时间：2023-06-14 16:37:14
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【关键词】建筑节能；室内照明；室内环境；场地优化
1.对建筑的节能设计评价
节能是绿色建筑的核心，特别是在中国现实的能源供应结构下，建筑节能既可以节约费用，也可以减少环境行染。建筑节能通常都采用开源和节流两种方式，开源是指采用无污染的清洁能源来代替传统能源的使用，如太阳能、风能、地热能、生物质能等等；节流可以分为建筑的被动式设计和主动式设计两方面，被动式设计主要从建筑的选址、朝向、遮阳、自然通风等方面优化建筑物理方面的特性来达到降低能耗的目的；主动式设计主要通过优化建筑的机电系统，提高建筑能耗运营管理效率等方式来降低能耗。为此，中国绿色建筑评价从开源和节流的两大方面对建筑节能进行了明确的规定。
实际上，在建筑节能方面除了对建筑的围护结构的保温性能、机电设备的效率、照明功率等提出最低要求外，还需要对建筑的综合能耗水平提出强制要求。中国绿色建筑评价标准提出了许多具体的技术措施，但是对整体的能耗水平无强制要求。因此，依据LEBD系统进行建筑的节能设计更加灵活，给设计团队留有充分的空间，而且不管什么样的技术整合，只要在总体能耗上能满足节能要求即可。而中国绿色建筑设计标准的条文限制了设计的发挥，条文并不能适用于任何地区、任何形式的建筑.且总体能耗水平无从计量。因此参考中国绿色建筑设计标准的同时，宜采用LEED系统的指导方式，用综合能耗作为检验技术可行性的标准。
在参考两套标准的基础上，我们可以归纳出一些适宜的具体节能技术，如：围护结构的保温方面，可考虑绿化屋顶、垂直绿化等；高效的机电系统和节能空调设计方面，可考虑地源热泵（浅层地热能在国标中算可再生能源的一种）结合区域的新风热回收、自然通风等技术；在照明方面，可考虑绿色照明设计，即在采用节能灯具的同时结合自然采光达到提高室内光环境的品质，同时降低照明能耗的目的；在可再生能源方面，除地源热泵外，考虑太阳能热水这种较经济实用的方式。
2.基于节能对建筑场地优化处理
在绿色建筑的理念中，建筑场地占有相当一部分的比重，因为建筑活动不仅在施工期间对场地有严重的干扰，甚至还会发生根本性的变化。例如，场地原有的自然水循环就因为不透水的建筑的屋顶和路面而被打破，场地内原有的微生态群落和平衡也不复存在。改变单个建筑场地的影响似乎很微小，但是无数的这样的场地集合起来的影响就没有办法忽视。以上海为例，大面积的场地硬化和相对落后的城市排水系统能力造成城市在雨水期的经常性内涝，同时却是城市低下水位的逐年下降大面积的传统屋顶造成了城市严重的热岛效应；城市夜空的光污染让人们很难再抬头看到星空，同时也改变了城市夜间的生态群落；如上等等的负面的结果都是因为我们在进行建筑设计的时候，很少或者从未考虑过如何对场地的自然特性进行保护和优化。
在绿色建筑的评价体系中，无一例外地都考虑到建筑场地的保护。通过全面考虑绿色建筑所有相关特性，还需对比LEED系统和国标对建筑场地优化方面的条款，通过对比分析，我们可以找出适合项目的相关措施。在场地方面，LEED系统的规定较全面，从施工过程到施工完成后，对场地的环境保护、雨水管理等都提出了一些解决办法。上海自然博物馆新馆可以在参考LEED条款的基础上，总结出适宜的技术和管理办法.例如：交通管理、生物多样性景观设计、减少热岛效应、减少光污染等。
3.室内环境节能优化
任何建筑最终都是要给人使用的，而室内环境的品质关系到使用者的舒适度，就建筑节能优化处理来说，对建筑室内环境的节能优化也有相应的规定。有些观点认为提高室内环境的品质和节约能源是矛盾的，因为要靠消耗更高的能源来提升室内的温湿度、声、光环境等，这样的观点不完全正确。首先，无沦是节能和舒适度都不能走向极端，两者之间要建立一种互相平衡的关系。其次，许多提升室内环境品质的做法并不与节能相冲突，反而有利于节约能源，比如自然采光在提供给舒适照明的同时减少了电力的消耗。合理的空调温度设计和控制也能降低制冷和采暖能耗。因此冲突的关键原因是设计和管理问题。许多失败的自然照明设计不是造成眩光就是使得太阳辐射量增加，粗糙的管理措施也造成许多室内不必要的能源浪费。
绿色建筑的室内环境品质要求主要体现在室内通风量、室内化学污染物排放量、室内温湿度控制和室内光环境这几个主要部分：现行国标的通风标准大于LEED的最小通风要求，甚至在按照LEED最低通风要求提高30%后，还是小于国标的要求，因此我国现行通风标淮的最低要求有些侗大，对节能不利。如果考虑节能，通风设计应参考LEED的条义如果考虑提供室内空气品质，那么应该按照国标的要求，考虑到提升好的环境，建议根据国标的要求进行大通风量的设计。在室内污染物排放方面，两套标准都规定了甲醛等常见污染物排放的限值，建议采用就高不就低的原则对室内化学污染源进行控制。在温湿度控制方面，国标的要求较简单，这样规定是由于在夏季和冬季所设的温度相应的偏高和偏低是为了节能的考虑，但是相应地就牺牲了室内人员的舒适度。因此，对于室内温湿度的设计参考国标即可。在自然采光方面，无论节能还是舒适度方面，都应该鼓励自然采光，或者可以考虑采用太阳光导照明技术对地下室进行采光。
4.基于节能的绿色照明
照明不单是建筑直接的电力消耗对象，它还对建筑中其他设备的电力消耗产生很大的影响。因为照明发热时直接在室内进行，会相应增加室内的负荷，这就会增加空调制冷设备的负荷。所以照明设备的节能对整个建筑的节能产生至关重要的影响。对室内空间实施有效的照明，应该尽可能地利用自然光。人工照明应该和自然光照明进行整合，并根据自然光线强度变化进行控制。人工照明用于补充白天自然光照明的不足，并在夜间提供照明。人工照明的节能可以通过高效节能灯具和高效照明控制器来获得。
自然光照明的历史和建筑本身一样悠久，但随着方便高效的电灯的出现，自然光逐渐为人们所忽视。在许多国家，包括我国，许多写字楼和大型商厦就存在这个问题：用人工照明取代自然光。不少现代建筑取消窗户，完全依靠人工照明和空调通风，导致在这种不透风，也不透光的建筑物中工作和购物的人们患上现代建筑综合征，出现种种不健康症状。自然光照明虽然有如上所述的优点，但是其不确定性制约了其在建筑领域的大范围利用。如何提供连续、稳定的照明是自然光照明设计中的重点。
5.结论
针对当前建筑节能环保问题已经成为社会各界活动的焦点话题，文章从住宅建筑的场地优化、室内环境优化以及建筑照明节能优化等方面对住宅建筑的节能优化设计进行分析和阐述，提高了建筑节能效果。
参考文献：
[1]赵红艳. 探讨住宅建筑节能设计的可控性[J]. 城市建筑. 2011（01）：118～119.
