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篇1
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
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前言
能源是社会发展的重要物质基础, 对经济社会发展产生了至关重要的影响。改革开放三十年进程，我国实现了飞速发展，能耗问题也日益显著。在众多能源消耗中建筑能耗总量庞大，成为可持续发展建设进程中一类不容忽视的重要问题。较多行业专家逐步对建筑能耗问题引起关注，并探究有效的节能技术策略。建筑产品不同于其它产品，具有生产建设周期长，工艺技术复杂，变更影响因素较多等特点。建筑工程的设计施工环节需要应用有效的节能措施，做好充足的前期准备，进行综合比选分析，应用节能环保材料，方能创设节能效益，降低能耗损失，实现可持续的全面发展。
建筑工程施工建设中，由于工程结构体系复杂，同时具有一定不可逆性，因此进行节能降耗管控，可由其外墙施工、屋面建设以及门窗通风等部位入手，提升维护结构整体密闭水平，优化其热阻标准。
充分完善建设施工准备
为实现节能降耗目标，施工企业要认真贯彻落实建筑节能设计标准，施工人员应全面明晰建筑节能的核心重要性，进而贯彻节能施工意识。同时依据工程设计图纸，参照建筑工程施工建设的现场状况，编制合理科学的施工方案，优化建筑节能管控体系。基于质量目标，做好施工工序管控、调节管理，确保施工建设方案计划的顺利完成。其次应做好技术交底，要求施工人员全面了解建筑工程特征，领会规划建设意图，以及掌握施工应用工艺技术。要创建完善健全的责任管理体制，强化管理监督，确保节能施工建设的高效开展。要遵循施工技术标准规范，做好管理检验。同时要激励员工积极性，提升其主观能动意识，强化岗位责任心，树立高度的责任感与使命感。最后在节能管理施工的基础上要衡量建筑工程效益，做到经济、环保、节能、优质、安全建设的统筹兼顾。要结合实际情况，因地制宜，在能力范畴下做好节能施工，不能一味地追求节能导致工程投建成本的增加。要做好可行性研究分析，衡量节能管控手段方式合理性、必要性，进而提升综合施工建设效能。
优化墙体节能建筑施工
建筑工程墙体保温是建筑节能施工的关键环节。实践过程中应确保选用隔热保温材料的总体厚度满足设计要求。针对空心砖建设的承重墙，应利用整砖平砌施工方式，不应将空心砖凿破。倘若整砖数量有限，则可应用实心砖做外砌处理。建筑保温板与基层以及工程构造层的处理连接应确保可靠牢固，不应出现脱层或者开裂问题。如果预埋件以及管道处理需要进行墙体洞口的预留，则不应采用水泥砂浆材料进行填补，应选择应用实心砖进行砌筑施工。另外应确保砌块墙体整体施工处理质量，保护砌块稳定性、整体性，其灰缝具备良好的饱满度，完善粉块的连接处理，并做好变形协调。加强施工环节的严格管控，做好隐蔽建筑工程的全面核查，并细化登记验收记录。对于保温砂浆应确保其通过质检核查验收。完成屋面防水施工处理后，同工程墙体连接的门窗框以及各类管线，应确保处理施工对保温层不造成影响。要控制施工场所环境温度高于五度，在炎热夏季进行施工则应注重做好养护以及保湿管理。
完善建筑工程门窗安装处理
为确保建筑门窗符合节能设计标准，在施工安装阶段要确保门窗框同工程墙体实现弹性相连。要采用密封胶进行嵌填处理，确保不存在缝隙。同时位于框以及推拉窗相应的轨道与槽位置应进行良好的密封，预防形成渗水以及漏气问题。倘若缝隙较大，则可应用密封膏进行挤注密封。处理过程中要进行接缝位置的有效清理，将灰尘以及杂物全面去除，确保作业施工对象具有良好的整洁度。同时，门窗框以及建筑工程的墙体、梁柱交接方位应利用水泥砂浆做好封堵处理。倘若建筑门窗位于室外一侧，要参照外装修处理方式进行施工。针对存在变形状况以及包含较大缝隙，没有严实密封的建筑门窗，不应上墙施工，应做好各个框角平整垂直性的校验核查，确保其优质完善。
5、科学应用照明配电节能施工技术
建筑节能施工进程中，要符合现代工程建筑整体应用功能。照明的色彩、亮度以及显色要符合空间舒适、光度适宜、环境卫生、通道顺畅的要求。同时对于特殊方位的电气设备耗电与施工工艺标准，应严格遵循。建筑工程照明配电节能施工技术的应用，可促进电能消耗的有效节约。首先可拨除导线之前绝缘皮，而后插到盘圈之中进行压实处理，并完成可靠绑扎，确保其表面平滑。同时，应选用高效可靠优质的光源。要限制应用卤素以及白炽灯照明装置，选择镇流器应符合节能标准，创建照明管控调节处理系统，使光源应用寿命合理延长。进行公共场所以及建筑通道位置照明系统施工设计时，应依据天然光进行开关灯调控。安装阶段中灯具相线应通过开关调节，灯具处理安装应确保端正可靠，位置合理。要实现变电所方位的合理布设，使其同负荷中心有效靠近。同时应减少低压配电总线的长度，进而控制线路耗损。进行变压器选择时应进行全寿命经济对比研究，保证在合理期限内收回成本。要科学选择装配高效优质电动机，提升负载效率，并可扩充配电线总体截面积，抑制线路损耗。
6、做好屋面保温建筑施工
一般来讲，为使建筑室内温度符合应用功能，达到节能标准，可在施工建设中装设导热系数较低、密度较小且吸水性能有限的保温施工材料至屋面。可应用正铺法进行处理，该类方式由屋面之上直至下方防水层，进行保温施工材料的铺设施工。该材料种类繁多，应秉承节能环保的目标。为有效保护防水层，还可应用反铺施工方式，为工程后续的维修养护处理提供便利。
另外可应用新型保温技术产品，例如创新粘贴施工工艺，或进行内置保温层的处理，做好平薄板等防护层的科学施工建设。
7、结语
总之，建筑工程施工进程中树立建筑节能意识，应用科学节能施工工艺尤为重要。我们只有针对建筑工程特征和应用需求，制定科学有效的施工建设策略，方能提升建设水平，节能降耗，优化施工质量，创设显著效益，建设出节能环保精品优质的建筑工程。
篇3
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)
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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：
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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。超级秘书网
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。
3、开展积极有效的宣传引导工作
建筑节能政策要取得理想的实施效果，重在宣传引导。不但政府职能部门对节能政策的推行不遗余力，而且有关企业也应加入到宣传节能政策的行列。政府职能部门应免费对社会公众提供节能政策咨询、进行节能知识宣传和相关培训，以及进行节能技术、产品的展示、讲解等方面做大量的工作。力争实现多方参与节能政策的宣传引导，大大提高人们的节能意识和对节能知识、技术的认知、把握能力，从而使节能政策得到有力的贯彻实施。
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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。
