摘　要：介紹各專業(yè)在建筑節(jié)能設計中的分工，分析各專業(yè)之間配合存在的問題和解決措施，探討了建筑節(jié)能設計的流程。

關鍵詞：建筑節(jié)能  節(jié)能設計  專業(yè)配合

Cooperation of Various Professions in Building Energy Conservation Design

Abstract：The professional division of labor in building energy conservation design is introduced．The problems and solutions existing in cooperation among

various professions are analyzed．The process of building energy conservation design is discussed．

Keywords：building energy conservation；energy conservation design；professional cooperation

1　各專業(yè)在建筑節(jié)能設計中的分工

現(xiàn)在的建筑設計均以建筑學專業(yè)為主專業(yè)。建筑造型及圍護結構形式對建筑物性能有決定性影響。直接影響包括建筑物與外環(huán)境的換熱量、自然通風狀況和自然采光水平等，這3方面涉及的能耗構成70％以上的建筑采暖通風空調能耗。不同的建筑設計形式會使能耗差別很大。建筑圍護結構主要指外墻、屋頂、外窗、玻璃幕墻及外門等。優(yōu)質建筑材料可以更好地滿足保溫、隔熱、透光、通風等需求，甚至可根據變化的外界條件隨時改變其物理性能，既能維持室內良好的環(huán)境，又能降低能源消耗。建筑學專業(yè)與結構專業(yè)決定建筑圍護結構采用的材料，這最終決定了建筑的能耗狀況。建筑設計完成后由建筑學專業(yè)對建筑進行能耗分析，包括對建筑能耗性能指標和能耗組成的分析。將建筑能耗性能指標與能耗性能基準進行比較，從而確定建筑的能耗性能水平。

暖通專業(yè)的主要任務是根據建筑圍護結構、功能及舒適性要求詳細、準確地對建筑進行溫度濕度設計，以達到GB 50019—2003《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》和GB 50736—2012《民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》對建筑舒適度的要求。暖通設計包括制冷和供暖系統(tǒng)、新風系統(tǒng)、排風(排油煙)系統(tǒng)、灶具及燃氣系統(tǒng)等的綜合設計。暖通專業(yè)根據建筑冷、熱負荷制定最合理的冷源、熱源方案，確定水泵、風機的運行臺數，根據舒適性要求確定回風比與冷水機組、熱水機組、水泵、風機、冷卻塔等的控制方案。

電氣專業(yè)的主要任務足根據建筑物的功能為建筑的空調、照明、辦公設備、電梯及其他動力設備等提供穩(wěn)定、可靠的電力。電氣專業(yè)一般是在滿足建筑物功能的前提下，通過減小變壓器的有功功率損耗和線路上的能量損耗、提高系統(tǒng)的功率因數、選用節(jié)能設備等達到節(jié)能的目的。

2　存在的問題

①互提條件的困難

新材料、新結構的運用會給各專業(yè)之間互提條件帶來很多困難。比如新砌體的傳熱系數、玻璃幕墻的遮光率、節(jié)能門窗的冷風滲透率等參數各專業(yè)很難在短時間內很快熟悉。新的節(jié)能冷源和熱源機組、節(jié)能通風裝置與排風熱回收裝置、節(jié)能燈具、節(jié)水器具、節(jié)能燃氣具的使用也存在同樣的問題。

各專業(yè)設計都需要比較長的時間，而一般業(yè)主對于設計周期要求比較苛刻。有些業(yè)主對于房間的功能、使用時間、配備設備的發(fā)熱量和耗電量等一直不能確定或者確定得不夠細致，這也給建筑節(jié)能設計帶來很大困難。

②計算取值過于保守

取值較保守是工程設計中普遍存在的問題，因為建筑的節(jié)能計算需要多個專業(yè)協(xié)同、配合、互提條件才能共同完成，所以專業(yè)間每互提一次條件就可能使耗能計算值增大一次。各專業(yè)在設計時，都擔心其他專業(yè)更改設計條件或甲方提出新的設計要求時需要進行更改，因此有經驗的設計師都喜歡在選擇電氣設備與空調設備時，選用功率、型號略大的設備。還有些設計師喜歡憑經驗，不會針對每個工程進行計算，這樣就使得設備的設計耗電量、耗熱量、耗冷量大于實際值，造成能源浪費。

