时间：2023-05-24 14:34:47
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇节能设计优化，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：节能设计；建筑设备；围护结构；节能系统调试
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
1 引言
青岛华润中心位于核心政府商务区,地理位置优越，总建筑面积53.2万平方米，包括Shopping MALL、甲级写字楼、五星级酒店、酒店式公寓、会展中心为主体的包罗万象的城中之城-“万象城”。 本文根据万象城建筑底蕴及青岛地域文化特点，阐述万象城商场的节能优化设计，使其内外功能表现相得益彰。
正确的节能优化设计可以在满足建筑正常运作的基础上，满足能耗低、绿色、低碳等特点，本文从空调系统、电气系统、给谁排水系统、照明系统幕墙设计、及建筑调试等几个方面，分析万象城建筑的节能优化方法，突出建筑和谐性的设计理念[1,2]。
2 万象城节能设计的现状及优化设计建议
2.1 空调系统节能优化设计
（1）空调系统冷水机组布置复杂、数目较多，当其与水泵连接只有一根总管时，由于结构受力不稳定存在薄弱点，导致水力供应不平衡，多台冷机运行时负荷不平均，供水温度得不到有效的保证。根据上述分析，本文设计的空调系统改为每台水泵直连冷机，保证了空调系统稳定的基础上，使布置更具有灵活性，达到优化设计。
（2）该综合体项目使用的一、二次泵系统，但由于一次泵的定流量运行往往存在供水温度不满足使用要求，及在低负荷工况下多台冷机组运行效率低等问题，不满足建筑绿色、低碳减排的要求。根据空调系统优化设计理念及实际工况，将空调系统改为一次泵变流量运行，该种模式已在众多大型建筑中广泛使用[3,4]，是创新与实践相结合的设计产物。
（3）为了达到降低运行能耗的目的，采用优化自学习启停、夜间免费换热、按需通风等控制方法，用以降低空调末端设备的运行能耗
2.2 电气系统优化节能设计
电气系统是保证建筑正常运行的生命线，在青岛万象城建筑电气系统的设计中，从以下几个方面对其进行优化设计，保证了电气系统运行的稳定、可靠以及安全经济等要求，使其电气系统更加适应建筑的表现和功能[5,6]。
（1）根据重点照明、一般照明、工作照明和特殊照明不同要求的照明区域，按照需求布置照明用具。
（2）采用节能光源和灯具，尤其是在公共区域与办公场所，从而减少照明能耗。
（3）在需要调光、追求场景效果等场地使用LED灯具；
（4）合理使用照明控制，时间控、区域控、人员控、光强控，可采用照度感应结合红外移动探测的传感器，控制相应区域的照明。
2.3 幕墙优化设计
（1）根据青岛气候环境，尤其是在寒冷季节建筑外窗的设计，是幕墙优化设计的主体重点。本优化设计方法考虑到商场人流密集大等特点，采用分区域不同参数对待的优化设计模式，根据不同场地、不同需求布置不同保温要求的幕墙结构，这样在降低运行费用的基础上，大大降低投资运营成本；
（2）本项目所有外窗及幕墙LOW-E中空玻璃要满足辐射率≤0.15（离线）的要求。但是在诸如青岛的寒冷地区，需要平衡制冷季和采暖季的能耗，不需要如此低的辐射率。基于此处考虑，可以采用结合建筑美学的建筑自遮阳和固定遮阳提供动态遮阳系数，仅在夏天提供较低的遮阳系数即可。
2.4 建筑护分析：
通过建筑物理模型分析，对保温体系厚度的确定及合理的幕墙遮阳系数及热传导系数等，尽可能在冬季减少维护结构热损失，夏季减少的热热辐射量并将建筑内部热量尽可能散发出去，从而达到降低建筑能耗的要求，可从以下两个方面对建筑围护体系进行优化设计。
（1）外墙热工性能优化，通过进行物理性能及经济权衡分析，确定合理的保温结构体系；
（2）通过相关分析，优化玻璃选型，确定玻璃透光率及遮阳系数，自然采光及热工性能。
3 建筑全程整体调试对节能优化的影响
以往而言，民用建筑在国内通常不关注设备系统的调试，这是由于民用建筑设备比较简单，人对舒适性的要求也没那么苛刻，但是随着民用建筑的快速发展，建筑服务性越来越广，其支撑的机电设备及系统越来越庞大，同时对设备系统的调试提出了较高的要求。万象城除了有大型的百货商场，还有美食广场、电影院、滑冰场、超市等满足不同功能的建筑分区。不同的服务需求，使其供应的空调、通排风、照明、配电等机电设备大量配置，并必须具有良好的运行能力，用以保证建筑的正常运行。
随着经济的发展，人对环境的舒适性要求也在提高。夏天顾客在商场购物，舒适的空调环境会吸引他们长久的驻留购物。尤其是万象城这样的巨型商厦，纵身较大，商铺照明较强，如无较好的空调调试，局部区域必然会较热，顾客驻留在这些区域的时间会很短，所以良好的空调调试具有重要的使用价值和经济效益[7]。
另外，大型商厦的日常营运能耗巨大，优良的机电调试将大幅降低能耗。以青岛万象城44万平方米商厦为例，预计空调供冷年能耗约7000万度电，空调供热能耗不算热水，也约耗电2000万度，还有照明、送排风、电梯、厨房灯用电能耗，都是不容小觑的。正确的、节能优化倾向的调试，除了能使众多设备运行功能正常，还能极大的提高系统运行效率――节能！与未调试的商厦比，即使保守的估计节能量10%，其每年700万度*0.8元/度=560万元的费用节省也是非常惊人的，不仅节约了成本，并且有利于建筑设备可持续应用，同时，也对环境作出了巨大贡献。
4 调试系统简介说明
民用建筑不同的系统偏重点不同，如：空调系统由于庞大、复杂，也是民用建筑的主要能耗源，所以调整、优化很重要。而照明系统，是商厦的第二大能耗源，但一方面该系统相对比较简单，另一方面考虑到商品陈列或购物环境需要以确保销售表现，节能处于从属位置，所以对该系统主要是测试为主，确保照明功能性。
本项目的调试重点主要是三个系统：空调系统、照明系统及给排水系统。而楼宇自控系统由于要对这三个系统进行控制、管理，是建筑系统中不可或缺的重要部分，所以也需要被调试的系统。
5 结语
节能环保是建筑发展的未来导向，是实现可持续发展的重要途径，如何在建筑中对各个系统进行优化设计是实现建筑节能的主要手段。同时随着商业综合体越来越多，人们休闲娱乐场所更加丰富，而如何根据不同的需求与特点对建筑场所进行优化节能设计，为建筑的维护与发展提出了亟待解决的问题。本文通过青岛万象城实例，说明各系统在其中的优化节能设计和相关的调试，在满足建筑正常运营的基础上，达到了节能、绿色和环保的建筑理念，为今后设计中相关问题的解决提出较为有效可行的办法。
参考文献
[1]王飞云.关于绿色建筑设计与施工的探讨.[J]. 四川建材. 2011 (06)
[2] 邵军.从设计理念推动绿色建筑发展 [J]. 建设科技. 2010 (16)
[3]陈实．建筑同护结构节能设计及其并行设计技术研究[J]．建筑科学，2007，23(4)：36―39
[4]《建筑节能杂志》．主办单位：中国建筑东北设计研究院
[5]国家《公共建筑节能设计标准)GB50189 2005
关键词：变电站；节能；优化；创新
中图分类号：TE08文献标识码： A
正文
变电站建筑节能设计的进步与时展及科技进步之间的关系日益紧密。人类新技术发展一日千里，令人目不暇接。这也带动或催生了各行各业的技术革新，由此影响了新的生产、技术、管理等方式的系列进步。新型生产、制造、管理、运行方式以及普遍应运的新技术，让变电站也广为受益，同时，对变电站的管理方式、建筑设计也都提出了新目标，准备了新方法。传统的人工操作正日益为智能操作所取代，配件、设备逐步由散装、单个更换向集成化模块方面发展，操作的智能化、自动化程度的提高标致着日前的变电站设计、施工、操作、运行正在走向更高的集约型方向发展。鉴于此种客观现象，在变电站的设计上，方式已与以往发生了根本性变革，变电站的建筑设计理念也日益向低碳、环保、节能、绿色、低耗、集约化方向迈进。
一．环保、新型建筑材料的运用
科技发展使得当今建筑材料更加多元，新材料的建筑效果更加符合人们的各种要求，不少可以再生循环利用的、多功能、污染少、能耗小的环保型建筑材料相继问世，为建设更加环保、节能、符合现代人们生活、工作要求的建筑物提供了极大便利。比如，混凝土多孔砖是具有生产能耗低、节土利废、施工方便和体轻、强度高、保温效果好、耐久、收缩变形小、外观规整等特点的材料，是一种替代烧结粘土砖的理想材料。其取代以往的粘土实心砖的直接好处在于：不毁坏农田、不用燃煤生产、消耗能源不足烧结粘土砖的一半，减少了因烧制粘土实心砖等所导致的浪费污染等方面，有着不可估量的推动意义有着非常良好的推广前景。
而诸如岩棉板一类的隔热保温材料则具有很好的隔音、保温、消防（燃点低）等方面功能，同时，岩棉板这种新材料的透气性能很高，热传导系数小，这都具备了保温材料的本质要求。因此，在屋面、墙体建筑中，它们就运用得更为广泛。
二．变电站建筑物节能优化、设计
要实现现代变电站的节能优化、设计，在项目立项时，必须考虑以下一些方面的因素。
