發布時間：2023-07-06 16:21:06
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的建筑節能設計優化樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
關鍵詞：變電站；節能；優化；創新
中圖分類號：TE08文獻標識碼： A
正文
變電站建筑節能設計的進步與時展及科技進步之間的關系日益緊密。人類新技術發展一日千里，令人目不暇接。這也帶動或催生了各行各業的技術革新，由此影響了新的生產、技術、管理等方式的系列進步。新型生產、制造、管理、運行方式以及普遍應運的新技術，讓變電站也廣為受益，同時，對變電站的管理方式、建筑設計也都提出了新目標，準備了新方法。傳統的人工操作正日益為智能操作所取代，配件、設備逐步由散裝、單個更換向集成化模塊方面發展，操作的智能化、自動化程度的提高標致著日前的變電站設計、施工、操作、運行正在走向更高的集約型方向發展。鑒于此種客觀現象，在變電站的設計上，方式已與以往發生了根本性變革，變電站的建筑設計理念也日益向低碳、環保、節能、綠色、低耗、集約化方向邁進。
一．環保、新型建筑材料的運用
科技發展使得當今建筑材料更加多元，新材料的建筑效果更加符合人們的各種要求，不少可以再生循環利用的、多功能、污染少、能耗小的環保型建筑材料相繼問世，為建設更加環保、節能、符合現代人們生活、工作要求的建筑物提供了極大便利。比如，混凝土多孔磚是具有生產能耗低、節土利廢、施工方便和體輕、強度高、保溫效果好、耐久、收縮變形小、外觀規整等特點的材料，是一種替代燒結粘土磚的理想材料。其取代以往的粘土實心磚的直接好處在于：不毀壞農田、不用燃煤生產、消耗能源不足燒結粘土磚的一半，減少了因燒制粘土實心磚等所導致的浪費污染等方面，有著不可估量的推動意義有著非常良好的推廣前景。
而諸如巖棉板一類的隔熱保溫材料則具有很好的隔音、保溫、消防（燃點低）等方面功能，同時，巖棉板這種新材料的透氣性能很高，熱傳導系數小，這都具備了保溫材料的本質要求。因此，在屋面、墻體建筑中，它們就運用得更為廣泛。
二．變電站建筑物節能優化、設計
要實現現代變電站的節能優化、設計，在項目立項時，必須考慮以下一些方面的因素。
首先，目的、意義必須要弄清楚。現代建筑物強調的環保節能并不是簡單的一句話說說了事。落實到實際工作上，必須體現出建筑物設計上的合理性，同時，墻體建筑材料、門窗、隔熱材料、空調等等的選用，必須要在符合節能減排要求的同時，能明顯改變建筑物本身性能，必須要實現冬暖夏涼這一節能根本目標，這樣要求的潛在意義表現在：室內無需再添加輔助設備來進行采暖或制冷，因為建筑物本身便可以保證夏天的熱浪被阻擋在門外，冬天室內的暖氣無法外泄，在減少輔助制冷或制熱設施的同時，有效節約了成本投入，電能的利用效率也獲得根本性提升。
其次，現代變電站的節能優化、設計在必須要考慮氣候環境的同時，更要關注建筑物的體形系列。設計建筑時要充分考慮氣候因素將會產生的影響。日照條件好、風速流動性強，空氣透明等因素都有利于變電站的建設、運行。但是，具有關鍵的變電站建筑節能設計表現在建筑體形系數這方面。通俗來講就是，一方面要減少建筑表面不必要的坑坑凹凹、溝溝坎坎，外表立面能多簡單就多簡單，建筑平面盡可能的選擇光滑平整，減少光的接觸面積，增加墻體等外立面對于光的反射和折射，以此減少熱能；另外一方面是，建筑物的體型，也就是大小也至關重要。資料表明，建筑物越大，其所耗費的能量便越多，太大的建筑物直接導致節能設計徒有其名，節能理念無法實現。所以說，變電站的外觀形體越小越好，當然，必須要能滿足站內設備的正常運行為原則，而不是無原則的小。
第三．屋面、地面及外墻體節能優化設計。事實上，前述墻體節能原理與屋面相同，其根本原理在于：阻止熱量傳遞。也就是說運用節能材料，讓夏天的熱空氣不能向室內傳射，同時，使得冬天室內熱空氣不向外輻射，以此保證室內的冬暖夏涼。要實現這樣的效果并不難，只要采用對屋面進行綠化、建立斜坡屋面、使用保溫建造材料等等措施就可以實現了；對于地面節能優化設計，其實也很簡單，有一個很直觀的例子就是，居民的車庫一般都在負一層，如果我們進入車庫，夏天會很涼爽，冬天則很暖和。那么，變電站在建筑時可以充分考慮、借用這一優勢，在保證設備安全運行的前提下，可以把室內地面設計得比室外低一些，同時，采用諸如擠塑聚笨乙烯泡沫板等絕熱材料進行保溫，這樣就可以充分實現地面熱量損失減少，從而實現節能目標；至于外墻優化設計方式，更要考慮氣候特點，如果變電站處于極寒地區，可以實行外保溫方法，也就是在變電站墻體外設置保溫隔熱系統，這樣處理的好處在于，能極大減少熱傳導，有效降低熱損失。
三．建筑物結構布置的優化、創新
變電站的設計必須符合時代與地域特色，當前，工業化進程使得有人值守人手緊張，那么，設計變電站時，要求要在滿足基本運行要求前提下，盡可能減少有人值守現象，將其變身為高度智能化的少人或無人值守機房，這是變電站節能優化、設計的總體目標。
首先，變電站總體建筑布局方面，要盡可能地降低建筑物占地使用面積，節約空間，這個要求可以通過優化建筑物的總體布局等方法來實現。這樣的目的在于，在優化結構基礎上，節約占地面積，全面降低變電站建筑物的建造以及運行時將會發生的材料消耗與能源消耗等。
其次，要求變電站的內部構造盡可能的實現平面布局的分區適當，以保證設備功能的最大限度發揮，同時要求建筑物內的內部功能區分緊湊，最終實現變電站內部空間的整合、優化、不浪費。與此同時，在變電站建筑物的單體平面分布方面，要求室內盡可能的少留或者直接到消樓梯間、人行過道等，至于多余的房間、門廳之類的設置就更不必要了，可以直接在設計環節取消它們，房間內只留出設備位置，以便于設備運行為基本原則，多余位置一概不留。要求室內設計面積設備使用率在95%至100%。這樣一來，原本室內人工動作基本上疏散至室外進行，就會從根本上實現變電室內的房間面積的充分利用，相對傳統龐大的變電空間，面積最少降低一半，甚至可以節約2/3使用面積。智能變電站就采用了隔離式斷路器等新型一次設備等集約化、智能化技術，優化主接線設計和總平面布局，很多程度的優化了變電站的內部構造、減小了變電站的土地使用面積、壓縮了建筑的立體空間。由于建筑物空間體積空前減少，水消防可以直接取締，這樣不但便于消防要求，也節約了相應的消防投入，同時，因為所需建筑材料的減少，直接降低了變電站建筑物的工程造價，可謂一舉多得。目前，節約型、集約型智能變電站正不斷在設計建設中推廣利用并將迎來爆發式的增長。
第三．變電站建筑物的立面造型設計的優化。如傳統的變電站立面的最醒目標志也僅為電網LOGO，其余則并不明顯。當前時代則不同，設計師們為了提高變電站的辨識度，統一采用電網典設內規定的幾種標準色彩，并盡可能地將這幾種色彩、LOGO等噴涂至變電站的建筑物上，此舉既改變了以往那種色調單一、枯燥的感覺，而且，辨識度極高，使人眼一瞄就知道是變電站，而且建筑物本身造型也不再過分拘泥于陳舊傳統，這就使得現代變電站建筑物本身顯得更為簡單、輕便、緊湊、色彩明亮，讓人賞心悅目，也能全面展示當代設計師高超的設計水準、建筑師精湛的施工水平和電網公司本身的既有風格特征：現代、明快、簡約。而且，這種建筑物很容易與周邊辦公、居民建筑融合為一體。
四．綜述
節能環保意識是發展的大勢所趨，變電站建筑節能設計優化和創新正走在一條正確的道路之上，新型建筑材料的選擇、使用，更加簡潔、明快的建筑物造形、小巧緊湊的空間設置等，都讓現代變電站的節能設計優化、創新一覽無余。相信在不久的未來，更加節約、節能、環保、功能齊全的變電站會出現在公眾生活之中。
參考文獻：
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摘要 ： 運用建筑節能設計分析軟件PBECA2012設計了上海地區某單體住宅樓建筑節能設計方案，并計算模擬分析其規定性指標和全面動態建筑能耗，從中分析如何高效的設計最優建筑節能方案。