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1甘肃地区的气候特点
甘肃在地理位置上位于我国西北地区，干旱、寒冷是其最明显的自然特征，高原、盆地在地形上占主要部分，地域宽广，房屋建筑规模巨大。
甘肃地域辽阔，介于北纬32°11′～42°57′、东经92°13′～108°46′之间。日照时数每年平均为1700～3300h，自东南逐渐向西北方向增多。在河西走廊地区每年的日照时数能达到2800～3300h，是甘肃地区日照时数最多的区域;陇南地区为1800～2300h，是甘肃地区日照时数最少的区域。因此，在甘肃地区应用太阳能系统采暖、提供热水等前景非常乐观。
2 节能优化的具体应用
2.1 规划布局优化
整体规划布局设计是建筑节能着手的第一步。总的设计原则是：建筑物尽量布置在地势平坦的地方，避免布置在凹地时由于冬季冷气流在凹地里形成影响建筑物的“霜洞”效应。一般情况下将建筑物宜布置在向阳坡上，且在朝阳方向最好没有遮挡。在冬季主要房间朝南能得到较多的太阳辐射，同时避开冬季的主要风向，以减少冷渗透通过建筑围护结构进入室内。
一幢建筑物位于北纬35°，在冬季和夏季一天中分别在不同方位上所得到的太阳辐射能大小如表1所示。如果把太阳辐射能在水平面上定为1，则南立面上的辐射能在冬季为1.58，夏季仅为水平面的0.12。因此，在设计太阳能系统时，为了获取尽可能多的太阳辐射热，应充分利用建筑物南向墙体。
表1 某建筑物（北纬35°）各朝向太阳辐射（参照水平面）[1]
[建筑物的朝向＼&冬（1月21日）＼&夏（7月21日）＼&东立面
西立面
南立面
北立面
水平面＼&0.39
0.39
1.58
1＼&0.36
0.36
0.12
0.06
1＼&]
2.2 建筑物平面及立面优化
平面及立面设计是建筑物设计的不可缺少的组成部分，平面设计除了要满足在冬季能使主要房间直接获取大量的太阳辐射热量，还要满足夏季自然通风。同时采用自然采光来减少人工照明，降低能耗。
平面布局中各个功能不同的房间对温度要求也不同。如卧室、客厅等，属于主要房间，对温度要求相对较{，一般情况下应考虑布置在南向区域的位置，以获取较多太阳能。如厨房、储藏间等辅助房间，可考虑布置在建筑物的北侧。合理的布局是直接获取太阳辐射能多少的关键。对于布置在建筑北向的房间，室温要求低还可以成为南侧各个房间热量散失的一个屏障。
影响建筑物耗热量的一个主要指标是体形系数。在建筑物其他围护结构一定的条件下，耗热量指标随着体形系数成直线上升趋势。在设计中，一方面做到使建筑物的体形系数小于0.35，避免多层或点式建筑;另一方面在建筑的外观设计上尽可能做到减少凹凸面，即减少与大气接触的面积，从而减小体形系数。但是，从建筑设计的角度来讲，建筑形式的多样化又是建筑设计追求的元素之一。此外，也不能因为减小体形系数而将所有住宅都建成统一的“方块”形状，导致了既要满足建筑节能，又要完美建筑体形设计两者之间相互对立的矛盾。根据规范《采暖居住建筑节能设计标准DB62/T25-3033-2006》[2]，规定寒冷地区建筑物的体形系数宜小于0.3。
2.3 建筑物围护结构优化
2.3.1 外墙保温隔热设计
实践调查发现，如今农村建筑几乎没有任何的保温措施。长期以来采用普通的一种材料砌筑。不可避免的结果就是墙体的导热系数超过节能规范的要求。因此，避免采用单一材料砌筑的墙体，可以采用复合墙体。如改用城市建筑采用的承重材料与{效保温材料（如聚苯板、 岩棉板等）结合，在节能效果上会好很多。建筑物结构组成中墙体占比较多的部分，夏季由于室外气温高，室内通过建筑外墙体吸收热量，可占建筑总吸收热量的30%左右;相反，冬季室外气温低，室内的热量通过外墙向室外散失，大约占到建筑总损失热量的20%左右[3]。因此，做好外墙保温措施至关重要。
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图1 外墙保温做法
除了墙体自身的材料，保温材料的选择也很关键。当蓄热系数大的材料层设置在室内侧时，可使室内蓄存较多的热量，房间的热稳定性也好。因此，在保温措施中采用外保温优于内保温。如图1为一外墙外贴聚苯板保温材料图，外墙选用粘土砖砌体（导热系数在0.7～0.8W/（m・K））范围内。根据规范《采暖居住建筑节能设计标准DB62/T25-3033-2006》，按照下列公式计算保温层材料的最小保温厚度。
<D：＼123456＼中小企业管理与科技・下旬刊201511＼1-297＼95-公.jpg> （1）
式中：K――围护结构传热系数[W/（m2・K）];
R0――围护结构传热阻[（m2・K）/W];
an、aw――围护结构内表面、外表面的换热系数[W/（m2・K）];
R、Rw――围护结构内表面、外表面的传热阻[（m2・K）/W];
δi――围护结构各层的厚度（m）;
λi――围护结构各层材料的导热系数[W/（m・k）]。
2.3.2 门窗节能设计
门窗是围护结构中绝热性能最差的部位。通过门窗的能耗约为墙体的4倍，约占围护结构总能耗的40%～50%[4]。
外窗在建筑物的构造组成当中占有非常重要的位置，通过外窗可以直接获取太阳能，同时也可将室内热量散失到室外，变成失热部位。但是在冬季我们希望外窗有较{的太阳能透过率，同时满足节能保温隔热功能和气密性要求;夏季室内需要凉爽，所以希望较少的太阳辐射进入室内。因此，除了选用厚度小、透过性{的玻璃外，还应使外窗具有良好的遮阳措施。其次，要求窗框应采用传热系数较低的型材，且气密性好。门窗节能效果是否良好，关键还要看其气密性。节能建筑要求对于多层建筑门窗气密性按照《建筑外窗气密性能分级及检测方法》[5]规定执行。
冬季，冷风通过外门侵入也是建筑物失热的一个主要途径。因此，在建筑的主要出入口需设置门斗。门斗的形式也很多，有凹式、凸式或端角式。图2为门斗图。
<D：＼123456＼中小企业管理与科技・下旬刊201511＼1-297＼95-2.jpg><D：＼123456＼中小企业管理与科技・下旬刊201511＼1-297＼95-2.jpg>
图2 门斗图样 图3 屋面保温做法
遮阳的目的在于隔断直射阳光透过窗户进入室内。高效率的控制调节太阳光和太阳辐射热取决于良好的遮阳措施。遮阳措施较好的建筑可获得10%～20%节能效益，而用于遮阳的投资不足2%[6]。
2.3.3 屋面、地面保温节能设计
建筑物围护结构的保温节能还包括屋面的节能保温。屋面保温材料选用要求导热系数低、材料轻便、机械强度{、成本低廉、不吸水、施工简单。此外，还可以增加设置架空通风屋面增强保温。保温层厚度计算方法同（1）公式。这里介绍一种常用做法，如图3所示。
地面热量散失最大的区域是从外墙内侧起2m范围内，所以这些区域的地面也是保温节能的重点部位。另外，挑出楼板由于直接与室外空气接触，不采暖地下室的顶板等，均需做保温。
保温地面的第一种方法，可采用150mm厚2：8白灰焦渣或者干炉渣进行保温。这种方法结构简单、经济、施工方便。第二种方法是采用低温地板辐射采暖系统，这也是一种地面保温很好的节能措施。
3 结语
本文结合甘肃地区的地理特征及气候特点，分别从建筑规划布局优化、建筑平、立面设计优化、建筑围护结构节能优化几个方面出发，阐述甘肃农村建筑应用太阳能技术在节能优化方面的具体措施。
参考文献：
[1]周振.太阳房优化设计及模拟分析[D].北京：北京建筑工程学院，2008，35-38.
