建筑節(jié)能工程系統(tǒng)分析方法研究

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商業(yè)和住宅建筑占到全球能源總消耗的33%左右，建筑工程的節(jié)能問題已然成為全國重點關心的問題之一。在建筑工程的能源消耗中，國家經(jīng)濟發(fā)展水平不同，則其所占的比重也就不相同，其中經(jīng)濟水平發(fā)達的國家所占比例接近4/5，而發(fā)展中國家約占23%。然而，建筑能耗增長最快的不是發(fā)達國家而是發(fā)展中國家。因此，發(fā)展建筑節(jié)能工程有著非常重要的意義。

1建筑節(jié)能工程的系統(tǒng)分析

1．1建筑節(jié)能工程地域性的系統(tǒng)分析

“地域”是指在氣候特點、地理條件和傳統(tǒng)文化等方面擁有顯著的相似性及連續(xù)性的區(qū)域。地域性建筑能夠響應所在地的自然條件包括氣候、地形及地貌等，并且能夠結合所在地的建筑技術及材料能源，同時能夠兼顧所在地的歷史傳統(tǒng)與建筑文化，與其他區(qū)域相比較擁有明顯的特異性及經(jīng)濟性。

1)適宜性。建筑節(jié)能工程適宜技術是建筑節(jié)能工程適應于現(xiàn)代環(huán)境發(fā)展而出現(xiàn)的，它包括三個方面，即:適應自然環(huán)境、適應社會經(jīng)濟發(fā)展及適應人的需求。建筑節(jié)能工程適宜技術具有層次性，即根據(jù)技術難度和經(jīng)濟含量來進行劃分，其技術包括低、中和高三個層次。首先，低技術表示適宜發(fā)展比較落后區(qū)域且規(guī)模較小的建筑節(jié)能工程的傳統(tǒng)技術，具有適應當?shù)貧夂蚺c環(huán)境的特點;其次，中間技術表示能夠反映該區(qū)整體的技術水平并且適應社會發(fā)展水平的常規(guī)技術，比如太陽能技術;最后，高技術表示運用科學新技術和人工智能及集成網(wǎng)絡的技術。這三個技術層次沒有落后先進的分別，只是反映社會發(fā)展的各不同階段及地區(qū)之間的不同，建筑節(jié)能工程的適宜技術是傳統(tǒng)與現(xiàn)代技術的有機結合，反映了隨社會發(fā)展的不同階段及技術的集成性。

2)統(tǒng)一性。建筑節(jié)能工程地域性包括自然和社會地域性的統(tǒng)一及科學性和經(jīng)驗性的統(tǒng)一。結合自然生態(tài)及社會文化，實現(xiàn)建筑節(jié)能技術和自然、社會及人之間的有機融合。建筑節(jié)能工程設計時考慮氣候和環(huán)境等因素，體現(xiàn)了對自然生態(tài)的尊重和對能源資源合理運用的科學性。同時，建筑節(jié)能是一種社會活動，需要全社會成員參加，受到對技術認識水平和生活習慣等因素的影響，需要有一定的經(jīng)驗性。

3)集成性。建筑節(jié)能工程是創(chuàng)新和傳承統(tǒng)一協(xié)調發(fā)展的結果，在區(qū)域環(huán)境及氣候一定的情況下，根據(jù)集成發(fā)展形態(tài)構筑建筑節(jié)能工程，實現(xiàn)建筑節(jié)能工程創(chuàng)新和傳承的集成性。地域性是建筑節(jié)能工程系統(tǒng)性的主要表現(xiàn)，其發(fā)展符合系統(tǒng)性原則，主要體現(xiàn)在自然和社會地域性的統(tǒng)一及科學性和經(jīng)驗性的統(tǒng)一、創(chuàng)新和傳承的集成性。

1．2建筑節(jié)能工程組織性的系統(tǒng)分析

所謂自組織性是指在不需外部命令的情況下，能夠自動生成特定順序結構的過程。建筑節(jié)能工程組織性包括相干性和協(xié)同性。

1)相干性。相干性是指建筑節(jié)能系統(tǒng)在各因素及各因素、各因素及整體和系統(tǒng)及環(huán)境間廣泛存在的相互制約及關聯(lián)的關系。建筑節(jié)能工程相干性包括空間相干性與時間相干性，空間相干性表示建筑節(jié)能系統(tǒng)在結構和功能上相互作用及影響的性質;時間相干性表示在建筑節(jié)能系統(tǒng)壽命周期內的各個時段相互作用及影響的性質。相干性是建筑節(jié)能系統(tǒng)性能的一個重要體現(xiàn)，通過持續(xù)的適應調節(jié)過程，逐漸向高級有序化發(fā)展，生成具有自組織及自適應性的獨特系統(tǒng)功能。