关键词：建筑节能；设计重点；优化
1、建筑节能发展现状
面对能源短缺问题，我国积极倡导节约能源、可持续发展，建设部将建设节能型建筑纳入今后城市建设的重点发展方向，相关的指引、标准和法规相继出台，要求将建筑设计与建筑微气候、建筑技术和能源的有效利用相结合。《民用建筑节能设计标准》规定通过在建筑设计和采暖系统设计中采用有效的技术措施将节能率从原来的50%提高为65%，对围护结构的技术与产品、部品以及供热系统的要求提高到一个新水平。
优化节能设计方法从本质上要求设计者从整体综合设计概念出发，根据大范围的气候条件影响，针对建筑自身所处的具体环境气候特征，重视利用自然环境创造良好的建筑室内微气候，以尽量减少对建筑设备的依赖。但在实际操作中，设计者习惯于以往的设计思路，只考虑建筑、结构及水暖等方面的合理与否，并不用心去考虑节能的问题，因此实际的节能效果普遍达不到设计标准的规定，建筑能耗仍然处于一个很高的水平，形势不容乐观。
在我国既有城乡建筑中，只有3.2亿m2房屋是节能建筑，尚不足全国既有建筑的1%；在每年新竣工的建筑中，节能建筑面积不到1亿m2，尚不足竣工建筑面积的5%。以居民住宅能耗与建筑业能耗为例（居民住宅能耗近似地以综合能源平衡表中居民生活能耗表示，建筑施工能耗以建筑业能耗表示）， 我国建筑节能设计虽然已经得到政府主管部门的高度重视，但历年的能耗数据却反映出其实施结果令人担忧。
2、建筑节能设计重点
2.1整体环境规划
建筑选址、朝向、间距以及相互组合关系是整体综合环境规划的设计重点。合理的选址和布局对建筑节能的影响很大，应综合考虑气候、地质、水质、地形及周围环境条件等相关因素加以确定；适宜的外部环境能使建筑在其整个生命周期中保持良好的微气候环境，为建筑节能创造条件，同时维持整体生态环境的平衡；主要朝向应迎合当地夏季的主导风向，使住区内风速流畅，有效加强建筑物与空气的热交换，提高居住的舒适度。由于太阳高度角和方位角的变化规律，我国大部分地区以南北向或接近南北向布局为宜，与东西朝向的建筑物相比，南北朝向的建筑物在夏季可以减少太阳辐射的热，冬季可以增加太阳辐射的热，从而节约了建筑保温所需的能耗，是最有利的建筑朝向。
2.2单体节能设计
2.2.1合理的建筑体形与空间组织
合理的建筑体形能够减少建筑物与外界的热量交换，在其他条件相同时，建筑的体型系数（外表面积和外表面积所包的体积之比）对建筑能耗的影响非常显著，其值越大，单位面积散热量越大，对节能不利。从降低建筑能耗的角度出发，应将体形系数控制在一个较低的水平上，但体形系数还与建筑造型、平面布局、采光通风等紧密相关，体形系数过小将对建筑使用功能造成一定影响，因此应权衡利弊，合理确定。合理的空间组织设计应在充分满足建筑使用功能要求的前提下，对建筑平面进行竖向、横向的合理分隔，以改善室内的保温、通风、采光等环境，达到节能舒适的目的。
2.2.2门窗的节能设计
在建筑保护结构中，门窗的保温隔热能力差，门窗缝隙是冷风渗透的主要渠道，因此解决好门窗节能的问题是节能工作的一个重点。门窗的节能设计应主要考虑：由于采暖耗热量随窗墙面积比的增加而增加，因此可在采光允许的条件下控制建筑不同朝向的窗墙面积比并在夜间设置保温窗帘、窗板；对门窗的相对位置及开启方式进行合理安排，以便组织穿堂风通过；设置可调节的活动遮阳（如遮阳棚、窗盖板、窗帘、热反射帘或自动卷帘等），减少夏季太阳辐射的热，增强冬季的热；提高门窗制作质量，对金属窗框进行断热处理，加设密封条以加强门窗的气密性，选择高性能的建筑门窗材料和幕墙技术，适当选择吸热玻璃、热反射玻璃、低辐射玻璃或中空玻璃等节能玻璃品种。
2.2.3墙体的节能设计
墙体能够达到保暖的效果，就能够实现能量的损耗减少，从而达到节能的目的。墙体保温分为内保温和外保温两种，相对于墙体内保温而言，墙体外保温的保温效果更理想，可完全避免热桥，还可以起到保护墙体的作用，延长墙体的使用寿命，因此采用墙体外保温是在经济条件允许的情况下较好的选择。对于加强墙体的外保温设计，最直接有效的方法就是采用节能型建筑材料，利用高效保温隔热材料附着或填入墙体内来实现墙体热阻的提高，在一定程度上能有效地避免室外气候变化对墙体内部温度变化的影响，使结构主体寿命延长；也有利于消除或减弱冷、热桥的影响，避免室温发生较大的波动。同时墙体的节能设计还应适应气候条件做好保温、防潮、隔热等措施，能够改善微气候环境条件的特殊构造也应作为考虑的重点。
2.2.4屋顶的节能设计
屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分，由于太阳直射和大气长波辐射的双重作用，冬季散热量大、保温性能较差，夏季吸收大量辐射热、室内气温过高。屋顶的节能设计应注重冬季保温、夏季通风隔热，常用的技术措施要点为：①采用架空隔热屋面、浅色屋面、种植屋面、通风屋面、蓄水屋面等，隔离太阳辐射热，减少阳光直射；②铺设高效保温隔热材料并适当采取其他辅助措施，减少热量传递；③密度较大、导热系数较高、吸水率较大的保温材料不宜选为屋面保温层材料，以免屋面重量厚度过大、保温层大量吸水而降低保温效果等；④“冷屋顶”节能：利用高反射率涂料的使用，提高屋顶的日射反射率，减少太阳热量的吸收，从而达到减少空调冷负荷和空调节能的目的。
3、节能设计优化建议
主管部门应加强对建筑节能设计工作的监控。政府主管部门应利用其职能，总结推广标准规范、标准设计、公布合理的技术经济指标及考核指标，为优化设计的进行提供良好服务，对设计图纸、节能计算书、节能设计表进行系统化监控，使其保持一致并在施工中得到落实。制定切实可行的节能标准。建筑节能设计技术与建筑物的安全性和长期使用寿命有关， 我国现阶段的建筑节能技术水平低下，性能还不完善，市场机制规范程度也欠佳，可借鉴国外成熟经验，在原有建筑节能标准的基础上进行完善、改革，使其更具有实践性。
加强建筑节能设计宣传，提高全社会节能意识。充分利用网络、电视、报刊、杂志等媒体，开展形式多样、内容丰富的节能设计与绿色建筑宣传，广泛宣传建筑节能设计的重要性，增强业主方优化建筑节能设计意识，提高各有关部门、单位贯彻建筑节能设计标准的自觉性，努力营造各级领导重视、相关部门理解支持、建设各方积极主动、人民群众普遍关心的良好氛围。
参考文献
关键词：变电站；节能；优化；创新
中图分类号：TE08文献标识码： A
正文
变电站建筑节能设计的进步与时展及科技进步之间的关系日益紧密。人类新技术发展一日千里，令人目不暇接。这也带动或催生了各行各业的技术革新，由此影响了新的生产、技术、管理等方式的系列进步。新型生产、制造、管理、运行方式以及普遍应运的新技术，让变电站也广为受益，同时，对变电站的管理方式、建筑设计也都提出了新目标，准备了新方法。传统的人工操作正日益为智能操作所取代，配件、设备逐步由散装、单个更换向集成化模块方面发展，操作的智能化、自动化程度的提高标致着日前的变电站设计、施工、操作、运行正在走向更高的集约型方向发展。鉴于此种客观现象，在变电站的设计上，方式已与以往发生了根本性变革，变电站的建筑设计理念也日益向低碳、环保、节能、绿色、低耗、集约化方向迈进。
一．环保、新型建筑材料的运用
科技发展使得当今建筑材料更加多元，新材料的建筑效果更加符合人们的各种要求，不少可以再生循环利用的、多功能、污染少、能耗小的环保型建筑材料相继问世，为建设更加环保、节能、符合现代人们生活、工作要求的建筑物提供了极大便利。比如，混凝土多孔砖是具有生产能耗低、节土利废、施工方便和体轻、强度高、保温效果好、耐久、收缩变形小、外观规整等特点的材料，是一种替代烧结粘土砖的理想材料。其取代以往的粘土实心砖的直接好处在于：不毁坏农田、不用燃煤生产、消耗能源不足烧结粘土砖的一半，减少了因烧制粘土实心砖等所导致的浪费污染等方面，有着不可估量的推动意义有着非常良好的推广前景。
而诸如岩棉板一类的隔热保温材料则具有很好的隔音、保温、消防（燃点低）等方面功能，同时，岩棉板这种新材料的透气性能很高，热传导系数小，这都具备了保温材料的本质要求。因此，在屋面、墙体建筑中，它们就运用得更为广泛。
二．变电站建筑物节能优化、设计
要实现现代变电站的节能优化、设计，在项目立项时，必须考虑以下一些方面的因素。
首先，目的、意义必须要弄清楚。现代建筑物强调的环保节能并不是简单的一句话说说了事。落实到实际工作上，必须体现出建筑物设计上的合理性，同时，墙体建筑材料、门窗、隔热材料、空调等等的选用，必须要在符合节能减排要求的同时，能明显改变建筑物本身性能，必须要实现冬暖夏凉这一节能根本目标，这样要求的潜在意义表现在：室内无需再添加辅助设备来进行采暖或制冷，因为建筑物本身便可以保证夏天的热浪被阻挡在门外，冬天室内的暖气无法外泄，在减少辅助制冷或制热设施的同时，有效节约了成本投入，电能的利用效率也获得根本性提升。