關鍵詞 ： 建筑節能設計軟件最優節能方案
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
建筑節能設計對廣大設計人員來說已不陌生，但是仍然有許多問題纏繞著設計師：建筑節能設計建模花費時間消耗精力，節能方案確立不夠合理等。 如何簡便設計既適合各地實際情況而又符合節能規范的節能方案進行節能計算分析，PBECA2012這款高效智能的建筑節能設計分析軟件來為我們提供了一條便捷的通道。
1 建筑設計說明資料
結合設計單位所提供的建筑設計施工說明，可獲悉以下建筑節能計算所需資料：
該建筑單體坐北朝南，建筑層數為14層，建筑結構類型為剪力墻結構，墻體采用200mm厚的鋼筋混凝土，在單體的南向設計有凸窗。
以上資料也是在進行建筑節能計算前必須要了解的信息，以此為下一步的設計提供參考。此項目的節能設計目標為計算分析確定最適宜的節能設計方案，確保滿足現行的建筑節能相關設計規范要求。
圖1建筑平面圖
2 計算模型和最優節能方案
2.1計算模型智能化建立
初步分析了現有的節能資料后，筆者著手對建筑單體進行生成模型、編輯和節能方案的選擇。
建筑節能計算模型的準確性是非常重要的，計算模型涵蓋了建筑體形的細節、開窗大小和位置、房間功能區的劃分等。建筑節能設計分析軟件PBECA2012是基于AutoCAD平臺上開發的，在模型轉換和編輯功能上有了很大提高，并能處理多種復雜建筑體形情況和多種構件設計情況，更加貼近建筑設計師的使用習慣，也更能體現建筑物的原有形態。智能化設計是PBECA2012軟件應用的顯著特點，軟件注重計算模型準確性診斷功能，在建模過程中智能化交互提示使用者完成計算模型準確地建立和編輯。即使剛接觸軟件的人員也能夠完成建筑的節能設計。
圖2 智能觸發機制提示
圖3智能墻線修正
圖5 模型三維圖
計算模型建立之后，需要標注房間功能類型和分戶墻，對于居住建筑來說，在計算分析之前需標注臥室和起居室以及每個戶型之間和戶型與公共部位之間的隔墻。
2.2最優節能方案專家型選擇
該住宅單于上海，因此需滿足《上海市工程建設規范-居住建筑節能設計標準》（DGJ08-205-2011）的要求。PBECA2012軟件具有節能方案的專家型選擇模式，可以幫助建筑師快速智能地確定最適宜的節能方案。其確定方法為由工程設計人員輸入一些附加條件，然后由軟件根據模型信息和附加條件的判斷，推選出圍護結構推薦系統，再通過自動選擇和手動選擇的方式，確定最終的適宜性方案。
圖6 方案確定流程
筆者完成了計算模型之后，輸入了建筑設計計算資料中相關的建筑結構類型、外墻飾面類型以及根據施工周期和預期的造價條件，軟件根據附加條件結合模型所具有的建筑層數、窗墻面積比、體形系數等信息，獲得推薦的圍護結構體系。
圖7 方案選擇
選擇方案或進行必要的編輯后，可進行方案分析計算，并直接查閱報告。軟件也提供與方案構造相關的造價優化，并對方案進行缺陷分析，詳細顯示計算工程各功能房間的空調負荷、采暖負荷和總負荷，并顯示彩色分布圖。通過數值分析，平面分析及三維分析對設計建筑的總體能耗和各個普通層乃至任意一個房間進行能耗分析，通過對不同朝向或不同房間的分析，得到各圍護構件所占耗能比，從而可以讓用戶對設計建筑的能耗和某個構件的能耗一目了然，方便找到保溫性能最差的圍護結構，有針對性地進行優化設計，更快捷的進行調整節能設計方案。
圖8 方案分析
圖9 缺陷分析
軟件中收集了建筑節能節點圖集及《全國民用建筑工程設計技術措施節能專篇》（2007年）中的全國建筑節能構造和常用材料，并收錄了各種高中低檔體系價格，適用范圍和施工周期等關鍵參數構成數據庫，以此結合計算模型所選城市相應的節能規范條文和模型的數據信息，最終篩選出適宜的節能方案。
圍護結構體系可采用自動選擇和手動相結合的方式，自動選擇一般是以造價作為唯一的判斷標準，手動選擇可幫助實現特殊修改，有針對性地實施節能方案，筆者根據上海地區的實際情況，結合自動選擇和手動選擇最終確定了節能設計方案：
屋面類型1：細石混凝土(內配筋)（40.0mm）+泡沫玻璃（100.0mm）+水泥砂漿（20.0mm）+1：8水泥加氣混凝土碎料實鋪(屋面找坡)（40.0mm）+鋼筋混凝土（120.0mm）+石灰石膏砂漿（20.0mm）
屋面類型2：細石混凝土(內配筋)（40.0mm）+泡沫玻璃（100.0mm）+水泥砂漿（20.0mm）+鋼筋混凝土（120.0mm）+石灰石膏砂漿（20.0mm）
外墻類型：無機保溫砂漿（40.0mm）+鋼筋混凝土（200.0mm）+無機保溫砂漿（20.0mm）
底面接觸室外空氣的架空或外挑樓板：石灰石膏砂漿（20.0mm）+鋼筋混凝土（110.0mm）+無機保溫砂漿（40.0mm）
分戶墻：石灰石膏砂漿（20.0mm）+鋼筋混凝土（200.0mm）+石灰石膏砂漿（20.0mm）
分戶樓板：水泥砂漿（20.0mm）+鋼筋混凝土（110.0mm）+水泥砂漿（20.0mm）
外窗(含陽臺門透明部分)：隔熱金屬型材多腔密封窗框K≤5.0[W/(m2K)]，框面積≤20%，(6mm透明+12空氣+6mm透明)，傳熱系數3.20W/m2.K，玻璃遮陽系數0.86，氣密性為6級，可見光透射比0.71
凸窗：隔熱金屬型材多腔密封窗框K≤5.0[W/(m2K)]，框面積≤20%，(6mm中透光Low-E+12空氣+6mm透明)，傳熱系數2.40W/m2.K，玻璃遮陽系數0.50，氣密性為6級，可見光透射比0.62
天窗：隔熱金屬型材多腔密封窗框K≤5.0[W/(m2K)]，框面積≤20%，(6mm中透光Low-E+12空氣+6mm透明)，傳熱系數2.40W/m2.K，玻璃遮陽系數0.50，氣密性為6級，可見光透射比0.62
戶門：木或塑料夾層門(空氣間層厚度不小于40mm內襯鋼板)，傳熱系數2.47W/m2.K
3 節能計算模擬分析
計算模型基礎計算數據結果
采用最終確定的節能設計方案進行建筑節能計算分析，軟件以《上海市工程建設規范-居住建筑節能設計標準》（DGJ08-205-2011）為判定依據。
對于該建筑單體，軟件確定的節能方案很好地滿足了規范要求，避免了在設計時反復設計復算、查閱規范圖集，同時也為更好地完成同類設計積累了經驗。對于圍護結構有未滿足節能設計標準的，可采用“對比評定法”進行建筑節能設計綜合評價。
根據《上海市工程建設規范-居住建筑節能設計標準》（DGJ08-205-2011）的規定，居住建筑動態計算的判斷依據要根據不同的建筑類型采用不同的判斷方法。軟件可根據建筑層數自動識別多層建筑、低層建筑、高層建筑；根據用戶選擇的建筑類型，自動按照下列要求進行動態計算和判斷：
進行圍護結構節能動態計算時的假想建筑稱為參照建筑，建筑進行圍護結構節能動態計算時，應當與參照建筑的采暖和空調年耗電量之和進行比較，其計算所得設計建筑的采暖和空調年耗電量之和應當小于參照建筑的采暖和空調年耗電量之和，即采用權衡計算對比法。
PBECA2012軟件延續了強大的DOE-2計算內核的計算分析功能，最終能耗模擬分析結果顯示，該居住建筑達到了節能設計要求。
冬季結果
設計建筑全年耗電量=28.69 (kWh/m2)
參照建筑全年耗電量=29.35 (kWh/m2)
4 結論
關鍵詞：住宅；建筑節能；優化
一、我國建筑能耗特點
（l）我國幅員遼闊，地域氣候差異大，各地建筑能耗也差別很大。根據《公共建筑節能設計標準》（GB50189-2005），將我國分為嚴寒A區、嚴寒B區、寒冷地區、夏熱冬冷地區、夏熱冬暖地區，并針對不同的地區設置不同的建筑節能標準。相對來說，北方注重冬季保暖，南方更注重到夏季隔熱，兼顧冬季保溫，而這二者在提高圍護結構隔熱性能上來說，又具有一定的統一性。
