节能建筑方案综合性能分析
【摘要】节能一词是社会快速发展的重要标志，随着经济的快速发展以及人们思想观念的进步，不断推动了节能建筑意识和节能建筑的发展，因此对于节能建筑方案综合设计性能的分析非常有必要。首先，要从建筑造型、平面布局、窗墙面积比对综合性能的影响进行详细的分析，并在此基础上研究天然采光对综合性能的影响。
【关键词】节能；建筑方案；综合性能；分析方法
引言：节能建筑方案综合性能是对建筑节能性质的综合表述，目前节能建筑已经受到了人们的高度重视，但是建筑设计包括窗户大小，建筑造型等因素都会对建筑的节能效率造成较大的影响。所以，我们必须要具体的分析建筑节能与空调系统和照明系统能耗之间的关系，并分析二者对建筑节能的影响，才能充分的发挥建筑的节能效果。本文主要对与建筑节能密切相关的空调系统和照明系统的能耗及其影响因素进行分析。
一、 评价指标
评价指标是对具体事务进行具体分析的一种方法，目前就建筑而言大型的办公场所和公共场所对能源的消耗比较严重，因为大型建筑内的发热量大、空调季长、采光要求高，所以，综合来看大型建筑中，空调系统能耗和照明系统能耗在总能耗中占的比例最高。因此，如果选取作为建筑方案综合性能的评价指标，那么其指标计算公式为：
其中分别表示基准方案的空调系统能耗和照明系统能耗[1]。
综合多种方案的比较来看，基准方案的设计和确定对指标的计算起到了决定性作用，因此在确定基准方案的时候，必须要尽可能的参照《公共建筑节能设计标准》中的设置方法，并严格遵循相关节能设计标准的指标要求，才能有效地发挥评价指标的具体作用和价值。
此外，天然采光对建筑节能的影响较大，一般情况下，不同类型的建筑对采光的效果要求不同。采光效果对综合性能的具体影响表现，在于降低建筑照明系统能耗和减少建筑灯具散热量两个方面，从而有效地从整体降低全年空调系统能源消耗量。但是由于采光设计对科学技术的要求较高，所以在进行采光指标分析时必须要考虑到各项指标的特点，才能有效的提高评价指标的科学价值。
二、 计算方法
目前大多数建筑单位都喜欢使用模拟软件对建筑节能的综合性能进行计算，但是模拟软件在使用的过程中存在较大的局限性，且模拟软件建模复杂，对输入的数据要求非常高，而实际应用过程中许多设计方案的信息量较小，且关键数值的信息非常不全面[2]。因此，精准的模拟计算智能像空中楼阁一样的存在，却不能发挥任何实际作用。且目前市面上的模拟软件在设计开发时，就存在许多漏洞，特别是在预测空调系统和照明系统能耗方面非常不成熟，所以计算出来的数据不具备专业的参考价值。此外，由于建筑设计师在进行方案设计时只关心建筑主体的设计，往往忽视了细节部分的设计，其中就包括节能损耗的设计，从而严重影响了建筑综合性能的准确性。
建筑热过程的稳态计算方法尽管在瞬时负荷预测方面有较大的误差，但相关文献的研究结果表明其累计负荷的误差不超过20% ，因此目前空调系统的能源消耗可按以下方式进行计算：
其中β为考虑周末蓄热影响的修正系数，并且不同地区不同季节β的值是不固定的。一般情况下，在夏季和冬季 所考虑的室内外温差也会不同，所以在能源消耗计算时必须要考虑到建筑面积及室内外的温差系数。
此外侧窗采光和中庭采光在整个建筑的采光效果中所占比例非常大，因此侧窗采光与中庭采光面积和结构设计的要求非常高，因为侧窗采光率及窗户可见光的透光率，是方案设计的重要影响因素，所以如果当窗户的面积为w、窗户可见光透过率 T，那么侧窗采光的计算公式为：
由于侧窗采光计算公式为分段函数，所以当WI小于1.5时可选用以下计算方式：
当WI等于1.5时选用以下计算方式
综合来看，方案阶段综合性能评价指标计算主要以稳定计算和经验计算为主，并且计算方式简单易懂，且通过计算数据可以直接反应建筑造型、平面布局、窗墙面积比、主要围护结构热工参数对综合性能的影响，从而详细的掌握方案设计的矛盾点，便于有效的提高方案设计的整体质量。但是由于建筑的节能方案和节能设计对综合性能的影响较大，所以为了优化建筑的整体性能设计方案，就必须要加强对建筑设计结构和设计风格的重视，并充分的协调建筑采光效果与窗户面积之间的关系，才能实现照明系统与空调协调之间的关系，尽可能的在保证建筑各项质量合格的前提下降低能源损耗。
三、 体形系数的影响
体形系数的应用是指当建筑的采光面积和灯具都无法控制的时候，使用的一种方法。并且建筑的朝向面积与体形系数之间存在某种联系，且体形系数越小的建筑方案综合性能越优。因此随着建筑体形系数的增加，建筑可利用外形采光面积也会随着增加，所以，当天然采光比例上升时所使用到的照明系数就会降低，从而很好地实现降低能源消耗的目的。因此大型的办公楼建筑，在外形设计时必须要考虑到建筑的采光效果，因为面积较大的建筑所需的热量会增加，所以当自然采光无法满足建筑内所需的热量时，就必须要通过照明或空调系统进行维持，从而增加了建筑的能源损耗。建筑设计时为了满足外观条件而不得不提高外形系数，可以通过被动式节能技术，例如：太阳能技术和天然采光，同样可以实现节能能源消耗的作用。
四、 窗户面积比的影响
窗户面积比是相对于整个建筑面积而言的，简单地说窗户面积比与综合性能之间存在矛盾冲突。例如：夏季，当建筑的窗户面积所占比例较大时，室内的温度就会迅速上升，因此必须要通过空调维持室内的温度。冬季，当窗户面积所占比例较小时，室内的采光效果就会较差，所以必须要通过照明和空调进行维持。因此，窗户面积比必须要经过科学的计算，才能停留在一个恰到好处的位置，并且不同地区的温差和昼夜长短不同，所以为了最大限度的满足室内的采光效果，必须要对建筑的结构和朝向进行科学的设计。一般情况下，天然采光对建筑的窗户面积比要求不高，通常窗户面积比大于0.4即可，即便比例继续上升所起到的采光作用也不明显，而相反空调的负荷则会随着窗户面积比的变化而变化。因此建筑窗户面积比必须要以综合性能为依据，才能进一步确保窗户面积比的合理性。
结语：综上所述，节能建筑方案综合性能的分析受到建筑环境、建筑结构等各方面因素的影响较大，所以，为了有效地提高建筑的整体节能效率，必须要不断地完善和改进现有的方案设计，并在原基础上进行创新设计，才能最大限度的发挥节能价值，才能为提高建筑的整体节能效果创造条件。
【参考文献】
[1]穆昊明.建筑节能的经济效益分析[J].商业时代.2012年14期
[2]姜波，刘长滨.国外建筑节能管理制度体系研究[J].生产力研究.2011年02期