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1引言

低碳環保、綠色節能，是當今世界經濟建設活動必須遵循的可持續發展準則。建筑能耗大，必須認真貫徹執行國家法律法規以及方針政策，積極推動可再生能源在建筑中的應用，重視節能設計，加大節能技術的研究和投入。首先分析BIM技術作為建筑節能設計工具的重要意義，并分別從建筑通風、維護結構設計、新能源利用、中央空調系統優化（搭載冰蓄冷技術）等幾個方面，對建筑的節能設計應用展開探討。

2BIM在建筑節能設計中的應用

建筑要實現低碳、節能的目標，首先在于設計，而先進的設計理念更需要高效的設計工具來呈現和早期驗證。BIM建筑模型技術對于施工環境的氣象、地貌以及建筑物的內部環境等多種因素的研宄論證提供了很大的技術支持。根據建筑物的節能思想和指標，在Revit、Ecotect工具的仿真模擬下，對建筑物的節能設計進行早期驗證，把建筑的遮擋、氣候日照以及制冷設備等數據情況進行顯示，模擬出建筑物的環境，對氣候、光照、曰照情況進行分析，把光、熱情況下的能耗影響關鍵和非關鍵因素提前明確，并對設計方案和建筑施工步驟進行優化。

3自然通風設計

3．1自然通風設計原理。在建筑設計中，一定要重視自然風的通風設計，和人工通風模式相比較，他不僅有利于用戶的人體健康，而且在建筑節能上也有很好的表現。實現建筑物自然通風，主要是借助風壓和熱壓兩種原理。風壓通風是依托建筑物的地理位置優勢，結合建筑物的設計格局，利用建筑物室內和室外的溫差來達到自然通風的效果；自然通風需要借助室內外的壓強來作為通風的動力，如果建筑物的室內外都具有一定的溫度，熱壓亦可借助空氣差推動空氣流動，促進室內外空氣循環。具體采取什么方法，需要根據建筑物的地理位置和氣候特點而定，比如在我國北方地區，季節氣候變化明顯，夏季適宜熱壓通風，但其他季節室內外溫度較低，熱壓通風很難實現，所以在設計中通常采用熱壓與風壓相結合的方式。3．2建筑物自然通風的整體設計思路。建筑物的自然通風的整體設計，需要綜合考慮到氣候、環境和建筑物自身三個重要因素。①首先要考慮建筑物當地的氣候，收集并分析當地的氣象參數之后再決定采用什么方式；②其次要觀察建筑物的微環境，包括周邊植被、臨邊建筑物、城市地形等要素，找出周邊微環境對建筑物自然通風的影響，然后對建筑物的整體高度、內部結構進行合理的設計，制定最佳通風方案；③做好建筑物的朝向以及間距、通風通道、戶型的設計。門窗是建筑物的的主要通風通道，設計者要結合當地的氣候因素設計好門窗的參數（包括位置、形狀、朝向等）。室內設計要盡量保持進出口的對應，減小風道阻力；④選擇通風設備，確定通風設備的型號和安裝位置，設計控制系統，增強人對自然通風效果的控制能力。

4建筑圍護結構熱工參數設計

在建筑物的低能耗設計中，維護結構熱工參數選擇是十分重要的一個環節。應根據不同地區的氣候環境特征，研究出維護結構影響空調能耗的規律，從而選擇不同的熱工參數，要重點關注建筑外窗以及外墻的傳熱系數，以達到降低建筑能耗的最終目的。①在諸如哈爾濱這樣的寒冷及嚴寒地區，設計上要把外墻、外窗傳熱系數減小，把太陽得熱系數放大，優化的結果可節能40％左右；②在以南京地區為例，南京地區屬于冬冷夏熱的溫和地區，在縮小外窗、外墻傳熱系數的同時，太陽得熱系數也應適當降低，可實現30％以上的節能效果：③而對于向三亞這樣的夏熱冬暖地區，太陽的得熱系數是影響建筑物全年能耗的關鍵因素，所以在設計上要盡量把太陽得熱系數減小，根據實際分析得出的結論，3．2W／（m2？K）是最理想的外窗傳熱系數，而外墻的最佳傳熱系數是0．3W／（m、K）a所以說，建筑節能設計要因地制宜，尤其是建筑圍護結構熱工參數的選擇，只要遵循這一基本原則，將有利于超低能耗的實現。

