建筑節(jié)能軟件在建筑節(jié)能設(shè)計中的運(yùn)用

郝紹菊，杜 潔

（1.河南廣播電視大學(xué)；2.黃河科技學(xué)院，河南 鄭州 450000）

一、引言

伴隨著近些年來能源消耗量的持續(xù)增長，加之資源浪費(fèi)的現(xiàn)象尤為普遍，我國已然成為世界自然資源浪費(fèi)最嚴(yán)重的國家之一。國家已將節(jié)約能源作為指導(dǎo)我國發(fā)展的長期戰(zhàn)略方針，以便努力實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展要求。在這些不斷發(fā)展的行業(yè)當(dāng)中建筑行業(yè)是能源需求增長較快的領(lǐng)域之一，伴隨信息化的發(fā)展軟件在各個行業(yè)的應(yīng)用越來越普遍，建筑節(jié)能評估軟件的開發(fā)和應(yīng)用便是其產(chǎn)物，節(jié)能設(shè)計軟件作為進(jìn)行建筑設(shè)計的有效輔助工具，是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能目標(biāo)的有力保障，有利于全面了解建筑能耗的基本發(fā)展?fàn)顩r，為我們調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，制定相關(guān)措施提供了有力的數(shù)據(jù)支持，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、建筑節(jié)能設(shè)計的現(xiàn)狀

1.國外建筑節(jié)能設(shè)計發(fā)展現(xiàn)狀。

在發(fā)達(dá)國家中美國作為開展建筑節(jié)能設(shè)計最早的國家之一，軟件技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計中的應(yīng)用也已經(jīng)發(fā)展得十分成熟，給我們提供了很多參考。目前美國建筑行業(yè)中與節(jié)能設(shè)計有關(guān)的軟件有很多種，按照功能可將其大致分為兩類：一種是基于建筑過程中熱能量模擬的建筑能耗類模擬軟件，例如由美國伊利諾斯大學(xué)研發(fā)的BLAST軟件，該軟件是基于Windows系統(tǒng)下的操作界面，可以用來分析計算建筑的熱舒適度、不同強(qiáng)度下的輻射換熱、變傳熱能耗系數(shù)等；另一種是基于建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)審核一致性的評估類軟件，例如由美國威斯康星大學(xué)太陽能研發(fā)實(shí)驗室TRNSYS軟件，該軟件是當(dāng)前應(yīng)用最為靈活的模擬軟件，使用者可對標(biāo)準(zhǔn)庫中沒有的組件進(jìn)行自定義，也可直接導(dǎo)入CAD生成的建筑布局圖作為分析設(shè)計的模型。

2.我國建筑節(jié)能設(shè)計的發(fā)展現(xiàn)狀。

我國是自上個世紀(jì)70年代中期開始進(jìn)行基于計算機(jī)的建筑能耗模擬研究的，80年代初，通過對墻體傳遞函數(shù)、房屋傳遞函數(shù)等問題的深入研究開始在算法上有了一定的研究進(jìn)展。我國建筑節(jié)能設(shè)計的軟件開發(fā)起步較晚，目前國內(nèi)大部分軟件都是為提高工程設(shè)計階段的效率與準(zhǔn)確性而研發(fā)的，對于已經(jīng)完成建筑的能耗方面的綜合評估仍然不夠到位，而且還沒有形成建筑行業(yè)統(tǒng)一的節(jié)能評估體系標(biāo)準(zhǔn)。已有的軟件在計算供熱負(fù)荷、冷負(fù)荷、圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能、經(jīng)濟(jì)熱阻和太陽能利用等方面有了比較大的進(jìn)展。

三、我國建筑節(jié)能軟件運(yùn)用中存在的問題

由于我國的建筑行業(yè)在節(jié)能設(shè)計方面起步較晚，加之近些年來基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的大力實(shí)施和國家節(jié)約能源政策的嚴(yán)格執(zhí)行，導(dǎo)致在建筑設(shè)計過程中軟件的應(yīng)用方面出現(xiàn)了很多問題。以下是筆者結(jié)合工作經(jīng)驗加以總結(jié)出的兩個典型問題。

1.應(yīng)用不夠重視、配合不夠緊密。

目前我國現(xiàn)階段的建筑節(jié)能設(shè)計工作大多還停留在計算校對階段，同時各個專業(yè)之間并沒有相互緊密的聯(lián)系，這使得節(jié)能軟件的應(yīng)用沒能達(dá)到我們預(yù)期的效果。當(dāng)前建筑設(shè)計的過程大多是在建筑模型成功建立之后，設(shè)計人員只是將這些數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件，通過計算、校核、調(diào)整、重復(fù)計算、重復(fù)調(diào)整這些步驟，直到最后的計算結(jié)果滿足節(jié)能的要求為止。在這之后，暖通設(shè)計師根據(jù)建筑設(shè)計計算出來的結(jié)果進(jìn)行關(guān)于逐時負(fù)荷的計算，這之后的系統(tǒng)劃分和設(shè)備選擇都是根據(jù)該結(jié)果來完成的，暖通設(shè)計師的節(jié)能計算一般情況下也是負(fù)荷指標(biāo)不超出節(jié)能要求即可。

