1、各專業(yè)在建筑節(jié)能設(shè)計中的分工

現(xiàn)在的建筑設(shè)計均以建筑學(xué)專業(yè)為主專業(yè)。建筑造型及圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(fēng)狀況和自然采光水平等，這3方面涉及的能耗構(gòu)成70％以上的建筑采暖通風(fēng)空調(diào)能耗。不同的建筑設(shè)計形式會使能耗差別很大。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要指外墻、屋頂、外窗、玻璃幕墻及外門等。優(yōu)質(zhì)建筑材料可以更好地滿足保溫、隔熱、透光、通風(fēng)等需求，甚至可根據(jù)變化的外界條件隨時改變其物理性能，既能維持室內(nèi)良好的環(huán)境，又能降低能源消耗。

建筑學(xué)專業(yè)與結(jié)構(gòu)專業(yè)決定建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用的材料，這最終決定了建筑的能耗狀況。建筑設(shè)計完成后由建筑學(xué)專業(yè)對建筑進(jìn)行能耗分析，包括對建筑能耗性能指標(biāo)和能耗組成的分析。將建筑能耗性能指標(biāo)與能耗性能基準(zhǔn)進(jìn)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(wù)是根據(jù)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、功能及舒適性要求詳細(xì)、準(zhǔn)確地對建筑進(jìn)行溫度濕度設(shè)計，以達(dá)到GB50019--2003《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》和GB50736--2012((民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》對建筑舒適度的要求。暖通設(shè)計包括制冷和供暖系統(tǒng)、新風(fēng)系統(tǒng)、排風(fēng)(排油煙)系統(tǒng)、灶具及燃?xì)庀到y(tǒng)等的綜合設(shè)計。暖通專業(yè)根據(jù)建筑冷、熱負(fù)荷制定最合理的冷源、熱源方案，確定水泵、風(fēng)機(jī)的運(yùn)行臺數(shù)，根據(jù)舒適性要求確定回風(fēng)比與冷水機(jī)組、熱水機(jī)組、水泵、風(fēng)機(jī)、冷卻塔等的控制方案。

電氣專業(yè)的主要任務(wù)是根據(jù)建筑物的功能為建筑的空調(diào)、照明、辦公設(shè)備、電梯及其他動力設(shè)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(shù)、選用節(jié)能設(shè)備等達(dá)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(jié)構(gòu)的運(yùn)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(shù)、玻璃幕墻的遮光率、節(jié)能門窗的冷風(fēng)滲透率等參數(shù)各專業(yè)很難在短時間內(nèi)很快熟悉。新的節(jié)能冷源和熱源機(jī)組、節(jié)能通風(fēng)裝置與排風(fēng)熱回收裝置、節(jié)能燈具、節(jié)水器具、節(jié)能燃?xì)饩叩氖褂靡泊嬖谕瑯拥膯栴}。

各專業(yè)設(shè)計都需要比較長的時間，而一般業(yè)主對于設(shè)計周期要求比較苛刻。有些業(yè)主對于房間的功能、使用時問、配備設(shè)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(xì)致，這也給建筑節(jié)能設(shè)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(shè)計中普遍存在的問題，因?yàn)榻ㄖ墓?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(shè)計時，都擔(dān)心其他專業(yè)更改設(shè)計條件或甲方提出新的設(shè)計要求時需要進(jìn)行更改，因此有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計師都喜歡在選擇電氣設(shè)備與空調(diào)設(shè)備時，選用功率、型號略大的設(shè)備。還有些設(shè)計師喜歡憑經(jīng)驗(yàn)，不會針對每個工程進(jìn)行計算，這樣就使得設(shè)備的設(shè)計耗電量、耗熱量、耗冷量大于實(shí)際值，造成能源浪費(fèi)。

③重復(fù)工作

建筑物是個復(fù)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(shè)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(jìn)入室內(nèi)使空調(diào)能耗增加。這就需要進(jìn)行綜合權(quán)衡后確定暖通專業(yè)或建筑專業(yè)進(jìn)行相應(yīng)的修改。

由于目前設(shè)計單位的能耗分析計算多由建筑學(xué)專業(yè)完成，這就意味著建筑學(xué)專業(yè)進(jìn)行建筑物采暖、通風(fēng)耗熱量指標(biāo)及空調(diào)制冷量指標(biāo)節(jié)能計算完成以后，暖通專業(yè)在進(jìn)行采暖、通風(fēng)、空調(diào)設(shè)計時，仍需要進(jìn)行更細(xì)致的冷、熱負(fù)荷計算，也就是說有些熱、冷負(fù)荷計算了兩遍。結(jié)構(gòu)專業(yè)在進(jìn)行建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，會對熱橋、遮陽、圍護(hù)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行更詳細(xì)地設(shè)計，設(shè)計的圍護(hù)結(jié)構(gòu)可能與建筑學(xué)專業(yè)選用的圍護(hù)結(jié)構(gòu)重復(fù)，也可能存在矛盾。