首先，目的、意义必须要弄清楚。现代建筑物强调的环保节能并不是简单的一句话说说了事。落实到实际工作上，必须体现出建筑物设计上的合理性，同时，墙体建筑材料、门窗、隔热材料、空调等等的选用，必须要在符合节能减排要求的同时，能明显改变建筑物本身性能，必须要实现冬暖夏凉这一节能根本目标，这样要求的潜在意义表现在：室内无需再添加辅助设备来进行采暖或制冷，因为建筑物本身便可以保证夏天的热浪被阻挡在门外，冬天室内的暖气无法外泄，在减少辅助制冷或制热设施的同时，有效节约了成本投入，电能的利用效率也获得根本性提升。
其次，现代变电站的节能优化、设计在必须要考虑气候环境的同时，更要关注建筑物的体形系列。设计建筑时要充分考虑气候因素将会产生的影响。日照条件好、风速流动性强，空气透明等因素都有利于变电站的建设、运行。但是，具有关键的变电站建筑节能设计表现在建筑体形系数这方面。通俗来讲就是，一方面要减少建筑表面不必要的坑坑凹凹、沟沟坎坎，外表立面能多简单就多简单，建筑平面尽可能的选择光滑平整，减少光的接触面积，增加墙体等外立面对于光的反射和折射，以此减少热能；另外一方面是，建筑物的体型，也就是大小也至关重要。资料表明，建筑物越大，其所耗费的能量便越多，太大的建筑物直接导致节能设计徒有其名，节能理念无法实现。所以说，变电站的外观形体越小越好，当然，必须要能满足站内设备的正常运行为原则，而不是无原则的小。
第三．屋面、地面及外墙体节能优化设计。事实上，前述墙体节能原理与屋面相同，其根本原理在于：阻止热量传递。也就是说运用节能材料，让夏天的热空气不能向室内传射，同时，使得冬天室内热空气不向外辐射，以此保证室内的冬暖夏凉。要实现这样的效果并不难，只要采用对屋面进行绿化、建立斜坡屋面、使用保温建造材料等等措施就可以实现了；对于地面节能优化设计，其实也很简单，有一个很直观的例子就是，居民的车库一般都在负一层，如果我们进入车库，夏天会很凉爽，冬天则很暖和。那么，变电站在建筑时可以充分考虑、借用这一优势，在保证设备安全运行的前提下，可以把室内地面设计得比室外低一些，同时，采用诸如挤塑聚笨乙烯泡沫板等绝热材料进行保温，这样就可以充分实现地面热量损失减少，从而实现节能目标；至于外墙优化设计方式，更要考虑气候特点，如果变电站处于极寒地区，可以实行外保温方法，也就是在变电站墙体外设置保温隔热系统，这样处理的好处在于，能极大减少热传导，有效降低热损失。
三．建筑物结构布置的优化、创新
变电站的设计必须符合时代与地域特色，当前，工业化进程使得有人值守人手紧张，那么，设计变电站时，要求要在满足基本运行要求前提下，尽可能减少有人值守现象，将其变身为高度智能化的少人或无人值守机房，这是变电站节能优化、设计的总体目标。
首先，变电站总体建筑布局方面，要尽可能地降低建筑物占地使用面积，节约空间，这个要求可以通过优化建筑物的总体布局等方法来实现。这样的目的在于，在优化结构基础上，节约占地面积，全面降低变电站建筑物的建造以及运行时将会发生的材料消耗与能源消耗等。
其次，要求变电站的内部构造尽可能的实现平面布局的分区适当，以保证设备功能的最大限度发挥，同时要求建筑物内的内部功能区分紧凑，最终实现变电站内部空间的整合、优化、不浪费。与此同时，在变电站建筑物的单体平面分布方面，要求室内尽可能的少留或者直接到消楼梯间、人行过道等，至于多余的房间、门厅之类的设置就更不必要了，可以直接在设计环节取消它们，房间内只留出设备位置，以便于设备运行为基本原则，多余位置一概不留。要求室内设计面积设备使用率在95%至100%。这样一来，原本室内人工动作基本上疏散至室外进行，就会从根本上实现变电室内的房间面积的充分利用，相对传统庞大的变电空间，面积最少降低一半，甚至可以节约2/3使用面积。智能变电站就采用了隔离式断路器等新型一次设备等集约化、智能化技术，优化主接线设计和总平面布局，很多程度的优化了变电站的内部构造、减小了变电站的土地使用面积、压缩了建筑的立体空间。由于建筑物空间体积空前减少，水消防可以直接取缔，这样不但便于消防要求，也节约了相应的消防投入，同时，因为所需建筑材料的减少，直接降低了变电站建筑物的工程造价，可谓一举多得。目前，节约型、集约型智能变电站正不断在设计建设中推广利用并将迎来爆发式的增长。
第三．变电站建筑物的立面造型设计的优化。如传统的变电站立面的最醒目标志也仅为电网LOGO，其余则并不明显。当前时代则不同，设计师们为了提高变电站的辨识度，统一采用电网典设内规定的几种标准色彩，并尽可能地将这几种色彩、LOGO等喷涂至变电站的建筑物上，此举既改变了以往那种色调单一、枯燥的感觉，而且，辨识度极高，使人眼一瞄就知道是变电站，而且建筑物本身造型也不再过分拘泥于陈旧传统，这就使得现代变电站建筑物本身显得更为简单、轻便、紧凑、色彩明亮，让人赏心悦目，也能全面展示当代设计师高超的设计水准、建筑师精湛的施工水平和电网公司本身的既有风格特征：现代、明快、简约。而且，这种建筑物很容易与周边办公、居民建筑融合为一体。
四．综述
节能环保意识是发展的大势所趋，变电站建筑节能设计优化和创新正走在一条正确的道路之上，新型建筑材料的选择、使用，更加简洁、明快的建筑物造形、小巧紧凑的空间设置等，都让现代变电站的节能设计优化、创新一览无余。相信在不久的未来，更加节约、节能、环保、功能齐全的变电站会出现在公众生活之中。
参考文献：
[1] 刘国生. 电力建设建筑施工区域标准化管理建设[J]. 管理观察. 2013(32)
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[3] 郭江辉. 浅谈变电站节能技术的应用[J]. 山西建筑. 2010(33)
关键词：高速公路隧道；LED；照明节能；隧道照明系统
中图分类号：U491 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）15-0035-02
近些年，随着我国高速公路的迅速发展，大量以桥隧为主的高速公路里程也逐年增加，公路隧道照明系统作为保证车辆安全通行的同时也使得隧道照明运营开支居高不下。近年来，LED以其低能耗高效率的特点，在照明行业正得到广泛的应用，从显示器背光照明到景观照明再到日常照明，覆盖范围越来越大。作为光源，LED的优势体现在三个方面：节能、环保和长寿命。LED不依靠灯丝发热来发光，能量转换效率非常高，理论上可以达到白炽灯10%的能耗，相比荧光灯，LED也可以达到50%节能效果。研究如何在基于交通流量、行车速度、可视度、驾驶员视觉特性基础上，实现对LED灯具合理的智能照明无级控制，这对提高隧道照明质量，降低能耗与隧道运营成本，营造安全舒适的隧道行车环境，具有重要的意义。
一、工程概况
金丽温高速公路金华段隧道群共有6个隧道，分别是：水坑隧道（长度为405m）、黄埔坑隧道（长度为157m）、黄坞垄隧道（长度为565m）、黄家垄隧道（长度为360m）、焦岩隧道（长度为470m）、白阳山隧道（长度为477m）。隧道单洞：净宽10.75m，限界净高5m；设计车速：80km/h（即按100m停车视距标准设计）。
根据《公路隧道设计规范》和招标文件要求，本次改造工程按隧道内行车速度80公里/小时对水坑隧道、黄坞垄隧道、黄家垄隧道、焦岩隧道、白阳山隧道等5个隧道的基本段中排照明灯设施进行设计、购置、安装、测试、开通、保修、培训、提供资料等服务。
二、隧道照明系统技术指标
本次照明改造系统为三级负荷，采用《公路隧道设计规范》（JTJ026-90）设计，照明标准应符合隧道通行能力B级――80公里/小时车速，主要设备采用最新颁布的国际通用标准、中国国家标准或能代表最新先进水平的标准进行设计生产。
（一）分级照明
隧道照明分段为：入口段、适应段、过渡段、基本段、出口段，使入口区亮度逐级降低到基本段的亮度要求，同样，为使司机的眼睛尽快适应光线由弱变强，出口段也设有加强照明。本次照明改造工程为中间段（也称基本段）照明改造，因此，没有基本段的隧道就不需要改造，如黄埔坑隧道（长度为157米）。
（二）照明控制
新加装的LED灯组成一个回路，由加装在夜间照明箱内的控制回路进行控制亮灯，并且与箱内的PLC控制器进行连接，达到远程控制的目的。原有中排高压钠灯（仅限基本段）组成一个回路，通过加装开关箱进行手动开关的第二级控制，达到是否接通回路的目的，而是否亮灯，则由原来的白天/夜间照明控制回路进行控制。
（三）照明配光
原设计洞内灯具采用250W、150W二种，根据隧道长度不同采用三排、单排布灯方式。隧道照明系统的配光以隧道参数和光学数据为依据，已满足下列指标：入口段白天照明平均亮度：80cd/O；适应段白天照明平均亮度：50cd/O；过渡段白天照明平均亮度：10cd/O；基本段白天照明平均亮度：4.5cd/O；夜间照明平均亮度：4.5cd/O；我们本次改造的LED中排灯的平均亮度应大于4.5cd/O。
（四）主要设备、材料选型
1．LED灯。LED灯具是本次改造项目的重要设施，根据图纸及招标文件规定的技术指标、性能要求，我们选用上海三思研发的一款以高亮度LED为光源的照明灯。该产品具有亮度高、照度分布好、节能环保、防水防尘、外观时尚等特点，可广泛应用于各种隧道、收费站、加油站、厂房、卖场、仓库、停车场、广场的照明。