（2）各地采暖（制冷）方式差異較大。在我國城市，根據該地區獲取能源的便利程度不同，主要采用煤、電、油等能源形式，部分地區使用核電、風力電能等。而我國很多農村地區仍然采用較為原始的秸稈、薪柴、木炭等能源形式，這些傳統能源一方面利用效率低，另一方面對生態環境也產生一定壓力。
（3）各地各類型建筑耗能狀況參差不齊.例如，我國大中型城市目前已經基本結束了“秦磚漢瓦”的建筑構型，在市區禁止使用燒制實心粘土磚，而據調查，燒制粘土磚仍是農村的主要建筑材料之一。另外我國建筑節能標準根據經濟和環境形勢的發展而日漸完善，對建筑節能的要求也逐漸提高，從1986年提出的節能30%到1995年的節能50%，目前很多地區已經提出節能65%的標準。這些差異造成我國不同地區、不同建筑的節能指標差別很大。
目前，我國北方城鎮采暖能耗占全國城鎮建筑總能耗近40%，并且不同方式、不同建筑的采暖能耗相差很大。而南方地區的供暖方式僅是針對某段時間、某一建筑空間內，且采暖時室溫控制較低（14-16℃）、室內外溫差小，所以南方地區冬季采暖能耗遠低于北方地區。
二、節能新技術在建筑工程中的運用
建筑節能的重點應從建筑本體和建筑設備領域發展建筑節能的創新技術。這包括在建筑圍護結構保溫技術方面，采用高效節能建筑新材料、外墻外保溫技術、高效保溫門窗和熱反射保溫隔熱技術等。例如，雙層幕墻技術是中間帶有可調遮陽板且可通風的方式，夏季可有效遮陽和通風排熱，冬季又可使太陽光透過，減少供熱負荷。
在建筑設備所涉及的能量系統節能技術領域，采用先進供冷、供熱系統和設備以及控制技術等積極推進了建筑節能的發展。
1、計算機仿真與智能控制技術。通過對供冷、供熱系統實現優化運行節能控制，最大限度降低運行能耗。
2、熱泵應用技術。采用熱泵原理利用低溫低品位熱能資源，通過少量的高品位電能輸入，可向建筑物供熱、供冷，有效降低建筑物供熱和供冷能耗，同時降低區域環境污染。
3、變風量空調技術。變風量空調系統是一種節能的空調方式。在考慮同時使用系數的情況下，空調系統的總裝機容量可以減少10-30%左右。
4、新風處理及空調系統的余熱回收技術。新風負荷一般占建筑物總負荷的30%-40%。變新風量所需的供冷量比固定的最小新風量所需的供冷量少20%左右。新風量
如果能夠從最小新風量到全新風變化，在春秋季可節約近60%的能耗。通過全熱式換熱器將空調房間排風與新風進行熱、濕交換，利用空調房間排風的降溫除濕，可實現空調系統的余熱回收。
5、輻射性供熱節能技術。地板輻射、天花板輻射、垂直板輻射是輻射型供熱的主要方式。在有低溫廢熱、地下水等低品位可再生冷熱源時，這種方式可直接使用這些冷熱源，省去常規冷熱源。
6、熱電聯產技術。采用熱電聯合生產的方式，利用發電余熱集中供熱取代大量的、分散的、除塵效率很低的小鍋爐供熱方式，可大幅度地減少大氣污染物的排放量，有效地改善環境質量。與直接使用鍋爐供熱相比，熱電聯產提高了能源的利用效率，可降低一次能源消耗量。
三、實現建筑節能的方法措施
3.1圍護結構節能
（1）外墻
外墻外保溫適用于以混凝土空心砌塊、混凝土多孔磚、鋼筋混凝土或粘土多孔磚等材料為基層的外墻。外墻外保溫系統一般由粘結層、保溫層、防護層和飾面層組成。
外墻外保溫系統各組成材料的技術性能應符合國家、行業相關標準要求。聚氨醋外墻保溫板系統適用于多層及低層建筑；外墻外保溫系統的飾面應采用涂料，包括配套的外墻專用涂料或其他防水彈性涂料。
外墻內保溫的保溫材料應選用導熱系數較小的不燃或難燃材料；除保溫材料可允許不設護面層外，保溫層應有護面層；在有保溫層的墻面上需掛重物時，其掛鉤的埋件須固定于基層墻體內。保溫砂漿內保溫的構造層次一般為界面層、保溫層和護面層。
（2）屋面
坡屋面必須有保溫隔熱層。對于以鋼筋混凝土為基層的坡屋面，保溫層應設在基層上側。平屋面的建筑找坡可采用輕集料混凝土、水泥加氣混凝土碎料（1：8）或憎水膨脹珍珠巖制品等材料實鋪。平屋面保溫層的構造方式有正置式和倒置式兩種。
（3）樓板
住宅建筑樓層間樓板的傳熱系數（K）不應大于2.OW/（m，.K）；底部自然通風架空樓板的傳熱系數（K）不應大于1.5W/（m，.K）。底部不通風架空樓板的傳熱系數可參照樓層間樓板確定。
（4）外窗
外窗（包括陽臺門的透明部分）的面積不宜過大。不同朝向、不同窗墻面積比的外窗，其傳熱系數（K）應符合相關規定。多層住宅外窗宜采用平開窗。
3.2采暖系統節能
居住建筑的共同特點是供人們居住使用，而且一般都是晝夜連續使用的，對室溫和空氣質量有較高的要求，建筑節能的重點之一就是放在節約采暖和降溫能耗上。主要措施有以下幾點：
（1）要從合理規劃和選擇采暖設備開始，改善采暖供熱系統的設計和運行管理，以提高鍋爐的運行效率：加強管道的保溫，以提高室外管道的輸送效率。
（2）為提高采暖系統熱效率，應積極發展集中供熱，以最大限度地節省燃料消耗，對短期內不能聯網集中供熱的小區，應先著手建小區集中鍋爐房供暖，并留出接網余地。
關鍵詞:住宅建筑;整體節能;節能技術;設計優化;可再生能源
中圖分類號:TU201.5 文獻標識碼:B 文章編號:1008-0422(2010)04-0153-02
1、引 言
現階段,我國的建筑能耗占社會全部能耗達到30%以上,中國現有超過400億m2的高能耗住宅,其能耗水平是發達國家的3倍。全國每年新建房屋近20億m2,超過所有發達國家新增建設的總和,而這其中95%都是高能耗住宅。建筑中最大的能耗點是采暖和空調,中國在采暖和空調上的能耗占建筑總能耗的55%。由于建筑耗能而產生的溫室氣體排放量已占全國溫室氣體排放總量的1/4左右。因此,建筑能耗問題不可避免地成為了全社會的關注焦點,建筑節能也就成為社會可持續發展的一個重要的課題,對建筑物整體節能技術及措施進行分析與探討有較強的現實意義。
2、節能型建筑的具體涵義分析
根據《綠色建筑評價標準》GB50378定義,綠色節能建筑是在建筑的全壽命周期內,最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材)。保護環境和減少污染,為人們提供健康,適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。
根據該定義,一個優秀的節能建筑具有三層涵義:
1)在建設和使用過程中,具最大限度的降低能耗:
2)在降低能耗的同時,提供高舒適的居住和工作環境;
3)建筑藝術、使用功能和技術三者的完美結合。
圖1所示為一個建筑的能耗分析圖,縱坐標為溫度,橫坐標為月份,灰色條帶為建筑內應具有的適宜溫度,20℃-25℃。深色區域顯示的是該建筑在冬季采暖所消耗的能源,淺色區域顯示的是該建筑在夏季制冷所消耗的能源。從圖中可以看到,在春秋兩季有兩個區域,既沒有深色區域,也沒有淺色區域,表明在該季節中,建筑本身可以擁有合適的舒適度,無需額外的能量補充。建筑節能的出發點即是依靠優秀的建筑設計,拉長該不需要額外能量補充的時間區間,如圖2所示。
圖2中,對建筑本身進行了設計優化,從而使無需額外能量補充的區間大大拉長。
3、建筑物節能的技術途徑與要求分析
3.1 建筑物節能的途徑
從圖1和圖2的對比分析可以看出,建筑節能的最有效途徑是從建筑設計本身去探索節能的效果,而不是從機械技術的角度去人手。
建筑的首要功能是滿足“人的舒適度”。人體舒適度簡單的來說,包括對室內溫度、濕度、清潔度、光照等因素的要求。通常認為,室內溫度在20℃-26℃、濕度在40%-60%的區間,人體的舒適度最佳。
如何達到這樣的舒適度,有著許多途徑,主要分為兩大方向,建筑和機械技術。
從建筑的角度來說,可以對保溫、門窗、遮陽、建筑體型、窗墻比、朝向等因素進行優化。
從機械技術的角度來說,可以采用空調、暖氣、冰蓄冷、地源熱泵、太陽能、風能等大量的技術措施來滿足室內舒適度要求。
