隨著(zhù)經(jīng)濟發(fā)展與人民生活水平提高，建筑能耗在國家總能耗中已占據越來(lái)越重要的地位。目前發(fā)達國家建筑使用能耗（采暖、空調、照明、炊事、家電、電梯等）約占社會(huì )總能耗的25%～30%[1]，我國建筑總能耗占社會(huì )終端能耗的比例也已達到20.7%[2]，且隨著(zhù)生活質(zhì)量的改善還將呈增長(cháng)態(tài)勢，因此降低建筑能耗是節能工作中最重要的任務(wù)之一。

　　為提高建筑室內熱舒適環(huán)境，減少建筑能源消耗，我國于2001年頒布實(shí)施的《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》[3]（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《居住建筑節能標準》）要求住宅建筑在設計階段必須考慮節能措施，并實(shí)現全年采暖空調節能50%的目標；于2005年頒布實(shí)施的《公共建筑節能設計標準》[4]則要求在保證相同室內環(huán)境條件下，與未采取節能措施相比，全年空調采暖和照明總能耗應降低50%.由于地處夏熱冬冷地區的居住建筑通常采用分體式空調器，其選型與運行屬于個(gè)人行為，因此《居住建筑節能標準》主要對建筑物圍護結構熱工性能提出設計要求。

　　而對于采用集中空調系統的公共建筑，除了提高建筑物圍護結構熱工性能和采用節能型采暖空調系統與照明設備實(shí)現有效節能外，采用先進(jìn)的自控策略也很重要。據有關(guān)資料表明，國外在高層辦公建筑中利用空氣質(zhì)量傳感器控制衛生間、走廊等公共區域的通風(fēng)空調系統可節能10%。另外，一個(gè)可靠、精確、具有智能化的計算機監測與控制系統可依據室外氣象條件與室內熱濕負荷，在滿(mǎn)足使用要求的前提下，確定最佳節能溫、濕度控制方案和最節能的空氣處理過(guò)程，使空調系統自動(dòng)運行在最節能工況下，提高空調系統的運行效率，從而實(shí)現節能目的[5]。因此，《公共建筑節能設計標準》提出建筑設計應考慮必要的監測與控制技術(shù)。本文主要通過(guò)兩類(lèi)典型建筑（住宅建筑和辦公建筑），結合標準要求對其外圍護結構進(jìn)行了初步的節能設計，希望對建筑設計師能有所借鑒。

　　1 節能設計方法

　　1.1 居住建筑

　　根據《居住建筑節能標準》，如果設計建筑的相關(guān)參數全部滿(mǎn)足標準硬性規定指標，該建筑即為節能建筑�？紤]到設計建筑不可能完全滿(mǎn)足，因此同時(shí)提供了節能綜合指標限值法（如上海地區為55.1kWh/㎡），但實(shí)踐效果顯示，采用該值進(jìn)行節能建筑評定存在局限性。為使節能設計更為合理，本文參考其他節能標準[6，7] ，采用“權衡判斷法”進(jìn)行節能設計。

　　權衡判斷法是將設計建筑與相對應參照建筑的年采暖空調能耗進(jìn)行比對，如果設計建筑能耗不超過(guò)參照建筑能耗，可評為節能建筑。參照建筑是一個(gè)假想建筑，其大小、形狀與設計建筑完全一致，圍護結構熱工性能根據《居住建筑節能標準》中的規定性指標進(jìn)行設定，因此參照建筑可作為節能建筑的評價(jià)基準。

　　1.2 辦公建筑

　　與《居住建筑節能標準》類(lèi)似，《公共建筑節能設計標準》對圍護結構熱工性能提出采用權衡判斷法進(jìn)行評判，即當設計建筑物的窗墻比、圍護結構熱工性能等參數無(wú)法全部滿(mǎn)足節能標準中的規定性指標時(shí)，標準提出可通過(guò)調整相關(guān)設計參數并計算能耗，最終使設計建筑全年采暖空調能耗不大于參照建筑的能耗。因此，本文中辦公建筑的節能設計也采用權衡判斷法進(jìn)行。

　　2 節能設計軟件

　　建筑能耗是由室外氣候條件、室內各種熱源的發(fā)熱狀況以及室內外通風(fēng)狀況所決定的。為實(shí)現高舒適度或其他要求的建筑環(huán)境，系統運行狀況必須隨建筑環(huán)境狀況的變化而不斷調節。由于建筑能源使用是由眾多因素所決定的一個(gè)復雜過(guò)程，很難通過(guò)經(jīng)驗或實(shí)驗確定，只能借助計算機模擬方法，才能有效地預測提供建筑物全年良好環(huán)境控制所需要的能耗。