2．配电箱改造：断路器采用梅兰日兰的小型断路器，接触器和继电器采用施耐德产品，配电箱内电线由杭州中策公司生产，这样就可以保证照明控制系统运行的安全、可靠。将照明控制系统接入原配电箱PLC控制系统，通过技术升级，可以实现隧道照明的自动化管理。隧道照明控制的自动化管理的前提是：利用成熟可靠的计算机、通讯网络和自动控制技术，才能实现全线照明回路的控制，达到提高高速公路的生产管理自动化水平，减轻高速公路管理人员的劳动强度，降低维护成本，实现系统的先进性目的。开关箱：采用（下转87页上接34页）金华市一开电气成套设备厂，该箱由于只起第二级的回路关断作用，因此，箱内只设梅兰日兰的小型断路器。
三、高速公路隧道照明的节能优化设计
（一）改进分时间隔照明控制模式
一般的隧道照明供电控制模式是按照白天和夜间两级模式予以供电控制，而这种控制模式存在严重的电能浪费现象。我们可以根据工程的实际情况予以讨论，建立更为科学合理的多级照明控制方式，比如说可以采用白天、傍晚、夜间的三级控制模式，分别采用1、1/2、1/3的照明方式，既满足不同时段交通量的使用要求又达到节电的效果，从而降低公路隧道的运营成本。
（二）在隧道照明的设计规划中应该考虑节能问题
在隧道照明系统的设计中，通常入口段和出口段灯具的密度和照度最大，中间段最小，而中间段灯具布设长度一般最大，其他各段灯具的布设长度根据隧道实际长度和实际要求的不同而有所不同，根据《公路隧道通风照明设计规范》的设计要求，隧道照明的设计应考虑车流量、车速和内外亮度三个因素。比如入口段照明通常由基本照明和加强照明两部分组成，前者的灯具布置同中间段照明相似，后者的加强照明采用功率较大的灯具。由于洞外日光的投射进去，可利用作为入口段加强照明的部分，参照设计规范，可将离洞口1Om以内的加强照明灯具予以省略。按照规范要求，隧道长度超过1O0m就要设置照明设施，当隧道里安装照明灯具时，如按照全年最大照度设计，单从洞外亮度这一指标分析，只要天气不是晴天，洞内亮度就是多余的，长时间势必造成电能的极大浪费。所以要把隧道内各段照明的长度和照度设计成能够根据实际要求（如洞外亮度）不断调整变化，动态地实现对各段灯具照明的自动控制，才能从根本上杜绝隧道照明能源的浪费，并提高行车安全系数。
（三）检查隧道配电设施，保障电路畅通，提高电能的利用率
一个完整的隧道机电系统对确保隧道良好的通行环境，及早发现隧道内事故及灾害，提高隧道的运营管理水平，确保交通舒适与行车安全具有重要的作用。随着新建的高速公路隧道配置的设备系统功能更加完善，运行更加稳定，高速公路隧道机电系统的构成应满足操作简单、经济实用、先进可靠、可扩展、易维护的原则，要提高隧道运营自动化、信息化、网络化水平，使隧道管理人员能够及时、准确、全面地了解隧道及机电设备的运行情况，以便更加科学、合理、有效地进行隧道运营管理服务。
四、结语
总之，通过金丽温高速公路金华段隧道群各照明区段的照明亮度要求对照明光源的选择和控制系统开展研究，使用LED灯为国家高速公路隧道照明节能提供了切实可行的技术与控制手段，使用LED进行高速公路隧道照明时显著的节能效益，达到节约了电力能源，降低了运营成本的目的，希望能够为类似工程提供借鉴。
参考文献
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[2] 张志红．隧道照明控制与节能技术研究[D]．重庆：重庆交通大学，2007.
[3] 周正兵，吕晓峰．隧道LED照明节能80%原因分析[J]．交通建设与管理，2008，（4）．
建筑领域节能降耗环保已经成为新一代潮流，现代建筑设计与施工必须做好电气节能设计，在保证建筑本身应用价值的基础上，深入挖掘其节能潜力，降低电气资源消耗量，以缓解能源紧张危机、保护环境，将绿色环保理念更加深刻的融入到建筑领域。下面对建筑电气节能设计原则进行研究。
建筑电气节能设计原则
建筑电气节能设计中要谨遵三大原则，即适用性、实际性、节能性三原则，在不影响建筑本身价值与功能的前提下，以经济成本合理、尽可能满足更多需求为目标，到达节能设计的目标降耗环保。
适用性是以满足建筑内部电气能源应用为目标提供各类必要能源，为建筑的运行与管理提供充足且到位的能源，结合各类用电设备供电可靠性、负荷容量及电能质量等提升电气应用安全性与可靠性，进行供配电系统的优化设计，实现电气能源的合理利用。实际性是着眼于建筑电气节能设计经济成本与运行效益，通过大量应用各类节能材料与设备从而实现短期效益与长期效益的平衡，通过节能减少运与使用成本。节能性是立足于建筑本身功能与价值，尽量减少或消除各类无关电气能源消耗，比如减少传输线路消耗、电气设备自身消耗、空闲时间电气能源消耗等，以这些为节能设计的着眼点确保降耗、环保两大目标的实现。
建筑电气节能设计原则的应用实践
1.照明部分
建筑电气节能设计中，照明部分、供配电系统及线路的设计都积极应用节能设计原则。以照明部分为例，由于现在建筑多数照明要求高、数量大且范围广，因此在照明部分进行节能设计有较高经济效益与节能环保价值，在满足照度、色温、显色指数等参数情况下，要按照不同建筑照明设计标准对建筑物内部照明进行优化设计，通过大量使用高效光源、节能光源、易清扫光源和照明灯具从而减少消耗，要积极应用各类自然光增强照明效果，通过应用节能光源或者太阳能采光技术来达到理想效果。考虑到建筑照明环境，在装修部分也可进行优化，比如增加光反射或使用大量浅色装饰以提高照度。
比如电动外遮阳系统的系统，采用绝热电动外遮阳卷帘，使用高耐用性的多功能卷帘帘片、多孔卷帘板，设置隐藏式外遮阳，可根据需求自由调节室内光线，控制室外光线的射入量及室内明暗度，在减少可见光和紫外线辐射的基础上达到私密、保温节能、降噪、阻挡恶劣天气等效果。
2.供配电系统及线路
建筑电气节能设计中供配电系统及线路的合理设计直接关系到节能降耗环保效果。要结合建筑所需供电负荷容量、供电距离及线路分布、用电设备情况与特点等对系统、线路进行优化，在保有一定余量的基础上以简单可靠、操作方便等为目标，大量使用节能、降耗环保的供配电设备，让建筑变配电所尽量靠近负荷中心，以减少线路损耗，优化变压器容量与数量控制，以灵活适应季节性负荷变化及时投切变压器，减少电能损耗的同时保证经济效益。配电系统的节能设计可通过多种途径实现，比如分相智能无功补偿或者采用瞬流抑制专用快速开关元件，在提升末端电力设备安全性的基础上减少顺溜浪涌及能耗，提高设备运行可靠性与运行效率，延长设备应用寿命、降低维护检修成本。
除此之外，还要积极引入相关能源供应系统，与供配电系统及线路一起进行节能优化设计，在满足能源供应要求的同时减少能耗与污染，实现节能、环保的双赢。比如采用智能化管理系统实现三网合一，实现供配电系统的优化管理，或者增加各类能源供应系统与设备达到节能设计效果。如地源热泵系统，结合建筑情况采用清洁可再生的地源热泵技术，利用分布在建筑地表下的地下浅层热量的闭路循环，完成土壤源热置换，为室内辐射冷暖系统提供低成本、清洁、环保、可再生得能源。或者采用天棚/地板柔和辐射冷暖系统，利用地板辐射采暖以整个地面为散热器，通过地板辐射层中的热媒，均匀加热整个地面，保证能源供应并做到温度均衡、散热均匀、无浮尘噪声污染、卫生环保。
3.其他部分
建筑电气节能设计还有其他许多着力点，比如空气调节、热水供应、外墙保温等，都可大量采用节能设计以达到节约能源、满足应用需求这一目的。比如电气节能设计中全置换式空气调节系统的应用，采集高空清洁空气经新风机组进行除尘、过滤、加湿/除湿、加温/降温等处理以无风感低速不间断进行室内空气全置换，减少空气交叉污染的同时保证室内空气品质，同时节能降耗无污染。采用全天候热水供应系统通过热水支管循环将热水循环管道延伸至用水区域，缩短热水与用水点的距离，减少放水时间的同时维持出水温度始终稳定，减少能源损失。
结束语
综上所述，建筑电气节能设计要在确保满足功能需求的基础上进行优化设计，以节能降耗环保为目标进行相关设备与技术的应用，提升节能设计效果与效益，满足建筑电气功能要求。
1．1适用性
民用建筑的电气节能设计，应该坚持适用性的原则。适用性主要是指电气在满足民用建筑中所需要的能源，可以为使用者提供良好的环境之后，还必须满足民用建筑中用电设备对电能质量、负荷容量和供电可靠性等方面的要求，以保证电气能源的在民用建筑中的合理有效利用。
1．2实际性
民用建筑的电气节能设计，需要重视实际性的原则。在民用建筑电气设计中，对电气能源的实际运行经济效益应进行全面考虑，合理选择具有较好节能效果的设备的同时应减少民用建筑中的电气成本，降低民用建筑中的节能投资，以提高民用建筑中的电气节能经济效益。
1．3节能性
民用建筑的电气节能设计，节能性是一项重要的原则。在实际的电气节能设计过程中，设计人员应该充分考虑各种电气能源消耗的影响因素，采取有效的措施来减少民用建筑中的电气能源消耗，尤其是一些与建筑功能无关的消耗。例如，建筑电气设备自身多产生的电气能源消耗，电能的传输过程中所产生的电能消耗等。这些都是民用建筑中，实现节能设计的重点。
2民用建筑中的电气节能设计
民用建筑的使用过程中，应用的电气能源比较多，会产生较大的电气能源消耗。在民用建筑中实现电气节能设计，可以从不同的方面实现。例如民用建筑的照明设计、节能设备的应用、供配电系统的优化和能源消耗的控制等。
2．1照明设计
