建筑节能工程的系统分析及设计方法研究

张 晶

(河北农业大学城乡建设学院，河北 保定 071001)

建筑节能工程的系统分析及设计方法研究

张 晶

(河北农业大学城乡建设学院，河北 保定 071001)

对建筑节能工程的地域性以及组织性进行了系统分析，依据建筑工程系统设计内容，提出了设计方法，同时结合节能工程在保温隔热及通风中的应用实例，很好地证明了建筑节能工程的可行性。

建筑节能，地域性，组织性，设计方法

商业和住宅建筑占到全球能源总消耗的33%左右，建筑工程的节能问题已然成为全国重点关心的问题之一。在建筑工程的能源消耗中，国家经济发展水平不同，则其所占的比重也就不相同，其中经济水平发达的国家所占比例接近4/5，而发展中国家约占23%。然而，建筑能耗增长最快的不是发达国家而是发展中国家。因此，发展建筑节能工程有着非常重要的意义。

1 建筑节能工程的系统分析

1.1 建筑节能工程地域性的系统分析

“地域”是指在气候特点、地理条件和传统文化等方面拥有显著的相似性及连续性的区域。地域性建筑能够响应所在地的自然条件包括气候、地形及地貌等，并且能够结合所在地的建筑技术及材料能源，同时能够兼顾所在地的历史传统与建筑文化，与其他区域相比较拥有明显的特异性及经济性。

1)适宜性。建筑节能工程适宜技术是建筑节能工程适应于现代环境发展而出现的，它包括三个方面，即：适应自然环境、适应社会经济发展及适应人的需求。

建筑节能工程适宜技术具有层次性，即根据技术难度和经济含量来进行划分，其技术包括低、中和高三个层次。首先，低技术表示适宜发展比较落后区域且规模较小的建筑节能工程的传统技术，具有适应当地气候与环境的特点；其次，中间技术表示能够反映该区整体的技术水平并且适应社会发展水平的常规技术，比如太阳能技术；最后，高技术表示运用科学新技术和人工智能及集成网络的技术。这三个技术层次没有落后先进的分别，只是反映社会发展的各不同阶段及地区之间的不同，建筑节能工程的适宜技术是传统与现代技术的有机结合，反映了随社会发展的不同阶段及技术的集成性。

2)统一性。建筑节能工程地域性包括自然和社会地域性的统一及科学性和经验性的统一。结合自然生态及社会文化，实现建筑节能技术和自然、社会及人之间的有机融合。建筑节能工程设计时考虑气候和环境等因素，体现了对自然生态的尊重和对能源资源合理运用的科学性。同时，建筑节能是一种社会活动，需要全社会成员参加，受到对技术认识水平和生活习惯等因素的影响，需要有一定的经验性。

3)集成性。建筑节能工程是创新和传承统一协调发展的结果，在区域环境及气候一定的情况下，根据集成发展形态构筑建筑节能工程，实现建筑节能工程创新和传承的集成性。

地域性是建筑节能工程系统性的主要表现，其发展符合系统性原则，主要体现在自然和社会地域性的统一及科学性和经验性的统一、创新和传承的集成性。

1.2 建筑节能工程组织性的系统分析

所谓自组织性是指在不需外部命令的情况下，能够自动生成特定顺序结构的过程。建筑节能工程组织性包括相干性和协同性。

1)相干性。相干性是指建筑节能系统在各因素及各因素、各因素及整体和系统及环境间广泛存在的相互制约及关联的关系。建筑节能工程相干性包括空间相干性与时间相干性，空间相干性表示建筑节能系统在结构和功能上相互作用及影响的性质；时间相干性表示在建筑节能系统寿命周期内的各个时段相互作用及影响的性质。相干性是建筑节能系统性能的一个重要体现，通过持续的适应调节过程，逐渐向高级有序化发展，生成具有自组织及自适应性的独特系统功能。