根據圖1和圖2的比較,可以得出:一個優秀的節能建筑設計,應從建筑的本身的品質人手,通過各類建筑手法盡量延長無需額外能量補充的時間跨度,然后根據計算和分析,采用合理、經濟的機械技術措施,達到滿足室內舒適度的目的。
3.2 建筑節能設計的要求
(1)圍護體系的保溫性能:建筑圍護體系主要由建筑的屋頂、外墻、窗等組成。增強該圍護體系的保溫性能,是節能建筑設計的首要因素。屋頂、墻體的傳熱系數應控制到0.1-0.2W/m2K,外窗的綜合傳熱系數應控制到0.8W/m2K以下。
(2)建筑的氣密性:普通房屋在室內外、50Pa氣壓差的情況下,每小時的空氣滲透量在建筑總容積的200%-400%,而根據歐洲的相關標準,節能建筑的空氣滲透量應在60%以下。建筑物的氣密性對室內的熱(冷)量損失和濕度控制具有非常重要的意義。
(3)新風系統:大幅度提高建筑的氣密性后,建筑的通風方式就顯得尤為關鍵。我國的建筑節能設計標準中要求室內換氣指標為每小時0.5次。“機械通風”的系統可以幫助節能建筑達到該要求,同時,通過將建筑排風中的熱量進行回收,以加熱送人建筑的新風,可以達到明顯的節能和滿足舒適度的雙重功能。
(4)采暖制冷方式:通過上述三種方式,建筑物本身對能源的依賴已經非常低,這時候,可以選擇最合適和經濟的采暖制冷方式來進一步實現建筑物的舒適度要求(溫度、濕度等)。太陽能、風能、水能、地源熱能等自然可再生能源都是值得考慮的方向。
因此,一個節能建筑設計的基本原則應該是:圍護結構(80%)機械技術(20%)
4、應用實例
湖南某住宅小區8#樓為小高層建筑,框架結構,平面圖見圖3,現就保溫、門窗、空調系統等因素對其整體節能進行技術分析和優化設計。
整個分析和優化過程可分為三個階段:
(1)原設計能耗分析;
(2)建筑形態分析和優化:
(3)機械技術分析和優化。具體分析如下:
4.1原設計能耗分析
圖4為對原設計的能耗分析,設定其室內舒適度目標為20℃-28℃,則每年的采暖能耗為154kWh/m2,制冷能耗為120kWh/m2
4.2 建筑形態的分析和優化措施
建筑形態的分析和優化主要因素如表1所示。
4.3 機械節能技術的分析和優化措施
完成建筑形態的能耗分析和優化后,就著手進行機械技術的分析和優化。主要針對建筑的采暖和制冷形式。
1)熱(冷)量傳遞形式:原設計采用的是傳統的空調形式。優化后建議采用新風系統、熱回收系統和地暖相結合的熱(冷)量傳導模式。
2)熱(冷)量來源:同樣,原設計中采用的是傳統的空調形式,優化后建議采用淺層地熱的方式進行溫度調節,如圖S、表2所示。
經優化后該房屋的制冷和采暖能耗,其中采暖能耗為10kWh/m2年,制冷能耗為19kWh/m2年。
從以上對比可以看出,在本設計中,玻璃、墻體保溫和新風系統的優化,對能耗的影響最大,因此,在設計和建設過程中,適當增加對這三個要素的投資,可獲得最佳的節能效果。
5、實現建筑整體節能的途徑方向
此外,要實現建筑物整體節能降耗,須從各方面進行技術優化與升級,具體包括以下幾個方面:
5.1 貫徹節能設計理念
建筑節能設計是對建筑形態、功能、質量、壽命、舒適度的整體性研究。行業內流行的“熱工計算”只是建筑節能設計中的一部分內容。貫徹建筑節能設計始終的是對建筑本身品質、功能的研究和優化,而經濟合理的機械技術措施僅是建筑藝術的輔助,而絕非主導。
5.2 大力節能材料的研發
相對于研發、生產、維護、處置成本昂貴的機械設備,保溫材料、門窗、玻璃、遮陽材料、新型墻體材料等建筑節能材料的研發和運用,才是真正體現“環保施工、綠色建筑”理念的方向。因地制宜,選擇當地傳統、經濟、合適的建筑材料,創造一個高品質的節能與美觀并重的作品,是建筑設計的魅力所在。
5.3 加強自然可再生能源的利用
綠色建筑技能技術的本質決定了節能建筑理論對自然可再生能源的利用。風能、水能、太陽能、地緣熱能都是優質的可再生能源,其中,風能、水能、太陽能和深層地緣熱能的利用受環境制約程度較高,而淺層地緣熱能的利用,將是適合中國。
5.4 改變居民生活習慣
我國居民不同于西方國家的文化習俗,如烹飪傳統、衣物晾曬習慣、開窗通風習慣,給對建筑物密閉性能要求極高的節能建筑理論研發提出了新的課題。如何解決使用功能、生活習慣和節能要求的矛盾,也將是影響節能建筑能否在中國大力推廣的重要因素。
6、結 語
綜上所述,在過去的幾十年中,人們對居住的要求,先經歷了簡單滿足“擋風遮雨”功能的初級階段,又經歷了追求“舒適度”的第二階段,目前正面臨如何達到“節能、舒適”的第三階段。建筑整體節能技術是對建筑藝術、建筑材料、可再生能源利用、機械技術、使用功能、舒適度、氣候、文化、習俗等多方面因素綜合考慮的新生課題,也是實現未來城市可持續發展的必要途徑,因此加強建筑整體節能技術的分析探討,必將進一步推動社會的文明進步和發展。
參考文獻:
[1]民用建筑節能工程施工質量驗收規程,J10816-2006)[S]
關鍵詞：建筑 機電設備 節能設計 設計優化
中圖分類號：TU85 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（a）-0035-01
經濟的迅速發展，伴隨著能源的大量的消耗，能源短缺已經成為世界性難題。雖然我國是資源大國，但仍面臨著能源供應緊張的問題。為了解決這一難題，國家推出了一系列的節能減排政策，鼓勵在生產建設過程中應用新方法、新技術來實現節能降耗的目的，只有穩步實現能源的節約，才能實現我國經濟的可持續發展。在能源消耗這一方面，建筑領域所占比例相對較高。由于建筑行業的迅速發展，各類機電設備的需求也隨之增長。對于機電設備，其涵蓋面相當廣泛，其涉及消防、通風、給排水、建筑智能等方面。總的來說，對于機電設備的節能，需要系統全面的考慮布置。加快建筑機電設備的節能建設，不僅有利于國民經濟的發展，也有利于保護生態環境，與此同時對于建筑機電設備的技術發展也具有重要的意義。
1 建筑機電節能的現狀分析
1.1 建筑機電設備的節能現狀
伴隨著經濟的發展，城市化水平不斷加快，必然帶來能源大量的需求與消耗。就我國能源消耗而言，建筑機電設備是能源消耗的大戶。調查研究表明，建筑機電設備有很大部分處于滿負荷狀態或高負荷狀態運行，這樣不僅大量消耗能量，同時也降低了運行質量。由于設備的滿負荷運行，很大程度可能導致末端設備的承壓增大，從而減少設備使用壽命，增大成本。另一方面，國內的建筑大多數是采用的單相電感性負荷，相對于其他負荷來說，功率因數較低，在電網中使滯后無功功率增大，也會很大程度影響設備的使用效率，增大設備損耗。
國內機電設備的設計中普遍存在設計深度不夠的問題，在可操作性方面存在一定的不足；對于部分工程設計，其并不符合設計規范，從而帶來一些安全性的問題。
1.2 建筑機電設備節能設計原則
對于機電設備的節能工程設計，理應遵循相關法規法則。其一，在節能設計中，必須要科學合理的進行設計，確保電能的有效利用。設計中需保證線路的安全，控制方式要合理有效。在一般的情況下，應優先考慮其經濟性與適用性，確保其控制方式能使其發揮最大的效益與作用。近年來，人們對于設備安全性的要求也越來越高，機電設備的安全性也必然要納入考慮范圍。線路需具備安全隔離距離和絕緣強度，具有相應的動穩定和熱穩定裕度。其二，對于設備的效率問題，也要著重考慮。低效率的機電設備，必然會消耗大量的能源，提高機電設備的運行效率，從而可降低電能的直接、間接損耗。其三，盡量優化設計參數，選擇先進的節能設備，降低運行費用和維護成本。
2 建筑機電設備節能優化與設計措施
2.1 空調系統節能
提供給空調系統的能量由熱源和冷源系統產生，然后經水系統傳送給風系統，再由風系統將其能量傳遞給調節的房間，以此來達到所需要的室內溫度。大部分的建筑的空調制冷設定溫度都在24到28 ℃，然而對于一些公共的建筑中，空調溫度甚至低于22 ℃，不但浪費資源，而且輸送性能很差。