5光伏新能源技術在建筑電氣節能中的運用

建筑電氣在建筑物中電能消耗巨大，光伏新能源技術的融合應用，能大大降低傳統電能的消耗。目前，光伏新能源技術在建建筑設計中的運用，主要有兩種方式：①光伏系統與建筑結構相結合，比如在建筑外墻或者是屋頂設置光伏發電設備，實現供電、蓄電的目的；②將光伏發電設備組件制作成特殊的建筑施工材料，作為屋頂或者是窗戶建筑結構的組成部分。這種設計理念實現了建筑材料的雙重功能，不僅便于施工，節約工程造價，而且蓄能效果更好，已成為主流發展趨勢。

6冰蓄冷技術在空調系統中的應用

目前大部分的公用建筑里面都有中央空調系統設計，建筑一般都存在冷負荷大，且使用時間集中的現象，而空調冷負荷高峰恰恰與城市用電的高峰重合，這也加劇了城市電力峰谷供電的不平衡，如果該地區實施峰谷電價，勢必會加大建筑的能耗成本，“移峰填谷”是解決電網平衡和建筑能耗成本最有效的辦法，冰蓄冷技術的運行，很好的解決了這個矛盾，是建筑用電“移峰填谷”的典型設計。冰蓄冷技術抓住夜間城市電網的空置率比較高、電負荷少（電價低）的特點，在夜間電網低谷的時候，使用低價電進行制冰蓄冷并保存起來，待白天用電高峰期，空調高峰負荷時再將蓄冰冷量供給空調系統。從實踐中得知，冰蓄冷技術不但可以減少40％左右的空調系統運行費用，而且還可以降低3096左右的空調裝機容量，節約了建設資金，經濟效益和社會效益都十分明顯＾以某辦公大樓建設為例，該項目總建筑面積54000余甿，地下3層，地上建筑層高為15層。此建筑設計有中央空調系統配置。每年從5月開始，到9月結束，共計150天的供冷時間，每夭的供冷時間段為上午8點到下午5點，夜間無冷負荷，空調冷負荷5550kW。該地區實行峰谷電價，尖峰時期電單價高達1．3003元／（kW．h）（具體分布在7、8、9月的中午11：00？13：00以及夜間的20：00？21：00兩個時段），而白天的其他大部分時段都屬于高峰期時段，電單價1．1933元／（kW．h）。以此相對，夜間23：00到早晨7：00，均為用電低谷，電單價僅為0．3369元／（kW＊h），大大低于尖峰期和高峰期的電價?；诠澞芙岛睦砟钤O計，該建筑在中央空調系統設計中采用了冰蓄冷技術，供冷能力4220kW，白天總蓄冷量16037kW？h，夜間11點到早晨7點的用電低谷時間為冰蓄冷蓄冰時間，無基載主機設置，冷機房配置3臺1336kW／904kW雙工況螺桿機組，并設計出蛇形的鋼制蓄冰盤管在機房的混凝土水槽里，并做好保溫設計。系統內設有3臺2200kW的供冷板式換熱器，使用25％濃度乙二醇溶液為冷側介質，溫度11°C／3．5°C；用水作為熱側介質，溫度7°C／12°C。水泵采用端吸泵，工況效率在75％以上，其中二次冷卻水的循環泵和乙二醇泵設計為變頻泵，運行頻率按實際工況調整。設置3臺310m3／h的冷卻塔，材質為方形玻璃鋼。整個系統搭載了PLC可編程自動控制系統，設計集散式的系統結構，包括現場傳感器執行器、現場控制器與遠程I／O分站、以及中央控制單元三級構成，達到集中管理分散控制的目的。目前該建筑己落成使用5a時間，經過統計，大廈空調系統的運行能耗費用大約為80萬元／a，此項目建設成本投入800余萬元。而和此座大樓具有同等規模以及類似功能的另一座建筑，采用常規制冷技術，雖然初期的設備投入僅有450萬元，但是運行能耗費用卻高達130萬／a，足足多出50萬／a，照這樣計算，冰蓄冷設計初期投資多出的350萬元僅需7a時間就可以全部收回，在建筑整個生命周期內節約了高達幾千萬的能耗費用。

7結語

建筑節能設計是一項綜合性的系統工程，概括來講，建筑節能包括建筑與建筑熱工、供暖通風與空氣調節、給水排水、電氣、可再生資源利用等幾大板塊的內容，節能設計要以此為方向和突破口，充分利用太陽能、地熱能、中水回用、智能控制、綠色環保建材等新技術、新材料，不斷的對比優化，推動建筑行業走向綠色、節能發展的快車道。

作者:晏曉波 單位:武漢中合元創建筑設計股份有限公司