其次，现代变电站的节能优化、设计在必须要考虑气候环境的同时，更要关注建筑物的体形系列。设计建筑时要充分考虑气候因素将会产生的影响。日照条件好、风速流动性强，空气透明等因素都有利于变电站的建设、运行。但是，具有关键的变电站建筑节能设计表现在建筑体形系数这方面。通俗来讲就是，一方面要减少建筑表面不必要的坑坑凹凹、沟沟坎坎，外表立面能多简单就多简单，建筑平面尽可能的选择光滑平整，减少光的接触面积，增加墙体等外立面对于光的反射和折射，以此减少热能；另外一方面是，建筑物的体型，也就是大小也至关重要。资料表明，建筑物越大，其所耗费的能量便越多，太大的建筑物直接导致节能设计徒有其名，节能理念无法实现。所以说，变电站的外观形体越小越好，当然，必须要能满足站内设备的正常运行为原则，而不是无原则的小。
第三．屋面、地面及外墙体节能优化设计。事实上，前述墙体节能原理与屋面相同，其根本原理在于：阻止热量传递。也就是说运用节能材料，让夏天的热空气不能向室内传射，同时，使得冬天室内热空气不向外辐射，以此保证室内的冬暖夏凉。要实现这样的效果并不难，只要采用对屋面进行绿化、建立斜坡屋面、使用保温建造材料等等措施就可以实现了；对于地面节能优化设计，其实也很简单，有一个很直观的例子就是，居民的车库一般都在负一层，如果我们进入车库，夏天会很凉爽，冬天则很暖和。那么，变电站在建筑时可以充分考虑、借用这一优势，在保证设备安全运行的前提下，可以把室内地面设计得比室外低一些，同时，采用诸如挤塑聚笨乙烯泡沫板等绝热材料进行保温，这样就可以充分实现地面热量损失减少，从而实现节能目标；至于外墙优化设计方式，更要考虑气候特点，如果变电站处于极寒地区，可以实行外保温方法，也就是在变电站墙体外设置保温隔热系统，这样处理的好处在于，能极大减少热传导，有效降低热损失。
三．建筑物结构布置的优化、创新
变电站的设计必须符合时代与地域特色，当前，工业化进程使得有人值守人手紧张，那么，设计变电站时，要求要在满足基本运行要求前提下，尽可能减少有人值守现象，将其变身为高度智能化的少人或无人值守机房，这是变电站节能优化、设计的总体目标。
首先，变电站总体建筑布局方面，要尽可能地降低建筑物占地使用面积，节约空间，这个要求可以通过优化建筑物的总体布局等方法来实现。这样的目的在于，在优化结构基础上，节约占地面积，全面降低变电站建筑物的建造以及运行时将会发生的材料消耗与能源消耗等。
其次，要求变电站的内部构造尽可能的实现平面布局的分区适当，以保证设备功能的最大限度发挥，同时要求建筑物内的内部功能区分紧凑，最终实现变电站内部空间的整合、优化、不浪费。与此同时，在变电站建筑物的单体平面分布方面，要求室内尽可能的少留或者直接到消楼梯间、人行过道等，至于多余的房间、门厅之类的设置就更不必要了，可以直接在设计环节取消它们，房间内只留出设备位置，以便于设备运行为基本原则，多余位置一概不留。要求室内设计面积设备使用率在95%至100%。这样一来，原本室内人工动作基本上疏散至室外进行，就会从根本上实现变电室内的房间面积的充分利用，相对传统庞大的变电空间，面积最少降低一半，甚至可以节约2/3使用面积。智能变电站就采用了隔离式断路器等新型一次设备等集约化、智能化技术，优化主接线设计和总平面布局，很多程度的优化了变电站的内部构造、减小了变电站的土地使用面积、压缩了建筑的立体空间。由于建筑物空间体积空前减少，水消防可以直接取缔，这样不但便于消防要求，也节约了相应的消防投入，同时，因为所需建筑材料的减少，直接降低了变电站建筑物的工程造价，可谓一举多得。目前，节约型、集约型智能变电站正不断在设计建设中推广利用并将迎来爆发式的增长。
第三．变电站建筑物的立面造型设计的优化。如传统的变电站立面的最醒目标志也仅为电网LOGO，其余则并不明显。当前时代则不同，设计师们为了提高变电站的辨识度，统一采用电网典设内规定的几种标准色彩，并尽可能地将这几种色彩、LOGO等喷涂至变电站的建筑物上，此举既改变了以往那种色调单一、枯燥的感觉，而且，辨识度极高，使人眼一瞄就知道是变电站，而且建筑物本身造型也不再过分拘泥于陈旧传统，这就使得现代变电站建筑物本身显得更为简单、轻便、紧凑、色彩明亮，让人赏心悦目，也能全面展示当代设计师高超的设计水准、建筑师精湛的施工水平和电网公司本身的既有风格特征：现代、明快、简约。而且，这种建筑物很容易与周边办公、居民建筑融合为一体。
四．综述
节能环保意识是发展的大势所趋，变电站建筑节能设计优化和创新正走在一条正确的道路之上，新型建筑材料的选择、使用，更加简洁、明快的建筑物造形、小巧紧凑的空间设置等，都让现代变电站的节能设计优化、创新一览无余。相信在不久的未来，更加节约、节能、环保、功能齐全的变电站会出现在公众生活之中。
参考文献：
[1] 刘国生. 电力建设建筑施工区域标准化管理建设[J]. 管理观察. 2013(32)
[2] 王鹏. 电厂建筑设计的节能因素分析[J]. 黑龙江科技信息. 2010(34)
[3] 郭江辉. 浅谈变电站节能技术的应用[J]. 山西建筑. 2010(33)
一、优化设计对建筑节能的影响
1、设计方案影响工程建造直接能源消耗
在工程设计中，其建筑和结构方案的选择对建筑的直接能耗有较大影响，如建筑方案中的平面布置为内廊式还是外廊式、进深与开间的确定、立面形式的选择、层高与层数的确定、基础类型选用、结构形式选择等都存在着技术经济分析问题。中国住宅建设用钢平均每平方米55公斤，比发达国家高出10%~25%，水泥用量为221.5公斤，每一立方米混凝土比发达国家要多消耗80公斤水泥。据统计，在满足同样功能的条件下，技术经济合理的设计，可降低工程建造直接能源消耗5%～10%，甚至可达10%～20%，如某无线电厂的多层框架结构厂房(4层)，设计单位按常规设计为独立基础，由于多层厂房荷载较大，致使独立基础的单体尺寸较大，埋深较深(-3.2m)，事后经其他设计人员分析如采用柱下条基，可节约大量的砼，并可降低埋深减少土方开挖所消耗的机械能耗；某综合办公楼，在优化设计中，因改变原先设计中的普通钢筋为带肋钢筋，单此一项优化设计，共节约钢筋1000T，钢筋总节约率达30%左右。
2、设计方案影响建成后使用的能耗
建筑是牵涉到很多专业的复合体,并且完整的建筑节能工作包括了从最初的规划、方案到设计、施工,以及多年的运营使用,直至最后拆除重建的全生命周期过程。但以往只注重直接建造成本的降低，轻运营阶段能耗的使用情况。从住宅使用过程中的资源消耗看，与发达国家相比，我国住宅使用能耗为相同技术条件下发达国家的两到三倍。2020年，中国的建筑能耗将达到29430亿度电，比三峡电站34年的发电量总和还要多。现在，我们必须用全寿命周期的节能理念对建筑进行优化设计，即以较低的寿命周期能耗实现必要的功能，获得丰厚的寿命周期经济效益。所谓寿命周期能耗是指整个寿命周期过程中发生的全部能源消耗，包括建设、使用、维修、残值及清理等阶段所发生的能源消耗。设计不仅影响项目建设的一次性能耗，而且还影响使用阶段的能源消耗，如暖通、照明的能源消耗、清洁、保养、维修等，一次性建造能耗与经常性使用能耗有一定的反比关系，但通过优化设计可努力寻求这两者的最佳结合，使项目建设的全寿命费用最低，全寿命能耗达到最佳经济合理状态。建筑节能优化设计的途径主要是通过围护结构保温和气密性能的提高，以及采暖空调设备能效的提高等等，来达到减少空调和采暖等能源的消耗。在方案设计当中，建筑师需要对建筑的方位、体型、朝向进行优化，必需要为充分利用自然风、阳光等自然资源创造条件。同时，也必须对建筑材料优化；外墙、楼板、分户墙、屋面、玻璃、窗框的设计等都需要量化与优化；窗墙比须要以节能和居住舒适度为前提进行优化。从方案设计开始到初步设计，工程师需要根据不断调整的设计方案模拟量化建筑的能耗情况、计算空调和采暖设备的装机功率，比对各种影响因素，最后向客户提供最佳的设计方案。例如，在空调与采暖设备的市场上，各种品牌各种型号使消费者眼花缭乱。空调设备有空气源热泵、地源热泵、风机盘管、地板采暖、辐射制冷、采暖系统、户室中央空调、变频机组、水系统、冷媒系统等等。这些空调系统的初投资和运行费用大不相同，那么通过模拟量化，计算出初投资的费用、每年的耗能量、能源费用，消费者或者项目开发者就可以很容易地作出正确的决定。例如北京的一些奥运场馆中，为减少能耗，设计者没有采用普通的新风系统和空调系统，而是经过多次优化设计，寻找最佳节能方案。为实现自然通风和改善室内环境，采用了智能电动窗，很好的解决了新风问题；在场馆空调设计中（包括“水立方”和“鸟巢”）都采用了由美国联合技术开利公司设计的节能空调系统。该系统通过热回收技术在空调系统中的应用，节能率为10%。该系统在冷水机组上加装了热回收装置，在空气处理机中采用了新型热管热回收装置，可以回收场馆排放总热量的50%，回收的热能一部分用于加热游泳池水和生活用水，另一部分用于加热新风。
