摘要：我国社会经济的飞速发展进步，使社会各个行业开始逐渐意识到节能优化的重要意义，并且节能设计在工程设计、施工、使用期间也有着极为广泛的应用。建筑企业必须要将社会的可持续发展理念和当地的自然状况、风土人情紧密结合起来，这样所设计出的节能方案才是最高效可行的。研究以设计初期基于节能优化的建筑参数化节能设计为研究对象，探索面向设计初期的建筑节能优化方法，以供参考。
关键词：设计初期；建筑节能；优化方法
一、建筑节能设计概述
在住宅建筑的规划设计过程中，首先外部环境条件对其有重要影响，规划设计时应该对建筑的朝向、布局进行节能设计，这是建筑节能的基础；其次，住宅单体的节能设计对建筑能耗的效果具有决定作用。一个具有良好节能效果的住宅单体设计方案，可以使围护结构、采暖空调设备的节能技术措施发挥至最大效能。所以，本文将直接针对住宅单体设计中与节能相关的因素进行研究。
根据我国建筑热工设计分区，对于寒冷地区的建筑设计，应该首先满足冬季保温要求，其次部分地区应该兼顾夏季防热的要求。这就要求在住宅单体设计中，应该严格控制建筑的体形系数，确定合适的窗墙比，减小建筑散热面积，减少冬季的散热量；另外，选择合理的建筑平面、剖面形式及尺寸，在满足基本功能要求的基础上，建筑的平立面设计和门窗设置应满足日照和风向等方面的要求，提高居住舒适度的同时，减少建筑的能耗损耗。这些节能设计相关因素均与建筑方案设计紧密相关，应是建筑师在方案创作阶段需要关注的节能设计要点。
二、设计初期建筑节能优化现状
2.1国外现状
在当前经济社会发展背景下，许多国家均意识到设计对于建筑节能的影响，因此建筑领域的专家学者在研究如何将节能因素融入到设计方案中。随着研究实践的开展，已经获得一定成效，出现了成功设计案例。以日本为例，仙台媒体中心在设计时，将通风井、采光井相结合，有效改善了室内的视觉效果。在意大利，吉巴欧文化中心在设计时，将自然通风、建筑造型相融合，明显降低了电能消耗。
2.2国内现状
在我国，随着节能环保理念的推广应用，绿色建筑、绿色设计发展迅猛，建筑设计人员更加关注初期设计的节能问题。分析当前建筑设计方案，主要存在两个问题：①环境工程师和建筑设计师之间的沟通不足，从设计师的角度来看，设计工作首先考虑建筑的艺术性、美学性，以及设计带来的寓意，然后才会将节能元素融合到设计中。如此一来，建筑的节能效果明显降低。②虽然部分设计师认识到环境工程师的重要性，两者能共同参与建筑设计，但是环境工程师一般只提供定性建议，和建筑实际情况可能不符，因此节能理念、设计理念之间存在矛盾，不利于节能方案的实施。对此，设计师和环境工程师应该加强沟通、信息共享，确保节能理念和设计理念有机融合，提高节能效果。
三、建筑工程设计初期的特点
建筑工程的设计，主要包括四个环节：①方案设计；②初步设计；③详细设计；④施工图设计，并根据现场旌工情况进行修整。其中，方案设计属于设计初期阶段，直接决定了建筑的整体构造。对于设计师而言，应该树立严谨态度，对设计方案进行反复修改，达到最优效果。
分析初期设计的特点如下：①方案设计是设计过程的第一步，决定了建筑的整体走向，此时基本确定了主要设计元素，例如构造、色彩、材质等。②方案设计只能确定建筑的整体，而不会考虑到各个细节。此时设计师获得的建筑信息往往也不全面，开展模拟计算时存在一定难度。举例来说，建筑的通风系统在设计时，必须掌握开口面积，然而缺乏相关信息就会阻碍设计方案的形成。③方案设计是设计师脑中的初步想法，再加上建筑信息掌握不全，因此设计内容的变动性强，考虑到后期会进行多次修改，此时建模会选择简单的模型。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆④方案设计期间会遇到多种问题，为了有效解决问题，会辅助利用技术软件，一方面评价设计方案的合理性，另一方面为设计工作提供节能建议。
