面向設計初期的建筑節能優化方法

陳寶治

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

關鍵詞：建筑節能；環保；優化

1 設計初期建設節能優化的發展狀況

在現今的建筑工程中，很多的國家已經開始研究設計初期建筑節能優化的方式，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，綠色建筑也在不斷的發展和壯大中，國內很多的建筑師也加強了對設計初期建筑節能優化的探索和研究，雖然其取得了比較理想的結果，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、藝術性以及內涵的凸顯作為設計的首要內容，在這些設計完成后，才會考慮建筑的環保節能效果，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。基于此，設計者們應改變傳統的設計方式，加強對節能環保設計的重視度，合理的調整設計的方向方法。

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，能源環境工程師僅負責提供一些專業性的意見和建議，而沒有任何參與設計的權利，使設計理念存在很多的矛盾，影響最終節能環保的效果。所以，應該讓建筑設計人員同能源環境工程師進行良好的溝通，讓能源環境工程師提出的相關建議與實際的設計理念相協調，從而有效發揮建筑節能的效果。

此外，在建筑設計初期，能源環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展中，其技能也逐漸的優化。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的所有數據資料信息，幫助設計人員開展工程規劃和設計工作，但是如果想徹底優化建筑工程節能的效果，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據的輸入、輸出、建模等優勢來完成建筑設計內容，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 設計初期建筑節能優化方法

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，以達到節能優化的效果。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，通過模擬軟件對設計方案的分析，來完成后期工作的內容。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，直到其現實的結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。草圖設計環節屬于設計人員自我創作的部分，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；

二是對建筑展開環境模擬工作，從而準確的獲得風壓系數以及建筑的采光條件，實現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數據，使其在后續設計中，為提升單個物體節能的效果提供數據支持。此外，單體節能優化方案對設計，對于強化整體建筑節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據支持。比如說在分析建筑單體維護結構熱性能時，可以通過參數對比的方式為設計人員提供相應的數據，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果分析時，一方面可以審核單體設計的節能效果合理性，另一方面可以為設計人員提供相應的參考數據，降低重復修改設計情況的發生。

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據，詳細的掌握建筑結構的復合情況，從而有效的判斷各單體設計的節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整，進而保證建筑的節能性，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節進行設計和研發。不過在單體設計中，現今模擬軟件的技術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保節能的標準要求，需要設計人員利用自身的能力和經驗，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建和修改工作，并不需要提供準確的計算數據，況且在設計的第一環節內，設計人員也不會將節能環保作為重點內容來考慮，因此能源環境工程師所提供的模擬軟件，需要為建筑設計師提供節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構、自然光照和通風這三部分予以重點關注。因此所運用的模擬軟件就應該包括以下幾個方面：

第，在圍護結構熱性能方面，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構熱性能的影響，并且能夠分析建筑設計師所設計方案中不同參數的差異，以及權衡各個參數，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信息對一整年內的室內采光情況進行準確的預測，并通過節能照明所產生的節能電量數據，為設計人員方案的修改和制定提供數據參考。

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，便于設計人員結合評價的結果，對后續設計的方向實行分析和明確，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 結束語

綜上所述，為了有效的改善建筑設計的節能效果，達到保護環境的作用，需要相關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，最終讓建筑節能降耗功效得到充分的發揮。

參考文獻：

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