在此，合理調節空調房間制冷設定溫度，降低室內外的傳熱溫差，可降低因維護結構傳熱形成的空調負荷，同時也可降低新風要求（大部分公用建筑的新風負荷約占總空調負荷的30%到40%）；當室外溫度較低時，采用合理的通風措施，可降低空調的運行時間，提高送風溫差，充分利用自然冷源，可降低輸配電系統損耗。
有關數據表明，若將夏季空調室溫從24 ℃提高到28 ℃，可節能36.6%，冬季將空調室溫從22 ℃降低到18 ℃，可節能55.5%。因此，在滿足生產和人體需求的前提下，夏季盡量提高空調溫度，冬季盡量降低空調房間溫度，可得到明顯的節能效果。
2.2 照明系統節能
照明系統包括室內照明和公用地區照明。室內照明是照明系統中消耗量最大的。公共區域照明指走廊、樓梯間、公共場所等區域的照明。
充分利用自然光，對于靠近門窗的區域，可充分利用自然光，減少照明設備的使用；可適當的增加門窗面積，提高玻璃門窗透光率。當自然光無法滿足作業要求時，可適當增加人工照明。正確合理地協調自然光和人工照明，可減少電能損耗。
采用高效光源，白燈價格雖然低廉，但其發光率低且耗電量大。據計算，白熾燈工作時，只有約6%的電能轉化為光能，能源浪費相當大。據調查統計，我國照明用電量約占全社會總用電量的12%，若將白熾燈全部換為節能燈，那么我國每年可節省電量將近600多億千瓦小時。因此，必須要采用高效率的光源，并且選擇合適的燈具設備，有效的減少電能消耗。
2.3 給排水系統節能
給排水系統的能源消耗主要集中在兩個方面，其一是為水循環提供動力所消耗的能源，其二則是水資源的消耗。通常有三種常見的給水方式：直接給水、恒壓給水和高位水箱給水。
通過引進和推廣新的節水設備，采用新型管材如PP-R管、PE管、鋁塑復合管等可有效解決由于鍍鋅鋼管易生銹而導致的水質污染問題。推廣使用節水型衛生器具和配水器具。通常，普通淋浴噴頭每分鐘噴水20多升，而節水型噴頭每分鐘只需9L水左右，節約很大一部分水源。
采用閉環控制的水泵變頻調速，通過管道網絡的壓力指數來控制水泵，實現變量供水，大大降低了水泵能耗。
開發二次水源，如中水，中水源自于建筑生活排水，人們日常生活中排出的生活污水和生活廢水都可進行循環使用；完善循環系統，預防給水管網的爆管。一系列的措施都可有效控制水資源的消耗。
2.4 電梯系統節能
提高電機拖動系統的運行效率，可采用變頻調速取代異步電動機調壓調速。通過此方法，可有效的節約電機拖動系統運行時所消耗的電能。另一方面，可將運動中負載上的機械能，動能和位能轉換成電能，實現電能再生。也可通過科學地控制電梯運行，并聯建筑內的所有的電梯，利用智能系統進行控制，可通過給電梯設置單雙號、關閉低層電梯等方法節省電能。
3 結語
建筑節能所涉及的方面廣泛，是一個復雜的系統工程。隨著城市建設進程的加快，建筑工程將會越來越多，要實現節省能源的要求，必須要做好機電設備的節能，在機電設計的每個環節都需要制定相應的技術措施對其進行規范，加大對機電設備節能技術的研究，不斷改善設計方法，這些對于我國社會的經濟可持續發展有重大的意義。
參考文獻
[1] 陳佑鴻.建筑機電設備節能工程設計存在問題及解決辦法[J].中國住宅設施，2009（6）.
[2] 曹永安.建筑機電節能工程設計實踐探討[J].科技創新導報，2011（32）.
關鍵詞：現代建筑；空調系統；新技術；節能優化設計
中圖分類號：TE08 文獻標識碼：A 文章編號：
一、現代建筑暖通空調系統節能設計現狀分析
空調系統的設計對空調系統的節能有著重要的影響。在實際中往往得不到一些設計部門和設計人員的足夠重視，加上目前工程設計周期普遍較短，設計收費與設計產生的經濟效益不掛鉤以及一些技術性問題沒有完全得到解決等原因，有的設計單位只求數量，忽略質量，使得設計的系統不僅初投資大，運行能耗也高，大大超過了國家標準。
建筑施工監理行業中暖通空調專業的從業人員水平參差不齊，非本專業院校畢業或對口專業的人員占很大一部分，甚至一部分人員根本未經過任何培訓，對本專業理論只是似懂非懂，設計或施工中遇到的一些設計方案性的調整問題不能進行及時正確的處理和解決，最終導致工程出現無法挽回的不良后果，給系統的運行管理留下隱患。
二、工程概況
本工程總建筑面積為29258m，其中地上建筑面積22940m2，地下建筑面積 6318m2；建筑高度35.25m，地下2層，地上9層。
2．1土壤源熱泵系統
為滿足末端空調系統的需求，本工程空調系統方案擬采用冷卻水塔與土壤源相結合的復合源熱泵系統，選用3臺滿液式(螺桿)地源熱泵機組，夏季提供7℃／12℃的冷水，冬季提供45℃／40℃的熱水；地源熱泵機房設置在地下2層，3臺機組的制冷量：700kw／臺。供熱量：679 kW／臺；地源熱泵主機采用單壓縮機配置，單臺機組的能量調節范圍 25％～l00％，機組可以根據不同時段負荷的變化調節機組的出力。名義工況條件為制冷時26℃／30℃，制熱時6℃／3℃，設計工況需根據地埋管系統提供參數核算設備選型。由于夏季向土壤排放的熱量大于冬季從土壤吸收的熱量，為保證地下的冷熱平衡，采用冷卻水塔作為輔助散熱。
地源熱泵系統由地下環路系統、地源熱泵機組和空調末端組成。該系統設獨立機房。
地源熱泵系統的工作原理為：夏季熱泵(制冷機)將系統的熱量通過地下換熱器轉移到地下巖土中，以滿足用戶制冷需求。在冬季為用戶供熱時，系統從地源中提取低品位熱能，通過電能驅動的地源中央空調主機，“泵”(熱泵)送至供熱循環水，以滿足用戶供熱需求。此系統將成熟的暖通空調技術與地下換熱技術結合于一體，在相對穩定的地下溫度下，可靠、穩定、經濟的運行。地下換熱器的設計是地源熱泵系統成敗與否的關鍵。
地源熱泵系統地下環路(即地下換熱器) 埋管方式多種多樣，根據本工程建筑場地的實際條件，采用垂直單U型埋管換熱器。
2．2 末端系統
采用頂棚輻射制冷供熱。裙房部分采用風盤和新風系統。各層結構板內敷設 PE―RT管道作為供熱制冷盤管，主要負擔室內圍護結構負荷。由于圍護結構出色的節能措施，頊棚輻射系統負擔的負荷很小，并可以在較低的設計溫度下運行。盤管供回水溫度為：20℃／23℃(夏季)，34℃／29℃(冬季)。盤管具有一定的蓄熱(冷)能力，可以在夜間運行白天釋放積蓄的冷熱能，這樣可以一定程度的降低峰值負荷，使得設備選型更為經濟。較低的運行溫度為直接利用地源溫度的冷(熱) 媒提供了可能，如果地質條件許可，可不通過熱泵機組直接供冷。
末端系統有以下兩個方案：
毛細管網加獨立新風系統，此系統為溫濕度獨立控制系統。由于此系統造價較高，因此只在舒適度要求較高的公寓部分使用。其余部分采用風機盤管加新風系統和整個建筑采用風機盤管加新風系統。
溫濕度獨立控制空調系統承擔著排除室內余熱、余濕、CO2：與異味的任務。 由于排除室內余熱與排除CO2、異味所需要的新風量與變化趨勢一致，因此，可以通過新風同時滿足排除余濕、CO2與異味的要求。而排除室內余熱的任務則通過獨立的溫度控制方式實現。溫濕度獨立控制空調系統的特點：是溫度與濕度兩套獨立的空調控制系統，分別控制、調節室內的溫度與濕度。其優點是避免了常規空調系統中熱濕聯合處理所帶來的損失。由于溫度、濕度采用獨立的控制系統，可以滿足不同房間熱濕比不斷變化的要求。
克服了常規空調系統中難以同時滿足溫、濕度參數要求的致命弱點，有效地避免出現室內濕度過高或過低現象。過渡季節能充分利用自然通風來帶走余濕， 保證室內較為舒適的環境，縮短空調系統運行時間。
用毛細管網加新風系統，毛細管網供回水溫度為：l8℃／2l℃(夏季)，32℃／28℃(冬季)，所需要空調水由換熱機組提供；在管井內設兩套分集水器，每個房間設兩組毛細管系統，由一個溫控器控制兩組毛細管系統。