3、解決措施

建筑學(xué)專業(yè)首先與業(yè)主溝通，幫助業(yè)主確定房問詳細(xì)的功能、使用時間等。然后由建筑學(xué)專業(yè)提供給各專業(yè)。暖通及電氣專業(yè)根據(jù)房間內(nèi)人員的出入情況確定空調(diào)、照明等的控制方案。設(shè)計師也要提高自身水平，多進(jìn)行新材料、新設(shè)備、新工藝的學(xué)習(xí)，加深了解。

各專業(yè)在設(shè)計過程中積極地協(xié)調(diào)、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(xué)專業(yè)完成，建筑學(xué)專業(yè)向暖通專業(yè)提供負(fù)荷計算書。暖通專業(yè)計算各房間具體的冷、熱負(fù)荷，計算完成后根據(jù)建筑學(xué)專業(yè)的計算結(jié)果進(jìn)行校核計算，確認(rèn)無誤后再進(jìn)行采暖系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計。

4、建筑節(jié)能設(shè)計的流程

4.1總圖設(shè)計階段

總圖設(shè)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(chǔ)上，通過規(guī)劃、總圖布置、外部環(huán)境和體型朝向等設(shè)計，使建筑獲得良好的外部微氣候環(huán)境，達(dá)到節(jié)能的目的。

①建筑學(xué)專業(yè)

設(shè)計師根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂?、土質(zhì)、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(jù)建筑的功能需求，通過合理的外部環(huán)境設(shè)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(fēng)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(shè)置噴泉等水景觀，利用水來平衡環(huán)境溫度、減少風(fēng)沙等。建筑設(shè)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(yīng)研究其微氣候特征。比如合理確定空調(diào)、通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)口、回風(fēng)口位置及大小，散熱器、空調(diào)風(fēng)口的布置和排布，北方寒冷地區(qū)設(shè)置必要的熱風(fēng)幕等。協(xié)助建筑學(xué)專業(yè)進(jìn)行建筑的排布，確定通風(fēng)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?yàn)槠浣ㄖ挪颊R，建筑面積較大；但從暖通專業(yè)角度分析應(yīng)該選用方案二，建筑錯位排列，這樣使建筑具有更好的通風(fēng)效果。尤其對于沿海濕熱地區(qū)，引入自然通風(fēng)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(fēng)時也能形成通風(fēng)，使自然風(fēng)在其中回旋，得到良好的通風(fēng)效果，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

圖1 不同的建筑總圖布置方案

良好的建筑朝向?qū)τ诮ㄖ?jié)能有著至關(guān)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(diào)的耗能量；對于北方嚴(yán)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(diào)系統(tǒng)的裝機(jī)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(jīng)常集中的房間應(yīng)盡量靠南設(shè)計；而對于南方夏季較炎熱的地區(qū)，應(yīng)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(shè)計應(yīng)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(diào)運(yùn)行節(jié)能通常較困難，因此，只能權(quán)衡各個專業(yè)之間的得失，找到一個平衡點(diǎn)，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(shè)計階段

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

①建筑各部位的節(jié)能構(gòu)造設(shè)計

屋頂是建筑物與室外大氣接觸、陽光照射最強(qiáng)烈的部位。1j，外墻是建筑與外界進(jìn)行能量交換面積最大的部位。建筑專業(yè)設(shè)計時，除加強(qiáng)屋頂及外墻保溫措施外，還應(yīng)與暖通專業(yè)協(xié)調(diào)設(shè)置通氣天窗、風(fēng)帽、氣窗等；與電氣專業(yè)協(xié)調(diào)設(shè)置采光板、天窗等；與給排水專業(yè)協(xié)調(diào)設(shè)置蓄水屋面、種植屋面等。建筑專業(yè)對樓板吊頂設(shè)計時，暖通專業(yè)和給排水專業(yè)可以考慮利用吊頂內(nèi)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(jìn)行合理分隔(橫向分隔和豎向分隔)，以改善室內(nèi)保溫、通風(fēng)、采光等微氣候條件，達(dá)到節(jié)能的目的。設(shè)計中應(yīng)盡量將室內(nèi)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(yīng)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(nèi)側(cè)，而對溫度要求不高的房問盡量布置在建筑外側(cè)。對于影劇院、電視臺等對光線要求比較特別的建筑，還應(yīng)考慮合理的建筑燈飾配置。

③選用建筑節(jié)能材料和設(shè)備

合理選用新型的節(jié)能材料和設(shè)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(yīng)積極推薦新型的節(jié)能環(huán)保設(shè)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?xì)獍l(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(jié)語

建筑節(jié)能設(shè)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(yuǎn)戰(zhàn)略要求心J。隨著國家對節(jié)能意識的不斷強(qiáng)化，節(jié)能設(shè)計的理念已經(jīng)逐漸深入建筑設(shè)計師們Et常的設(shè)計中，節(jié)能設(shè)計也會更加科學(xué)、合理。