照明是民用建筑中的一项重要功能，是建筑中必不可少的电气能源消耗。在民用建筑中实现电气节能设计，可以从照明设计方面入手。民用建筑中的照明设计过程中，应该选择高效光源。首先选择照明光源的时候，应该保证适应较高的发光效率、较长的使用寿命、方便快捷、较好的显色性、启动可靠和性能价格比高等要求。根据工作场所的不同，可以选择不同的高效光源，以降低民用建筑中的电能消耗，实现节约能源的要求。按照我国《建筑照明设计标准》中的相关规定，在选择光源的时候，可以从不同的方面进行。如果灯具的安装高度比较低的时候，可以选择荧光灯作为主要光源，光效比较高，具有较好的显色性，而且使用寿命时间比较长。如果灯具安装高度比较高的时候，应该选择金卤灯或者高压钠灯。如果工作场所对光源的显色性要求比较高，可以选择陶瓷金卤灯;如果对光源的显色性没有过高的要求，可选择比较高效，使用时间比较长的高压钠灯。同时，建筑中选择的照明灯应该符合我国现行的《灯具外壳防护》和《灯具安全要求与试验》等相关的规定和要求，这样才能最大程度发挥民用建筑中的照明节能作用。
2．2节能设备的应用
根据统计资料显示，目前我国电网中每年运行的10kV以下变压器，总的电能损耗在每年的总发电量中占2%～3%。因此，为了实现民用建筑中的电气节能设计，设计人员应合理选用节能设备。例如，在民用建筑中应用节能变压器，不仅电气损耗比较低、具有较高的工作效率、节能效果比较显著、重量比较轻，而且噪音比较低，是一种高效低损的节能变压器。又比如，水暖专业在选择电气设备的时候，通常都是在不利的环境条件下进行考虑设计的。但是，电气设备在正常运行的时候，产生的负载值一般低于设计值，大部分时间都会出现能源利用效率比较低，浪费现象比较严重的问题。所以，在建筑的节能设计过程中，大量应用新型的智能化节电设备，也具有较好的节能效果。
2．3供配电系统的优化
为了实现节能效果，民用建筑的电气节能设计过程中，同时需要对建筑中的供配电系统进行优化。根据民用建筑中用电负荷的容量、负荷等级和用电设备的特点等，对建筑供配电系统进行合理的设计，保证建筑中的供配电系统处于最佳的运行状态，最大程度的降低供配电系统产生的运行损耗，实现供配电系统的经济运行，达到民用建筑中的节能要求。在优化供配电系统的时候，需要注意的方面包括:变电所应该靠近负荷中心，供配电系统应该尽量简单可靠，对供电电压、电缆和导线截面进行合理选择，保证供配电系统功率因数的合理性等。在优化供配电系统的时候，应最大程度减少配电级数，以减少所产生的电能损耗。选择电缆和导线截面时，在满足允许载流量、运行电压损失等不同的技术指标前提下，可以根据经济电流密度，对导线截面进行合理的选择，以实现降低建筑电能损耗的目的，减少建筑中的能源投资，达到节能要求。
3总结
【关键词】智能建筑；电气节能技术；优化设计；研究
随着社会经济的快速发展和建筑行业的不断进步，智能建筑将成为未来国内建筑行业的主流发展之势。其中，智能建筑中的节能设计在电气系统中起到了至关重要的角色，它关系着整个建筑内部电气系统的可靠性与经济性，因此应当加强重视。
一、智能建筑电气节能设计过程中需坚持的基本原则
1.节能设计应当立足实际，满足建筑正常应用要求
智能建筑电气节能设计过程中，通过对电气能源应用系统的科学改造，改变传统的浪费电气能源现象，以此来有效适应现代智能建筑节能环保理念，这对于促进建筑行业的快速发展意义重大。智能建筑电气节能设计，应当立足实际、保证智能建筑的正常使用；实践中，一定要坚决杜绝因盲目追求节能效果而不顾实际状况的情况，这样会妨碍智能建筑的正常运行，甚至会因脱离实际而造成严重的后果，违背了智能建筑电气节能设计初衷。
2.节能设计讲究经济性
智能建筑电气节能设计，应当注意经济性要求，确保智能建筑节能、经济，更加适应现代智能建筑的应用要求。智能建筑电气节能设计实践中，不能因盲目追求节能效果，而导致资金投入过高；同时，也不能随意的进行降低成本或者偷工减料，以免影响智能建筑的性能指标。
3.节能设计需确保质量
智能建筑节能设计过程中，应当不断提高设计方案的科学性、合理性，对智能建筑有大致的认识和了解，全面分析各设备和系统的节能可能性，并且对电气节能设计前后的经济状况对比分析，采用合理设计方案；一方面要节约电气能源，另一方面要做到设计的科学合理，确保智能建筑电气节能设计的质量。
二、智能建筑电气节能设计思路
智能建筑电气节能设计过程中，既要保证建筑内部系统能够有效发挥功能作用，又要减少建筑电气系统的能耗，并且对建筑电气系统进行优化管控，以此来有效提高智能建筑的综合服务水平。
1.智能建筑供配电系统的节能设计
第一，应当提高功率因数。供配电线路的无功功率损耗，主要决定于功率因数， 通过提高功率因数可以有效减少线路的无功功率损耗，起到有效的节能目的。在具体设计过程中，应当根据具体情况采取针对性的措施。在条件允许的情况下，设计人员应当有效提高用电设备的自然功率因数、采用合理的无功补偿装置实施无功补偿、设计合理的配电线路等措施来有效提高功率因数，从而整体上减小无功电流。特定线路，建议采用分散就地补偿、高低压柜集中补偿等方法。
第二，变压器有功损耗及其优化设计。对于变压器而言，其作为配电系统的主要设备，损耗量非常较大。在设计过程中，可减少变压器的有功及无功损耗，来实现节能之目的。在优选变压器时，以优质节能变压器为宜。比如，SL9、SC8两种类型的变压器比较先进，其采用的是优质冷轧取向矽钢片，接缝非常的密实，可有效减少涡流、漏磁损耗。变压器选择过程中，绕组阻值以及变压器容量等，均不能过大，以防供电线路过长而造成线路损耗增加。
2.智能建筑照明系统的节能设计
从智能建筑电气照明系统的组成来看，在有效满足照明质量的基础上，优选节能效率较高的照明设备。同时，采用的高能效光源在应用寿命长的基础上，可确保高光效照明。对照明供电系统进行优化设计，是有效提高照明系统节能效果的有效途径。以下将以某智能建筑（火车站）为例，就如何进行站内照明节能设计，提出几点看法。
（1）工况概述
某火车站为大型客运中心，春运等节日期间会有大量的人员聚集，该站站房总建筑面积达到了28800平方米，其中主体建筑共三层，宽度为56米，层高分别5.7米、8.3米和14.7米。该建筑主体结构又可分为三段，其中高架平台以下、两端采用的是钢筋混凝土结构，中间部分采用的是钢结构。一层是出站厅和售票厅等用房；二层是集散厅以及各种候车厅和客运办公用房等；三层是站台候车厅、贵宾候车室以及办公用房等，同时还要局部夹层通信和信号机房。
（2）照明设备优化
该火车站站内节能照明设计过程中，主要以建筑照明设计标准（GB50034-2013）为依据，设计方案应当满足国家规定的照明节能标准。该火车站节能照明灯具选择时，应当注意配合建筑装修施工作业，优选绿色节能照明灯具，
确保高效、服役期长、美观和防眩光。火车站的主体空间所用灯具及光源，比如双头金卤灯、三基色直管荧光灯以及大功率短弧双端金卤灯和单端陶瓷金卤灯等，都具较好的节能效果。火车站站内高度超过6米的室内场所，采用的都是金属卤化物灯；高度低于6米的场所，安装的都是三基色T5型直管荧光灯或者紧凑型荧光灯，而且均配用谐波含量相对较低的电子镇流器。
（3）结合多种方式实现配光节能目的
针对火车站站内高大空间，采用多种照明方式相结合的模式，可以有效提高配光效果。可在进站通廊以及出站厅位置，采用普通的照明，与重点照明结合起来应用；相同区域内，高低不同的空间采用的照明方式也不尽相同，既要保证视觉需要，又要有效避免单一照度方式或者大功率照明设备的应用。
（4）站内照明节能系统控制与节能效果
候车厅、出站厅以及售票厅等公共空间，采用的是智能照明管控技术手段，根据具体需求、各时段以及自然光环境条件，进行多场景模式设计；同时，还将自然采光、人工照明有机地结合在一起，总系统由客运总控室进行集中管控。该火车站基于上述照明节能技术的应用，可以有效减少总站运维费用。以当地的日照条件、铁道部门的要求为基础，在站内设太阳能光伏发电系统。在屋顶平面上，安装438平方的太阳能光伏发电设施，峰值发电量可达39.2kW，同时采用并网技术手段接入站房配电系统，可有效满足普通照明用电要求。在具体设计过程中，还预留出光伏发电系统以及站房低压配电系统连接的空间和条件，这样可以对未来太阳能光伏发电系统的应用范围扩大、空间改进，准备条件。火车站站内，采用的是光伏发电系统，可以有效满足站房除应急照明系统的普通照明场所供电需求，减少有价电能的损耗。同时，还可采用分布式灯光控制系统，把普通的照明进行智能化改造，以实现对车站多层次、全方位智能化照明管控。对于智能灯光控制系统而言，对电网采用过电压抑制、软启动以及软关断技术，可以有效延长灯具的服役期限、减少运维费用开支。综上所述，通过节能设计，该火车站的节能效果非常显著。
三、结语
电气节能设计是智能建筑的一部分，也是发展的必然要求。在未来发展过程中，应当不断优化和创新电气节能设计理念和技术，只有这样才能有效提高智能建筑电气设计质量，才能实现建筑行业的可持续发展。
参考文献
[1]洪其禄.浅议智能建筑控制技术与电气节能设计[J]科技创新与应用，2013（04）.
[2]曾小阳.智能化建筑电气节能优化设计的相关分析[J]科技风，2013（08）.