　　為提高節能設計的有效性，本文采用清華大學(xué)開(kāi)發(fā)的建筑熱環(huán)境設計分析軟件DeST進(jìn)行模擬。與其他模擬軟件相比，DeST軟件可通過(guò)采用與設計過(guò)程相結合的求解過(guò)程，對已知部分采用詳細模型，而對未知部分采用“理想化”模型，使得在解決問(wèn)題的不同階段可采用相應的模擬分析手段，同時(shí)將體現各階段之間關(guān)系的模塊集成為一個(gè)整體，使用戶(hù)可在處理問(wèn)題的各個(gè)階段進(jìn)行詳細模擬計算與設計校核。當建筑設計確定后，還可通過(guò)模擬分析對提供的設計方案進(jìn)行優(yōu)化，因此DeST軟件是分析與解決建筑物能源利用系統實(shí)際問(wèn)題的有力工具[8]。

　　3 節能設計實(shí)例1——住宅建筑

　　3.1 建筑概況

　　該建筑為條式建筑，混凝土短肢剪力墻結構體系。建筑面積約6100㎡，南偏東15°，體形系數為0.32，窗墻比分別為：南0.40，北0.27，東0.01，西0.01.

　　3.2 建筑構造

　　根據設計資料，外墻構造為水泥砂漿20＋粘土多孔磚240＋混合砂漿20，并提出采用EPS外墻外保溫系統；屋面構造為瓦片＋水泥砂漿20＋鋼筋混凝土120＋混合砂漿20，采用XPS倒置式屋面保溫系統；外窗采用中空玻璃＋塑鋼窗框形式。

　　3.3 節能方案設計

　　根據節能設計標準，該建筑對應的參照建筑圍護結構相關(guān)熱工性能如表1所示，能耗模擬計算模型如圖1所示。

　　計算結果顯示，標準工況下參照建筑全年采暖空調能耗為41.6kWh/㎡，而當設計建筑外墻平均傳熱系數為1.0W/㎡·K，屋面傳熱系數為0.8W/㎡·K，外窗傳熱系數為3.0W/㎡·K時(shí)，其建筑能耗低于參照建筑能耗，達到節能標準要求。

　　通過(guò)計算與設計，該建筑圍護結構采用的節能方案如下：外墻采用30mmEPS外墻外保溫系統，屋面采用35mmXPS倒置式保溫系統，外窗采用傳熱系數為2.8W/㎡·K的中空塑鋼窗。

　　4 節能設計實(shí)例2——辦公建筑

　　4.1 建筑概況

　　該建筑為條式幕墻建筑。其建筑面積約17200㎡，窗墻比分別為：南0.61，北0.46，東0.70，西0.66，天窗0.1.

　　4.2 計算條件

　　與居住建筑相比，辦公建筑能耗計算相對要復雜的多。根據設計資料，該建筑具體設計參數如表2所示，表3為空調系統運行方式，表4為人員逐時(shí)在室率，表5為照明使用率，表6為其它用電設備使用情況。

　　4.3 節能方案設計

　　本文根據表7中的熱工參數，采用DeST軟件對參照建筑全年采暖空調能耗進(jìn)行了動(dòng)態(tài)模擬計算，模型如圖2所示。計算結果顯示，在相同計算條件下，參照建筑全年采暖空調能耗為0.59GJ/㎡.而當設計建筑外墻、屋面和外窗傳熱系數分別達到0.8W/㎡·K、0.5W/㎡·K和2.5W/㎡·K，外窗遮陽(yáng)系數達到0.6時(shí)，可滿(mǎn)足公共建筑節能設計標準。

　　根據以上結果與熱工計算，該建筑圍護結構的節能構造設計如下：外墻采用XPS25＋20空氣層外掛石材外墻外保溫系統；幕墻采用Low-E中空玻璃+斷熱鋁合金窗框；屋面采用XPS25倒置式保溫方式；天窗采用Low-E中空玻璃＋斷熱鋁合金窗框。

　　5 結論

　　結果表明，采用動(dòng)態(tài)計算與權衡判斷法，可對民用建筑圍護結構進(jìn)行初步節能設計，若考慮經(jīng)濟性等其它因素，還可在此方案的基礎上，進(jìn)行更深層次的方案細化與優(yōu)化，以得到較為滿(mǎn)意的節能設計。并在此基礎上，通過(guò)采用高性能的采暖與空調系統，并配置有效的建筑環(huán)境智能控制系統，實(shí)現最終的節能目標。