毛細管網與室溫的溫差小，熱交換面積大，集供暖制冷于一體。毛細管網采用頂棚安裝，由兩根供回水主管和若干毛細管組成集配式結構，管材采用PE―R T (暫定)。盤管供回水溫度為：l8℃／21℃(夏季)，34℃／29℃(冬季)。盤管具有一定的蓄熱(冷)能力，可以在夜間運行白天釋放積蓄的冷熱能，這樣可以一定程度的降低峰值負荷，使得設備選型更為經濟。較低的運行溫度為直接利用地源溫度的冷(熱)媒提供了可能，如果地質條件許可，可不通過熱泵機組直接供冷。毛細管網是一種理想的高效換熱器，具有安裝方便、不占空問、用能品位低、能耗低、便于蓄能、高舒適度、綠色環保、壽命長、免維修等優點。具有水流阻力小、流量分配均勻、散熱表面積大、耐高溫高壓、耐腐蝕等特點。
建設部評估委員會專家認為：“毛細管網換熱器與地源熱泵或空氣源熱泵結合，加上合理的控制組成一個節能系統，節能可達70％；如果再配合太陽能和冷熱蓄能系統，節能可達90％左右。”毛細管網加獨立新風系統造價比風機盤管加新風系統高l00／20％。
共享展示廳夏季采用兩管制的風機盤管加新風系統，冬季采用風機盤管加新風輔助地板采暖系統，供回水溫度45℃／40℃。
2．3自然通風設計
自然通風是利用建筑物內外空氣的密度差引起的熱壓或風力造成的風壓來促使室內空氣流動而進行的通風換氣。合理有效地利用 自然通風能夠改善夏季室內的熱環境，將新鮮空氣引入室內同時帶走室內污濁的空氣，有利于減少夏天空調能耗，提供室內新鮮、潔凈的空氣環境，達到節約能源、減少污染的目的。
建筑物中常用的自然通風實現方式主要有利用風壓實現自然通風、利用熱壓實現自然通風以及兩種方式相結合實現自然通風。風壓作用主要是指室外氣流吹過建筑物時，由于受建筑物的阻擋在建筑物表面和周圍形成不同的壓力分布，當建筑物有開口時，由于壓力造成室內空氣流動現象。熱壓作用是指室內外存在溫度差，造成室內外空氣的密度差，當建筑物有開口時產生所謂的“煙囪效應” ， 熱空氣趨于上升，冷空氣則趨于下降的特點帶動室內空氣流動現象(見圖1) 。
圖 1自然通風氣流組織示意圖
本工程所屬地區屬于季候性氣候，冬季盛行偏北風，風速較大，平均1.9 m／s～3.6 m／s，夏季盛行偏南風，平均 1.4 m／s～2.0 m／s，春秋兩季為季風轉換期，平均風速介于冬、夏之間。利用風壓通風時建筑的開口朝向為夏季的主要風向，合理設置開口面積已達到最佳的通風效果。從而達到節約能源，節省投資的目的。
三、經濟技術評價
3．1技術指標
1) 工程面積為29258.0m2。
2) 本工程空調系統能效比不低于4，輸送能效比不高于《公共建筑節能設計標準》規定的最大輸送比的90％。
3) 集成技術實施中的障礙分析與經驗總結報告
4) 集成技術運行監測報告
5) 集成技術應用要點
6) 專題中期報告
7) 專題結題報告
3．2經濟指標
靜態回收期與動態回收期
1) 靜態回收期的計算
每年節省投資：602961.9x0.7= 42.2萬元。
回收期= 224.36／42.2 = 5.32 a (靜態)
2) 動態回收期的計算
壽命期內的總節省費用：
P1=[1―](d≠e)
式中，d為5a以上銀行貸款折率，6.12％；e為年電價或者燃料價格上漲率，按1％考慮；n為經濟分析年限，此處為系統壽命周期，取20a。
則：P1=l2.22
fSAV = P1 (QsaveCC―Ad Dj)―Ad
式中，fSAV為系統壽命期內總節省費用，元；P1系數；e為常規能源熱價，按照電價0.7元／( kW?h )；Ad源熱泵系統總增投資，224.36萬元：D j 為維修費用，每年用于熱泵維修費用占總增投資的百分比率，取1％。
則：fSAV=264.0萬元
將Ad=292萬元，Dj =1%，Qsave=518242.5KWh和CC=0.7元/(KWh)代入：
P'1 (QsaveCC―Ad Dj)= Ad得P'1=5.62
由式得回收年限為=6.9a。
3．3環境指標
關鍵詞：暖通空調；節能優化設計；優化措施
Abstract: With the continuous development of the social economy, the construction industry to seize the same opportunities for rapid development, people's living standards has also been improved to some extent, HVAC applications are becoming increasingly popular, along with HVAC energy optimization design become increasingly concerned about the focus. Now most of the air-conditioning in the fallback state, resulting in a serious waste of resources, this paper discussed the problems in the building HVAC energy saving design, and puts forward the optimization measures.Keywords: HVAC; energy optimization design; optimization measures.
中圖分類號：TU96+2文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)
近年來我國的建筑行業得到了質的飛躍，但是其中一個很重要的版塊暖通空調卻存在著很多問題，造成了能源的浪費，現今在世界能源正在逐漸減少，已經出現了能源危機，在這種情況的下，降低暖通空調的耗能勢在必行。建筑行業的能源損耗，暖通空調系統所消耗的占到了60%之多，隨著人們生活水平的提高，建筑工程中的暖通空調的應用也將不斷增多，其能源消耗勢必也會加大，再加上我國生產的空調設備系統能耗相對較大，這樣造成的能源損耗是無法預計的。因此注重暖通空調的節能設計具有十分重大的意義。
一、目前暖通空調節能設計中出現的相關問題
方案設計上的問題
現如今在進行暖通空調的設計時，大多數的設計人員在確定負荷時都是用估算值來進行的，很少設計人員能到擬建房屋現場去了解房屋周圍環境實際情況，根據具體情況來結合規范進行計算或者調整軟件參數，這樣計算出來的負荷結果與實際需要負荷就會產生非常大的誤差，進而加大了能源的浪費。由于現階段我國引進和自發研制的新技術和方案層出不窮，每一種技術都有其自己獨特的優勢或者缺點，因而在選擇設計方案上，不同的人對于方案的看法也是有所不同的，那么其得到的相關設計數值也是不同的，同時一些設計人員為了趕進度，往往會忽視某些特殊的情況，造成了局部的損失過大，沒有使設計方案進行平衡處理，造成風量分配不均，進而引起各個房間冷熱不均情況的發生，達不到應有的設計目標。相關人員在進行建筑安裝工作時，選用的建筑材料不能夠保證建筑物的熱力狀態，從而導致室內微氣候條件與設計方案上的出入。在進行設計的時候要結合當地的氣候特征，同時注意建筑的經濟特點，這些都是決定設計方案是否合理的重要方面。
施工設計上的問題
由于設計方案與施工方案是由不同的承辦商負責的，雙方的利益傾向也會有偏差，配合過程目標就很難達到一致，同時還有施工人員素質方面的問題，例如不能理解圖紙設計的內容、不同的節能意識等等原因，進而造成施工上的偏差。
運行及維修不科學
在暖通空調的運行過程中，由于設計方案的不科學，相關的管理人員對空調的運行系統就得不到充分的了解與認識，就無法科學的區分系統的運行高峰期，通常情況下就會把正常期與高峰期的機器運行數量設置為一樣，這樣就會造型很能源的極度浪費。空調系統管理人員往往在維修方面做得不到位，就會發生很多的問題，例如風道滲漏會引起熱損失，空調的重要設備上的附著物會引發機器的下降等。
盲目選擇先進的節能產品