2)協(xié)同性。協(xié)同性是指在一定條件下，系統(tǒng)中各關鍵因素之間連接、協(xié)調合作和同步的關系。它著重于系統(tǒng)發(fā)展的整體性以及各要素間的協(xié)調性等。建筑節(jié)能工程系統(tǒng)中互相制約及聯(lián)系的關系包含于各構成部分之間、構成部分和系統(tǒng)之間以及構成部分中每個子因素之間，相干性和協(xié)同性最終將一致歸于建筑節(jié)能工程的系統(tǒng)性。

2建筑節(jié)能工程系統(tǒng)設計

2．1建筑節(jié)能工程系統(tǒng)設計內容

建筑節(jié)能工程系統(tǒng)設計是根據(jù)工程理念而開展的智力和思維活動，是系統(tǒng)總體策劃和全面落實之間的一個關鍵步驟。其基本特點包括創(chuàng)造性、選擇性、復雜性以及妥協(xié)性等，設計過程中將會牽涉到很多約束條件，設計人員要對多種方案進行選擇，在目標和約束條件互相沖突的情況下進行協(xié)調與權衡。

2．2建筑節(jié)能工程系統(tǒng)設計方法

建筑工程設計是使建筑符合節(jié)能設計標準進而實現(xiàn)節(jié)能的保障。設計主要表現(xiàn)是:第一，追求完成其本身對能耗需要的下降;第二，增加可再生能源的使用強度。

3實例分析

保溫隔熱及通風均為建筑節(jié)能工程系統(tǒng)的重要方法，均符合適宜性原則，同時表現(xiàn)出建筑節(jié)能工程的地域性與自組織性。

3．1建筑保溫隔熱工程的適宜性

1)經(jīng)濟適宜性，結合建筑物用途，針對晝間使用與晝夜應用的建筑的隔熱要求是有差異的。在建筑工程外圍護構造中，屋頂與西墻對隔熱效果的需求是很高的;屋頂是建筑外圍護構造中夜間天空輻射散熱最強的，因此屋頂?shù)谋毓ぷ饕彩窍喈斨匾?。例如，辦公樓是晝間使用的建筑，要求屋頂?shù)难舆t時間大約為6h，使得其內表面產生最高溫度的時間在工作人員下班之后即19點左右。

2)環(huán)境適宜性，建筑保溫隔熱工程設計方案要依據(jù)不同地區(qū)的氣候環(huán)境特征進行選擇，既要考慮到夏季白天的隔熱效果，也要注重冬季的保溫要求，特別是對漫長的嚴寒的冬季的持續(xù)保溫。

3)人性化適宜性，在考慮建筑實體安全性的前提下，根據(jù)不同的人文背景可以加入各式的人性化設計。例如在保證建筑門窗安全性能和經(jīng)濟性能的基礎上可以添加一些時下流行的中國元素，以使門窗在具有使用性能的同時兼具藝術性能。

3．2建筑通風工程的適宜性

建筑通風在不同的季節(jié)，不同的地區(qū)，甚至在同一地區(qū)的不同建筑實體里都有可能采取不同的通風策略。根據(jù)不同的通風目的，可以將建筑通風分為衛(wèi)生及熱舒適兩種，其中，又可以按照建筑的使用時間將熱舒適通風分為間接性通風及季節(jié)性通風。以夏熱冬冷地區(qū)為例，在我國的一些偏遠地區(qū)，生產力水平以及人民的物質生活水平都處于比較低的水平，住宅圍護功能差，隔熱措施簡陋，這就使得即使在午后室內溫度也高于室外，這種情況就需要全天引入室外流動空氣以降低室溫;而在生產力水平以及物質生活水平都比較高的城市，居住環(huán)境有著根本性的不同，一方面起居室與廚房、衛(wèi)生間等的分開使室內溫度源得到有效控制，另一方面建筑的圍護功能好，隔熱措施嚴謹，因此室內溫度尤其是午后的時間段內明顯低于外界，這時通風可以有效的利用室外空氣溫度高的特點提高室內溫度。

4結語

通過對建筑節(jié)能工程的系統(tǒng)分析，包括地域性分析和自組織性分析，進而引出了建筑節(jié)能工程系統(tǒng)設計方法，并結合實例工程對保溫隔熱及通風工程系統(tǒng)進行了分析。針對建筑節(jié)能問題，分別從科學認識和實踐的角度進行了分析，從而說明了建筑節(jié)能工程系統(tǒng)的科學性及可行性。

作者：張晶 單位：河北農業(yè)大學城鄉(xiāng)建設學院