[2]甘肃省工程建设地方标准DB62/T25-3033-2006.采暖居住建筑节能设计标准[S].兰州，2006：35.
[3]丁国华.太阳能建筑一体化研究、应用及实例[M].北京：中国建筑工业出版社，2007：31.
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1.1阐释建筑节能优化设计理念
建筑设计跨度很大，涉及到很多领域与专业的知识，是一个复合体。建筑节能设计的优化设计主要针对的是建筑性能及建筑结构的规划与设计。建筑师在方案设计中主要对建筑的朝向、方位和体型等进行优化设计，在此过程中还必须优化建筑材料，对建筑的户墙、玻璃、窗框、屋面、楼板和外墙的设计等进行严格的优化和量化。以此来提高建筑设备能效，尽可能减少能源消耗。
1.2 对建筑节能设计体系进行优化和创新的重要性
由于城市化建设进程速度不断提高，导致我国建筑能耗不断上涨，我国能耗总量的47％左右是建筑行业的能耗。我国每年以21亿 的速度新建的建筑中属于高能耗建筑的达到90％以上。2007年，发改委的统计数据表明，我国每年的新建建筑中只有7％属于节能建筑，形势相当严峻。
我国节能技术水平较低，建筑能耗居高不下，我们必须利用新的节能理念对建筑进行优化设计。通过对建筑节能设计体系的优化和创新努力寻求经济发展和能源保证的最优结合点，促使建筑能耗处于最佳经济状态，这是建筑行业发展的大方向。
2.建筑节能的优化和创新思路的优化体现
2.1墙体节能设计
墙体节能主要有墙体自保温、外墙内保温和外墙外保温三种技术。
2.1.1墙体自保温
墙体自保温是一种建筑墙体保温隔热技术，通过对节能型墙体材料及配套砂浆的使用，使墙体的热工性能等物理性能指标符合相应标准。墙体自保温适合应用在框架结构建筑中，它具有安全性能好、工序简单、施工方便、可与建筑物同寿命和便于维修改造等优点。
2.1.2 外墙内保温
外墙内保温是在外墙结构的内部加做保温层的建筑墙体保温隔热技术。大城市民用建筑保温工程不适合采用外墙内保温浆体材料。外墙内保温具有造价相对较低，受气候影响小，外饰面自由度大，施工较简单和技术成熟等优点。
2.1.3 外墙外保温
外墙外保温是一种建筑墙体保温隔热技术，通过在外墙主体结构外侧添置高效保温材料达到保温隔热效果。外墙外保温是目前大力推广的一种保温节能技术，具有不占室内使用面积，保护主体结构，不影响室内装修，保温隔热性能优良，综合经济效益高等优点。
2.2 采用太阳能技术
太阳能属于一种可再生能源，具有清洁、成本低、能源质量高、无地域限制和储量巨大等优点，属于首选的节能技术。我国具有丰富的太阳能资源，太阳能建筑的技术应用包括了主动应用、被动应用和综合应用等多种途径。
2.2.1 太阳能光热技术
太阳能光热技术利用最成功的领域是太阳能热水器，太阳能热水器以每个家庭独立分散安装的方式普遍存在，这种使用和安装方式对其外观和性能造成很大影响，没有使建筑与太阳能热水器形成完美结合。所以，在建筑中对太阳能热水器进行统一设计和统一安装是很必要的，既美观又节省材料。
2.2.2 太阳能采暖技术
建筑物采用太阳能采暖的方式分为主动式太阳能采暖系统和被动式太阳能采暖系统。主动式太阳能采暖系统使用常规能源，利用动力系统（如风机和水泵等）将热空气和热水等通过太阳能集热器传送到采暖房间或储热器内，通过控制系统中的每个部分使室温达到需要的范围。被动式太阳能采暖系统是最简单的采暖方式，通过合理布置建筑的朝向和周围环境并选用恰当的结构构造和建筑材料，在寒冷的时候，建筑物通过充分利用太阳能达到采暖的目的。
2.2.3 太阳能空调技术
太阳能空调有两种实现方式：一种是利用太阳能的热能驱动进行制冷；另一种在实现光――电转换的前提下，利用常规的电力驱动制冷剂进行制冷。
2.3 采用纳米透明隔热涂料
纳米透明隔热涂料是出现不久的高科技产品，它既有较好的隔热效果又能使玻璃保持高透光性。纳米透明隔热涂料可以在各类建筑物的玻璃上进行刷涂和喷涂。在冬季，隔热涂膜的特殊金属膜呈透明型，在引进可视光的同时使长波长的暖气在室内反射，约90％的室内暖气都不会外流。在夏季，纳米透热隔热涂料在保证透光率达到70％的同时还能把65％的太阳能辐射隔离在室外，使室内温度比室外温度低4℃-7℃。
3.现阶段阻碍建筑节能优化设计的相关因素
3.1 主管部门对建筑节能设计监督不够
建筑节能设计属于系统性设计问题，只有进行准确化和定量化才能真正实现建筑技能设计体系的优化和创新。然而，主观部门对设计节能成果缺乏必要的评价和考核，同时对建筑设计方案节能方面缺乏系统的审查要求。
3.2 建筑内部设备用能设计不合理
建筑设计应尽量体现人性化的设计理念，然而，现在很多建筑内部环境设计缺乏对周围环境的协调和人的感受的顾及，只是一味要求高标准，忽略了建筑设计时的节能标准，造成能效低、能耗多、舒适感差的后果，是对建筑节能设计进行优化和创新的障碍。
4.优化与创新建筑节能设计体系的措施
1)提高建筑师的节能设计意识。建筑师在建筑行业中处于举足轻重的地位，只有从建筑师开始在建筑中注入节能理念，才能保证建筑节能设计体系的优化和创新顺利进行。