有很多的設計者會被市場牽著走，認為能提升系統性能或者是節能的產品在任何情況下都能夠發揮其作用，造成加大資金的投入，但是往往得不到該有的效果，跟風走的情況很嚴重，會直接導致設計者過于信賴所謂質量好的產品，做不到具體問題具體分析，在設計上不能夠結合相關因素進行方案上的設計，所有的東西沒有最好，只有最適合，設計者如果不能切合實際立足根本，就設計不出好的方案。
二、暖通空調節能設計優化措施
[關鍵詞]核心能力；核心建設過程；敏捷優化
[中圖分類號]F279.23
[文獻標識碼]A
[文章編號]1002-736X（2012）06-0059-04
敏捷競爭理念在制造業中的研究與應用已比較深入，同樣對于建筑業也具有借鑒和指導意義。在敏捷競爭市場環境下，一種集中于核心能力，能夠快捷地重組企業內外部的能力和資源，從而能夠快捷地響應市場機遇的企業被稱作敏捷企業（周和榮，2007）。企業的核心能力是企業進行敏捷競爭的基礎。企業若沒有核心能力，不僅僅在市場中會逐漸失去市場競爭力，同時也會在敏捷競爭中失去參加敏捷動態聯盟進行敏捷競爭的能力與資格。企業核心能力必然聯系著企業核心業務過程，由于核心能力更多情況下是各種要素的整合，所以并非和核心業務過程具有一一對應關系。實際上，對核心業務過程的分析、優化或再造的同時就是對企業自我和核心能力的認識歷程。建立企業核心能力的現實基石是企業核心業務過程，企業的成功取決于組織的核心業務過程轉換為向顧客提供較高價值的能力。企業在發展中，不斷地積累經驗，完善和改進企業的核心業務過程，通過核心業務過程的不斷優化、不斷改進，來提升企業核心能力。
一、建筑企業核心建設過程的識別與描述
核心業務過程是對企業組織價值創造有著關鍵作用的業務過程。顯然，核心業務過程為顧客傳遞價值，而如今進行的過程再造和優化無一不和核心業務過程有關。
（一）核心建設過程的識別
核心業務過程的定義是相對的，在一定程度上具有主觀性。這是因為，各個企業從事的工作服務內容和運作方式不同，在一個企業中被定義為核心業務過程可能在另一個企業則被定義為輔業務過程。但只要把握住核心業務過程的核心——為顧客創造價值，對核心業務過程的認識是可以得到準確和合理的結果。
并非企業規模越大核心業務過程就一定越多，因為所有企業在一些核心問題上都是一致的，都是通過產品或服務創新、顧客滿意來實現企業的目標。弄清了通過哪些業務過程向顧客提供價值并界定了其范圍后，一個核心業務過程事實上已經出現雛形。這里的識別標準就是向顧客提供價值，并不是哪個業務過程重要就將其定為核心業務過程。
近年來，建筑業采用EPC、D+B或MC承包模式的建設項目越來越多，本文就以D+B承包模式承攬的建設項目的核心建設過程為例來說明核心建設過程的識別與定義。
從D+B總承包商，即D+B項目動態聯盟盟主的角度，盟主企業完成該類建設項目的核心建設過程主要有以下幾項。
1 項目融資、資金管理過程。資金是建筑企業生存和發展的瓶頸，沒有資金企業就不能正常運作，也極大地影響著企業的工程項目任務承接。BOT等承包商融資的承包方式以及建設方對承包商的墊資需求，都要求承包商有較強的融資資金能力。同時，建設項目資金需求量大及工程結算款的不及時，建筑企業工程項目開展的不均衡性，要求承包商建筑企業具有良好的資金管理能力。融資和資金管理活動的目的就是為企業開展生產經營活動尋求資金、注入資金和調配資金。因此，企業的融資和資金管理能力直接影響到生產和經營能力，是決定企業整體競爭力的重要因素。
2 投標承攬工程業務過程。隨著建筑市場逐步規范化和市場化，建筑企業承建的絕大部分工程都是由企業通過各種信息渠道獲取工程招標信息，參加工程投標競爭得來的。因此，投標承攬工程是爭取獲得工程承包任務的最主要渠道和競爭行為，是建筑企業的首要和關鍵業務過程。
3 組建項目動態聯盟過程。作為盟主企業，必須根據企業自身情況和建設項目的要求，選擇合適的盟員伙伴企業，組建成能夠順利完成整個建設任務的項目動態聯盟。
4 建設項目管理過程。建設項目盟主企業必須要有必要的經驗與能力來進行項目管理，包括項目進度、質量、成本、安全等管理工作。同時，也要能夠協調、處理各盟員企業在建設項目設計、施工過程中的沖突問題。
5 設計、施工等建設項目實施過程。主要是指由建設項目盟主企業或盟員企業完成的各專業設計與施工。如建筑、結構設計，專項設計等設計工作，土（石）方工程施工、樁與地基基礎工程施工、砌筑工程施工、混凝土與鋼筋混凝土工程施工、防腐隔熱保溫工程施工等。
6 項目材料采購業務過程。對于建筑企業而言，材料設備成本約占60%～70%。在工程承包市場中各企業競相以低價格為競爭手段的今天，如何控制材料設備成本來降低工程總成本，從而能以較低的成本完成整個建設項目，是工程采購的首要任務和發展方向。因此，建筑企業應給予工程材料采購足夠的重視并逐步將采購培育成企業的競爭優勢。
由于核心業務過程被定義為能為顧客帶來價值的過程，所以它并不代表一個組織的全部業務過程。如在習慣上被認為非常重要的財務過程、人力資源管理過程等，因為這些過程實際上是輔助過程，它們必須圍繞核心業務過程而設計。否則，沒有在顧客那里體現價值，再好的人才和再好的財務狀況也不會持久，因為企業的全部財富都來源于為顧客創造價值的回報。
（二）核心建設過程確定的思路
確定與定義企業核心業務過程并沒有普遍通用的方法，但有些思路是值得參考的。比如，觀察企業組織現在正在干什么的內部定義法和從外部觀察明確企業組織為了滿足顧客需求應當做什么的外部定義法。這些方法基于的理論基礎仍然是以能否為顧客創造價值作為核心業務過程的識別標準。
1 內部定義法的思路。對組織的活動進行分析，將活動合并為業務過程，對業務過程進行分析并選定那些為顧客能夠創造價值的過程作為核心業務過程。
2 外部定義法的思路。識別和理解顧客需求，尋找企業滿足顧客需求的活動和過程，對這些業務過程進行分析從而確定哪些是核心過程。
顯然，內部定義和外部定義兩個方法協調使用將會使我們的核心業務過程定義更為清晰，因為從內部和外部的不同起點出發，二者的交點就是最有說服力的結果。當內部定義法和外部定義法出現矛盾時，恰恰就是企業需要反思和重新審視的。
（三）核心建設過程的描述
確定了核心業務過程后，需要對其進行描述，以正確識別過程的價值所在和可能的改進點。對核心業務過程的描述可以是文字式的，也可以用過程圖或者其他圖表。Bertelsen和Koskela（2006）提出，一個完整的建造過程存在7個先決條件：建筑設計、建筑材料與構部件、工人、設備、空間、連接工作和外部條件。SIPOC過程圖常常被使用。
1 供應商（Supplier）：向核心建設過程提供關鍵信息、材料或其他資源的組織。之所以強調“關鍵”，是因為一個企業的許多建設業務過程都可能會有為數眾多的供應商，但對價值創造起重要作用的只是那些提供關鍵資源的供應商。
2 輸入（Input）：供應商提供的資源等。通常會在SIPOC圖中對輸入資源的質量、時間等各方面要求予以明確，例如，輸入的某種材料必須滿足的質量標準，輸入的某種信息必須滿足的要素等。
3 過程（Process）：建設過程。是使資源輸入發生變化成為建設產品或服務輸出的一組建設活動。建筑企業所追求的就是通過這個建設業務過程使建設產品或服務輸出價值大于資源輸入價值，從而達到為顧客創造價值的目的。
4 輸出（Output）：建設過程的結果輸出，即產品或服務。通常會在SIPOC圖中對輸出產品或服務的要求予以明確，例如質量標準或服務標準。輸出也可能是多樣的，但分析核心業務過程時必須強調主要輸出甚至有時只選擇一種輸出，判斷依據就是哪種輸出可以為顧客創造價值。
5 顧客（Customer）：接受產品或服務輸出的人、組織或下一個建設業務過程，不僅指外部顧客，而且包括內部顧客。例如，項目材料采購業務過程的顧客就是內部施工實施過程，而施工實施過程的外部顧客就是業主或總承包商。圖-1為一個典型樁基工程施工過程的過程描述SIPOC圖。
