面向設計初期的建筑節(jié)能優(yōu)化方法

陳寶治

摘 要：設計初期的建筑節(jié)能方法對于建筑能源的消耗起著重要的作用，合理的設計內(nèi)容部件可以降低建筑能好的損耗，還可以減少污染物質(zhì)的排放，達到環(huán)保的目的。本文從設計初期建筑節(jié)能優(yōu)化的現(xiàn)狀開始闡述，為提升設計初期建筑節(jié)能效果提供幫助。

關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能；環(huán)保；優(yōu)化

1 設計初期建設節(jié)能優(yōu)化的發(fā)展狀況

在現(xiàn)今的建筑工程中，很多的國家已經(jīng)開始研究設計初期建筑節(jié)能優(yōu)化的方式，以降低建筑施工中能源的過度消耗。在不斷的研究過程中，國外一些國家已經(jīng)取得了顯著的效果。例如，意大利設計師在進行吉巴歐文化中心設計時，就將自然通風與建筑造型緊密的結(jié)合在一起，通過自然資源的合理運用，降低了電能的消耗；日本的建筑師在媒體中心設計時，將采光井和通風井實行有效的融合，既加大了能源的利用率，避免不必要的浪費，也改善了整體建筑設計的視覺效果，提升了建筑的價值。

在國內(nèi)，綠色建筑也在不斷的發(fā)展和壯大中，國內(nèi)很多的建筑師也加強了對設計初期建筑節(jié)能優(yōu)化的探索和研究，雖然其取得了比較理想的結(jié)果，但是同國外國家相比，其還是存在著不足之處的。

首先，能源環(huán)境工程師并未與建筑設計師進行良好的溝通和交流，在施工方案的設計和制定時，設計人員還是將建筑的美觀性、藝術(shù)性以及內(nèi)涵的凸顯作為設計的首要內(nèi)容，在這些設計完成后，才會考慮建筑的環(huán)保節(jié)能效果，使得建筑設計與實際的要求存在很大的分歧，進而影響建筑最終的效果?；诖?，設計者們應改變傳統(tǒng)的設計方式，加強對節(jié)能環(huán)保設計的重視度，合理的調(diào)整設計的方向方法。

其次，在建筑設計中，即使有設計人員認識到能源環(huán)境工程師的重要性，并讓其參與其中，可是在實際的設計過程中，能源環(huán)境工程師僅負責提供一些專業(yè)性的意見和建議，而沒有任何參與設計的權(quán)利，使設計理念存在很多的矛盾，影響最終節(jié)能環(huán)保的效果。所以，應該讓建筑設計人員同能源環(huán)境工程師進行良好的溝通，讓能源環(huán)境工程師提出的相關(guān)建議與實際的設計理念相協(xié)調(diào)，從而有效發(fā)揮建筑節(jié)能的效果。

此外，在建筑設計初期，能源環(huán)境工程師采用的相應工具以模擬軟件為主。這些軟件在不斷的發(fā)展中，其技能也逐漸的優(yōu)化。在使用模擬軟件時，其可以為設計人員提供支管的示意圖以及與施工有關(guān)的所有數(shù)據(jù)資料信息，幫助設計人員開展工程規(guī)劃和設計工作，但是如果想徹底優(yōu)化建筑工程節(jié)能的效果，單憑這些模擬軟件是遠遠不夠的。原因在于，這些模擬軟件是通過數(shù)據(jù)的輸入、輸出、建模等優(yōu)勢來完成建筑設計內(nèi)容，并計算出建筑的工程量以及施工時間，不過由于軟件的不同，其計算出來的最終結(jié)果會存在一定的差異，設計人員不得不重新的計算和審核這些差異，這大大的降低了工作效率。所以現(xiàn)在使用的模擬軟件只能起到一定的設計評價評價作用，對設計方案的制定無法提供有效的輔助。

2 設計初期建筑節(jié)能優(yōu)化方法

2.1 框架及流程

目前在進行建筑設計時，會采用模擬輔助設計的理念進行建筑初期的設計工作，以達到節(jié)能優(yōu)化的效果。該模式主要可以分為兩部分：一是設計人員；二是模擬計算。其工作原理為：設計人員按照初期設計的具體要求制定相應的方案，之后將掌握的建筑工程信息輸入到軟件內(nèi)，通過模擬軟件對設計方案的分析，來完成后期工作的內(nèi)容。如果模擬軟件顯示方案中存在的問題較為嚴重，設計人員需要結(jié)合實際，有針對性的對其修改，然后將修改的方案再次輸入到模擬軟件中進行檢測，直到其現(xiàn)實的結(jié)果與實際要求相符為止。

模擬軟件的整個模擬過程分為建筑群模擬、建筑單體性能初步和詳細模擬這三種。草圖設計環(huán)節(jié)屬于設計人員自我創(chuàng)作的部分，這里并不需要利用到模擬軟件，而后期的平面圖設計中，則需要合理的利用模擬軟件對建筑的環(huán)境以及光照等情況進行模擬操作。這里模擬軟件在建筑初期設計中的主要作用為：