2)提高建筑空间设计的合理性。合理的空间设计可以改善建筑物内部的通风、保温和采光等微气候条件，实现节能减排目标。
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如今，如何将环境问题进行缓解以及控制是当前相关工作人员最为关注的话题，对于各项工程的建设，从一方面带去了技术的提升外，从自然环境所受到的影响上来看，产生了很多负面影响，因而为了能够更好的解决这一项问题，在工程建设中各国都希望能够做到环境保护以及实现资源效率应用的目标，保证能够实现与自然环境的协调发展，在这种大环境下，建筑行业要实现进一步发展和提升，就需要从绿色节能技术上进行研究。
1居住建筑节能的必要性
1.1符合国家的发展形势
建筑节能也即是不仅能够对人们日常的生产生活进行支撑，同时还能够满足人们对自然环境的要求，最大限度的减少对周围环境以及能源的浪费，将建筑工程施工中对于自然环境的破坏降到最低，因而在发展背景下，节能技术的应用获得了相关技术人员的关注，这项技术不能够实现对资源的浪费，同时还能够将建筑环保性能进行提升，让建筑企业以及业主不仅能够获得经济利益，还能够收获社会效益。
1.2为新型建设带来了发展的新空间
如今低碳经济发展十分迅速，人们都对节能的理念有所关注，这也是我国实现可持续发展的一项重要内容，经济的发展带动了人们物质生活的享受，同时对精神需求世界的满足成了一个重要目标，因而这对于节能理念的推广和应用提供了重要的发展空间，这对于我国实现居住建筑节能是一个重要的发展基础，因此相关企业要积极的应用节能技术，使其能够适应新建筑模式的生态环境。
2居住建筑节能设计的实施措施
2.1大力开发利用清洁能源
如今社会的发展和建设中，积极的应用可再生能源以及清洁能源是主要的发展目标，对于一些居住型的建筑工程来说，能够将太阳能技术以及风能技术更好的应用于其中，在一些民用的住宅小区中，通过太阳能发电系统的应用，将太阳能电池进行储蓄，将太阳能经过转化，形成电能放在电池中，晚间如果有用电需求就可以使用，这项技术的应用不仅能够降低对于煤炭资源的浪费，同时也能够将相关资源的浪费程度降到最低。对于情节能源的使用，主要是一些装备安装中，要保证技术水平实现准确的安装，实现用户的用电以及相关需求。
2.2围护结构的建筑设计
居住建筑中对于围护结构的设计和应用中更多的是体现在保温上，尤其是对于一些北方居民来说，好的保温设计工作能够更好的实现节能目标。在设计中如果相关人员对于保温材料没有进行合理的选择，对材料的相关使用标准和规范不明确，那么在后期应用中就无法实现准确的利用。对于施工方来说，要严格的根据建筑节能设计图纸进行施工，在对居住建筑中屋面进行保温中，材料的应用中可以选择聚苯板，对于厚度进行计算，实际的施工效果是限制的1.5倍，对施工人员要加强对安装技术能力的提升，对安装过程进行管理和控制，保证建筑保温工作的顺利完成。
2.3增加建筑周围的绿化面积
建筑工程中除了上面两个方面能够实现更好的节能效果外，对周围环境实现绿化也是一项重要内容，如果绿化环境能够更好的设置，就能够实现对空气中的一些噪声以及粉尘类污染进行降低，同时对于周围的控制中湿度能够起到很好的调节作用，对生态环境形成进一步的优化效果，另外设计过程中，相关人员可以通过小区的规划面积以及整体结构来对绿化工作进行设置，形成美观的外部条件，让建筑内部以及外部的温度以及湿度达到平衡的状态，对于人们的居住舒适度也能够很大程度提升，因此在节能设计功能工作中，要积极的建设绿化方案，创造良好的居住环境。
2.4实现自然通风
在对居住建筑进行节能相关设计工作前期，对于土地资源要进行规划和管理，对于建筑之间的距离要进行拉大，这样能够保证拥有充足的自然通风效率，另外还可以通过这种方式让建筑空间内部与空气实现交换，降低建筑中室内的温度，从而降低室内因为要降低温度所要消耗的各项能源，另外设计人员在设计中对建筑物的朝向也是要有所考虑的，要想实现更好的通风效果，在设计中要根据夏季的风向要对其进行调节，根据北大南小、北高南低的原则对通风设计工作进行排列，这样不仅能够让建筑内部与自然风之间形成共享，还能够在处于建筑背面的建筑形成高效的“风障”，这样夏季居住建筑就能够通过南风来更好的进行调节和通畅，而冬季还可以对冷空气进行阻挡，提升保温性能。最后，设计人员还要尽可能的减少封闭式的建筑组合设计，要保证居住建筑群内所设风道的畅通性，在针对入风口与出风口进行设计时要按照当地的主导风向来完成，让建筑群内的空气得到更好的流通。总之，伴随着经济的发展和社会水平的提升，人们对于居住建筑中应用节能技术有了更高的认识程度，这对于之后将人类社会带入到环境和低碳生活中起到了推广和促进作用，因此相关建筑企业要适应当代各项技术的发展潮流，对节能技术进行充分应用和提升，结合先进的节能管理理念，最大限度的提升技术水平，保证节能发展大目标的实现，保证我国社会的整体发展壮大。
参考文献：
[1]刘存发.居住建筑节能设计有关问题的探讨[J].建筑知识,2014,02:128.