在模拟软件方面，随着科学技术的进步，目前已经出现了多种软件类型，例如Phoenics、Energyplus等，这些软件能提供数据、曲线、示意图，为了实现节能目标而提供规划和意见。但是，软件在应用期间也存在缺陷，体现在数据输入输出、建模设计需求、计算时间等要素上的差异性大，会导致设计工作反复进行，而且后面的设计可能没有解决前面设计中遗留的问题，因此设计效率较低。
四、建筑技能设计优化的方法
4.1选址流程优化
建筑节能设计中的通风和日照，与其合理选址有关，因此选址是建筑节能设计的最基本前提。选址时，要求不能够破坏周边自然环境，选择夏季时有利于自然通风和遮阳，而冬季时有利于防风和接受太阳辐射的地点。太阳辐射是节能型建筑自然气候形成的基础，也是建筑周围环境的主要热源之一，要求在选址场地时，充分考虑是否能够获得太阳辐射，为室内争取更大的日照面积和时间；风环境的营造，既不能太热、太冷，也不能太强，类似隘口地形的地区，容易聚集密集的流线急流，形成风速较快的“风口”，而在低洼区域，风速太小，空气难以流动，容易形成沉闷覆盖气层，明显不利于建筑的通风。笔者认为在选址时，应根据不同的布局情况，对比分析日照的效果，同时根据所在区域的气象数据，控制好建筑的间距和选择日照墙面的方向，在对比日照总时间和百分比滞后，选择合理的建筑布局。
4.2户型设计优化
根据室内空间的功能类别，分析每个空间的热环境需求量，譬如主卧室、起居室、次卧室、书房、卫生间等，将能够获得比较多光线的空间，设计为主卧室和起居室，其他对采光需求不大的空间，布置为厨房、卫生间、储物室和衣帽间等。至于通风设计，主要根据住房面积的格局，按照热压原理，控制好进风口和出风口，譬如在房间内部设置高低窗，增加风口的高度差，以此提高室内的自然通风效果；再如起居室设置活动门，在夏季时候可打开，形成室内通风渠道，在冬季关闭，可减少通风量，控制热量的损失。除此之外，我们还需要进一步改善室内的声环境，类似于厨房和卫生间等经常产生噪音的空间，尽量采用集中布置的方式，而卧室和书房等对声音环境比较高的空间，则尽量与厨房和厕所隔开，并采用有效的隔音措施，将噪音的产生量控制在允许值范围内。
4.3围护结构优化设计
围护结构设计的重点，分为建筑立面设计和保温体系设计两个部分，前者着重注意立面色彩的选择，在气候温和的地区，选用较浅颜色，可增强太阳辐射的反射作用，减少热量的吸收，而在气候寒冷的地区，适宜采用深色，以增强太阳辐射的吸收强度。在这里涉及到保温体系选择的要求，其中外墙内保温，选用聚合物保温砂浆和石膏保温砂浆等作为保温材料，原则上是不受到外界环境污染和雨水侵蚀影响为标准，但缺点是占用建筑面积；外墙外保温是在外墙的表面设置保温隔热结构，有利于延长建筑主体结构体系的寿命。外墙保温材料中，有膨胀型聚苯乙烯泡沫塑料板、挤塑型聚苯乙烯泡沫塑料、胶粉聚苯颗粒保温浆料、无机保温材料等，我们在热工计算节段，需要强化能耗的分析水平，娴熟应用节能设计技术，方可优化围护结构的设计水平。
结语
综上所述，在建筑工程中，初期设计是整体设计的决定性因素，要想实现节能环保的目标，就必须从初期设计入手。分析可知，面向设计初期的建筑节能优化，应该明确设计流程、应用模拟软件、建立能耗模型，从中选择出最佳设计方案，提高建筑的节能效果。
参考文献：
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[2]张姬．面向设计初期的建筑节能优化方法[J]．居业，2016（5）：37～38．
[3]博坤妤，王廷魁．地域性绿色建筑设计初期的BIM应用[J].建筑节能2015（12）：44～50．
论文作者:缪宏光
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/16
标签：建筑论文; 节能论文; 初期论文; 建筑节能论文; 日照论文; 方案设计论文; 设计方案论文; 《基层建设》2018年第30期论文;