文/中建二局第三建筑工程有限公司 徐 歡 曹 浩 陳 浩

0 引言

據統(tǒng)計，建筑行業(yè)發(fā)展和運行能耗占我國社會經濟運行體系中整體能耗的30%以上。通過節(jié)能建筑設計技術應用，可降低建筑物能耗水平，減少建筑工程施工和實際應用中的資源浪費，為我國社會經濟的綠色節(jié)能發(fā)展提供支撐。

1 節(jié)能建筑設計特點

1.1 環(huán)保性

節(jié)能建筑設計雖然追求節(jié)能水平的提升，但在實際設計中需重視建筑整體的環(huán)保性，即在施工和后續(xù)運營過程中，堅持“以人為本”的理念，將建筑主體使用者的身心健康放在更重要的位置。為滿足環(huán)保性，設計人員需對建筑物內部的結構、裝飾、給排水及電氣系統(tǒng)等進行整體優(yōu)化設計，強化綠色建筑材料的使用，盡量控制工程建設中的碳排放量。在設計方案中還需減少工程施工及后續(xù)使用對周邊環(huán)境的影響，實現人與自然和諧共處。

1.2 節(jié)能性

節(jié)能性是節(jié)能建筑設計的基本目標，其實現途徑如下。

1）通過系統(tǒng)的優(yōu)化設計，尤其是通過電能系統(tǒng)的節(jié)能設計，實現系統(tǒng)能耗全面降低，盡量規(guī)避無功損耗，從而提升能源利用率。

2）通過新型節(jié)能材料的應用，滿足工程建筑節(jié)能要求。

3）將節(jié)能體系優(yōu)化與成本控制相結合，降低建筑物在實際應用過程中的使用成本，實現建筑工程經濟效益和社會效益的有機統(tǒng)一。

1.3 宜居性

宜居性是節(jié)能建筑設計的重要目的。從規(guī)劃設計角度出發(fā)，需做好整體采光、溫控、保溫設計等，提升建筑工程的應用效果。在滿足建筑工程居住及商務功能基礎上，實現安全性、宜居性，以更好地提升居民生活品質。

2 節(jié)能建筑設計內容

2.1 門窗

在現有建筑規(guī)劃設計中，由于材料應用、結構特征等客觀因素影響，使門窗成為能源損失的重要影響因素。因此在對門窗部分進行設計時，必須從保溫效果、密封性能、安全防護和外形設計等方面同時入手，構建完善的節(jié)能設計體系。在進行保溫設計時，要在保證結構強度基礎上，選擇新型門窗材料。同時，在設計中還可通過優(yōu)化密封性，降低空氣流通對節(jié)能效果的影響。安全防護和外形設計是在滿足保溫和密封設計的基礎上，對防護圍欄和防護網結構進行優(yōu)化，可實現安全性能、穩(wěn)定性能和美觀度的統(tǒng)一（見圖1）。

圖1 垂直遮陽

2.2 機電設備

機電設備是建筑主體保持正常運行的重要基礎，也是節(jié)能設計的關鍵環(huán)節(jié)。設計時需明確建筑主體正常運行所需要的機電設備容量、能耗和線路布置情況，利用BIM平臺對各設計要素進行優(yōu)化。確保機電設備整體實現高水平自動化運行，在滿足建筑內部性能要求基礎上，通過自動化控制關停不必要的設備，減少無效運轉帶來的能耗浪費。從機電設計原則出發(fā)，選擇合適的機電設備，避免設備參數和能耗供給能力不均衡。

2.3 給排水系統(tǒng)

在現代建筑體系中，給排水系統(tǒng)對建筑主體使用的人性化具有直接影響，良好的給排水節(jié)能設計能在實現資源合理應用基礎上，更好地滿足公眾群體生活需求。

1）優(yōu)化給排水管線布置 結合工程主體情況，利用BIM技術中的碰撞功能，修正管線布置方位。

2）強化新型給排水管道材料的應用 在確保管道運行質量和安全的前提下，減少工程施工總量和材料用量，提升運行成本控制水平。

3）強化水資源回收利用設計，利用雨水收集系統(tǒng)，將排水管道與建筑物綠化銜接，通過雨水收集與中水處理，實現水資源高效回收利用。

2.4 溫控系統(tǒng)