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关键词:屋顶花园 生态理念 空间布局 规划 设计
中图分类号:TU2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(a)-0087-01
1 以地域气候和环境为基础的建筑采光节能设计概述
1.1 以地域气候和环境为基础的建筑采光节能设计的内涵
以地域气候和环境为基础的建筑采光节能设计的内涵主要包括如下几个方面的内容。
第一，以地域气候和环境为基础的建筑采光节能设计就是根据建筑所在区域气候和环境特征,在建筑环境控制技术基本原理的指导下,综合考虑建筑在功能和形态设计上的需求,通过对建筑元素实施合理的组织和处理,使建筑物充分利用光能而使其自身具有较强的气候适应和调节能力,从而为居民营建一个有益于其身心健康发展的建筑内部环境。第二，以地域气候和环境为基础的建筑采光节能设计就是在不影响人体热舒适要求的前提下,通过合理利用光能这一重要的自然资源,实现低能耗、高舒适的要求,其中以地域气候和环境为基础的建筑采光节能设计多是在冬季充分利用太阳能,有效减少建筑的热损失。而夏季充分利用自然通风和遮阳,减少建筑的热量。第三，以地域气候和环境为基础的建筑采光节能设计在空间上体现在各个地区采光节能处理方案的差异,例如有的区域可以充分利用太阳能实现很好的节能效果,而有的区域则达不到节能的目的。所以,根据各地区气候资源的特点探讨适合本区域的采光节能处理方案是以地域气候和环境为基础的建筑采光节能设计研究的重要内容。
1.2 以地域气候和环境为基础的建筑采光节能设计的意义
近些年,随着人们生活水平的不断提高,人们对居住环境的舒适度也提出了越来越高的要求,这就带来了大量的能源消耗问题,然而能源是有限的,只有通过节能设计来满足人们对居住环境舒适度的要求。然而,我国的地域辽阔,气候资源丰富和地域特性差异较大,通过以地域气候和环境为基础的建筑采光节能设计策略来有效开发那些被动式的自然能源如太阳能、自然通风等对于节能环保而言意义非常重大。
2 以地域气候和环境为基础的光、热环境中建筑节能设计的矛盾
太阳光作为建筑采光、热环境节能设计的主要影响因素,在节能设计中对太阳光能的利用往往是具有双面性的,这其中主要表现为两者在设计要求和分区标准两方面的矛盾。
2.1 节能设计要求的矛盾
采光节能要求建筑将天然光有效引入室内,有效改善室内的光线效果,从而达到节约照明用电的目的。而热环境节能设计的主要目的就是能够在夏季有效防止热辐射,而在冬季将阳光引入室内,来提高室内的温度。由此可见,采光、热环境节能设计对建筑的不同要求势必会在设计时产生矛盾。因此,以地域气候和环境为基础的建筑采光节能设计应全面分析不同区域,不同气候环境中的各种影响因素,找出可以有效实现采光、热环境节能设计的最佳平衡点。
2.2 分区标准上的矛盾
采光节能设计的分区以照度为指标,而热环境节能设计的分区则主要以温度为指标。显然,二者的分区标准存在很大的差异,因而,同一地区可能分属不同区划范围,具有不同的设计要求。
3 以地域气候和环境为基础的建筑采光节能设计策略
以地域气候和环境为基础的建筑采光节能设计策略应从做好整体规划布局、建筑体型优化、采光口设计及其材料选择以及反光遮阳处理这四方面来进行有效的控制。以下将分别对这些设计策略进行详细的说明。
3.1 做好整体规划布局
规划布局整体性合理的朝向布局是充分保证建筑适宜的光、热环境的重要前提条件。我国地处北半球,所以日照建筑的采光节能设计设计应是南向布局。从太阳光照射的情况来看,再加上我国大部分地区夏季主要为东南向,所以综合分析光照、隔热、保温和通风等效果,南向布局利于冬季保温夏季防热的节能要求。建筑规范通过综合考虑通风、采光等相关规定,通过科学规定建筑规划布局的合理日照间距来有效确保建筑物室内能得到充足的日照。同时根据设计分区的实际情况,要保证可以使阳光入射到建筑底层的窗台面上。通常来看,日照间距的条件比较容易得到满足,尽管这样,由于日光往往可能会被窗外用于遮阳的植被所遮挡,因此,还是不能有效保证日光能有效入射到室内。另外,增加绿化设施可以有效改善热环境,但是这些绿化设施的布置一定要综合考虑建筑物采光的要求,不能遮挡建筑进行正常的日照采光。
3.2 做好建筑体型的优化
建筑体型的优化作为建筑节能设计的一个重要方面,建筑体型的优化对有效利用建筑外表面的直射光和辐射热来极大地改善建筑室内光、热环境能耗具有非常重要的意义。建筑体型的长宽比越大,建筑得热就越多。其中,南方以夏季防热为主要的节能工作,所以建筑适宜采用长宽比较小的建筑体型;而北方节能以冬季保温为主,所以北方的建筑宜采用长宽比较大的建筑体型。另外,从采光的效果来考虑,建筑体型的长宽比越大光线就越弱,因此建筑的长宽比不宜过大,合理设计建筑体型的长宽比,有效保证采光照度值。所以做好建筑体型的优化是实现以地域气候和环境为基础的建筑采光节能设计的一项最为有效的策略。
3.3 做好采光口设计及其材料选择
从综合节能角度来看,采光口的设计应在进一步加强构件材料气密性的基础上进行,根据采光照度的节电量与夏季得热和冬季失热状态下的耗能量在不同区划的要求,合理的确定不同地域环境中采光口的面积的取值,并合理布置采光口位置,做好采光口的设计工作,充分保证室内自然通风。另外,与做好采光口的设计工作同样重要工作的就是要有效控制窗玻璃材料对节能设计的影响,相关调查数据表明,门窗所导致的能耗占建筑总能耗的一半,因此,门窗作为建筑节能的薄弱环节,有效控制窗玻璃材料对节能设计的影响,是实现以地域气候和环境为基础的建筑采光节能设计的重要保障。
3.4 做好反光遮阳的处理
做好反光遮阳的处理是实现以地域气候和环境为基础的建筑采光节能设计的一项重要措施,然而反光与遮阳措施的改善,离不开节能设施的使用。因此为了确保反光遮阳处理在以地域气候和环境为基础的建筑采光节能设计中的功效,在夏季一般需要在不同建筑的方位采用相应的遮阳措施,来有效提高照度的均匀性。
4 结语
以地域气候和环境为基础的建筑采光节能设计能够有效利用自然光所提供的能源为人们提供舒适的居住环境,显然,以地域气候和环境为基础的建筑采光节能设计在建筑设计中的应用不仅带来了巨大的经济效益和社会效益,而且对于进一步促进社会的可持续发展发挥了非常重要的作用。
参考文献
关键词：建筑工程；暖通空调；节能设计
为提高建筑工程建设与节能降耗发展的协调性，在对建筑工程暖通空调系统进行设计施工时，就需要从实际情况出发，明确存在的问题，确定导致能耗高的问题，并基于此来采取合理的措施进行优化，降低各项因素的影响，提高工程施工方案设计的合理性。对建筑暖通空调进行节能设计，目的就是在保证系统基础功能的前提下，最大程度上降低能耗。因此需要在现有基础上，对各专业技术做更进一步的研究，将更多新型技术投入到暖通工程中去。
1 建筑暖通空调节能设计必要性分析
在社会经济快速发展的背景下，所消耗的资源量不断增加，对环境影响较大，基于持续发展理念，必须要就现状做更进一步的分析，采取合理的措施进行优化。对于建筑工程来说，施工建设能耗高，而暖通空调系统作为重要组成部分，能耗可以占到建筑总能耗的一般以上，因此必须要做好对其的节能设计分析。暖通空调系统可以为人们提供健康舒适的生活工作环境，为满足人们实际需求，在对其进行节能设计时，务必要保证系统的基础功能不受影响，然后在此基础上，降低系统运行产生的能耗。
2 建筑暖通空调节能设计要点分析
2.1 设计方案优化
对于很多建筑工程暖通空调工程来说，在对其进行施工设计时，更多人会采取估算的方式，并不会详细对室内结构进行精确的测量，导致设计方案中存在很多不合理内容。这样如果估算结果与实际情况相差比较多的话，势必会增加系统运行产生的负荷，造成能耗增加。再加上虽然现在逐渐有更多新型施工技术与材料被应用到工程建设中，但是受实际情况与经验等因素影响并不能完全保证施工效果，均存在相应的优势与缺点，还需要做更进一步的优化。因此，想要降低暖通空调系统运行能耗，就需要做好设计方案的优化，严格按照专业流程来进行设计，避免出现超赶时间而未对方案进行平衡处理情况的发生，而影响环境负荷与风量分配不均，不但会影响环境舒适度，同时还会增加能耗。
2.2 节能设备优化
很多设计人员在对暖通空调系统进行研究时，很容易受市场因素影响，将节能设计重点放在设备上，认为提升系统节能效果的主要因素为所选择的设备，这样不但不能保证设计结果，反而会造成资金数量的增加。节能设备的选择需要从实用性出发，做到具体问题具体分析，避免出现市场跟风现象，应以满足实际需求为目的，对各项因素进行综合分析，选择最为合适的设备，争取在满足基础功能需求的前提下，降低设备运行能耗，将节能设计落实到位。
2.3 设备维护优化
