1、浅谈建筑节能软件的在建筑节能设计中的运用浅谈建筑节能软件在建筑节能设计中的运用oo年第期(总第卷第期建筑节能No.12in2009(TotalNo.226,Vo1.37)一墙体与设计WALL&DESIGNdoi:10.396%.issn.167372372009.12.003浅谈建筑节能软件在建筑节能设计中的运用陈洁(北京城建设计研究总院有限责任公司武汉分院,武汉430064)摘要:阐述了目前部分建筑设计单位中,建筑和暖通专业在建筑节能设计及节能设计软件运用方面的工作现状及问题.总结了实际设计中对这些问题的认识,提出了一些建议,便于广大建筑,暖通设计人员在实际工程设计中紧密配合,不断提
2、高运用节能软件的能力,让建筑节能设计体现出节能的真正意义,并能在实践中获得最大收益.关键词:降低能耗;节能计算;节能计算软件;软件兼容性中图分类号:TU201.5;TU201.4文献标志码:A文章编号:16737237(2009)12-000803EnergysaVingAnalysis-softwareAppliedforBuildingEnergysaVingDesignCHENJie(WuhanBranchofBeijingUrbanEngineeringDesign&ResearchInstituteCo.Ltd.,Wuhan430064,China)Abstract:Thea
3、ctualityand$OBbedifficuhiesexistingintheapplwionofbuildingenergysavingdesignsoftwareandbuildingenergysavinganalysiss啦WeoreexpoundedjbfthedepartmentofarchitectsandHVACenefs.Someexperiencesandsuggestionsomactualdesigorksoresummarizedtosohetheseproblemsfortheengineers,andtheyCalZcooperatemuchclosertoim
4、proveapplicationabilityofuingtheenergy-sacinganalysis-softwae,makingthebuiMingenergysavingpracticallyandeffectualKeywords:reductionofbuildingenergyconsumption;energy-savingcalculation;energysavingcalculationsoftware;softwarecompatibility0引言当今社会,节能已经成为全世界共同关注的话题,随着工业社会的到来,经济的飞速发展,人民生活水平的提高,人们对居住和办公环境
5、的要求也越来越高,运用于改善室内环境的措施也越来越多,这必将造成能源的大量消耗.西方发达国家,目前建筑能耗占社会总能耗的30/o45%.我国建筑能耗已占社会总能耗的20%25%,正逐步上升到30%.因此,在满足室内环境舒适的同时,大大降低能耗,一直是建筑行业关注的话题.为了在建筑的节能方面作出成效,加大各地实施建筑节能的力度,国家和地方相继颁布的了各种强制性或建议性的法律法规,以及一些鼓励性的政策.建筑节能主要分二部分,建筑物自身节能和空调系统节能.设计单位在建筑节能工程中,起着先导者的作用,各种节能设计规范及标准首先必须在设计单位的设计计算和设计图纸中得以体现.这样,建筑师和暖通工程师在节能