二、建筑企業核心建設過程的敏捷優化目標
建筑企業的敏捷化最終是為了能夠組建（盟主企業）或參與（盟員企業）敏捷動態聯盟從而實現敏捷競爭。敏捷動態聯盟為了快速響應市場機遇，以盟主企業自身的核心能力為基礎，通過選擇外部核心能力伙伴，形成核心能力組合的動態聯盟，以快速度、低成本、個性化地實現客戶價值的整個過程。而企業核心能力就是由各企業的核心業務過程來完成和體現的。核心能力概念回答“能夠做什么”這一基本問題，而核心業務過程概念則回答了“應該怎么做”這一基本問題。從這一點分析，對于項目敏捷動態聯盟的構建應面向機遇，通過配置核心能力對應的核心業務過程來組建。從業務過程的視角看，項目敏捷動態聯盟是業務過程的動態集合體，一個市場機遇需要一個完整的業務過程集合體，實現不同機遇的業務過程也就不盡相同。然而，有些業務（子）過程卻是共同或相似的，如聯盟組建過程、設計、施工等過程。因此，建筑企業的核心建設過程優化目標就是為了更好地迎合敏捷動態聯盟的敏捷競爭要求。
（一）顧客導向，以提高顧客滿意度
顧客是指接受輸出的人、組織或下一個業務過程，以顧客為導向，意味著企業在判斷過程的績效時，是站在顧客的角度考慮問題。
（二）在敏捷思想指導下，將建設過程敏捷化
在建設過程優化以提高過程績效的同時，也要更關注于企業核心建設過程對變化多端的外部不確定性的反應，提高敏捷應變能力。
（三）在精益思想指導下，將建設過程精益化
精益的思想主要是減少浪費，精簡環節，特別是對那些不創造價值的環節，予以簡化或消除，這與過程優化和過程再造的思想相統一。精益思想的另一個指導原則就是盡力將過程中需要響應需求而變化的環節延后，即使決策點盡量靠近需要進行決策的地方。精益建設遵循的是拉動式控制體系，計劃的實施采用最后計劃者體系。因此，建設過程的實施一定要與最后計劃者體系緊密聯系，所有的建設過程實施進度都要按照下一道建設過程或環節需求發出的指令來確定本建設過程進度和數量。
（四）重視信息技術的應用，盡力將建設過程各環節信息化
建設過程信息化包括在建設過程中所形成的文檔如設計圖紙、變更、索賠、質量、進度、投資、合同、機械設備、建筑材料以及供應商、分包商和建設中的技術創新等信息。建設過程的信息化，使得建設過程各個環節的工作更加規范、高效，減少人為因素的控制與影響，同時也能提高建設過程產品或服務的質量，提高工作效率，實現項目建設的敏捷。
（五）堅持“以人為本”原則，創建高效的建設過程團隊
實現以核心建設過程為中心的轉變，意味著企業要依靠核心建設過程團隊來滿足顧客需求，實現企業目標。團隊目標的實現與每一位成員的利益密切相關，因此要在團隊中充分發揮每個人的主觀能動性。
三、建筑企業核心建設過程的敏捷優化措施
對業務過程進行優化管理的重點在于消除非增值活動、調整核心建設過程的活動、使建設過程更具敏捷性，最終確保為客戶增加價值。
（一）建設過程虛擬化、信息化
虛擬施工（Virtual Construction），是實際施工過程在計算機上的虛擬實現。它采用虛擬現實和結構仿真等技術，在高性能計算機等設備的支持下，在計算機上群組協同工作，對施工活動中的人、財、物、信息流動過程進行全面的仿真再現，以發現施工中可能出現的問題，以便在實際投資、設計或施工活動之前就采取預防措施，從而達到項目的可控性，并降低成本、縮短工期、減少風險，增強施工過程中的決策、優化與控制能力。在虛擬施工中，重點關注各建設過程的交接界面的虛擬，將建設過程的S（Supplier）、I（Input）、O（Output）及C（Customer）進行準確描述，明確建設過程的輸入材料、質量技術要求以及交付成果的質量技術目標和相應的接收者。
王要武（2008）利用4D CAD技術（三維立體+時間維）虛擬某高層建筑的可視化環境施工過程，清晰地顯示各個施工過程在不同時間的流動情況，以及施工過程之間所發生的空間沖突。針對識別出的空間沖突，工程管理人員通過調整施工過程的流向或者勞動力效率，可以消除相應的空間沖突，提高進度計劃的可執行能力。
各建筑企業應將核心建設過程進行虛擬仿真，在參與動態聯盟時，與動態聯盟盟主的總建設項目實施過程進行嵌合，從而明確建設過程的各類信息。
（二）消除、簡化
消除簡化的重點對象是建設過程運作中所有沒有必要的非增值作業活動。那么怎么判斷作業活動是增值的還是非增值的？如邁克爾·波特所說，顧客愿意付費的就是增值的。我們仔細分析一些企業會發現許多非增值活動，而這些非增值活動往往是由于企業長期的管理方式、工作習慣演變而來的。在職能分割的情況下，每人只會對自己的個人和組織績效負責，無人看到大量浪費的存在。
按照精益思想的要求，消除浪費是精益思想的第一要素，最終是要節約成本。在精益生產中，Womack和Jones（1996）定義了七種浪費現象（見表-1），如等待、運輸、存貨等等，而這些浪費情況在建筑業中也是普遍存在的。低效率和低效益是世界各國的建筑行業中普遍存在的一個問題。雖然建筑業的情況要比制造業復雜的多，但是對于浪費的情況，在建筑業和制造業中卻有類似的體現。
（三）采納末位計劃系統（Last Planner System，LPS）
Ballard和Howell（2003）提出的末位計劃系統（LastPlanner System，LPS）是精益生產（Lean Production）重要思想原則之一。精益建造將建筑施工看成一個復雜動態的過程，強調權力下放，計劃應基于現場條件制定，并且計劃周期以短為宜。在這種計劃系統內下一周期（通常為一周）工作所需資源計劃由工作流末位人員（通常是現場管理人員如工長、班組長等）制定，計劃自下而上匯總。LPS的另一種思想就是自后而前的計劃，每一道施工工序都要嚴格按照后一道工序所需的工作量與計劃向前一道工序提出要求，包括施工人員、機械設備、施工材料等。這是一種逆向流程的方法，可以避免不必要的浪費。
LPS不僅適應于施工現場某一施工過程內部的計劃及執行，也適應于承包商乃至總承包商在制定了總計劃之后所制定短期計劃。這種短期計劃應該是從下往上、自后而前的一種計劃系統，必須從施工現場、操作第一線的工作人員開始，從最后一道工序開始制定，上一級計劃根據下一級計劃、前面的計劃要根據后序的計劃來制定和調整。
（四）應用延遲策略（Postponement）
延遲策略就是企業將制造、組裝、包裝、商標或其他增值活動推遲至接到客戶訂單后才立即進行。一旦接到客戶訂單，企業要以最快的速度完成產品的差異化過程與交付過程，以不變應萬變，從而縮短產品的交貨提前期，并降低供應鏈運作的不確定性，提高企業競爭能力。延遲策略是實施面向大規模定制（Mass Customization，MC）供應鏈的主要手段。MC是以大批量的生產效率滿足不同客戶個性化需求的生產模式。
在建筑施工過程中，應用延遲策略基本思想是：將每一建筑施工過程的工作活動分為通用化階段與差異化階段，建筑施工過程事先只完成中間產品或可模塊化的構、部件施工，盡可能延遲構、部件差異化的工作，待下一道工序建筑施工過程或最終的業主需求對構、部件外觀、功能、技術、質量和數量等具體要求確定后才完成構、部件的差異化工作（參見圖-2）。在實施延遲策略時，存在一個顧客定單分離點（Customer Order Decoupling Point，CODP），即差異化分離點，差異化分離點的確定以及延遲時間是十分關鍵的，它影響著構、部件供應結構、施工過程、時間和成本及對后序施工過程的響應速度。
在建筑構部件供應的建設過程中可以應用延時策略，如門窗制作安裝、預制混凝土構件的制作安裝等。在商品混凝土的供應過程中，可以將客戶的特殊需求，如添加制劑等工作盡量延遲到客戶確定訂單甚至施工現場即時需求量。如劉曙（2008）介紹了在CCTV主樓懸臂部分延遲構件安裝方法，建筑施工中采用了結構仿真技術，以確定延遲構件加固部分的安裝和拆除時間。