如果前期设计方案合理性比较低，即便是暖通空调系统建设完毕后投入使用，也会因为系统中存在缺陷，以及管理人员并不能完全掌握系统运行方式与特点，进而会影响到系统管理效果。如无法及时采取措施科学区分系统运行高峰期，一般会选择将正常期与高峰期机器运行参数设置为相同的方法，来降低系统运行能耗。另外，并不是所有的管理人员均具有专业维修技能，这样在后期管理过程中，就会出现各类问题，如风道渗漏引起的热损失，主要是因为前期对空调水系统水质处理不当，造成水系统堵塞，进而会影响到系统换热效果。因此，想要提高系统节能效果，除了要做好前期设计方案的优化管理，同时还需要做好后期系统维护优化。
3 建筑工程暖通空调节能设计优化措施分析
3.1 严格遵循专业设计原则
第一，节能化原则。为暖通空调节能设计首要原则，以建设健康舒适室内环境为目的，合理确定各项设计参数，提高设计方案的合理性与可实施性。设计时需要控制好各项参数的比例，包括温度高低、气体流速、空气湿度等，确保节能降耗与健康舒适共存。第二，人性化原则。降低能耗为节能设计的核心，但是同时也需要兼顾人性化原则，即满足人们对室内空间环境的要求，充分尊重每个人的温度舒适感。通过合理的设计来保证顺利实现分摊热量的功能，在热力入口位置安装调节装置，以及在支管上设置好温控阀，既可以降低系统能耗，同时也可以满足各方面人性化要求。第三，科学化原则。暖通空调系统比较复杂，想要将节能设计落实到底，并不会因为应用一种新型技术而实现，必须要做好各个分项系统的综合分析，与建筑设计、室内装饰设计等专业进行研究，利用最为科学的方法来达到节能的目的。例如合理设计门窗参数，既可以降低能耗，同时也要满足室内采光需求。
3.2 提高节能设计意识
暖通空调设计最终结果很大程度上与设计以及管理人员有关，尤其是设计人员其节能意识高低，决定了各项施工技术在实际施工中的合理性与可操作性。因此，必须要提高设计与管理人员的节能意识，并将其带入到设计、施工以及后期维护整个过程中，确保每个环节均能够展现对环保节能的追求。选择专业能力强并且具有丰富经验的人员负责，针对设计人员来制定相应制度，提高其节能降耗意识，可以在设计过程中首先选择节能效果好的方法，以降低能耗为核心，将节能理念贯彻到底。同时，设计人员应及时与施工人员、管理人员进行沟通，对各项设计参数进行合理的优化，缩小实际节能效果与设计预期效果之间的差距，减少资源的浪费。通过及时交流可以更好的发现设计方案中存在的漏洞，进而能够在最短的时间内进行调整，最大程度上减少资源的浪费。
3.3 提高可再生资源利用率
一方面，减少不可再生资源的应用量。建筑工程施工所需能耗较多，对于其中暖通空调系统部分的设计，想要实现节能效果，就需要减少不可再生资源的应用，在不影响基础功能的前提下，选择可在生资源代替，提高各类资源综合利用的效率。另一方面，加强可再生资源应用研究。现在逐渐有更多新型可再生资源被应用到社会生产生活中，如热泵技术、太阳能、地热能以及风能等，将其应用到建筑暖通空调系统节能设计中，可以更好的突出能源保护效果。同时，在选择应用可再生能源时，还应合理选择相应的系统设备，确保系统可以正常运行，真正营造出健康舒适的室内环境。
4 结语
对建筑暖通空调系统进行节能设计时，需要分析其所具有的特点，并从实际需求出发，确定设计要点，选择合适的设计方法，严格按照专业设计原则，合理确定各项参数，确保系统可以正常运行，在满足基础功能需求的前提下，降低系统运行能耗。
参考文献
[1] 张莉，李尧，朱玉明.暖通空调节能设计分析[J].山西建筑，2010，09.
[2] 刘晓飞.关于建筑暖通空调节能设计要点的分析[J].科技展望， 2015，08.
[3] 仲训禄.浅谈建筑暖通空调节能优化设计方法[J].中国新技术新产品，2013，09.
关键词：节能设计；自动化；机械制造
在社会经济不断发展的过程中，机械制造所体现出来的作用不可忽视。在新型通信技术与计算机技术的大力支持下，机械制造工作的自动化与智能化趋势已经初步体现出来，对以往所采用的机械制造设备进行自动化改造，能够最大程度上提高工作效率与工作质量，并且大力推动我国的现代化建设进程。然而当前我国的机械制造自动化方面的各项技术还不够成熟，所需要投入的能源消耗在控制上也存在着比较大的难度。机械制造自动化的过程中如何实现节能设计已经成为工业企业以及相关研究人员十分重要的研究课题。
1自动化与机械制造中节能设计的优势
1.1自动化与机械制造节能设计现状
相比于传统的机械制造工艺来说，自动化设计技术能够体现出一定的先进性与智能性。节能机械在设计过程中，设计人员需要充分了解在日常生产过程中，机械设备对于自然环境的影响，节能设计十分注重对于各种能源资源的节约与再利用方面。对于能源使用量进行有效的控制并且提高能源资源的使用效率能够最大程度上降低工业企业生产对于生态环境所造成的破坏，在机械设备报废以后，再能够对其进行高效的回收并且投入再利用中。在政府大力支持以及相关技术不断发展的大环境下，自动化设计与节能化设计的应用前景将会越来越广阔。
2自动化设计与机械制造中节能设计要求
2.1使用节能环保材料
自动化设计与机械制造所使用的材料能否达到节能环保的要求，是决定节能设计工作成败的重要因素之一。对于工业企业来说，投入机械生产所使用的各种材料需要符合易于分解、可回收以及可再生等要求，降低稀有材料与贵金属材料的使用量。尤其是对于使用寿命比较低的材料来说，可以使用其他非金属性材料以及环保型工程塑料等。采用这种材料一方面能够降低对于生态环境所造成的压力；另一方面能够在更换与设计上体现出比较明显的可塑性优势。
2.2体现通用性强、质量轻以及寿命长等特点
自动化设计与机械制造设计中，尽量提升机械设备在通用性以及使用寿命方面的优势。提高机械设备的通用性能够帮助工业生产企业避免重复引进功能相似但机械外部结构不相容的设备，降低工业行业对于机械设备的消费量，降低机械制造材料的投入使用量。降低机械设备驱动所需要的能源消耗量，尤其是降低石油以及煤炭等不可再生化石能源的使用量。在工业设计过程中对机械设备的内外部结构进行优化设计，从力学分析的基础上对各种零部件的受力情况进行均衡化处理，避免机械设备在长期使用的过程中受到严重的应力冲击，进而实现机械设备使用寿命的提升，降低工业企业在机械设备方面的资金投入。
3具体节能策略分析
3.1优选节能型发动机
机械设备的节能性能很大程度上取决于发动机的节能性能。在机械设备设计中，设计人员要尽量选用低排放、高效率、低能耗的水冷增压柴油发动机。如果发现发动机设备不符合节能环保的需求，一定要将其从待选列表中排除出去。
3.2提升机械设备的自动化水平
机械设备的自动化水平是其能源使用效率的重要保证。对机械设备进行自动化设计，能够提升操作人员的操作灵活性与实时性。在日常的生产工作中，操作人员一方面可以对机械设备的运行路线进行手动操作；另一方面也可以利用PLC单片机技术对机械设备进行全面的自动化控制。利用先进的PLC单片机控制技术，能够最大程度上对机械设备的运行路线和操作程序进行优化；采用自动化的控制手段，能够降低机械设备的重复与无效工作量，一方面降低机械设备的磨损，另一方面降低机械设备在运行过程中的能源消耗量。减轻管理人员的工作强度，方便工作企业对于各种机械设备的管理与控制。
3.3优化机械设备的内部结构
随着工业产品质量以及使用性能的不断提升，机械设备内部结构结构也越来越复杂，内部结构的优化需求越来越大。通过内部结构的优化技术工作，能提升机械设备各元件之间的集成性，内部元件的集成也相应地带来使用功能方面的集成。在实际的使用过程中，操作人员能够在同一个终端操作系统的对各种机械设备进行集中化的控制。这样一来，可以对机械设备的总体运行路线进行全面的替代，使机械设备的使用体现出更大的规模效应，提高机械设备的使用效率，能源资源也能够得到进一步的控制。
3.4合理设计加工工艺
同一种产品与部件，虽然使用的加工工艺相同，但在能源资源的消耗方面可能会存在比较大的差异。造成这种差异的根本性原因是所使用的设计加工工艺的不同。对加工工艺进行优化与改良，能够将机械设备的运行荷载量达到最佳状态，降低机械设备满负荷运行时间，进而降低怠速时间与不必要运行时间。
4结束语
综上所述，将节能设计理念融入到机械制造与自动化设计中是机械制造业未来的发展方向，虽然当前我国在这方面还与国外存在不小的差距。但相信随着国家政策的倾斜，节能一定会成为机械制造与自动化设计的重点。
作者:向明强 吴炳萱 王豪志 单位:沈阳理工大学
参考文献：
[1]王庆明.在机械制造与自动化中节能设计理念的应用[J].橡塑技术与装备,2015(18):79-80.
[2]郭敬飞.试论节能设计理念在机械制造与自动化中的应用[J].机械管理开发,2015(9):80-81+92.