篇10
我国的污染已经引起全球的关注，资源消耗坦是最多的，为了继续走可持续发展的道路，建筑管理和能源匹配的问题成了目前重点研究的问题。建筑行业一直以来都是需要依靠各种资源来发展的一个行业，随着越来越多的资源消耗浪费，人们逐渐意识到对资源的节省，但是效果是不明显的。为了追求更快速的效果，避免出现浪费过量消耗问题，建筑管理与能源匹配的研究日渐提上日程。我国已根据实际晴况，结合建筑行业发展实晴对建筑管理纤日能源匹酉撇出了一系列的研究。
1、建筑节能工程管理的特征
1.1 管理对象的动态性
目前，由于我国建筑节能工程管理的控制问题越来越突出，传统的建筑节能工程管理方式已经无法满足现代化建筑节能工程发展的需要。建筑工程施工单位只有拥有良好的建筑节能工程管理控制的水平，才能保证建筑工程施工单位具有较好的效益和信誉。同时，建筑工程也是我国经济快速和稳定发展的物质基础。由于建筑节能工程管理不仅会影响人们的日常生活，还会影响建筑工程施工的质量。因此，为了较好地提高人们的生活水平，并且确保建筑节能工程管理的质量，采用有效的建筑节能工程管理控制的措施显得至关重要。由于建筑节能工程管理受到的外界环境影响较大，使得建筑节能工程管理的控制存在很大的波动，因此，建筑节能工程管理控制的对象具有动态性的特点。同时，我国建筑节能工程管理的相关法律法规还不够健全，并且我国很多地方的建筑工程施工单位对房屋建筑施工管理也不到位，这样就使得建筑节能工程管理具有较强的动态性。
1.2 管理目标的综合性
为了更加严格地提高建筑节能工程管理的质量，需要从建筑节能工程管理中的多个角度进行考虑。同时，由于我国建筑工程施工过程中的设施并不是非常完善，很多地区的建筑节能工程管理控制水平并没有达到相关的要求，因而对建筑工程施工进行系统化的建筑节能工程管理控制很有必要。因此，为了更好地提高建筑节能工程管理控制的水平，需要对基础建筑工程施工进行综合性管理。
1.3 管理行为的专业性
为了确保建筑节能工程管理控制工作的顺利进行，建筑节能工程管理一定要严格按照相关的标准进行，因而要求建筑节能工程管理行为的专业化和科学化。由于建筑工程施工过程中是一种基础产业的建设更加要求配置专业化的质量管理人员，提高建筑节能工程管理控制水平。尤其是对于很多建筑工程施工单位来说，实现对建筑节能工程管理的专业性是提高我国建筑节能工程管理水平的重大举措。
2、如何优化建筑节能技术
2.1 门窗节能技术的应用
门窗作为建筑中不可或缺的一部分，具有促进空气流通，加强采光以及对建筑物起到围护等非常重要的作用。同时，门窗也是建筑中能量最易损失的部分。门窗造成的能量损失主要体现在：门窗的框扇和玻璃造成的传导上的能量损失，辐射热损失，隙缝带来的能力损失等等。当下，门窗节能技术的处理方式有加强门窗材料的保温及隔热的能力，加强门窗封闭性，合理配置建筑物每个朝向的窗墙比，设置恰当的遮阳系统。门窗节能的技术应用当中，较为有效果的一是窗框型材材料和断面型式的选择，而是玻璃的选择。门窗的材料众多，且近年来节能材料发展迅速，技术含量都比较高，有塑木复合型材、铝合金断热型材、钢塑整体挤出型材、铝木复合型材和UPVC塑料型材等，其中属UPVC塑料型材应用最广。UPVC塑料型材由硬质聚氯乙烯高分子的原料制成，生产中污染低，能量消耗较少，且导热系数小，密封性佳，故而保温隔热的效果不错。UPVC塑料门窗目前在西方发达国家已被广泛使用，尤其在德国，大约占到一半的比例。为避免因门窗玻璃造成的能耗量大的现象，目前通过高科技技术的运用，加工制成了诸如中空玻璃，高强度LOW2E防火玻璃（低辐射镀膜防火玻璃）、镀膜玻璃（包括反射玻璃、吸热玻璃），磁控真空溅射方法镀制含金属银层的玻璃和智能玻璃等。智能玻璃可以根据外界光感的不同进行不同的反应，分为两种智能玻璃。一种是光致变色的玻璃，当有光进行照射，玻璃感光自动变暗，使光线减少穿透力，当光的照射停止时，玻璃又恢复透亮，使光线容易穿透。还有一种是电致变色玻璃，两篇玻璃之上进行导电膜和变色物质的镀化，借助电压的调节，使其变色物质发生变色反应，调节照射进来的光线，从而起到节能的作用。目前电致变色玻璃的生产造价太高，实际的应用还比较困难。
2.2 围护结构的科学设置
建筑围护结构组成部件（屋顶、墙、地基、隔热材料、密封材料、门和窗、遮阳设施）的设计对建筑能耗、环境性能、室内空气质量与用户所处的视觉和热舒适环境有根本的影响。一般增大围护结构的费用仅为总投资的3%～6%，而节能却可达20%～40%。通过改善建筑物围护结构的热工性能，在夏季可减少室外热量传入室内，在冬季可减少室内热量的流失，使建筑热环境得以改善，从而减少建筑冷、热消耗。围护栏结构在建筑工程中也是一项较为重要的部分，从当前我国的建筑行业来看，粘土砖有广泛的利用，它具有容重低、保温隔热性能良好等的特点受到广大施工单位的青睐，使用断桥隔热型材料制作的金属门窗，外墙部分保温技术的合理使用以及对外遮阳系统的科学布置等等，这些技术都可以促进建筑工程中节能控制方法的发展。
2.3 建立健全的建筑节能工程管理体系
一直以来，我国建筑节能工程管理中都存在质量体系不健全的问题，因此，提高建筑节能工程管理水平需要建立健全的建筑节能工程管理体系，一般可以从以下几个方面进行，第一，在进行建筑节能工程管理时，建筑节能工程管理人员有必要到施工现场进行考察，进而了解建筑工程施工的实际情况，这样才能具有针对性的进行建筑节能工程管理。第二，加强对建筑节能工程管理人员的检查，采取有效措施加强约束注册建筑节能工程管理人员的工作，提高建筑节能工程管理的水平，避免不合格的建筑节能工程管理人员从事到实际建筑节能工程管理工作中，从而实现科学化的建筑节能工程管理。第三，制定出合理的责任制度和建筑节能工程管理评价水平的制度，使得建筑节能工程管理人员的水平能够较好地体现出来。因此，只有致力于建筑节能工程管理体系的完善，才能确保整个建筑节能工程管理质量有效的提升。
2.4 提高建筑节能工程管理人员的专业技术水平
目前，建筑工程施工单位应该加强对建筑节能工程管理人员的培训，提高建筑节能工程管理人员的专业技术水平。加强对建筑节能工程管理人员的培训一般包括以下几个方面，第一，加强对建筑节能工程管理人员的教育工作，使得建筑节能工程管理人员对建筑节能工程管理目标有一个明确的认识，从而意识到加强建筑节能工程管理的重要性。第二，加强对建筑节能工程管理人员的培训，不断提高建筑节能工程管理人员的专业技术水平。第三，建筑工程施工单位通建立完善的奖惩机制，激发建筑节能工程管理人员工作的责任心和积极性，从而为整个建筑节能工程管理控制水平的提高奠定了基础。
3、结语
在当前节能理念广泛普及下，建筑工程管理中应用节能控制方法具有客观上的必要性，对于工程施工的进度和节能性是十分有利的，需要施工管理者予以重视，并积极的做好节能控制方法的落实工作。
参考文献：
[1]赵卫山.夏热冬暖地区居住建筑节能全过程管理的研究[D].华南理工大学，2012.