6、设计中的作用就显得尤为重要,而在实际工程中,节能设计是否真正发挥了重要的作用呢?1建筑设计行业中节能设计的现状作为设计单位暖通设计师中的一员,在数年的设计经历中,和大多数设计师一样,笔者在进行节能计算时,基本都是采用节能软件计算的方式,因为各种能耗分析公式的复杂,参数选取的繁琐,使得手算成收稿日期:2009.1029;一次修回:20091102;二次修回:200911-06为一项艰巨的可以说无法完成的任务.这样一来,市场上各类节能计算软件成为暖通和建筑设计师的宠儿;哪种软件运用起来得心应手,哪种软件还有什么缺点,成为设计师们津津乐道的话题.随着国家和地方节能法规的实施,各地设计单位都已经意识到
7、节能设计的重要性,纷纷将节能设计纳入建筑设计的一项重要工作,各种节能计算软件也开始在建筑设计行业各显身手,这主要体现在建筑和暖通专业上面.首先,建筑必须考虑建筑本身外墙,屋面,外窗的性能以及整栋建筑的体型,朝向以及综合节能指标是否满足规范法规的要求;其次,暖通专业作为建筑中的能耗大户,必须通过能耗分析,优化系统等方式以达到节能的目的.市场上的节能计算软件,如PKPM,鸿业,天正,浩辰等,也都日趋完善,各设计单位都基本形成了一套完整的建筑及暖通节能设计方法,使得设计师在进行节能计算时,能够规范的操作,保证设计计算更加符合将来建筑的实际能耗情况,虽然各类软件在计算方法,参数选取上有差别会造成结果各
8、异,但基本上满足节能设计的需求还是没有问题的.尽管如此,建筑设计行业中对节能软件的运用还存在一些问题,这主要体现在以下2个方面.1.1对节能软件的应用不够娴熟以及建筑和暖通专业的配合不够紧密我国现阶段普遍的建筑节能设计还停留在校核计算阶段,并且各专业之间没有相互紧密的联系.一个建筑模型建立之后,建筑师将这些数据输入软件,通过计算,校核,调整,再计算,再调整,直到计算结果符合节能法规要求为止,至此,建筑师的节能设计就算达到要求.而暖通设计师以建筑师计算的结果作为依据,再进行详细的逐时负荷计算,根据这个结果进行系统的划分和设备的选型,一般只要负荷指标不超出节能法规的要求,暖通设计师的节能计算也算完
9、成.在整个节能设计过程中,建筑和暖通专业的目的都只有一个,就是达到节能审查的要求,有时候甚至为了不去修改既定的方案而采用很高的代价达到节能审查通过的目的,例如,建筑选用昂贵的材料以减小维护结构传热系数,暖通专业选用并不合适的过度设计系统以应付节能审查等,却没有去考虑2个专业是否能够通过紧密的配合,选择更好的方案,用最小的代价达到最佳的效果.1.2软件自身的兼容性差及各专业选用软件的习惯不统一目前,设计单位建筑节能计算一般多采用PKPM系列软件,此软件在国内市场中运用也是最为广泛的,其权威性毋庸置疑,但PKPM系列软件尚无暖通冷热负荷计算软件,暖通专业只能选择其他系列软件,如鸿业,天正,浩辰,华
10、电源等.现笔者以PKPM建筑节能计算软件和鸿业冷热负荷计算软件在实际工程中的应用为例,以点概面的说明一下2个专业软件不兼容所带来的各种不便和不良后果.此项目位于江苏省苏州市,为某住宅小区的一个以餐饮为主的1栋商铺,单体建筑节能采用PKPM的PBECA20081.00版进行计算,此单体外墙组成如下:外墙主体部分构造类型1:2水泥砂浆(20mm)+振利胶粉聚苯颗粒(30mm)+加气混凝土砌块(250mm厚)+水泥砂浆(20mm).PKPM软件有详细的热桥计算功能,具体计算过程不再赘述,综合考虑热桥柱(框架柱),热桥梁(圈梁或框架梁),热桥过粱(过梁),热桥楼板(墙内楼板)后,所得外墙综合热性能指标
11、为:外墙平均传热系数Km=1.21W/(m?,外墙的热惰性指标D=3.70.暖通专业冷热负荷计算软件选用鸿业负荷计算4.0,因建筑专业已经对外墙热性能指标作出的详细的计算,暖通专业在进行计算时,按理应完全利用建筑节能计算所得的结果,但实际计算时却并没有这么顺利:计算外墙负荷时,暖通工程师希望能直接利用建筑节能计算的墙体热性能参数来进行计算,却发现鸿业软件在选择墙体时,必须在其参数库中选择,无法自定义墙体相关热性能参数,于是想在墙体参数库中找到此种墙体的相关参数,结果依然事与愿违.无奈之余,暖通工程师只能在墙体参数库中找到与这种材质热工性能指标相近的材质进行替代,然后通过调整导热修正系数来使之与