這也就是說，在整個建筑的節(jié)能設(shè)計過程中，不同的各個專業(yè)目的都只有一個，那就是滿足建筑節(jié)能制定的要求，節(jié)能設(shè)計人員并沒有真正地考慮從細(xì)節(jié)出發(fā)改善建筑的節(jié)能狀況，如果不同部分的設(shè)計人員可以共同配合來共同完成建筑設(shè)計，或從銜接的工作方面入手，那么有時候通過配合我們可以制訂出更好的方案，用最小的代價達(dá)到最佳的效果。

2.軟件兼容性不佳，選用標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。

當(dāng)前我國市場中建筑設(shè)計單位節(jié)能運(yùn)算應(yīng)用最為廣泛的是由我國建筑科學(xué)研究院建筑工程軟件研究所研發(fā)的PKPM系列軟件，此系列軟件具有十分可靠的權(quán)威性，但是不足的是該系列軟件目前沒有針對暖通冷熱負(fù)荷計算的產(chǎn)品，也就是說暖通專業(yè)設(shè)計人員只能選擇使用其他系列軟件，但是使用其他系列的暖通冷熱負(fù)荷計算軟件帶來的問題是與PKPM系列軟件不能完全兼容，可能導(dǎo)致針對相同的項目，不同的軟件所計算出來的結(jié)果可能存在一定無法忽略的差異。針對這些問題還需要進(jìn)行一些有效的改進(jìn)。正是由于建筑設(shè)計與供暖設(shè)計的不同軟件難以兼容導(dǎo)致以上提出的不同專業(yè)難以緊密配合，使得節(jié)能設(shè)計違背了其減少能耗的設(shè)立初衷，而幾乎成為單單應(yīng)付節(jié)能審查的環(huán)節(jié)而已。

四、并行設(shè)計理論以及可行性分析

1.關(guān)于并行設(shè)計。

建筑設(shè)計本身是為實(shí)現(xiàn)居住目標(biāo)而設(shè)計選擇滿意的建筑方案的活動，反映出的是建筑使用者的要求，節(jié)能設(shè)計過程是建筑設(shè)計中的一種必要的應(yīng)用。建筑節(jié)能并行設(shè)計本質(zhì)是進(jìn)行多次修改不斷完善設(shè)計方案以達(dá)到降低能耗的目的。建筑設(shè)計目的作為一種信息在設(shè)計過程中必然包括信息的產(chǎn)生、信息的提取、信息的再生、信息實(shí)現(xiàn)這些主要過程。傳統(tǒng)的設(shè)計過程一般包括分析、綜合、評價這三個過程。而并行設(shè)計理念便是把設(shè)計過程中的大循環(huán)轉(zhuǎn)變?yōu)槎啻蔚男⊙h(huán)，以分化整體工作，利于改善細(xì)節(jié)。在設(shè)計階段的每一個小步驟中都要認(rèn)真考慮到改變會帶來的有關(guān)后續(xù)環(huán)節(jié)的約束。

2.并行節(jié)能設(shè)計的可行性。

在建筑節(jié)能設(shè)計過程中分析的作用是根據(jù)使用者對于建筑功能的需求將建筑模型化，初步了解設(shè)計目標(biāo)，把整體問題分解到可以解決的多個方面。并行節(jié)能設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)是在對小模塊進(jìn)行綜合的過程中可以給設(shè)計者提供多個備選方案，設(shè)計者可以在當(dāng)中選擇最優(yōu)解。細(xì)化問題并不只是代表著設(shè)計過程時間的延長，而是真真正正地達(dá)到減少能耗的要求。并行設(shè)計強(qiáng)調(diào)的是建筑設(shè)計的各環(huán)節(jié)之間實(shí)現(xiàn)最大程度的交叉、并行及協(xié)調(diào)，其實(shí)質(zhì)是通過對建筑設(shè)計對象和建筑設(shè)計進(jìn)程的分解達(dá)到有效協(xié)同各個子活動、子任務(wù)開展的目的，并能有效檢驗設(shè)計方案是否能實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)。

五、小結(jié)

節(jié)能設(shè)計作為建筑設(shè)計的重要組成部分，如果對其不重視的話帶來的不良后果不可小視。建筑節(jié)能設(shè)計軟件作為設(shè)計過程中的有利工具，可以幫助建筑工程設(shè)計師精確高效地完成設(shè)計任務(wù)，達(dá)成設(shè)計要求。所以我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)真學(xué)習(xí)并掌握先進(jìn)的節(jié)能設(shè)計軟件，不斷地提高自身的節(jié)能設(shè)計能力。

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