二、现阶段推行优化设计运作困难的成因
1、政府主管部门对建筑节能优化设计监控不力
长期以来，主管部门对设计节能成果缺乏必要的考核与评价，有的仅靠图纸会审来发现一些简单问题，仅仅是一些新材料或空间布置的一些规定。缺乏对方案的节能性方面的系统审查要求。建筑节能设计首先是一个系统设计问题，它绝不是多项节能技术或者节能设备的简单累加，它需要定量化。例如，人们在市场上可以买到节能空调、节能玻璃、节能热水器、太阳能热水器、墙体保温材料等等，但是这些材料与设备如何使用、使用哪种型号、用量多少、所起到的作用是什么就需要通过量化整合来完成。集思广益，从多方面影响因素出发，以最低的投资、最佳的手段完成并达到节能设计目标。所以建设主管部门监管的同时，应增加人员配备和审查力度，对设计节能成果进行量化全面审查。
2、业主要求优化设计的意识不强
目前，业主往往把控制重心放在施工直接投资环节上，而对建成后使用运营成本及节能优化设计环节重视不够。其原因：一是对设计对投资影响的重要性认识不够，只看到搞施工招标，投标价要低于标底价、施工单位要让利等，殊不知选择一个优秀的设计单位进行设计方案的优化会带来更大的节约；二是对建筑节能的认识不到位，没有一个节能环保绿色建筑意识。
3、建筑节能优化设计的开展缺乏必要的压力和动力
由于缺少建筑节能优化设计与企业和公众的直接经济利益联系，使得节能工作缺少内在经济利益推动力，政府部门建筑节能管理工作还存在体制不顺、监管体系不健全，造成执法不严、监督不力，国家政策不配套，缺乏激励机制和工作力度。对一些国有投资建设项目，有关行政审批单位在审核初步方案时，只注重设计的建设规模和投资限额，对方案的经济合理性和节能性不做深入研究分析；另外，由于现在的设计收费是按面积或按造价的比例计取，几乎跟建筑节能和设计质量的优劣无关，导致对设计方案不认真进行节能分析，而是追求高标准，造成能源浪费。相反，设计单位即使花费了较多的人力、物力，优化了设计方案，给业主节约了投资，也不能得到应有的报酬，有时设计费反而变少了，从而挫伤了优化设计的积极性。
三、搞好优化设计的几点建议
1、主管部门应加强对建筑节能优化设计工作的监控
为保证建筑节能优化设计工作的进行，开始可由政府主管部门来强制执行，通过对设计节能成果进行全面审查后方可实施。政府主管部门不仅需在技术法规与标准相结合方面做出努力，而且还需要政府以技术法规的形式提出必须严格控制的最基本的技术指标、技术要求、功能要求，可以导则、指南、技术标准等标准类技术文件予以体现。利用主管部门的职能，总结推广标准规范、标准设计、公布合理的技术经济指标及考核指标，为优化设计的进行提供良好服务。建筑节能技术新规范逐步从控制单项建筑维护结构(如外墙、外窗和屋顶)的最低保温隔热指标，转化为控制建筑物的实际能耗。新建建筑必须出具建造耗材经济指标、采暖需要能量、建筑能耗核心值和建筑热损失计算结果，特别是建筑结构热损失计算结果。建筑能耗总量（包括供暖、通风和热水供应）和建造能耗值只有满足其对应的节能标准才被允许开工及竣工验收。在竣工时，建筑开发商必须出具相关部门的一份“能源消耗证明”，证明清楚地列出了该住宅每年的能耗，及节能等级。以上措施，必须逐步实施，特别是国有投资项目要先于执行。
2、以政策扶持拉动建筑节能优化设计
国家制定节能政策，并要求以多样化的经济激励等扶持举措，形成推动建筑节能的市场机制，推进建筑节能优化设计的推广。对建造节能建筑产品的要根据优化设计后节能程度给予政策和资金支持，减免税费等优惠措施，并可建立评价机制，对因建造节能建筑而超支部分资金，国家应给予无偿免息贷款或奖励机制，使建筑节能优化设计以行政手段为主转向以经济手段为主。
【关键词】建筑设计；建筑节能；节能设计
现如今，我国建筑业蓬勃发展，各种高楼大厦拔地而起，在给城市带来现代化气息的同时，也带来了一定的环境破坏，比如光污染等。为了使建筑更加环保，使建筑在使用周期内节约更多的能源，就必须优化建筑的设计，充分考虑节能的重要性。
一、建筑外墙体结构的节能设计
墙体是围护结构的主体也是建筑的主要组成部分，承担着室内外热交换的作用。建筑节能的中的30%都是通过墙体保温隔热性能实现的。据分析，节能外墙与普通外墙室内温度差为4℃-6℃，所以在建筑节能的设计中外墙是绝对不能忽略的因素之一。
外墙具备承重、安全围护以及保温隔热等功能，其中在考虑节能方面时，要选择使用保温隔热性能较好的墙体材料进行施工。目前在工程中常常使用的墙体材料是多孔粘土砖和加气混凝土砌块以及复合墙体。其中复合墙体使用的绝热材料主要有岩棉、玻璃棉、聚苯乙稀、加气混凝土等，复合墙体宜选用外墙外保湿，即采用连续外包的方式，在主体墙结构外层粘接一层保湿材料，并在保温材料外侧用玻璃纤维网加强并涂刷粘结胶浆，隔断其热桥作用的混凝土梁或者柱起到“断桥”的作用，从而降低耗能。由于此方法的效果明显高于内保温，随着建筑节能技术的不断完发展，外墙外保温将成为建筑保温节能形式的领导技术。
除此之外，建筑物的体形系数也是墙体中出于节能考虑的因素之一。《民用建筑节能设计标准》中对体形系数的定义是：“建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。”因此减少建筑物体形系数，就是减少建筑物的表面积，减少维护结构面积，就做到了节能，换句话说体形系数越小，建筑物的节能就越有利。一般来说，体积大、体形简单的建筑以及多层和高层建筑，体形系数较小，对节能较为有利。在设计时也常常将体形系数控制在0.3以内。从热传递方面分析，由于建筑物实墙的阳角内层散热面大，且交角处多半设置有热桥作用的框架柱或者构造柱，因此，该处是建筑物耗能较大的部位，如果将建筑物设计成圆柱形则减少了交角，有利于节能。所以从节能的角度考虑建筑物外形设计时，尽量保持外表面整齐，避免凹凸变化太多。
对于一些既有建筑物，可以通过在日照强烈的墙面种植植物来降低传入室内的热源。除此之外植物还可以吸收粉尘和噪音，对于净化空气降低温室效应都有很好的作用。
二、住宅平面的建筑节能设计
住宅平面设计中首要问题是确定适当的套型面积。因为适当的建筑面积不但可以节约用地（建筑行业“四节”之一）还可以大大节约建筑用材，减少营造、维护与使用过程中的能耗。另外，建筑平面的巧妙布局亦能获得较好的节能效果。
由于我国地处北半球，太阳高度角和方位角变化规律使南朝向为最为节能的建筑朝向，此朝向夏季可减少太阳辐射得热，冬季可增加太阳辐射得热，而且此朝向建筑与我国夏季盛行的东南风差不多成垂直关系，容易形成穿堂风，而又避开了冬季盛行的西北风。因此，将住户长时间活动的居住空间（如厅、主要卧室）设于日照通风条件最佳的南向位置，利用自然环境使室内达到最大的舒适度，为住户节约采暖和空调的能耗。而南北向建筑可以获得最多的南朝向房间，所以建筑平面宜设计成南北向。对于日照、通风条件较差的北朝向与长时间接受太阳辐射的东西向可布置些平面功能比较次要的电梯、楼梯、管道井、机房、卫生间、厨房等，以挡住日照直接照射主要房间，避免冬季西北风灌入。经调查，在其他条件相同的情况下，南北向的多层建筑的传热耗热量比东西向可降低5%左右。
三、住宅屋面的节能设计
在建筑物受太阳辐射的各个外表面中，屋面是接受太阳直射时间最长的部位，因此受辐射得热也是最多的，相当于东西向墙体的2～3倍，所以它的保温隔热也显得尤为重要。保温隔热的材料宜选用密度大、导热系数小、憎水或吸水率较小的材料（如挤塑聚苯板）。采用倒置式屋面将憎水性保温材料设于防水层上，可有效防止传统屋面构造中防水层容易老化从而影响保温隔热效果的问题。此种方法施工简易，可广泛采用。另外，利用屋顶种植花卉、灌木（如彩叶草、三色堇、麦冬草等）形成生态型屋面，既可阻挡热源，减少温室气体的排放，达到保温隔热，又可美化环境，改善城市气候，做到一举两得。种植的土壤在吸水饱和后会自然形成一层憎水膜，可起到滞阻水的作用，有利于屋面的防水，而且土壤导热系数小，有很好的热惰性，不随大气气温骤然升高或下降而大幅波动，有利于屋面的保温隔热。
四、门窗节能设计