12、建筑所选材质一致(但无法保证所有热工性能参数完全一致);最后终于在将墙体参数选定时,却发现鸿业软件没有PKPM软件那样强大的热桥计算功能,调整后的墙体各项热性能指标与建筑计算结果仍然不同,于是只好再次通过导热修正系数进行调整,经过反复修正后,所得结果总算与建筑相差无几,但仍然无法完全相同.不仅墙体如此,屋面,外窗,地面等都存在类似的问题,使得暖通工程师不得不花费大量的时间在维护结构热性能指标的修正上面,而且修正后的数值要保证平均传热系数一致的话,就很难保证热惰性指标一致,始终无法做到2项指标都和建筑所算结果完全相同,一般这种情况暖通专业会优先保证传热系数相同,忽略热惰性指标差异,这样必然会造成
13、暖通负荷计算时维护结构逐时冷负荷偏离实际值.其他系列的暖通冷热负荷计算软件在这些问题上可能有所改进,但能做到与建筑节能计算软件完全兼容的目前还没有.至于不同系列的同类软件,比如PKPM与其他的建筑节能计算软件,鸿业,天正,浩辰与华电源冷热负荷计算软件,针对相同的项目,计算的结果也可能有差异,但这仅是软件自身在编制过程中出现的一些计算差异,只要是节能计算允许使用的软件,并且计算过程正确,其结果都是正确的.因此,笔者认为建筑和暖通二个专业各自的软件之间不能做到真正兼容,是问题主要所在.由于存在以上问题,使得节能设计几乎成为一个应付节能审查的形式,与我们的初衷用最简单的方法真正让建筑物的能耗降到最低
14、的目的相去甚远,也与社会可持续性发展的概念相悖.因此,解决这些问题刻不容缓.2对建筑设计单位设计师进行节能设计时的一些建议目前,国家及地方关于建筑节能的法规,政策纷纷出台,但具体到设计过程,真正达到政策法规要求的深度及广度,还有很大一段差距,作为设计行业中的一员,我们有义务将这项工作做得更好,这当然也更离不开行业软件开发人员的努力了.对于如何在设计中让节能设计软件更好地为我们工作,使我们的节能设计真正达到法规政策的要求甚至更高,让建筑节能不再是一个口号,而真正能为全国乃至全球的可持续发展做出应有的贡献,笔者认为,在建筑节能设计中,应该努力实现以下几点:f1)一项建筑工程设计在方案期间,就应该充
15、分考虑到可能运用到的节能措施.传统的设计习惯,在方案设计阶段,暖通专业参与较少,但现在很多设计单位仍停留在这种设计习惯上,这样就容易造成建筑专业在考虑节能设计时太过片面,除非是非常有经验的建筑师,否则很难判断某一个方案在综合节能方面是否达到最优.所以,每个设计单位在方案设计阶段,尤其是大型公共建筑,都应该尽可能地吸收相关专业参加,尤其是暖通(建筑能耗大户)专业工程师进来,在充分考虑建筑节能的前提下,尽量降低设备等其他能耗,选择综合能耗较低的方案;f2)在节能设计过程中,建筑专业和暖通专业应尽量使用兼容性好的同一系列的软件,如果软件不兼容,必将造成建筑的建模不能为暖通专业所用,使得暖通工程师需要
16、花重复的时间去做原本建筑师已经完成的工作,同时,也不能保证计算结果和建筑一致.当然,这也与国内各种系列的软件产品不齐全,部分产品设计不佳,不为设计人员认可,以及价格较高,培训力度不够等问题有一定关系.所以笔者建议,各软件开发企业,除了在完善各自已有的软件功能外,还需完善建筑节能计算和暖通节能计算软件之间的共通性,使两种软件的功能能够兼容,这样可以大大减小暖通设计师的工作量,也可避免因软件系列不同带来的数据出入.同时,在软件销售的时候,也应以系统推销为主,不应只推企业的优势软件而不顾其他,培训时也尽量使建筑师和暖通工程师一起培训.另外,设计单位也应更加重视节能计算软件的重要性,选择适合自己的节能
