建筑节能优化方法初探(共3377字)

摘要：工业化和城市化发展步伐不断加快，这也让建筑行业得到了极大的发展，建筑具有高能耗的特点，对环境也具有较大的影响作用，在人们日益关注环境问题的背景下，建筑行业为了能够适应发展趋势，也提出了建筑节能的概念。设计阶段是建筑建设中很重要的一个阶段，要减少建筑能耗以及污染，就需要在这一阶段采取有效的节能优化方法，本文分析了设计初期阶段的建筑节能优化方法。

关键词：设计初期阶段；建筑节能；优化方法

建筑能源消耗性能情况具有重要影响，不仅会对建筑的整体质量造成影响，还会影响到建筑的受欢迎程度以及使用性能。而建筑的节能潜力则很大程度上取决于设计阶段的施工方案，设计阶段是工程建设中很重要的一个阶段，所以，面向设计初期中的各种工作，深入规划建筑物一些部分设计方案中的节能性，可以为之后的设计工作以及施工奠定基础，推动行业的发展，这和我国发展低碳经济也相适应。

1设计初期阶段的建筑节能优化方法

1.1明确设计流程

要想提升设计的科学性以及合理性，就需要先清楚设计的流程：①草图设计，设计师需要设计出草图，在这一过程中不用模拟软件，只靠设计师，因此，对设计师的专业水平提出了较高的要求，要求设计师还具备丰富的设计经验；②总体平面设计[1]。在这一环节中需要立足于建筑环境以及造型，进行日照、环境的模拟，结合结果对设计进行优化和完善。比如，在模拟环境时，可以获得风压系数以及采光条件，进而针对这些结果对平面设计中不足的地方进行调整和优化，提升通风以及采光的效果。除此之外，模拟结果还可以提供多项数据，这也为制定节能方案提供了保障；③单体方案设计，在这一环节的设计效果会直接影响到建筑的总体性能。通常在这一环节需要模拟分析单体设计方案，要评价方案的经济性以及可行性，防止方案中存在耗费能源的问题。比如，在围护结构方面，利用热能模拟进行分析能够得到不同参数，进而选择出最优的节能方案，减少能源的损耗情况。在模拟通风时，需要查看设计是不是符合通风的相关要求，还需要提供开口的口径数据，进而减少修改的现象，促进设计效率的提升；④要对单体设计方案进行完善，这主要通过模拟数据信息对建筑的负荷情况进行预测，评价各个单体模型，检查是不是都满足整体节能方面的标准要求，要是其中一个单体模型节能不符合标准，就需要马上调整，指导符合标准。

1.2应用模拟软件

当前科技不断发展，在建筑节能设计中需要有效的应用模拟软件，这能够有效提升设计的效率和可靠性，模拟软件主要用在两个阶段，一个是单体设计，另一个就是总体平面设计，所以，提升模拟软件的性能质量能够提升设计方案的合理性以及科学性。比如，通风、采光以及结构，就对模拟软件有要求，在围护结构上，能够对建筑的布局、造型对围护结构热性能带去的影响，对各种设计方案中的参数差异性进行分析，进而帮助设计师明确最优参数。在采光方面，可以通过模拟软件基于建筑信息的基础上掌握室内的一年采光度，进而制定出科学的照明电量节约方案，给采光设计奠定基础。除此之外，在设计中还需要多考虑其他因素，如，窗户数量、可见光透过率等；在通风方面，对软件进行利用能够计算得到在自然通风的情况下能够节省多少能源，进而为通风口的大小以及位置制定提供依据，可以有效减少修改次数，提升设计的合理性以及科学性。