篇11
一、节能改造的背景和意义
随着世界经济的发展，各国能源的消耗量越来越高。全球能源需求量以每年大约2%的速率增长。在马来西亚、新加坡和我国，这一增长速率更高，平均每年都超过5%。而对这些能源的消耗长期资料表明，建筑物能耗能占到总能耗的18%左右。据有关数据显示，截止到2010年，我国既有住房建筑总面积达122亿平方米，占房屋建筑总面积的27%。其中，能耗较高的住宅建筑占到将近85%。而且，建筑能耗约占我国总能耗的26.5%。因此，对既有居住建筑进行节能改造和对节能改造方案的优化设计是具有重大意义的发展作用。
居住建筑为人们提供了赖以生存的物质环境，包括人类必不可少的空间环境、光环境、水环境、气环境等，通过对这些环境的综合，为我们提供了一个完整的物质空间。随着人类社会进步和人们生活水平的提高，人们的居住需求不断趋向舒适化，对住宅物质功能的要求越来越高，经济的发展也激发了人们改善居住环境的欲望，再加上科技的不断进步和节能改造技术的不断成熟使得居住功能的改善和建筑的节能改造成为可能。
二、节能改造的优化方案分析
面对全球能源的日益紧张，世界各国特别是欧美发达国家对节能技术予以了充分重视。近30年来，在建筑节能法规的制定和实施、新型建筑保温材料的开发和应用、建筑节能产品的认证和管理等方面做了很多努力，不但为人类节省了大量的能源，改善了环境，同时取得了可观的经济效益。例如，美国政府通过为各种节能产品制定能效标准，为每个家庭节约了大约200美元，由此带来的社会效益是节能投入费用的1000多倍。
（一）既有居住建筑现有条件分析
1. 既有居住建筑的耐久等级是分为四类。建筑的耐久年限一般在五十年左右。而由于建造年代和建造条件不同，既有居住建筑的现状条件是有很大差异的。根据既有居住建筑的现状条件分析，借鉴建筑的耐久等级，制定节能改造目标和措施，以保证在剩余使用年限内，既有居住建筑具有较好的经济性和节能效果。
2. 既有居住建筑结构类型
现有建筑结构可分为木结构、砌体结构、钢筋混凝土结构和钢结构等。目前，我国的木结构建筑多在山区、林区的房屋建筑中应用，但因木材的生长期太长，我国木材资源十分紧缺，加之木材本身存在着强度低、耐久性差等诸多缺点，在城市中较少出现。砌体结构是由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构。20世纪60年代以来，我国多孔砖代替粘土实心砖，在生产和应用上有较大的发展。混凝土结构中的框架——剪刀墙结构的适用范围很广，10～40层的高层建筑几乎均采用这类结构体系。钢结构居住建筑在我国尚属起步阶段，在楼板形式、经济性和市场可接受程度上，尚有许多待完善之处。因此，全国钢结构居住建筑并没有很大规模。
（二）既有居住建筑节能改造措施实现
对既有居住建筑的节能改造所用的材料是节能材料。节能材料的含义一是这些材料在生产时能源消耗较少，二是在建筑物应用后能产生较好的节能效果。
1. 墙体和屋面的节能建筑材料
在二十一世纪墙体的绿色革命到来之际，我国采用新型墙体材料替代实心粘土砖，真正进入良性的自我循环机制。按有关计划，2005年新型墙材产量占全国墙材总量的35%，2010年为45%，2015年将达到55%左右。
在建筑物的围护结构中，一般采用轻质高效的玻璃棉、岩棉、泡沫塑料等保温材料。在实心砌块墙体中，为了提高墙体的保温性能，在砌块之间的空心通道和空隙中填入膨胀珍珠岩、散状玻璃棉或散状矿物棉等松散绝热保温材料。民用建筑屋顶，在天花板上，一般都要铺设玻璃棉或矿物棉毡、垫或松散的保温棉，有的直接吊装玻璃棉或岩棉等保温材料和装饰贴面复合而成的天花板。
2. 门窗和玻璃的节能建筑材料
塑料门窗是近年来国内发展较快的新型建筑门窗。其主体材料PVC塑料异型材具有良好的绝热性能，因此，和传统的金属门窗相比，塑料门窗有着优良隔热保温性能。有关资料显示，单玻塑料窗的传热系数比单玻铝合金窗低28%；双玻塑料窗的传热系数比双玻铝合金窗低38%。塑料门窗以较小的经济代价获得良好的保温性能的特点得以普遍的使用。
节能玻璃包括太阳能热反射玻璃、低辐射玻璃和多功能镀膜玻璃、中空玻璃等多种类型。例如，太阳能热反射玻璃最大特点是利用镀膜能透过可见光而把起加热作用的远红外光反射到室外，同时吸收的太阳热能被镀膜所隔离，使室内热环境得到控制，降低室内空调负荷和减少设备投资。
（三）节能改造的经济可行性分析
根据民用建筑节能改造工程的资料分析，应根据节能改造措施，选择合适、经济的节能建筑材料，确定合理的节能目标。然后利用节能设计软件PBECA20081.00模拟分析节能改造后建筑的整体节能效果，最终确定出最优的节能建筑改造方案。
结语:既有居住建筑节能改造研究符合建筑可持续发展理念，从长远来说，节能改造可发挥优良的经济效益。现阶段的既有居住建筑节能改造措施包括外墙、屋面、门窗隔热保温系统三个方面内容。当然，这些措施的选择要和经济发展水平相适应，这样才能根据既有居住建筑的剩余使用年限和建筑结构，确定合适的节能目标，对相应的节能改造设计方案进行成本优化分析，来确定最优的节能改造方案。对于既有居住建筑节能改造方案的实施，地方政府应加大宣传、扶持力度，给予房屋所有者以政策引导与适当的资金支持，然后再由相关的机构提供一些节能改造技术支持，来调动广大房屋所有者的积极性。在充分成熟的社会环境条件和技术条件的影响下，节能改造的投资必定能得以实现。
参考文献
[1]史晓燕.华常春.高云.既有居住建筑节能改造优化的思路.[A].2010.(03)
[2] 杜庄.李丹.给节能以支点-建筑节能实施策略研究.[J].2005.(07)
[3]季元.方拥班.田国华.刘伟.苏北地区既有公共建筑围护结构节能改造研究.[J].2010.(03)
[4]王建延.居住中的科学.[M].2005.(05)
篇12
前言：
近年来，国内在建筑电气节能领域开展了很多卓有成效的研究工作，只是在节能方案、措施制定等过程中统筹分析不够，没有对建筑内部现有系统的综合能耗实现准确分析，在节能产品选型安装或节能方案措施的实施上还存在一些不足之处。相应的基础自动化设备还普遍不足，在节能数据及运行效果的跟踪统计分析上不能实现实时动态管理，造成建筑电气系统节能产品或节能措施实施后，不能有效协调相关系统运行，预期节能效果不明显。在工程实际建设中，实施高效节能设备和自动化控制系统能够有效降低30%―50%的建筑能耗，但在能耗监控及维护管理系统上如果不够完善，建筑能耗节能系统就不能实现内部的实时调控，对建筑节能效果的调节管理也不够持续稳定。