门窗即使太阳辐射吸热部位，又是主要的散热部位，因此在建筑节能设计时，合理设置门窗也是重点考虑的因素之一。设计时在保证采光通风的条件下，尽量减小门窗洞口的面积，选用气密性高、保湿性好的材质，减少冷风渗透以及门窗的热传递。第一是控制窗墙比，一般住宅设计尽量避免落地窗的设计，对于方向不同，窗户的设计方式也不同，减少西北方向的立面窗户的面积。第二是提高门窗的气密性，选择好的窗体材料。对于外窗部位设计时，窗框与门窗洞口之间的缝隙采用保温材料填实，不得采用水泥砂浆。设计选用合适的窗型和门窗配件，减少窗框的外露面积，采用保湿隔热性能好的玻璃。目前设计中多采用断桥隔热铝合金窗框或者塑钢窗框，对于玻璃的选用则多采用中空玻璃窗。另外，对于面朝南向的窗户在设计时可以采用凹式设计，外加遮阳板，这样可以起到遮阳的效果。
五、节能材料的选择
科学选择建筑的节能材料材料，体现了建筑节能设计的另一大主要工作。节能材料的选取，必须依照环保、安全、节能以及经济的要求。一方面，在我国科学技术迅猛发展的同时，很多创新型的节能材料被广泛开发出来，运用到实际的建设中去，起到了较好的节能效果。比如当前流行的新式防水、保湿材料，它们广泛使用于墙体和屋顶当中，可以防潮，调节室内的湿度；新式的透光隔热玻璃应用在门窗上，具有超级好的透光、隔热能力；使用灵活性较强的铝制遮阳板，使遮阳效果更加可靠有效。另一方面，建筑设计要根据实际的施工情况，使用带有地方特色的节能材料，多加使用乡土材料，使其贴合建筑的需要。
结束语
可持续发展观是当今时代的主体，可持续性的生态发展观已经深入到生活中的方方面面。因此，在今后建筑设计中必然会将节能理念融入其中，尽快建设绿色节能建筑项目，尽可能利用基地周围的自然条件，提高资源利用率；尽可能利用再生资源和节能新技术；采用节能建材；对系统进行整体设计，从而提高人们生活和工作环境的质量。
参考文献
[1]蒋官杰.浅谈如何在建筑规划设计中实现建筑节能[J].现代物业（上旬刊），2012（08）.
摘要 ： 运用建筑节能设计分析软件PBECA2012设计了上海地区某单体住宅楼建筑节能设计方案，并计算模拟分析其规定性指标和全面动态建筑能耗，从中分析如何高效的设计最优建筑节能方案。
关键词 ： 建筑节能设计软件最优节能方案
Case Study - Optimized energy-saving design of residential building
ZHANG Yongwei
（China Academy of Building Research Shanghai Branch，shanghai，200023）
Abstract: Designed a construction energy-saving plan for a single residential building in Shanghai by using the building energy calculation analysis software - PBECA2012, while calculating simulation analysis its compulsory Index and overall dynamic building energy consumption to reach the optimized building energy-saving plan.
Keywords:Building energy-saving design, Software, Optimized energy-saving plan
0 引言
建筑节能设计对广大设计人员来说已不陌生，但是仍然有许多问题缠绕着设计师：建筑节能设计建模花费时间消耗精力，节能方案确立不够合理等。 如何简便设计既适合各地实际情况而又符合节能规范的节能方案进行节能计算分析，PBECA2012这款高效智能的建筑节能设计分析软件来为我们提供了一条便捷的通道。
1 建筑设计说明资料
结合设计单位所提供的建筑设计施工说明，可获悉以下建筑节能计算所需资料：
该建筑单体坐北朝南，建筑层数为14层，建筑结构类型为剪力墙结构，墙体采用200mm厚的钢筋混凝土，在单体的南向设计有凸窗。
以上资料也是在进行建筑节能计算前必须要了解的信息，以此为下一步的设计提供参考。此项目的节能设计目标为计算分析确定最适宜的节能设计方案，确保满足现行的建筑节能相关设计规范要求。
图1建筑平面图
2 计算模型和最优节能方案
2.1计算模型智能化建立
初步分析了现有的节能资料后，笔者着手对建筑单体进行生成模型、编辑和节能方案的选择。
建筑节能计算模型的准确性是非常重要的，计算模型涵盖了建筑体形的细节、开窗大小和位置、房间功能区的划分等。建筑节能设计分析软件PBECA2012是基于AutoCAD平台上开发的，在模型转换和编辑功能上有了很大提高，并能处理多种复杂建筑体形情况和多种构件设计情况，更加贴近建筑设计师的使用习惯，也更能体现建筑物的原有形态。智能化设计是PBECA2012软件应用的显著特点，软件注重计算模型准确性诊断功能，在建模过程中智能化交互提示使用者完成计算模型准确地建立和编辑。即使刚接触软件的人员也能够完成建筑的节能设计。
图2 智能触发机制提示
图3智能墙线修正
图5 模型三维图
计算模型建立之后，需要标注房间功能类型和分户墙，对于居住建筑来说，在计算分析之前需标注卧室和起居室以及每个户型之间和户型与公共部位之间的隔墙。
2.2最优节能方案专家型选择
该住宅单于上海，因此需满足《上海市工程建设规范-居住建筑节能设计标准》（DGJ08-205-2011）的要求。PBECA2012软件具有节能方案的专家型选择模式，可以帮助建筑师快速智能地确定最适宜的节能方案。其确定方法为由工程设计人员输入一些附加条件，然后由软件根据模型信息和附加条件的判断，推选出围护结构推荐系统，再通过自动选择和手动选择的方式，确定最终的适宜性方案。
图6 方案确定流程
笔者完成了计算模型之后，输入了建筑设计计算资料中相关的建筑结构类型、外墙饰面类型以及根据施工周期和预期的造价条件，软件根据附加条件结合模型所具有的建筑层数、窗墙面积比、体形系数等信息，获得推荐的围护结构体系。
图7 方案选择
选择方案或进行必要的编辑后，可进行方案分析计算，并直接查阅报告。软件也提供与方案构造相关的造价优化，并对方案进行缺陷分析，详细显示计算工程各功能房间的空调负荷、采暖负荷和总负荷，并显示彩色分布图。通过数值分析，平面分析及三维分析对设计建筑的总体能耗和各个普通层乃至任意一个房间进行能耗分析，通过对不同朝向或不同房间的分析，得到各围护构件所占耗能比，从而可以让用户对设计建筑的能耗和某个构件的能耗一目了然，方便找到保温性能最差的围护结构，有针对性地进行优化设计，更快捷的进行调整节能设计方案。
图8 方案分析
图9 缺陷分析
软件中收集了建筑节能节点图集及《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇》（2007年）中的全国建筑节能构造和常用材料，并收录了各种高中低档体系价格，适用范围和施工周期等关键参数构成数据库，以此结合计算模型所选城市相应的节能规范条文和模型的数据信息，最终筛选出适宜的节能方案。
围护结构体系可采用自动选择和手动相结合的方式，自动选择一般是以造价作为唯一的判断标准，手动选择可帮助实现特殊修改，有针对性地实施节能方案，笔者根据上海地区的实际情况，结合自动选择和手动选择最终确定了节能设计方案：
屋面类型1：细石混凝土(内配筋)（40.0mm）+泡沫玻璃（100.0mm）+水泥砂浆（20.0mm）+1：8水泥加气混凝土碎料实铺(屋面找坡)（40.0mm）+钢筋混凝土（120.0mm）+石灰石膏砂浆（20.0mm）
屋面类型2：细石混凝土(内配筋)（40.0mm）+泡沫玻璃（100.0mm）+水泥砂浆（20.0mm）+钢筋混凝土（120.0mm）+石灰石膏砂浆（20.0mm）
外墙类型：无机保温砂浆（40.0mm）+钢筋混凝土（200.0mm）+无机保温砂浆（20.0mm）
底面接触室外空气的架空或外挑楼板：石灰石膏砂浆（20.0mm）+钢筋混凝土（110.0mm）+无机保温砂浆（40.0mm）
分户墙：石灰石膏砂浆（20.0mm）+钢筋混凝土（200.0mm）+石灰石膏砂浆（20.0mm）
分户楼板：水泥砂浆（20.0mm）+钢筋混凝土（110.0mm）+水泥砂浆（20.0mm）
外窗(含阳台门透明部分)：隔热金属型材多腔密封窗框K≤5.0[W/(m2K)]，框面积≤20%，(6mm透明+12空气+6mm透明)，传热系数3.20W/m2.K，玻璃遮阳系数0.86，气密性为6级，可见光透射比0.71
凸窗：隔热金属型材多腔密封窗框K≤5.0[W/(m2K)]，框面积≤20%，(6mm中透光Low-E+12空气+6mm透明)，传热系数2.40W/m2.K，玻璃遮阳系数0.50，气密性为6级，可见光透射比0.62