17、系列软件,让建筑师和暖通工程师能够使用同系列的,兼容的软件,使节能设计更加便捷,计算结果更加精确.3可行性分析对于熟练使用节能计算软件和建筑师暖通工程师之间的配合问题,相信任何一个工程师都希望能尽力将节能计算做到最好,但是很多时候因为设计时间的紧迫,设计软件的不完善,使得设计师们有心无力,所以只靠设计师们单方面的努力是不够的,怎么样才能让设计师们在进行节能计算的时候,没有时间紧迫等方面的后顾之忧呢?这是我国建筑行业中普遍存在的问题,建设方为了赶工期,节约成本,往往将设计时间一压再压,而建筑行业市场竞争的激烈,又使得设计单位不得不接受建设方工期上面的不合理要求,设计时间无法得到保证,设计质量必然
18、会打折扣.因此,笔者认为建筑行业中,对一个项目的设计阶段及各个阶段的设计时问需有一个规范,此规范可以通过国家和地方经过调查实践总结后颁布,或者成立专门委员会,当一个项目设计启动或签署设计合同时,在建设方和设计方之外,以第三方的身份参与,能够根据项目的规模和复杂性等,准确地对这个项目进行评估,列出该项目设计过程必须经历的阶段及每个阶段必须经历的最短时间等要求,并且能够具有法律效力.如果建筑设计行业能够得到以上的规范,设计师们能有足够的时间和精力进行节能设i:l-u相互配合工作,相信节能设计工作的开展一定会更加的顺利.解决节能软件统一和兼容性的问题,这主要靠软件开发商的努力了,现在市场上的节能计算
19、软件种类1很多,但几乎没有哪个系列软件同时拥有建筑节能计算和暖通冷热负荷计算2项功能的,就更不用说二者功能的完美统一了.比如PKPM软件,它的建筑节能设计软件非常的丰富和完美,市场的占有率也是无人能及,但却没有与之配套的暖通冷热负荷计算软件;暖通专业运用较多的鸿业,浩辰,华电源负荷计算软件等则是各有千秋,在暖通负荷计算上面,各有优劣,但也没有任何一款能和建筑节能融合一起的.这些软件是否能够真正做到兼容统一呢?笔者认为还是有办法的.PKPM建筑节能软件由中国建筑科学研究院开发,以他们的软件开发实力,在每款建筑节能计算软件的基础上,开发出对应的暖通负荷计算软件,应该不是太困难的事情,再者,如果能和
20、其他暖通负荷计算软件开发商联合,将不同系列软件进行适当的调整,使其能够兼容,也应该是可能的.相信只要软件开发商以此为出发点,努力解决建筑暖通软件不成系列或不兼容的问题,再不断的根据设计师在实际使用过程中遇到的问题进行改进,建筑和暖通节能软件的统一及各种软件的功能更加强大和完善,应该是完全可以实现的.4结语目前,完善的节能计算,无疑会对设计工作带来一定的难度,增加设计周期,同时也会增加初投资的费用,但是,对节能设计的不重视带来一系列不良后果也不可小视.所以国家和地方在重视制定规范,法规的同时,也应重视建筑行业招标,设计,施工市场的规范与监管,加强优秀节能项目的奖励等,使得业主和设计单位在制定节能
21、方案和进行节能设计时没有过重的时间,资金的压力.当然,作为建筑工程的设计师,应认真学习并掌握先进的节能设计软件,不断的提高自己的节能设计能力,真正使建筑设计成为建筑节能的排头兵.参考文献:1/J/海胜.我国建筑能耗的现状及解决对策研究J.中国新技术新产品,2009(9):153154.2王新刚.建筑节能行业的机遇和挑战J1_建筑节能,2009(8):7678.3周良,张国强,彭建国,等建筑节能及暖通空调仿真软件的现状和发展J.湖南大学(自然科学版),2000,27(6):103.108.4】李菊.PKPK建筑节能没计分析软件现状及进一步发展EB/OL.(2007一O115).http:llwww.zhjieneng.neVshowart.asp?id=693.5】苏华,王靖.建筑能耗的计算机模拟技术J.计算机应用,2003,23(z2):4ll-4l3.6GB501892005,公共建筑节能设计标准s.作者简介:陈(1984),女,暖通工程师,助理工程师,建筑环境与设备工程专业,从事民用公用建筑暖通设计(tmej28tom.corn).