③重復工作

建筑物是個復雜系統(tǒng)，各方面因素相互影響，很難簡單地確定各專業(yè)設計方案的優(yōu)劣。例如，增大外窗面積可改善自然采光，在冬季白天還可獲得更多的太陽能量，但冬季夜間會增大耗熱量，同時夏季由于更多的太陽輻射通過窗戶進入室內使空調能耗增加。這就需要進行綜合權衡后確定暖通專業(yè)或建筑專業(yè)進行相應的修改。

由于目前設計單位的能耗分析計算多由建筑學專業(yè)完成，這就意味著建筑學專業(yè)進行建筑物采暖、通風耗熱量指標及空調制冷量指標節(jié)能計算完成以后，暖通專業(yè)在進行采暖、通風、空調設計時，仍需要進行更細致的冷、熱負荷計算，也就是說有些熱、冷負荷計算了兩遍。結構專業(yè)在進行建筑的結構設計時，會對熱橋、遮陽、圍護結構等進行更詳細地設計，設計的圍護結構可能與建筑學專業(yè)選用的圍護結構重復，也可能存在矛盾。

3　解決措施

建筑學專業(yè)首先與業(yè)主溝通，幫助業(yè)主確定房間詳細的功能、使用時間等。然后由建筑學專業(yè)提供給各專業(yè)。暖通及電氣專業(yè)根據房間內人員的出入情況確定空調、照明等的控制方案。設計師也要提高自身水平，多進行新材料、新設備、新工藝的學習，加深了解。

各專業(yè)在設計過程中積極地協(xié)調、互動，對于本專業(yè)出現(xiàn)的問題要與其他專業(yè)積極溝通，及時解決。

建筑物整體的熱工計算由建筑學專、業(yè)完成，建筑學專業(yè)向暖通專業(yè)提供負荷計算書。暖通專業(yè)計各房間具體的冷、熱負荷，計算完成后根據建筑學專業(yè)的計算結果進行校核計算，確認無誤后再進行采暖系統(tǒng)、空調系統(tǒng)的設計。

4　建筑節(jié)能設計的流程

4．1　總圖設計階段

總圖設計階段主要考慮外部環(huán)境對建筑節(jié)能的影響。首先各專業(yè)在分析建筑周圍氣候環(huán)境條件的基礎上，通過規(guī)劃、總圖布置、外部環(huán)境和體型朝向等設計，使建筑獲得良好的外部微氣候環(huán)境，達到節(jié)能的目的。

①建筑學專業(yè)

設計師根據當地的氣候、土質、植被、地形及周圍環(huán)境等因素的綜合狀況來確定總圖布置。根據建筑的功能需求，通過合理的外部環(huán)境設計改善既有的微氣候環(huán)境，創(chuàng)造建筑節(jié)能的有利環(huán)境。主要方法為：a．在建筑周圍布置樹木、植被，既能有效地遮擋風沙、凈化空氣，還能遮陽、降噪；b．創(chuàng)造人工自然環(huán)境，如在建筑附近設置噴泉等水景觀，利用水來平衡環(huán)境溫度、減少風沙等。建筑設計中，既要使建筑具有最優(yōu)異的微氣候環(huán)境，為建筑節(jié)能創(chuàng)造條件，又要兼顧各專業(yè)的要求。

②暖通專業(yè)

在總圖布置確定之后，暖通專業(yè)應研究其微氣候特征。比如合理確定空調、通風系統(tǒng)的進風口、回風口位置及大小，散熱器、空調風口的布置和排布，北方寒冷地區(qū)設置必要的熱風幕等。協(xié)助建筑學專業(yè)進行建筑的排布，確定通風最佳的總圖布置方式。例如圖1所示的兩種建筑總圖布置方式，從建筑專業(yè)角度分析方案一更好，因為其建筑排布整齊，建筑面積較大；但從暖通專業(yè)角度分析應該選用方案二，建筑錯位排列，這樣使建筑具有更好的通風效果。尤其對于沿海濕熱地區(qū)，引入自然通風對節(jié)能非常重要。在規(guī)劃布局上，可以通過建筑的向陽面和背陰面形成不同的氣壓，即使在無風時也能形成通風，使自然風在其中回旋，得到良好的通風效果，從而達到節(jié)能的目的。