天窗：隔热金属型材多腔密封窗框K≤5.0[W/(m2K)]，框面积≤20%，(6mm中透光Low-E+12空气+6mm透明)，传热系数2.40W/m2.K，玻璃遮阳系数0.50，气密性为6级，可见光透射比0.62
户门：木或塑料夹层门(空气间层厚度不小于40mm内衬钢板)，传热系数2.47W/m2.K
3 节能计算模拟分析
计算模型基础计算数据结果
采用最终确定的节能设计方案进行建筑节能计算分析，软件以《上海市工程建设规范-居住建筑节能设计标准》（DGJ08-205-2011）为判定依据。
对于该建筑单体，软件确定的节能方案很好地满足了规范要求，避免了在设计时反复设计复算、查阅规范图集，同时也为更好地完成同类设计积累了经验。对于围护结构有未满足节能设计标准的，可采用“对比评定法”进行建筑节能设计综合评价。
根据《上海市工程建设规范-居住建筑节能设计标准》（DGJ08-205-2011）的规定，居住建筑动态计算的判断依据要根据不同的建筑类型采用不同的判断方法。软件可根据建筑层数自动识别多层建筑、低层建筑、高层建筑；根据用户选择的建筑类型，自动按照下列要求进行动态计算和判断：
进行围护结构节能动态计算时的假想建筑称为参照建筑，建筑进行围护结构节能动态计算时，应当与参照建筑的采暖和空调年耗电量之和进行比较，其计算所得设计建筑的采暖和空调年耗电量之和应当小于参照建筑的采暖和空调年耗电量之和，即采用权衡计算对比法。
PBECA2012软件延续了强大的DOE-2计算内核的计算分析功能，最终能耗模拟分析结果显示，该居住建筑达到了节能设计要求。
冬季结果
设计建筑全年耗电量=28.69 (kWh/m2)
参照建筑全年耗电量=29.35 (kWh/m2)
4 结论
关键词：住宅建筑；节能设计；技术措施
中图分类号：TM08 文献标识码：A 文章编号：
1.引言
在当今世界，能源问题已成为全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。能源短缺成为制约经济发展的重要因素。住宅建筑作为人类生活中的重要场所，在其建设与使用过程中，不可避免地需要消耗大量的能源和资源。随着我国经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，住宅能耗占我国能源消费总量的比例逐年增加。尤其是建设节能型建筑已成为今后城市建设的重点发展方向,随着相关的法律、法规和标准的相继出台,建筑节能设计也已成为房屋建筑设计的重要组成部分。本文从建筑规划设计、空间布局、结构围护、环境设计四个方面论述了对建筑节能的影响。
2.住宅建筑节能设计的依据
据统计：城市建成区用地的30％用于住宅建设；住宅能耗占全国总能耗的20％左右；城市水资源的32％在住宅中消耗；住宅建设耗用的钢材占全国用钢的20％：水泥用量占全国总用量的17.6％。因此，在我国建设节能住宅，推广节能技术已经是迫在眉睫，势在必行了，也已经引起各级政府部门的重视，并把建筑节能要求体现在建筑规范和标准中，先后制定了一批技术法规和标准规范，如：《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-95）、《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）、《民用建筑热工设计规范》（GB50176-93）、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ134-2001）以及《夏热冬暖居住建筑节能设计标准》JGJ75-2003等等。执行以上相关节能标准后，我国建筑能耗有了显著降低，但与发达国家相比仍有相当差距，为进一步降低居住建筑的能源消耗，针对西北、华北等地区，住房和城乡建设部与2010年3月了节能率约为65%左右的国家行业标准《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 26-2010。夏热冬冷地区执行50%的强制性节能标准。我国政府把建筑节能列入“十一五”规划，提出建设“节能省地型住宅”和“2020年建筑节能远景规划目标”。以上标准、规范的颁布实施及国家相关政策的提出对保护环境，节约能源起到了重要作用，也为建筑节能设计提供了设计依据。
3.住宅建筑的节能优化设计的具体措施
3.1合理确定建筑朝向和平面形状
综合分析各方面,影响居住环境的最主要的两个因素是太阳辐射和空气流通。因此,规划节能的主要方向是一方面降低太阳辐射,另一方面增强房屋建筑的自然通风效果。在规划设计中,房子朝向、间距以及房屋之间的相互组合关系是规划节能设计的重点。为满足要求,首先要考虑的是建筑的朝向,建筑的朝向主要应与当地夏季的主导风向一致,建筑群的入风口和出风口应结合主导风合理设置,利于自然通风,提高居住的舒适度。在建筑物的排列中应遵循南小北大、南低北高的原则。
一般来说,我国住宅最适宜的建筑朝向为南北向或接近南北向。对于气候炎热的南方地区,应考虑住宅建筑的长轴方向垂直夏季主导风向,而北方冬季寒冷,住宅建筑的长轴方向应平行冬季主导风向,以防止冷空气渗透量的增大。住宅建筑的平面形状,应在体积一定的情况下,采用护结构表面积小的建筑。因为外表面积越小,冷负荷越小,能耗越小。
在建筑设计中，考虑到建筑节能的需要，应尽量减少建筑形体的凹凸，在采暖居住建筑中体型系数宜控制在0.3以内，住宅进深应适当扩大，以10～14m为宜，住宅长度以55m左右较为适宜。
住宅建筑平面形状应规整，尽量减少护结构面积，增加冬季直射室内的阳光，减少夏季太阳辐射。比如把房屋外墙面积大、开窗多的一面正对太阳辐射强度大的南向，使建筑在冬季可以有效地收集太阳能，北侧外墙只开设小窗，主要满足通风的需要，而东西方位不开窗或开小窗。热环境分区中把要求较低的厨房、厕所、过厅布置在北向。而尽量争取将居室布置在南向，充分利用太阳能，保持冬季室内有较高的温度。住宅建筑中设置一定的温度阻尼区可有效地减少传热损失。例如，夏热冬冷地区楼梯间由过去的开敞式改为封闭式，楼梯间设窗；北向单元入口均设门斗，避免冬季西北风灌入：对屋面上入孔密封处理，使整个楼梯间形成一个温度阻尼区。在夏热冬暖地区合理控制户内空气流速和空气龄，创造良好的室内环境。
3.2合理规划平面布局及控制体形系数
居住区住宅的平面布局有周边式、自由式和行列式3种。周边式太封闭,不利于风的导入;自由式多在受地形限制时采用;行列式是最常见的形式,有并列式和错列式布局的变化,在某些地形中,还会出现斜列式布局。为了促进通风,居住区布局应尽量采取行列式和自由式,从建筑防热的角度来看,行列式和自由式都能争取较好的朝向,使大多数房间能够获得良好的自然通风和日照,其中又以错列式和斜列式的布局较为好。
体形系数是建筑物围护结构的外表面积与其所包围的建筑体积之比。比值越大，能耗就越多。研究资料表明：体形系数每增加0.01,耗热量指标增加2.5%。因此,正确处理建筑形式多样化与节能的关系,是建筑设计中应当引起重视的问题。一般讲,6层左右的建筑物对建筑节能较为有利。另外，建筑物的外形越简单,其外表面积越小,热交换量亦越少。因此,建筑物的造型宜简洁、完整,尽量避免复杂的轮廓线。
3.3住宅周边的绿化设计
良好的居住区绿化,不仅能美化环境,而且能起到调节居住区小气候、改善建筑室内环境、节约建筑能耗的作用。居住区绿化应注意几点：一是要以地面绿化并以种植灌木为主,有条件的地方可引入水景;二是要在临近住宅的东、西、南面的适当位置种植一些高大的落叶乔木,这样夏季遮阳,冬季不遮挡阳光,有利于朝阳居室的节能;三是要根据实际情况对墙面、阳台进行垂直绿化。这样，一方面能丰富居住区的景观环境;另一方面能减少建筑与空气直接接触的外表面积,形成一种冬季保温、夏季隔热,又可增加绿化面积的复合型围护结构,从而有效地改善住宅室内热环境的条件。
4.建筑的外墙及材料的合理选择
无论是冬季保温还是夏季隔热,都主要是通过墙、屋顶、门和窗等围护结构的传热及空气渗透。在建筑围护结构设计中主要要注意以下几点。
4.1 外墙节能:墙体是建筑护结构的主体,其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。现阶段山东地区多层建筑砌体结构的承重外墙以240厚烧结砖为墙体主要材料，非承重建筑外墙一般使用加气混凝土砌块，这种材料导热系数较低，约0.2，可很大程度上降低墙体传热系数。