一、开展智能化建筑电气节能的必要性
随着国民经济的迅速发展，工业、农业等生产规模在不断扩大，由此带动能源的消耗量增加，尤以建筑消耗居多，且基本上是逐年递增的变化趋势，因而减少建筑耗能问题便成为人们关心的热点话题；另外，随着能源的消耗，其带来的环境污染问题严重威胁到居民的正常生活、工作等。为改善现阶段人们的生活环境，提高生活质量等，加强建筑电气节能工作便尤为重要；此外，在我国推出建设节约型社会的号召下，节能减排问题是全民关注的共同话题，开展电气节能是实现“可持续发展”，造福于后代的重要举措。
二、智能化建筑电气节能设计需符合的准则
1)节能应在保证实现建筑物基本功能的前提下开展。开发智能化建筑物的目的即是为人们的生活提供更完整的服务，因而在进行节能优化时，需考虑到其是否影响到建筑物的正常使用，如正常的照明需要、运输通道通畅、休闲娱乐设施等正常运转等。
2)节能应在符合实际经济效益的前提下开展。节能技术的投入使用应充分考虑到实际成本问题，不能一味追求高效节能而加大投资，增加建筑物开发成本负担。因而电气设计工程师在进行节能优化时，需认真考虑节能方式的选择及其设备材料的应用，尽可能实现节能性能的优化与成本的控制。
3) 节能应满足低能耗的要求
建筑电气节能的设计就是为了节约电能损耗、高效利用能源，但是在注意低耗能的同时也要注意应用效果的满足。因此对于建筑建设中照明的照度、色温、显色指数要尽量满足舒适性空调的温度及新风量等新要求。
三、智能化建筑电气节能技术的优化措施
建筑电气节能设计与改造是使智能建筑服务水平提高的一个有效措施，不但能够发挥建筑内部各系统的功能特性，还能优化控制电气系统和设备工作状态，进而使建筑电气系统能耗得到明显降低，减轻住户的日常开销。
1.供配电系统的节能设计
对智能建筑内部用电等级和总荷载进行准确统计分析后，设计使用便捷且科学合理的建筑供配电系统，不仅能节约业主的一次性投资，使单位建筑的经济性提高；还能使建筑工程在日后使用中实现节能降耗。可以说智能建筑节能中的最关键环节就是供配电系统的节能设计，在实际设计中要注意以下三方面内容：
一是合理选择变配电所的位置，按照建筑的不同用电负荷对所需供电容量及用电等级进行准确统计，与住宅单体分布相结合，设计完成经济稳定的供配电系统。建筑区变配电所的位置要与用电负荷中心临近，不但能使建筑配电半径减小，以免出现往返长距离的供电情况，缩短供电电缆长度，使供配电系统投资成本降低；而且还能使配电线路半径缩小，有效降低线路综合损耗，使配电质量得以提高，实现其它用电设备运行高效稳定，降低能耗的作用。
二是合理布置竖井，在各层设计配电竖井、层配电箱等具置时，为便于缩短分开关配电线路长度，降低线路损耗，可将其设置到用电负荷中心。
三是变压器选择要合理，高层建筑电气节能的关键在于变压器的类型要选择合理，由于变压器正常运行时，其内部铁心叠片因电磁力线交变而发生磁滞及涡流现象，进而形成空载损耗，也就是铁损。随着材料物理相关理论的快速发展，作为新型节能材料的非晶态磁性节能材料已做为变压器铁心材料而得到广泛应用，进而形成节能的非晶合金铁心变压器。
在工程建设中常用的S11、S13等型号变压器优化传统变压器结构的改良产品，对传统叠片式铁心结构进行改变，能够使变压器铁心内磁阻减少，与传统变压器相比其空载电流可减少20%―40%，变压器功率因数明显提高，供配电系统综合线损降低，系统供电能力得到有效改善，从配电源头实现节能降耗的效果。在对上述因素进行综合考虑后，就要在设计对供配电系统后期扩容需求留有余地，要使变压器负荷率介于合理范围，一般多选择在75%―85%之间。
2.照明系统的节能设计
智能建筑在节约照明用电上不能只是通过照明灯具数量的减少或功率的降低来进行实现，而要有效利用自然光等光源。位于室外部分的建筑面积，通常多利用透光率较好的玻璃门窗等使建筑物白天照度得到增加，使开灯时间明显减少，以实现对自然光源的有效利用，达到节约电能资源的效果。能够采用自然光的建筑面积照明，可以根据建筑物照明设计中的照度标准对现场照度进行检测，并采用相应灯光控制系统对灯具照明进行自动调节，以实现不同区域对照明的不同需求。设计建筑物的夜景照明，要沟通好城市景观规划部门，不但要通过灯光的烘托效果使建筑总体风格中蕴含的文化底蕴和艺术效果得到充分体现，还要将照明结合美学、艺术等方面特点，使建筑物夜景环境具有优美、优雅、舒适的特点。设计智能建筑的照明时，还要控制好照明系统，以免对周围环境的造成光污染，在实现节能降耗的同时，还要保护好人文与生态环境。
3.合理选择无功补偿及补偿方式
通过在配电系统中设置无功补偿装置，提高了配电系统的功率因数，可显著的减少无功电流所造成的电能损耗。有条件的建筑物，可采用就地式无功补偿和集中式无功补偿相配合的综合补偿方式; 对安装容量超过 10 kW 的电机类用电设备，可在电机控制柜处就地设置无功补偿装置。对于其他设备的无功功率，在变电所低压侧进行集中补偿。需要注意的是，对于变负载的设备，其电动机端电压随负载而变化，会造成就地无功补偿装置内的电容器出现无功涌流，严重的情况会导致电机由于涌流过电压而烧毁。因此对于此类设备不应采取就地无功补偿的方式。
四、结束语
综上所述，在现代化建筑电气设计工程中，人们为了提高建筑电气设备的经济效益和工作效率，就将各种节能措施应用到其中，并且随着科学技术的不断发展，人们也在传统的节能技术的基础上进行了相应的改进，从而进一步的降低了建筑电气在运行过程中所产生的能量消耗。未来社会发展的趋势必将是建筑智能化，建筑电气智能化发展及节能是建筑发展的最基本要求，合理运用智能化和节能措施，并将两者融合在一起，不仅能满足生活舒适性和功能性，同时还能减少投资，节约能源。
参考文献：
[1]范臻．基于智能化建筑电气节能优化设计的分析[J]．中国高新技术企业，2012(28)：29-31．
篇13
前言：随着城市化进程的逐步加快，面对全球能源紧张这一问题，环保节能的理念被大力提倡，这就对现代建筑的智能化提出了更高的要求。如何对建筑物的各项控制系统和供配电系统实行智能化管理控制成为建筑电气节能优化设计的中心环节。
1、开展智能化建筑电气节能的必要性