隨著社會經濟發(fā)展和居民生活水平提升，建筑規(guī)劃設計中溫控設計逐漸占據重要位置。在溫控設計時，需考慮當地自然資源的利用水平，強化對風能、太陽能和地下水熱能的利用，通過整體性設計，將此類能源導入實際應用中，減少對電力能源及市政熱水的需求。在進行溫控系統(tǒng)設計時，還應強化溫控系統(tǒng)運行的自動化水平，尤其在智能控制系統(tǒng)高速發(fā)展的情形下，通過感知設備和遠程控制設備的應用，實現建筑物主體溫控設備的自動化運行，有效避免溫控系統(tǒng)長期無效運轉造成的能耗增加。同時，在設計方案中，可通過保溫層及相關材料的優(yōu)化，降低內外部能量傳遞導致的能耗損失。

2.5 通風系統(tǒng)

在城市化水平不斷提升的背景下，建筑規(guī)劃面臨的重要問題是樓層密度不斷增加，樓間距逐漸縮小，但實際應用的風能水平不斷降低。因此在設計時，通過內部結構優(yōu)化、空氣質量檢測裝置和智能傳感系統(tǒng)裝置的應用，實現通風系統(tǒng)自動化控制，使通風系統(tǒng)可根據季節(jié)變化進行自動調整。將通風系統(tǒng)導入智能建筑整體運行體系，通過采集關鍵節(jié)點通風效果運行數據，實時調整通風系統(tǒng)的運行狀態(tài)，以此達到內部空氣質量提升、通風系統(tǒng)運行損耗降低的目的，不斷提升建筑主體的舒適度。

2.6 采光

在設計方案中，通過門窗區(qū)域優(yōu)化、內部墻面涂料設計及太陽能利用等，提升光照利用水平。在采光節(jié)能設計中，還需強化采光區(qū)域影響分析、結構穩(wěn)定性和安全性設計，避免因設計方案不合理造成施工變更等問題。

3 節(jié)能建筑設計技術應用要點

3.1 強化建筑整體安全性

節(jié)能設計的根本目的是降低建筑主體在建設和使用過程中的能耗水平，但此種設計優(yōu)化必然以建筑整體安全性為基本前提。在節(jié)能建筑設計方案中，涉及新型材料應用、新型設計技術應用、建筑結構優(yōu)化等，在各方因素考慮不足時，將對建筑整體安全造成影響。建筑整體安全性控制需從以下方面著手。

1）控制材料使用的安全性，對于新型材料，需在綜合考慮其性能基礎上，考慮其在國內外市場的實際應用情況，避免片面追求節(jié)能效果而選擇不達標的產品。

2）將接地設計、防雷設計和外部安全防護設計等國家規(guī)范標準置于節(jié)能設計技術應用之上，在滿足規(guī)范要求基礎上對結構設計進行優(yōu)化。

3）科學分析節(jié)能設計應用帶來的安全隱患和內部運行沖突問題，避免由于某方面節(jié)能技術應用，導致對建筑主體其他方面的安全性能造成負面影響。

3.2 經濟效益與社會效益相統(tǒng)一

節(jié)能建筑設計更追求社會效益，可減少建筑主體運行時的能源消耗，實現人與自然和諧發(fā)展。但對于建設單位而言，其更側重于成本控制要求和經濟效益的實現，如果由于過多使用節(jié)能技術而造成整體施工成本大幅上升，同樣也失去節(jié)能建筑設計工作開展的意義。在目前技術水平下，建筑節(jié)能設計更多屬于新型應用技術，在其應用范圍未得以較好推廣的情形下，必然存在成本升高問題。對規(guī)劃設計人員而言，須綜合考慮技術推廣應用的綜合成本，在成本控制、施工工藝和節(jié)能效果之間達到最優(yōu)狀態(tài)。避免由于片面追求節(jié)能技術應用而出現投資成本過大、施工周期過長等問題。

3.3 以新型技術提升設計水平

當前，在設計工作中，BIM技術應用已達到較高水平，通過將節(jié)能技術設計所需材料導入平臺數據庫，利用3D視角對設計方案進行還原，利用平臺所具有的碰撞功能對設計方案中不合理的環(huán)節(jié)進行檢查，并實現對應的優(yōu)化，進而真正實現節(jié)能技術的應用和控制。通過BIM平臺還能實現設計環(huán)節(jié)與施工、招投標及監(jiān)理工作的銜接，從而更好地實現數據管理的優(yōu)化，有效提升設計方案應用水平，為建筑施工節(jié)能奠定良好基礎。

4 結語

節(jié)能建筑是未來發(fā)展的基本趨勢，設計人員必須革新工作理念，提升節(jié)能建筑設計水平，在提升建筑主體使用安全性、舒適性基礎上，實現建筑行業(yè)經濟效益和社會效益的有機統(tǒng)一。