4.2 屋面节能:现在,许多高效保温材料已经开始应用于屋面,如山东地区最常用的挤塑聚苯板，此种材料具有传热系数低、憎水性好、抗压强度较高等诸多有利于节能方面的优点 。总而言之,屋面节能措施的要点是:①屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果,如果选用吸水率较高的保温材料,屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分;②屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料,以免屋面重量、厚度过大。另一方面，屋面隔热层设计应根据地域、气候、屋面形式、建筑环境、使用功能等条件，采取种植、架空和蓄水等隔热措施。
4.3 合理选择门窗材料
外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅总能耗的40%。因此,我们在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下,尽量减小住宅外门窗洞口的面积,提高外门窗的气密性,减少冷风渗透,提高外门窗本身的保温性能,减少外门窗本身的传热量。根据《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ 26-2010的规定，窗墙比是指住宅窗户洞口面积与房间立面单元面积（即建筑层高与开间定位线围城的面积）的比值,规范对严寒和寒冷地区不同朝向的房屋窗墙比做了严格的规定,如山东地区处于寒冷地区，按照规定北向的窗墙比不应超过0.30、东向和西向的窗墙比不应超过0.35、南向的窗墙比不应超过0.50。
5.结语
综上所述,住宅建筑节能是一项系统工程,它不但与建筑的规划与设计密不可分,而且还涉及其他许多方面,如新材料、新技术、新工艺的应用,再生能源的开发和利用,设备设计、管理等,只有对它们进行综合考虑,才能做到节约能耗,提高热效率,达到节能的目的。
参考文献：
[1]付祥钊.建筑节能技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.
【关键词】智能化建筑；优化设计；电气节能
由于我国不断推进城市化进程，并大力倡导节能环保理念，使得智能化建筑得以推广，且对智能化建筑电气节能设计也提出了更高的要求。本文旨在论述智能化建筑电气节能优化设计策略，以推动智能化建筑的快速发展。
一、智能化建筑电气节能设计的必要性
目前，虽然风能、太阳能等新型能源已逐渐运用到建筑电气工程中，但新型能源仍处于投入使用的摸索阶段，以致新型能源在其使用性能等方面依然存在很多缺陷，而智能化建筑的主要能耗就是电气能耗。相关统计证明，建筑耗能在我国的整体能耗中，占据相对较大的比重，而电气能耗位居首位。因为我国近几年才时兴智能化建筑的相关节能技术，实践经验严重不足，且仍未有规范的建筑电气节能设计标准，以致建筑电气节能在其运行中存在很多不足，耗能量也相对较大。
由于国民经济不断发展，农业以及工业的生产规模逐渐扩大，这也在一定程度上增加了能源的耗能量，特别是建筑消耗，一直居于首位，并呈现出逐年递增的趋势，使得人们高度重视降低建筑耗能的问题。此外，能源消耗引起的环境污染越来越严重，且已严重威胁到人们的日常工作及生活。为了改善生活环境，提高人们的生活质量，优化建筑电气节能变得更加重要。
二、智能化建筑电气节能设计准则
1、节能应优先尊重环境保护
由于能耗会带来环境污染，使得人们越来越重视环境，节能优化要以环保为核心。建筑节能设计的目的是实现综合效益及提高能源利用率，有效利用先进技术，选择安全可靠、节能环保及经济适用的优化方案。此外，还应选择合适的节能设备，并严控节能成本，以确保在预期成本范围内，实现最佳节能效果。
2、节能应在确保建筑基本功能的情况下开展
智能化建筑是为了给人们提供更好、更完整的生活服务而开发的，所以在节能优化时，必须考虑节能设计是否会影响建筑的正常使用，例如，休闲娱乐设施及运输通道畅通等节能设计的正常运转。
3、节能应尽量减少能源损耗
优化建筑的节能设计时，应先总结和实现建筑基本功能无关的各种耗能方式，然后再结合建筑的实际情况，选择合理的节能方式。无用耗能通常包括变压器损耗及传输电缆的线路耗能等，这种耗能量相对较多，且对实现建筑功能没有任何帮助，是利用建筑能源的一大损失。
4、节能应与实际的经济效益相吻合
投入使用的节能技术应充分考虑其成本，不能为了追求节能、高效而一味加大投资，使得建筑的开发成本不断增加。所以，电气设计师在优化节能设计时，应着重考虑设备材料应用及节能方式选择，以尽量实现成本控制及节能性能优化。
三、智能化建筑电气节能设计面临的技术问题
虽然我国关于智能化建筑电气节能设计的投入很多，但其在实际的使用中仍未达到预期效果，仍然有很多急需解决的问题。比如，首先，质量安全监督不严谨，这是因为电气工程师实施节能优化的过程中，技术应用方面仍缺少实践性，以致建筑电气中的节能技术的实用性较低。其次，使用设备时，智能化建筑缺少智能化、自动化的电气设备及其他附加设施使用，且我国仍未有较为成熟的研究，所以实施优化方案时会因为使用设备受限制而不能发挥节能的最佳效果。最后，我国现阶段在总体规划智能化建筑电气节能设计时，协调工作缺少综合性，也没有科学性的优化方案，以致真正实施节能设计时达不到预期效果，也未实现尽量降低能耗的目标。
四、智能化建筑电气节能的优化设计策略
1、开发利用可再生资源
由于电能是不可再生的资源，那么其使用就有所限制，所以，开发利用热能、太阳能等新型能源特别重要。建筑的节能设计，应充分考虑其可再生特点，以减少使用耗能大、功率高的设备，并消除对电能的依赖性；此外，智能化建筑电气的设计装修过程中，其墙体及装饰物都可选择新型环保节约型材料，以降低电能功耗，使其节能效果得以提高。
2、优化供配电系统节能设计
制定智能化建筑用电节能设计时，一定要整体把握用电设施的布局分配、负荷容量及功率大小等信息，以此为基础，选择恰当、合理的节能供配电设备，保证用电设备正常工作的同时，最大限度地降低能耗的损失。
因为供配电系统的主要损耗是变压器损耗，那么节能优化设计就可从变压器着手实施。首先要根据变压器实际的负载情况，将负载在可控的成本范围内进行合理分配，再选择符合驱动负载能力的变压器，以充分发挥变压器的作用，尽量降低能耗损失；其次，还应将同一变电站的各变压器进行并联，让其以并联的方式进行工作，并按照其实际负载及时调整变压器的投放量；最后，还可通过降低输电线路的电能损耗来完成智能化建筑的电气节能优化设计。相关统计数据显示，线路的电能损耗在输入电能中的比重约为4%，导致线路电能损耗的主要原因是线路导线截面及供电方式。节能优化设计的过程中，可选择诸如铝、铜材料等电阻率值比较低的导线，若符合经济节约等相关要求，则可在负载量较大的建筑中选择铜导线，在负载量较小的建筑中选择铝导线；此外，布局线路的过程中，应尽量减少导线长度，且需避免相对较弯的线路。
3、优化建筑的供水系统、电梯、空调机通风建设的电气节能设计
设计建筑电气时，不能忽略供水系统、电梯、空调及通风的用电量。选择的电梯，其型号、功率应与其电机驱动相互匹配，并应尽量安装在小机房内；通风设计，应结合风机等设备的参数，在考虑电能不同的需求量的情况下，选择性价比相对较高且合适的设备；优化空调系统节能时，应充分考虑其功率高、耗电量大等特点，选择环保、节能的水源热泵式空调，因为其污染小且运行效率高，使用空调时，应设定合理的工作模式，以避免过度损耗电能；设计供水系统时，选择的供水设备应无负压作用，因为其节能环保并能净化水质。
4、优化建筑照明系统节能设计
照明的用电量在建筑用电中占据的比重最大，所以可通过优化照明系统实现建筑电气节能。建筑照明设施的用电量与其发光效率、照明方式、照明设备数量、照明时间、建筑总面积及设备功率等紧密相连，所以，优化照明系统：首先，选择高效节能的照明设备，特别要选择耐用、发光效率高及功耗低的光源设备；其次，选择诸如触发器、镇流器等光源的附加元器件时，应优先考虑性能好、功耗低的设备；再次，照明时间的分配要合理，并利用声音、光线等感应控制开关来控制照明回路，以防止照明浪费；此外，设计建筑时，应充分发挥自然光的作用，且门窗及玻璃的透光性要强，设计的照明系统电路也要以三相四线为主，进而最大限度地实现节能供电。
结语：
综上所述，智能化建筑电气节能设计是我国建筑电气未来的发展趋势。因此，智能化建筑电气节能优化设计时，需综合考虑各领域之间的关联性，从环保、经济等方面出发，设计节能环保并满足人们生活需求的电气方案，以体现智能化建筑高性能、低能耗的特点，真正实现经济节约。
参考文献：
[1] 李争.建筑照明的节能优化技术[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（8）.