关键词：港口电气；节能设计；设计方法；节能方案
在国家节能减排政策的持续推广和号召之下，港口码头作为新一轮的节能减排增长点受到广泛关注。港口工程的电气节能设计潜力巨大，有着极大的节能空间，因此，推动港口经济发展方式向可持续发展方向转变、发展港口循环经济必将成为港口工程和临港企业的未来发展趋势。港口码头由于要长期超负荷机械化作业，所以电能需求巨大。因此，优化当前港口电气的节能设计意义重大。下面本文将首先来分析港口电气设计方法以及耗电设备构成，并在此基础上阐述港口电气的节能设计方案，以期能够充分挖掘各种有效的节能举措，降低港口电气能耗，促进港口经济的绿色、可持续发展。
1港口电气设计方法及耗电设备构成分析
1.1港口电气设计方法分析
1.1.1码头变配电所的设计
码头变配电所的设计需要充分考虑变电所的数量、供电半径、负荷中心位置、供电距离、输电电缆布置及类型、输电线路电压电流等各个因素。一般来说，码头变配电所的设计需要突出变配电所的位置、供电电缆距离、供电线路的电压电流选择、大型机械的电功率等几大方面。由于在港口码头工作的大型机械都是超大电压供电，所以一定要选择好线路电缆的类型、供电电压的范围。在选用电缆时要根据线路电流的大小和线路长短来选择，建议选用载流量大、电阻小的铜芯电缆，尽量减少线路损耗。
1.1.2关于电缆的敷设
电缆的敷设要根据具体的电缆数量、地下水位分布状况、地质状况、港区未来发展规划等来选择。港口码头的类型决定着电缆敷设的类型选择，高桩梁板式和重力式、板桩式的电缆敷设有明显区别。高桩梁板码头一般使用电缆桥架、管沟来敷设电缆。重力式、板桩式码头的敷设方式比较多样，通常采用的是穿管埋地敷设、电缆沟、电缆隧道三种方式。
1.1.3关于电气照明的设计
电气照明的选择主要考虑灯具的布置、照明功率的选择两大要素。不同的照明要求对杆高、杆距和灯具功率的要求是不一样的，只有在分析这两大要素的基础上才能选定最佳优化方案。灯具选择一般分为以下几种情况：在仓库、车间等大型房屋内照明一般选用金属卤化物灯和高压钠灯；在室内室外一般用高效光源灯。
1.2电能耗能设备的构成
港口电能耗能设备主要有三大类：装卸机械设备、辅助动力设备、室内外照明设备。大型装卸机械设备主要用于大重量的机械化作业，这类大型装卸设备的装机容量一般都比较大，机器上一般会设有变压器。第二类是辅助动力设备，主要包括水泵、污水处理设备、风机等等。这些设备大多是长期工作制设备。室内外照明设备分布广泛、耗能很大，在港口各个区域都有分布，一般是白炽灯照明，个别地方用高压钠灯或金卤灯照明。
2港口电气的节能设计方案分析
2.1准确计算港口负荷，合理选择变压器的容量和台数
提升港口机械设备的负荷准确度是设计节能方案的开端。根据需要系数法计算港口的准确负荷范围，对于新型设备的工作负荷，不要采用经验估算，而应该用轴功率除以机械效率求得设备功率的方法来计算，并在此基础之上选择变压器的容量和台数。变压器在空载状态下会消耗定额的电能，所以最好的办法是使变压器能经常运行在最佳负载率附近，则可以有效减少空载消耗。此外，变压器运行的一般规律是，对于同一台变压器，它在负荷率一定的情况下，功率因数越高，变压器的运行效率越高。所以可以选择新型节能变压器，使它的保持它的运行负载率保持在最佳范围。
2.2优化配电系统的节能设计，合理选择配套电动机的功率
电动机功率是保证配套机械的启动和正常运转的根源，是各类大型机械设备正常运行的动力来源，因此，我们要合理选择配套电动机的功率，并且使电动机能够经常运转在最佳负荷率附近，这样既能提高电动机的运行效率，又能减少它的空载损耗。如果电动机的功率选择不够合理，便会出现大马拉小车的现象，这样不仅会损耗电动机的使用寿命，更会加剧电能消耗。
2.3改进电气配电线路和系统的节能设计，减少线路电能损耗
中、大型港区面积大、供电范围广、设备用电负荷大、供电电缆线路长，所以港区线路的电能损耗相当可观，因此也就存在着很大的线路节能空间。所以要合理布置变电所的位置，使之靠近负荷中心。还要优化供配电系统的线路设计，根据供电规律及机器设备的工作电压来确定供电电压。电缆选择也很重要，建议选用载流量大、电阻小的铜芯电缆。
2.4照明用电的节能设计
优化港口照明系统是港口电气节能设计方案的重点。由于照明系统分布广泛、用电负荷大、工作时间长，所以必须制定合理的照明标准，优化照明设计方案，根据港口规模、港口性质、夜间作业状况来确定照明标准。还要选用高效节能的照明工具，室外堆场的大面积照明一般采用高杆灯，并根据规律确定科学的杆高、杆距等。
3结束语
港口作为海上经济枢纽和交通要道，电能是支撑港口经济发展和秩序作业的能源保障。在我国节能减排进入新时期的今天，港口成为了新的节能减排增长点，发展港口循环经济成为必然趋势。通过上述本文的探讨，笔者主要了上述两大方面的内容，以期能够充分挖掘港口节能潜力，降低港口电气能耗，促进港口经济的绿色、可持续发展。
作者:张明 单位:曹妃甸港集团股份有限公司
参考文献：
[1]张振军.港口电力设备维护管理方法研讨[J].科技传播,2014(17):35.
关键词：电气自动化 节能设计 变压器 功率因数
中图分类号：F407文献标识码： A
伴随着新时代到来的是能源的大量消耗，以及不合理的浪费，能源短缺已经成为一个世界级的问题。电力资源同样如此，电能耗费和合理的电力设计已经成为人们普遍关注的问题，在追求各种生活场所、住宅楼办公楼舒适办公的个性化服务的同时，对于电气自动化工程的节能设计，也开始了研究。电力设计是电力工程的核心部分，如何做到合理并兼顾节能技术的设计，是摆在众多企业面前一个重要问题。本文从变压器的节能设计、功率因数的管控以及输配电线路的电力电缆合理选择等方面，论述了电气自动化工程中的节能设计技术。
1 变压器的节能设计技术
作为电力自动化工程中的重要设备，变压器负责电压、电流和功率的转换工作，它需要消耗大量的能源，即使是空载运行状态，变压器的运行也会造成低压系统的大量能耗。所以如何做好变压器的节能设计，是电气自动化工程节能设计的首要关键问题。一般来说，变压器的节能设计主要涉及以下几个方面：
1.1避免变压器型材带来的大量能耗。变压器的制备材料需要优化设计组合在一起才能真正实现节能，硅钢片、铜片以及绝缘材料等如果设计不合理的话，就会造成很多不必要的能耗。应该秉承节约的理念，满足变压器工作的前提下，选择最为合理的材料和运行介质，既能减少电气自动化工程的成本，又能实现变压器节能的目的。
1.2铜材是一种优秀的材料，为变压器配备的电柜和电线可以采用铜质材料，并用换位导线措施。降低磁密并采用高质量、较薄的冷轧硅钢片，可以有效降低空载运行时变压器的能耗，实现节能的目标。
1.3现在市场上已经出现了专门为节能设计的变压器，在电器工程中应该优先考虑这样的变压器。比如S11和S10等型号，它们除了具备传统变压器的有点，从长远看也具有很好的节能效果。有了节能变压器，其之间的接线方式也很重要，除此之外应该杜绝变压器长期过度运行的现象出现，这样不仅会过度磨损变压器，而且也会消耗更多的电力资源。
1.4在工厂或者大型写字楼等建筑中，作为电力系统的关键部分，变压器应该被放置在电力消耗的中间位置，和其他的辅助设备放在一起，不仅便于管理，还能减少电缆的长度，节约成本和资源，降低电压降和多长电缆造成的能耗，提高供电功率和质量。
1.5合理选择变压器的容量和使用台数。所选变压器的额定容量应该根据实际所需电量来确定。如果变压器的容量太小，会让变压器长期处于过度运行状态，加速其老化，减少使用寿命；但是如果所选变压器的容量太大的话，也会使其长期处于轻载状态，过低功率会极度浪费电力资源和变压器使用效率。综合考虑，在选择变压器的时候应该留出大约百分之二十的冗余空间，过多过少都不可取。关于变压器台数的选择，应综合考虑扩容和可能出现的过度耗损情况，不能用过多的变压器台数，那是一种资源浪费。如果使用的变压器台数在2台或者2台以上的话，应该采取并联措施，这样不仅可以提高其安全可靠性能，还能增加电力系统的功率因数，实现真正的节能设计。
2 功率因数的管控措施
2.1 提高用户负载率
应当要了解的是，极数较少的电动机，它的起动转矩较大，在这个过程中的产生的电流也相对较大，使得电气设备能够在最快速的时间内实现正常运行，工作效率非常高，并且还可能够节约电能的损耗。对动力电力设备，如电动机，可在满足生产规范和使用要要求的前提下，尽量选择极数较少的电动机。除此之外，关于电动机的运转，可让其实现变频自动控制，如此可使电动机负载较小，还能获得较高的功率因素。如当用户的负载率控制在0.7 左右，并处于比较稳定的水平时，能够使变压器的一次侧功率因素达到最高。自然，节能效果也能有所保证。
2.2 装设自动补偿
电容柜除上述提高负载率的措施外，还可在低压电力系统中装设自动补偿电容柜，籍此补偿无功功率，实现节能效果。一般而言，自动补偿电容柜的无功功率需尽量控制在变压器的20%~30%之间，这样就可以实现电力系统的稳定，且节能效果最好。
3 选择合适的电力电缆
作为输配电系统中不可或缺的部分，电力电缆占据了电气工程投资成本的较大部分，尤其是因长期维护电力线路而产生的费用。故而在选择电力电缆的时候应该谨慎为之，通常按照相对经济的电流密度曲线和可以通过的电流强度来选择电力电缆的截面，对于电力电缆材质的选择，主要有铜材和铝材两种。从成本的角度来看，较之铜电缆，铝电缆较为便宜，所以很多电气工程都选择铝电缆，但是从安全和节能的方面，铝电缆虽然较为便宜，但是这两项性能却落后于铜电缆。只是截面越粗，铜电缆比铝电缆要贵重很多，因此这种情况下可以选择铝电缆，而其他情况下，从安全和节能方面考虑的话，推荐铜电缆。
结语
综上所述，电气工程的节能设计已经成为当下普遍关注的热点问题，相关部门和单位应该从变压器的选择、功率因数的管控以及输配电线路中电力电缆的节能设计等方面，来做好节能设计，尽可能减少能耗。通过选取合适的变压器，变压器之间的优化组合，处理好功率因数和无功功率之间的关系，按照实际线路需要，选择合适的电力电缆等等方面的优化设计，相信电气自动化工程的节能设计将不再是空谈。
参考文献
[1]张兰兰.电气自动化节能设计技术应用研究[J].科技致富向导，2012，（20）：38.
