設計初期的建筑節能優化方法探究

王 斌

(容海川城鄉規劃設計有限公司，山西 太原 030012)

建筑能源消耗性能不單單會直接影響到建筑的整體質量，同時還會對建筑的受歡迎程度以及使用性能產生影響。而從某種程度上講，建筑設計的施工方案決定了建筑的節能潛力。在工程建設中，設計階段是一個非常重要的階段。需要對設計方案中的節能性進行深入規劃，為后來的施工和設計工作創造條件，以更好的滿足我國低碳經濟的發展需求，促進建筑行業的發展。

1 設計初期建設節能優化的現狀和問題

新的歷史時期，世界各國都已經充分意識到，為了實現整個建筑工程的節能目標，設計初期的建筑節能優化的重要性。所以，國外的一些建筑學家都在致力于研究和探索如何在設計的初期階段，融入建筑節能這一元素，由此很多成功的案例相繼誕生。例如在對吉巴歐文化中心進行設計時，意大利建筑師倫佐對這一理念進行了成功的踐行，他將自然通風有機的融合了建筑造型的設計，使電力的消耗大大減少。在國內，隨著近年來“四節一環?！钡睦砟畹牟粩嘭瀼睾蛯嵤诮ㄖI域，開始逐步興起綠色建筑事業，很多建筑師積極轉變理念，對于初期設計環節中的節能問題開始高度注重，并在建筑的節能環保方面做出了一定的貢獻。但是在設計的初期階段，還有以下兩個方面的問題普遍存在:

1)在方案設計的過程中，建筑設計師往往優先對建筑本身所要傳達的寓意、建筑整體的美學意義和藝術感進行考慮。其次，在已經成型的設計方案當中融合節能環保因素，這樣的設計，會大大降低建筑的節能效果。為此，建筑設計師需要對建筑設計的節能環保高度重視，并對自身的設計方式不斷調整。

2)在方案設計的過程中，能源環境工程師雖然將一些定性的建議提出，但卻沒有與建筑的實際要求相結合，提出有針對性的建議，這樣會使建筑方案的節能理念有悖于工程的設計理念，不能將節能環保真正落實到每一個設計環節中。所以，必須加強建筑設計師與能源環境工程師的溝通與合作，通過融入科學的設計理念，最大化的提高節能的效果。

2 設計初期階段的建筑節能優化方法

2.1 明確設計流程，提高設計的合理性

1)總體平面設計。應與造型和建筑環境相結合，模擬日照和環境，與結果相結合，進一步完善和優化設計。例如，通過對環境的模擬，將采光條件和風壓系數獲取，并針對這些結果，反復優化和調整平面設計中不足之處，以此促進采光和通風效果的提高。

2)單體方案設計。這一環節的設計效果會對建筑的總體性能產生直接影響。為了防止方案中存在耗費能源的問題，需要對單體設計方案進行模擬分析，對方案的經濟性以及可行性進行評價。比如，在圍護結構方面，通過模擬熱能，將不同參數得出，并對最優的節能方案進行選擇，以此將能源的損耗情況減少。在通風模擬時，既要查看設計是否與通風的相關要求相符，還要將開口的口徑數據提供，使修改的現象盡可能的減少，進而提升設計效率。

3)完善單體設計方案。在這個環節，需要通過模擬數據信息，科學評價各個單體模型，檢查是否與整體節能方面的標準要求相滿足，通過及時調整，使之與國家相關標準相符。

2.2 應用模擬軟件，提高設計的效率

通過對有效的模擬軟件進行應用，以此促進設計的可靠性和效率的提升。模擬軟件主要是在單體設計和總體平面設計兩個階段中應用。通過模擬軟件的性能質量的提高，可使設計方案更具科學性與合理性。比如，通過分析各種設計方案中的參數差異性，能提供最優參數，輔助設計師進行設計；在通風方面，利用軟件，能提升設計的合理性以及科學性，可計算出節省多少能源，這樣能將修改次數有效減少，并設計合理的通風口徑。

2.3 建立能耗模型，提高設計的準確性

作為資源消耗型產業，建筑行業的每個建筑環節都需要以建筑施工材料資源為基礎。即在整個過程中，充分利用收工材料資源，認真貫徹綠色節能建筑施工技術。照明能耗和空調供暖能耗是建筑能耗模型主要部分。為了促進節能優化目標的實現，在將耗損模型建立完之后，需要做到兩個方面：

1)對算法進行優化。在計算建筑總能耗時，利用自動反向，獲取包括熱工性能、照明系統等建筑相關參數信息，并以此對設計方案進行優化。

2)拓展算法。在設計建筑節能的過程中，應對平面、空間以及體型等多方面的要素綜合考慮，并對熱力交換、采光以及通風等相關的特性提供滿足。為了增強計算的效率以及準確性，在自然采光上，將設計草圖繪制出，以此對重復建模和輸出的問題有效的防止，提升設計效率。同時，還可通過有機的結合應用軟件和遺傳優化算法，設計最佳的采光方案，促進用電的節能性和有效性的全面提升。

3 設計初期階段的建筑節能優化具體應用

首先，要求設計人員能對各種類型的建筑充分考慮，并對具有一定相似性的建筑物進行找尋。其次，在基礎上，認真研究這一類型的建筑區節能優化設計方式，對施工現場的氣候條件和限制條件充分掌握。最后，對建筑的節能設計方案進行優化，同時，科學的預測建筑的使用時間以及性能。比如，某設計師在設計一個公共建筑物的過程中，需要體現出個性化的設計。對于單體公共建筑物來講，因為具備顯著的特征，設計人員在整體設計中，需要采取相關技能設計，積極運用信息技術。與建筑施工實際情況相結合，對建筑施工設備管理系統進行建立和健全，合理配置各項資源，不斷提升能源使用的科學性。并對計算機設備輔助措施有效的利用，進而提升設計初期的建筑節能效果。對先進的節能設備積極使用，同時對建筑電能結構體系及時更換。對工地區域和生活區域的用電額度嚴格限定，并且在績效考核中納入此項工作。對建筑電能使用行為規范進行建立和健全，樹立電能資源節約意識，強化宣傳和教育，對于各項施工工作，要求施工人員嚴格依據各項規范進行。通過優化配置及資源，推動建筑行業的健康發展。

4 結語

隨著不斷加快的城市化發展的步伐，對建筑行業的發展，也發揮了極大的促進作用。建筑的特點是高能耗，并且能極大的影響周圍的環境。新的歷史時期，人們對環境問題開始日益關注，為了與時代發展趨勢相適應，建筑行業開始運用建筑節能理念。而通過探究設計初期的建筑節能優化方法，能提高建筑物的整體性能，并以此促進建筑行業的健康發展。