1)当前智能化建筑电气耗能现状。虽然现阶段，太阳能、风能等新型能源在建筑电气工程上已逐渐开始投入使用，然而由于对新型能源的利用仍处于摸索阶段，其在使用性能方面仍存在很多不足。智能化建筑主要仍是依赖于电气能耗。据统计，我国当前各种行业能耗中，建筑耗能占大多数比重，其中以电气的能耗占据首位。由于我国在智能化建筑工程节能技术上起步较晚，实践经验有限，且针对建筑电气节能设计方面的标准仍未规范化，因而造成在建筑电气节能运行上仍存在多种不足，耗能量仍不容乐观。
2)智能化建筑电气节能的重要性。随着国民经济的迅速发展，工业、农业等生产规模在不断扩大，由此带动能源的消耗量增加，尤以建筑消耗居多，且基本上是逐年递增的变化趋势，因而减少建筑耗能问题便成为人们关心的热点话题；另外，随着能源的消耗，其带来的环境污染问题严重威胁到居民的正常生活、工作等。为改善现阶段人们的生活环境，提高生活质量等，加强建筑电气节能工作便尤为重要；此外，在我国推出建设节约型社会的号召下，节能减排问题是全民关注的共同话题，开展电气节能是实现“可持续发展”，造福于后代的重要举措。
2、智能化建筑电气节能设计需符合的准则
1)节能应在保证实现建筑物基本功能的前提下开展。开发智能化建筑物的目的即是为人们的生活提供更完整的服务，因而在进行节能优化时，需考虑到其是否影响到建筑物的正常使用，如正常的照明需要、运输通道通畅、休闲娱乐设施等正常运转等。
2)节能应在符合实际经济效益的前提下开展。节能技术的投入使用应充分考虑到实际成本问题，不能一味追求高效节能而加大投资，增加建筑物开发成本负担。因而电气设计工程师在进行节能优化时，需认真考虑节能方式的选择及其设备材料的应用，尽可能实现节能性能的优化与成本的控制。
3) 节能应满足低能耗的要求
建筑电气节能的设计就是为了节约电能损耗、高效利用能源，但是在注意低耗能的同时也要注意应用效果的满足。因此对于建筑建设中照明的照度、色温、显色指数要尽量满足舒适性空调的温度及新风量等新要求。
3、国内建筑电气节能现状
近年来，国内在建筑电气节能领域开展了很多卓有成效的研究工作，只是在节能方案、措施制定等过程中统筹分析不够，没有对建筑内部现有系统的综合能耗实现准确分析，在节能产品选型安装或节能方案措施的实施上还存在一些不足之处。相应的基础自动化设备还普遍不足，在节能数据及运行效果的跟踪统计分析上不能实现实时动态管理，造成建筑电气系统节能产品或节能措施实施后，不能有效协调相关系统运行，预期节能效果不明显。在工程实际建设中，实施高效节能设备和自动化控制系统能够有效降低30%―50%的建筑能耗，但在能耗监控及维护管理系统上如果不够完善，建筑能耗节能系统就不能实现内部的实时调控，对建筑节能效果的调节管理也不够持续稳定。
4、智能化建筑电气节能技术的优化措施
建筑电气节能设计与改造是使智能建筑服务水平提高的一个有效措施，不但能够发挥建筑内部各系统的功能特性，还能优化控制电气系统和设备工作状态，进而使建筑电气系统能耗得到明显降低，减轻住户的日常开销。
4.1供配电系统的节能设计
对智能建筑内部用电等级和总荷载进行准确统计分析后，设计使用便捷且科学合理的建筑供配电系统，不仅能节约业主的一次性投资，使单位建筑的经济性提高；还能使建筑工程在日后使用中实现节能降耗。可以说智能建筑节能中的最关键环节就是供配电系统的节能设计，在实际设计中要注意以下三方面内容：
一是合理选择变配电所的位置，按照建筑的不同用电负荷对所需供电容量及用电等级进行准确统计，与住宅单体分布相结合，设计完成经济稳定的供配电系统。建筑区变配电所的位置要与用电负荷中心临近，不但能使建筑配电半径减小，以免出现往返长距离的供电情况，缩短供电电缆长度，使供配电系统投资成本降低；而且还能使配电线路半径缩小，有效降低线路综合损耗，使配电质量得以提高，实现其它用电设备运行高效稳定，降低能耗的作用。
二是合理布置竖井，在各层设计配电竖井、层配电箱等具置时，为便于缩短分开关配电线路长度，降低线路损耗，可将其设置到用电负荷中心。
三是变压器选择要合理，高层建筑电气节能的关键在于变压器的类型要选择合理，由于变压器正常运行时，其内部铁心叠片因电磁力线交变而发生磁滞及涡流现象，进而形成空载损耗，也就是铁损。随着材料物理相关理论的快速发展，作为新型节能材料的非晶态磁性节能材料已做为变压器铁心材料而得到广泛应用，进而形成节能的非晶合金铁心变压器。
在工程建设中常用的S11、S13等型号变压器优化传统变压器结构的改良产品，对传统叠片式铁心结构进行改变，能够使变压器铁心内磁阻减少，与传统变压器相比其空载电流可减少20%―40%，变压器功率因数明显提高，供配电系统综合线损降低，系统供电能力得到有效改善，从配电源头实现节能降耗的效果。在对上述因素进行综合考虑后，就要在设计对供配电系统后期扩容需求留有余地，要使变压器负荷率介于合理范围，一般多选择在75%―85%之间。
4.2照明系统的节能设计
智能建筑在节约照明用电上不能只是通过照明灯具数量的减少或功率的降低来进行实现，而要有效利用自然光等光源。位于室外部分的建筑面积，通常多利用透光率较好的玻璃门窗等使建筑物白天照度得到增加，使开灯时间明显减少，以实现对自然光源的有效利用，达到节约电能资源的效果。能够采用自然光的建筑面积照明，可以根据建筑物照明设计中的照度标准对现场照度进行检测，并采用相应灯光控制系统对灯具照明进行自动调节，以实现不同区域对照明的不同需求。设计建筑物的夜景照明，要沟通好城市景观规划部门，不但要通过灯光的烘托效果使建筑总体风格中蕴含的文化底蕴和艺术效果得到充分体现，还要将照明结合美学、艺术等方面特点，使建筑物夜景环境具有优美、优雅、舒适的特点。设计智能建筑的照明时，还要控制好照明系统，以免对周围环境的造成光污染，在实现节能降耗的同时，还要保护好人文与生态环境。
5、结束语
综上所述，在现代化建筑电气设计工程中，人们为了提高建筑电气设备的经济效益和工作效率，就将各种节能措施应用到其中，并且随着科学技术的不断发展，人们也在传统的节能技术的基础上进行了相应的改进，从而进一步的降低了建筑电气在运行过程中所产生的能量消耗。未来社会发展的趋势必将是建筑智能化，建筑电气智能化发展及节能是建筑发展的最基本要求，合理运用智能化和节能措施，并将两者融合在一起，不仅能满足生活舒适性和功能性，同时还能减少投资，节约能源。
参考文献：
[1]范臻．基于智能化建筑电气节能优化设计的分析[J]．中国高新技术企业，2012(28)：29-31．