良好的建筑朝向對于建筑節(jié)能有著至關重要的影響。對于南方炎熱地區(qū)，良好的建筑朝向及遮陽措施可以減少夏季空調的耗能量；對于北方嚴寒及寒冷地區(qū)，良好的采光又可以減少冬季采暖的耗能量。

③電氣專業(yè)

對電氣專業(yè)的影響，除了空調系統(tǒng)的裝機容量外，最主要的是照明。良好的建筑采光可以節(jié)約大量的照明用電。對于北方寒冷地區(qū)，人員經常集中的房間應盡量靠南設計；而對于南方夏季較炎熱的地區(qū)，應考慮遮陽，以減輕夏季的太陽輻射。建筑的朝向、方位以及建筑總平面的設計應考慮多方面的因素。建筑物受到社會歷史文化、地形、城市規(guī)劃、道路、環(huán)境等條件的制約，要想使建筑物的朝向同時滿足采光和夏季空調運行節(jié)能通常較困難，因此，只能權衡各個專業(yè)之間的得失，找到一個平衡點，選擇出適合這一地區(qū)氣候環(huán)境的最佳朝向。

4．2　建筑單體設計階段

建筑單體的節(jié)能設計，大多是通過一些新型建筑節(jié)能材料和設備的選擇，以及各專業(yè)根據建筑使用功能及面積等對建筑內部進行節(jié)能構造設計、對建筑內部空間進行合理分隔設計，來更好地利用既有的建筑外部氣候環(huán)境條件，達到節(jié)能和改善室內微氣候環(huán)境的效果。

①建筑各部位的節(jié)能構造設計

屋頂是建筑物與室外大氣接觸、陽光照射最強烈的部位^[1]，外墻是建筑與外界進行能量交換面積最大的部位。建筑專業(yè)設計時，除加強屋頂及外墻保溫措施外，還應與暖通專業(yè)協(xié)調設置通氣天窗、風帽、氣窗等；與電氣專業(yè)協(xié)調設置采光板、天窗等；與給排水專業(yè)協(xié)調設置蓄水屋面、種植屋面等。

建筑專業(yè)對樓板吊頂設計時，暖通專業(yè)和給排水專業(yè)可以考慮利用吊頂內的空間。

②合理的建筑空間劃分

合理的建筑空間劃分是在充分滿足建筑使用功能要求的前提下，對建筑空間進行合理分隔(橫向分隔和豎向分隔)，以改善室內保溫、通風、采光等微氣候條件，達到節(jié)能的目的。設計中應盡量將室內溫差不大的房間就近布置，以最大限度地減少鄰室傳熱。房間的布置應考慮過渡季節(jié)各房間的溫度需求，對于溫度需求較高的房間盡量布置在建筑內側，而對溫度要求不高的房間盡量布置在建筑外側。對于影劇院、電視臺等對光線要求比較特別的建筑，還應考慮合理的建筑燈飾配置。

③選用建筑節(jié)能材料和設備

合理選用新型的節(jié)能材料和設備也是建筑節(jié)能的一個重要方面。暖通、電氣、給排水等專業(yè)應積極推薦新型的節(jié)能環(huán)保設備。例如近幾年國家大力推廣的分布式能源系統(tǒng)，可以利用燃氣發(fā)電的廢熱為建筑提供冷源和熱源，大大提高了能源利用效率。

5　結語

建筑節(jié)能設計的根本目的是節(jié)約我國有限的資源，符合我國可持續(xù)發(fā)展的長遠戰(zhàn)略要求^[2]。隨著國家對節(jié)能意識的不斷強化，節(jié)能設計的理念已經逐漸深入建筑設計師們日常的設計中，節(jié)能設計也會更加科學、合理。

參考文獻：

[1]劉培琴，王文生．太陽能利用與建筑節(jié)能[J]．煤氣與熱力，2005，25(11)：71-73．

[2]劉培琴，劉淑敏．我國建筑節(jié)能現(xiàn)狀及發(fā)展[J]．煤氣與熱力，2002，22(3)：255-256．

本文作者：鄒崴  王東  梁震  宋波  翟艷鵬  王盛峰

作者單位：中交煤氣熱力研究設計院有限公司

  沈陽市環(huán)保局