2)协同性。协同性是指在一定条件下，系统中各关键因素之间连接、协调合作和同步的关系。它着重于系统发展的整体性以及各要素间的协调性等。

建筑节能工程系统中互相制约及联系的关系包含于各构成部分之间、构成部分和系统之间以及构成部分中每个子因素之间，相干性和协同性最终将一致归于建筑节能工程的系统性。

2 建筑节能工程系统设计

2.1 建筑节能工程系统设计内容

建筑节能工程系统设计是根据工程理念而开展的智力和思维活动，是系统总体策划和全面落实之间的一个关键步骤。其基本特点包括创造性、选择性、复杂性以及妥协性等，设计过程中将会牵涉到很多约束条件，设计人员要对多种方案进行选择，在目标和约束条件互相冲突的情况下进行协调与权衡。

2.2 建筑节能工程系统设计过程

建筑节能工程系统设计过程见图1。

2.3 建筑节能工程系统设计方法

建筑工程设计是使建筑符合节能设计标准进而实现节能的保障。设计主要表现是：第一，追求完成其本身对能耗需要的下降；第二，增加可再生能源的使用强度。其设计流程见图2。

3 实例分析

保温隔热及通风均为建筑节能工程系统的重要方法，均符合适宜性原则，同时表现出建筑节能工程的地域性与自组织性。

3.1 建筑保温隔热工程的适宜性

1)经济适宜性，结合建筑物用途，针对昼间使用与昼夜应用的建筑的隔热要求是有差异的。在建筑工程外围护构造中，屋顶与西墙对隔热效果的需求是很高的；屋顶是建筑外围护构造中夜间天空辐射散热最强的，因此屋顶的保温工作也是相当重要的。

例如，办公楼是昼间使用的建筑，要求屋顶的延迟时间大约为6 h，使得其内表面产生最高温度的时间在工作人员下班之后即19点左右。

2)环境适宜性，建筑保温隔热工程设计方案要依据不同地区的气候环境特征进行选择，既要考虑到夏季白天的隔热效果，也要注重冬季的保温要求，特别是对漫长的严寒的冬季的持续保温。

3)人性化适宜性，在考虑建筑实体安全性的前提下，根据不同的人文背景可以加入各式的人性化设计。例如在保证建筑门窗安全性能和经济性能的基础上可以添加一些时下流行的中国元素，以使门窗在具有使用性能的同时兼具艺术性能。

3.2 建筑通风工程的适宜性

建筑通风在不同的季节，不同的地区，甚至在同一地区的不同建筑实体里都有可能采取不同的通风策略。根据不同的通风目的，可以将建筑通风分为卫生及热舒适两种，其中，又可以按照建筑的使用时间将热舒适通风分为间接性通风及季节性通风。以夏热冬冷地区为例，在我国的一些偏远地区，生产力水平以及人民的物质生活水平都处于比较低的水平，住宅围护功能差，隔热措施简陋，这就使得即使在午后室内温度也高于室外，这种情况就需要全天引入室外流动空气以降低室温；而在生产力水平以及物质生活水平都比较高的城市，居住环境有着根本性的不同，一方面起居室与厨房、卫生间等的分开使室内温度源得到有效控制，另一方面建筑的围护功能好，隔热措施严谨，因此室内温度尤其是午后的时间段内明显低于外界，这时通风可以有效的利用室外空气温度高的特点提高室内温度。

4 结语

通过对建筑节能工程的系统分析，包括地域性分析和自组织性分析，进而引出了建筑节能工程系统设计方法，并结合实例工程对保温隔热及通风工程系统进行了分析。针对建筑节能问题，分别从科学认识和实践的角度进行了分析，从而说明了建筑节能工程系统的科学性及可行性。

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Research on the system analysis and design method of building energy saving engineering

Zhang Jing

(CollegeofUrbanandRuralConstruction,AgriculturalUniversityofHebei,Baoding071001,China)

This paper analyzes the regional and organization of building energy saving engineering, and put forwards the design method according to the design content of the building engineering system. This paper also gives an example of energy saving engineering in insulation and ventilation, proves the feasibility of building energy saving engineering.

building energy saving, locality, organization, design method

2015-05-25

张 晶(1994- )，女，在读本科生

1009-6825(2015)22-0189-02

TU201.5

A