。同时，做好单体方案设计。该阶段设计完成后，直接决定了建筑的整体性能。一般情况下，此时应对单体设计方案进行模拟分析，从可行性、经济性两方面进行评价，避免出现方案型费能的现象。以围护结构为例，通过热性能模拟分析可获得不同参数，最终确定最佳的节能方案，降低能源损耗。对通风效果进行模拟时：先看当前设计是否满足通风要求；再提供开口的口径数据，从而减少修改次数，提高设计效率。最后，对单体设计方案进行完善。对设计方案进行完善，主要是利用模拟数据信息预测建筑的负荷大小，对所有单体模型进行评价，看是否达到整体节能的标准要求。若某个单体的节能不达标，应及时进行微调。

2、合理运用模拟软件。通过合理运用模拟软件，能帮助节能设计人员进一步了解工程结构特点，使建筑工程设计初期的节能方案得到优化。例如，在设计建筑围护结构的过程中，模拟软件能帮助节能设计人员更好的分析建筑结构造型，并结合该地区的照明特点，选择合理的设计参数，使设计初期的节能设计方案更加科学。另外，在构建建筑采光模型的过程中，节能设计人员可运用模拟软件详细了解建筑室内的采光情况，并制定更加科学的节能方案，不断提升建筑节能采光方案的实施率。对建筑节能设计人员来说，在实际设计的过程中，要结合方案的实施情况，合理确定建筑窗户数量，不断减少建筑施工能源的损耗。在设计通风节能方案的过程中，节能设计人员可利用通风软件构建合理的建筑模型，并结合能源的利用情况，准确确定建筑通风位置，有效减少节能设计方案的修改次数。

3、模拟软件的功能分析。在建筑的设计阶段，模拟软件的运用非常重要，其中BIM技术在我国的运用非常广泛。BIM技术就是建筑管理信息的模型化，在建筑的设计阶段，这个系统能非常好地实现节能的目标。在传统的建筑工程中，设计完成后才开始进行能耗的计算，而运用BIM技术后，设计的初始阶段就可进行能耗的计算，极大地提高了设计工作的效率。在建筑设计阶段的节能研究中，BIM技术发挥了较大的作用，对建筑的选址和朝向，建材的使用等方面都十分重要。

建筑的设计环节对接下来的施工建造具有非常重要的指导作用，因此设计环节的严谨性非常重要，在设计中运用模拟软件对设计作品进行评估和修改是一种非常负责任的做法。因定稿后的设计一旦付诸实施，出现错误再修改非常困难，运用模拟软件可对设计的成品做出尽可能多的效果上的预测，对建筑的节能减排的具体数据也可有直观的了解，也能指引后期的工作方向。

四、结语

随着现代社会经济发展水平的提升和建筑行业建设进程的加快，以及低碳经济理念的提出，使人们对建筑节能的关注度也在逐年提升。对建筑工程项目来讲，其施工设计水平的高低与节能与否，将会对工程后续施工质量的好坏和能源消耗总量产生极大的影响，所以做好设计阶段的节能优化工作十分必要。

参考文献：

[1]林波荣.面向设计初期的建筑节能优化方法[J].科学通报，2016(01).

[2]张姬.面向设计初期的建筑节能优化方法[J].居业，2016(05).

[3]贾斌.面向设计初期的建筑节能优化方法[J].工程技术,2016(09).