一是通過模擬軟件對平面設計的評價，找出其中存在的不合理情況，進而對這些部位實行有效的修改，提高平面設計的可行性；

二是對建筑展開環(huán)境模擬工作，從而準確的獲得風壓系數(shù)以及建筑的采光條件，實現(xiàn)自然通風以及采光的效果，為自然資源的合理應用奠定基礎；

三是在模擬過程中，可以獲得單獨部分的相關(guān)數(shù)據(jù)，使其在后續(xù)設計中，為提升單個物體節(jié)能的效果提供數(shù)據(jù)支持。此外，單體節(jié)能優(yōu)化方案對設計，對于強化整體建筑節(jié)能效果有著重要的意義，設計人員需要加強對其的重視程度。在開始單體設計階段，設計人員應在模擬之前先對單體設計方案進行合理的分析，全方位的考慮設計的可行性，以免增加能源消耗的情況。

另外，對初期模擬結(jié)果實行細致的分析，還可以為后期設計工作的開展提供有效的數(shù)據(jù)支持。比如說在分析建筑單體維護結(jié)構(gòu)熱性能時，可以通過參數(shù)對比的方式為設計人員提供相應的數(shù)據(jù)，進而幫助他們更好的進行設計方案的制定和修改，減少建筑能源的消耗；在對建筑通風效果初步模擬結(jié)果分析時，一方面可以審核單體設計的節(jié)能效果合理性，另一方面可以為設計人員提供相應的參考數(shù)據(jù)，降低重復修改設計情況的發(fā)生。

加之在單體設計方案完善之后，設計人員可以通過模擬所得的信息數(shù)據(jù)，詳細的掌握建筑結(jié)構(gòu)的復合情況，從而有效的判斷各單體設計的節(jié)能效果是否與實際的需求相符合，如果存在問題，方便設計人員及時的調(diào)整，進而保證建筑的節(jié)能性，降低能源的消耗。

2.2 模擬軟件功能的具體要求

在建筑工程平面設計以及單體設計時，其對于模擬軟件的技術(shù)要求相對較低，因此目前的模擬軟件主要都是針對這兩個環(huán)節(jié)進行設計和研發(fā)。不過在單體設計中，現(xiàn)今模擬軟件的技術(shù)要求還無法達到實際的要求。也就是說，為了保證建筑性能可以達到國家環(huán)保節(jié)能的標準要求，需要設計人員利用自身的能力和經(jīng)驗，正確預測建筑性能。

在單體設計時，模擬軟件的應用主要是為了幫助設計人員開展模型的構(gòu)建和修改工作，并不需要提供準確的計算數(shù)據(jù)，況且在設計的第一環(huán)節(jié)內(nèi)，設計人員也不會將節(jié)能環(huán)保作為重點內(nèi)容來考慮，因此能源環(huán)境工程師所提供的模擬軟件，需要為建筑設計師提供節(jié)能建設方向的有效信息。

再者，在建筑設計中，設計人員還要對圍護結(jié)構(gòu)、自然光照和通風這三部分予以重點關(guān)注。因此所運用的模擬軟件就應該包括以下幾個方面：

第，在圍護結(jié)構(gòu)熱性能方面，模擬軟件需要通過建筑造型、布局等信息，來分析這些因素對圍護結(jié)構(gòu)熱性能的影響，并且能夠分析建筑設計師所設計方案中不同參數(shù)的差異，以及權(quán)衡各個參數(shù)，為設計師提供最佳建議。

第，在自然光照設計中，模擬軟件需要利用上傳的相關(guān)信息對一整年內(nèi)的室內(nèi)采光情況進行準確的預測，并通過節(jié)能照明所產(chǎn)生的節(jié)能電量數(shù)據(jù)，為設計人員方案的修改和制定提供數(shù)據(jù)參考。

第，還需要通過分析可見光透過率以及窗戶和墻壁的比率，來確定設計方案。

第，自然通風方面，模擬軟件需分析自然通風為整體建筑節(jié)省多少能源，以確定是否有必要在建筑中設計大面積的通風口。同時模擬軟件還要對不同的開口面積做出相對應的評價方案，便于設計人員結(jié)合評價的結(jié)果，對后續(xù)設計的方向?qū)嵭蟹治龊兔鞔_，以提高設計的科學性、可行性，避免反復修改造成時間和資源的浪費。

3 結(jié)束語

綜上所述，為了有效的改善建筑設計的節(jié)能效果，達到保護環(huán)境的作用，需要相關(guān)人員從設計初期入手，利用科學合理的方式和工具，明確設計的具體流程，強化設計的整體效果，最終讓建筑節(jié)能降耗功效得到充分的發(fā)揮。

參考文獻：

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