1.3建立能耗模型

建筑能耗模型主要分为两部分，一部分是照明能耗，另一部分就是空调供暖能耗。在对空调供暖能耗进行计算的过程中，可以基于围护结构为基础，对空调系统的运行效率进行分析[2]。建立完能耗模型之后，要实现节能优化，就需要做到两点：①优化算法。在对建筑总能耗进行计算时，利用自动反向寻优遗传算法获得在能耗最低条件下的建筑相关参数信息，包括空调系统、建筑几何、照明系统、热工性能等，进而优化设计方案。②算法拓展。在设计建筑节能的过程中需要考虑多方面的要素，如，平面、空间以及体型等，需要满足相关的特性，如，热力交换、采光以及通风等。比如，在自然采光上，就可以通过Redixncc软件，可以得到建筑内的照度、采光系数指标，提升计算的效率以及准确性。基于计算结果的基础上绘制出设计草图，可以有效的防止出现重复建模和输出的问题，进而促进设计效率的提升，应用该软件和遗传优化算法结合起来，将采光最优当做目标就可以明确最佳设计方案。

1.4计算热体形系数

热体形系数自身的重点就是建筑围护结构所提供的单位面积在全年可以获得的负荷BEQ；体形系数内容其实就是建筑物体积以及外表面积之间的比值，其能够有效的体现出建筑的几何特点[3]。在计算这一系数的过程中，设计人员利用通过权重因子得到不同朝向建筑物在外表面上的不同，进而从总体上对建筑物的各方面进行分析，如，热工参数，窗墙比例等。设计人员应用该系统能够得到围护结构在冷季可以获得的热量。通常热体形系都是比零大的，其能够体现出建筑物空调季的围护结构。在特定的情况下，热体形系数要比零小，这是由于围护结构在空调季散热量较多。所以，在对设计初期施工方案进行改善时，设计师需要通过热体形系数对两种方案具备的热特性进行判断，选择出最好的设计方案。和体系系数对比，热体形系数可以直接的体现出各种热工参数、建筑造型对建筑热性能阻碍的方式，还能够体现出建筑的整体窗墙比、平面布局等体现出来。所以，计算热体形系数十分便利，可以有效的掌握不同方案在热性能方面的不同，进而让用户可以更好的利用计算结果对方案进行更新。可以看到通过热体形系数计算方案的应用，可以为设计师的设计初期方案设计提供积极影响，促进设计效果的提升。

2设计初期阶段的建筑节能优化具体应用

现阶段国内的建筑节能设计还不具备完善的计算机辅助设备，这就限制了国内建筑节能优化在设计初期的发展[4]。所以，设计人员要对各种类型的建筑进行分析，从中找出具有一定相似性的建筑物，对这一类型的建筑区节能优化设计方式进行研究，加上先进商业模拟软件的应用，可以在掌握施工现场的限制因素、气候条件的前提下，明确建筑的节能设计方案，进而有效的对建筑的使用时间以及性能进行预测。在这一情况下，设计人员能够指导那些特殊地区的建筑节能优化设计，比如，某设计师在对一个公共建筑物进行设计中，要满足该区域的湿热气候条件，就对建筑进行相应的设计，体现出设计的个性化。对于具备比较明显特点的单体公共建筑物而言，设计人员在整体设计中，都需要合理的吸收和借鉴相关技能设计的技术措施，有效的利用计算机设备进行辅助，确保优化设计初期的建筑节能效果。

3结束语

综上所述，当前建筑行业不断发展，建筑的类型以及数量都在快速的发展，人们对于建筑设计也提出了更高的要求，在能源危机的情况下，建筑行业也开始注重节约能源。设计阶段是工程建设中的一个重要环节，其设计水平会直接影响到建筑物的质量、能耗情况等，这就需要采取有效的建筑节能优化方法，提升设计的科学性。

参考文献

[1]林波荣，李紫微.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]夏冰，陈易.关于低碳建筑设计方法的比较研究[J].建筑节能，2014（09）.

[4]赵洋.基于低能耗口标的严寒地区体育馆建筑设计研究[J].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2014.

作者：翟清 单位：建盟设计集团有限公司