[2] 周子翔.建筑电气工程的智能化技术应用分析[J].科技创新与应用，2013，（9）：204.
关键词：住宅；建筑节能；优化
一、我国建筑能耗特点
（l）我国幅员辽阔，地域气候差异大，各地建筑能耗也差别很大。根据《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005），将我国分为严寒A区、严寒B区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区，并针对不同的地区设置不同的建筑节能标准。相对来说，北方注重冬季保暖，南方更注重到夏季隔热，兼顾冬季保温，而这二者在提高围护结构隔热性能上来说，又具有一定的统一性。
（2）各地采暖（制冷）方式差异较大。在我国城市，根据该地区获取能源的便利程度不同，主要采用煤、电、油等能源形式，部分地区使用核电、风力电能等。而我国很多农村地区仍然采用较为原始的秸秆、薪柴、木炭等能源形式，这些传统能源一方面利用效率低，另一方面对生态环境也产生一定压力。
（3）各地各类型建筑耗能状况参差不齐.例如，我国大中型城市目前已经基本结束了“秦砖汉瓦”的建筑构型，在市区禁止使用烧制实心粘土砖，而据调查，烧制粘土砖仍是农村的主要建筑材料之一。另外我国建筑节能标准根据经济和环境形势的发展而日渐完善，对建筑节能的要求也逐渐提高，从1986年提出的节能30%到1995年的节能50%，目前很多地区已经提出节能65%的标准。这些差异造成我国不同地区、不同建筑的节能指标差别很大。
目前，我国北方城镇采暖能耗占全国城镇建筑总能耗近40%，并且不同方式、不同建筑的采暖能耗相差很大。而南方地区的供暖方式仅是针对某段时间、某一建筑空间内，且采暖时室温控制较低（14-16℃）、室内外温差小，所以南方地区冬季采暖能耗远低于北方地区。
二、节能新技术在建筑工程中的运用
建筑节能的重点应从建筑本体和建筑设备领域发展建筑节能的创新技术。这包括在建筑围护结构保温技术方面，采用高效节能建筑新材料、外墙外保温技术、高效保温门窗和热反射保温隔热技术等。例如，双层幕墙技术是中间带有可调遮阳板且可通风的方式，夏季可有效遮阳和通风排热，冬季又可使太阳光透过，减少供热负荷。
在建筑设备所涉及的能量系统节能技术领域，采用先进供冷、供热系统和设备以及控制技术等积极推进了建筑节能的发展。
1、计算机仿真与智能控制技术。通过对供冷、供热系统实现优化运行节能控制，最大限度降低运行能耗。
2、热泵应用技术。采用热泵原理利用低温低品位热能资源，通过少量的高品位电能输入，可向建筑物供热、供冷，有效降低建筑物供热和供冷能耗，同时降低区域环境污染。
3、变风量空调技术。变风量空调系统是一种节能的空调方式。在考虑同时使用系数的情况下，空调系统的总装机容量可以减少10-30%左右。
4、新风处理及空调系统的余热回收技术。新风负荷一般占建筑物总负荷的30%-40%。变新风量所需的供冷量比固定的最小新风量所需的供冷量少20%左右。新风量
如果能够从最小新风量到全新风变化，在春秋季可节约近60%的能耗。通过全热式换热器将空调房间排风与新风进行热、湿交换，利用空调房间排风的降温除湿，可实现空调系统的余热回收。
5、辐射性供热节能技术。地板辐射、天花板辐射、垂直板辐射是辐射型供热的主要方式。在有低温废热、地下水等低品位可再生冷热源时，这种方式可直接使用这些冷热源，省去常规冷热源。
6、热电联产技术。采用热电联合生产的方式，利用发电余热集中供热取代大量的、分散的、除尘效率很低的小锅炉供热方式，可大幅度地减少大气污染物的排放量，有效地改善环境质量。与直接使用锅炉供热相比，热电联产提高了能源的利用效率，可降低一次能源消耗量。
三、实现建筑节能的方法措施
3.1围护结构节能
（1）外墙
外墙外保温适用于以混凝土空心砌块、混凝土多孔砖、钢筋混凝土或粘土多孔砖等材料为基层的外墙。外墙外保温系统一般由粘结层、保温层、防护层和饰面层组成。
外墙外保温系统各组成材料的技术性能应符合国家、行业相关标准要求。聚氨醋外墙保温板系统适用于多层及低层建筑；外墙外保温系统的饰面应采用涂料，包括配套的外墙专用涂料或其他防水弹性涂料。
外墙内保温的保温材料应选用导热系数较小的不燃或难燃材料；除保温材料可允许不设护面层外，保温层应有护面层；在有保温层的墙面上需挂重物时，其挂钩的埋件须固定于基层墙体内。保温砂浆内保温的构造层次一般为界面层、保温层和护面层。
（2）屋面
坡屋面必须有保温隔热层。对于以钢筋混凝土为基层的坡屋面，保温层应设在基层上侧。平屋面的建筑找坡可采用轻集料混凝土、水泥加气混凝土碎料（1：8）或憎水膨胀珍珠岩制品等材料实铺。平屋面保温层的构造方式有正置式和倒置式两种。
（3）楼板
住宅建筑楼层间楼板的传热系数（K）不应大于2.OW/（m，.K）；底部自然通风架空楼板的传热系数（K）不应大于1.5W/（m，.K）。底部不通风架空楼板的传热系数可参照楼层间楼板确定。
（4）外窗
外窗（包括阳台门的透明部分）的面积不宜过大。不同朝向、不同窗墙面积比的外窗，其传热系数（K）应符合相关规定。多层住宅外窗宜采用平开窗。
3.2采暖系统节能
居住建筑的共同特点是供人们居住使用，而且一般都是昼夜连续使用的，对室温和空气质量有较高的要求，建筑节能的重点之一就是放在节约采暖和降温能耗上。主要措施有以下几点：
（1）要从合理规划和选择采暖设备开始，改善采暖供热系统的设计和运行管理，以提高锅炉的运行效率：加强管道的保温，以提高室外管道的输送效率。
（2）为提高采暖系统热效率，应积极发展集中供热，以最大限度地节省燃料消耗，对短期内不能联网集中供热的小区，应先着手建小区集中锅炉房供暖，并留出接网余地。