[2]张崇兰.节能技术在电气自动化中的应用研究[J].北京电力高等专科学校学报：自然科学版，2012，29（3）：211-211.
据统计，我国400亿m2的既有建筑中有99%为高能耗建筑，同时每年新建房屋近20亿m2，其中仍然有95%为高能耗建筑，单位建筑面积采暖能耗为发达国家新建建筑的3倍以上[1]。针对我国建筑数量多、能耗高的现状，发展节能建筑迫在眉睫。在建筑的全寿命周期中，方案决策阶段对建筑性能的影响高达50.2%，设计阶段也达到48.3%，而施工和使用阶段则仅为0.7%和0.8%[2]。因此在前期做好节能设计可对建筑节能起到事半功倍的效果。目前建筑节能设计的方法有两种：一种是基于2D技术的建筑节能设计，即待施工图设计完成后，由建筑师进行相应的节能计算与分析；另一种是基于BIM（BuildingInformationModeling）的建筑节能设计，即通过创建并利用建筑信息模型，以进行建筑节能设计与优化。基于BIM的建筑节能设计作为一种新技术、新方法，已经成为近年研究的热点，在工程实践中也得到不同程度的应用。然而基于BIM的建筑节能设计现仅局限于某一方面的开发或应用，且与传统的建筑节能设计方式的差异鲜有研究。为了便于工程技术人员全面地认识这种新技术，也为研究人员的深入研究提供参考，本文比较两种建筑节能设计方式，探索基于BIM的建筑节能设计的优势及其发展瓶颈，并提出有针对性的建议。
2基于BIM的建筑节能设计
BIM是以3D设计为基础、以数字信息为载体，将建筑项目全寿命周期内的所有信息高度集成在一个建筑模型中，以便在设计、施工和运营维护阶段供各参与方使用[3]。这种建筑信息模型不仅包括建筑的几何形态信息（如材质、构造、尺寸等），还包括大量的非几何信息（如材料的强度、性能、传热系数、构件的造价等），并且所有的数据具有连续、及时、可靠和一致的特点[4]。基于BIM的建筑节能设计是指，先采用BIM核心建模软件，通过建立工作集的方式对建筑、结构、暖通、电气和给排水等专业进行协同设计。在概念设计、方案设计、初步设计和施工图设计的每一阶段，依据图纸设计的不同深度，将建筑模型直接导入相应的建筑性能模拟软件中进行模拟分析，模拟数据包括能耗、舒适度，以及相应的经济性指标等。然后根据模拟的数据进行建筑各专业的优化设计。每一阶段逐步推进，直到施工图设计完成为止，如图1所示。
3两种设计方式的对比
3.1设计效果的对比
3.1.1协同设计2D模式的建筑设计因缺乏各专业之间的信息共享，各专业设计师之间沟通协调困难，同时也难以发现图纸中存在的“错、漏、碰、缺”等问题。另外，建筑节能设计包括建筑和设备两个专业，分专业独立设计会导致设备工程师需要重复输入建筑数据后才能进行能耗分析，无法实现节能建筑的全过程、集成化和精细化的设计与评价[5]。基于BIM的建筑各专业设计，不仅可以通过建立工作集的方式在本地进行各专业间信息的同步更新与交换，还可以采用基于云计算的BIM技术，实现跨区域和跨单位的协同工作和信息共享[6]。这种多专业的协同设计会大大提高设计的质量，避免因设计错误导致施工阶段资源的浪费，同时也有利于建筑多专业的整体式节能设计与优化。3.1.2效率2D格式的图纸与建筑能耗模拟软件基本上不能实现自动导入。建筑师需手工将建筑设计的相关数据输入到专业的能耗软件中以进行能耗分析，大量繁琐且重复的输入工作耗费了建筑师大量宝贵的时间。因此能效计算通常被安排在施工图设计完成之后，而此时如果要对图纸进行修改，其难度较大。BIM核心建模软件与相关能耗模拟软件基于共同的IFC（IndustryFoundationClasses）标准，即不同软件之间共享同一数据源，因此能实现建筑信息模型在建模软件与能耗模拟软件之间的自动导入，只需输入少量地理位置等信息即可进行能耗模拟分析。如表1所示，目前中国最常用的Revit建模软件与相关模拟软件之间可按以下格式实现自动导入。以BIM数据源进行能耗分析，比传统手动录入数据耗时短，极大地提高了效率[7]，使得设计师在设计的每一个阶段都能及时迅速地基于能耗模拟结果进行相应的建筑节能设计及其优化。3.1.3准确度传统方式下，在进行能耗模拟时易出现所得数据与实际不符的现象，其中一部分原因是基于2D模式手动输入的模拟模型与实际建筑模型不符[9]。传统的建筑性能分析中，由于软件与实际设计相对独立操作，没有统一的数据格式，无法在设计时完成一体化分析，也无法满足建筑节能设计的准确性和可靠性[10]。基于BIM的建筑节能设计，其建筑模型是一个参数化的模型，纵向上包括了多专业，横向上包括了几何和非几何的所有相关建筑信息。建筑模型的信息完整且准确，其信息能在不同专业之间以及不同软件之间做到无缝衔接，实现一模多算的整体设计，避免因建筑信息的丢失导致模拟模型与建筑模型的不统一而影响模拟数据的准确性[10]。另外，有些BIM核心建模软件本身也具备一定能耗模拟的功能，比如Revit自身具备冷热负荷和能量仿真等分析能力，这样也能减小因模型的相互导入引起信息丢失而导致的模拟数据的误差。3.1.4经济性分析全寿命周期成本主要由建安成本和运营费用决定。针对建安成本，传统2D模式的工程量计算是由造价工程师将图纸手动输入到造价软件进行统计，工程量计算的时间占整个造价计算约50%～80%[11]。由此造价估算需待每一设计阶段完成之后才进行，在设计过程中几乎不进行经济性分析。基于BIM的建筑节能设计能方便准确地实时估算项目的建安成本和运营费用。利用BIM的建安成本计算包括以下三种方法[12]：①利用应用程序接口（API）在BIM软件和成本预算软件中建立连接，将工程量信息从BIM软件中导入到造价软件；②利用开放式数据库连接（ODBC）直接访问BIM软件数据库，然后根据需要从BIM数据库中提取所需要的计算信息；③输出到EXCEL，有些BIM软件也可以统计工程量，将其工程量导入EXCEL进行汇总计算。利用BIM的运营费用估算可以将模型导入到能耗模拟软件进行能耗模拟以及相应的运营费用估算。BIM的建筑节能设计从基于全寿命周期成本最优的角度对设计方案进行优化提供了技术支持，如图2所示。3.1.5设计可视化CAD模式绘图通常是由设计师抽象表达相应的构件及其尺寸。而基于BIM的建筑节能设计具有可视化的特点，不仅可以使一些设计问题在早期暴露出来，为项目节能设计在节能、外观和经济性方面提出合理的建议。另外，从能耗模拟软件导出的模拟结果不但包括文本格式，还可以导出动画格式，便于非专业人士的理解。
3.2模型后续利用性的对比
3.2.1绿色建筑的申报评估基于2D模式的绿色建筑的申报、评估通常是由设计单位按照要求设计，申报单位按照要求汇总整理资料进行申报，评审单位根据申报材料开展评审活动，其申报、资料整理及评审工作基本由手工完成，不仅降低工作效率，也不利于绿色建筑评价的标准化和制度化[13]。基于IFC标准对现有BIM基础数据进行必要的扩展，将绿色建筑相关数据集成到BIM模型中，可以促进绿色建筑的申报和评价的自动化，提高工作效率，降低绿色建筑的技术门槛。据统计，从BIM模型中提取节能方面的数据用于我国绿色建筑的等级评价时，其信息能自动高效地判定《绿色建筑评价标准》条款中住宅建筑控制项和公共建筑控制项的百分比分别为33%和60%，使得公共建筑一般项的自动判定率达70%，住宅建筑一般项的自动判定率甚至能达到100%，因此基于BIM的绿色建筑在节能部分的申报评估的自动化程度大幅度提高[14]。3.2.2施工和运营阶段的应用与基于2D图纸建立的能耗模拟模型仅能用于能耗分析不同，BIM模型贯穿项目全寿命周期，除了在设计阶段发挥作用，在施工阶段和运营阶段同样具有应用价值。譬如，在施工阶段将模型导入施工模拟软件可以对整个建造过程或重要环节及工艺进行模拟；可以基于3D模型创建4D（加时间）以及5D（加时间和成本）对施工项目进行管理；也可以基于BIM模型在众多项目参与方之间实现集成式的合同管理模式等；甚至在运营阶段也能利用创建的BIM模型进行设施管理（FM）。
3.3运行条件的比较
3.3.1软硬件要求BIM所包含的数据要比CAD图纸丰富得多，要保障BIM相关软件的运行速度和绘图的流畅度，对计算机的计算能力和存储能力都有较高的要求。随着项目规模和复杂性的增加，以及软件版本的升级和新功能的增加，对计算机的硬件配套投入也需逐步增加。为实现协同工作，BIM数据通常是集中存放在服务器上，项目成员通过网络访问文件服务器进行数据读写，这就需要设置一个切实可行的、性能良好的BIM工作网络环境。此外，要实现基于BIM的建筑节能设计只靠一个软件或者一类软件是不可行的，需要较多软件的支持。而这些软件基本被美国大型软件开发商垄断，价格较高，使得基于BIM的建筑节能设计在软硬件配套设施上的投入较传统方式偏高。3.3.2人才要求BIM人才既要具备工程能力又要具备应用能力。而目前的BIM人才尚嫌不足：①刚参加工作、靠短时间速成的BIM建模员工程能力薄弱；②工程经验丰富的设计师CAD思维模式根深蒂固，工作任务饱和，学习机会相对较少，无时间无激情学习BIM等新技术，当然也受到学习机会的影响；③少数兼备工程和BIM综合能力的人才数量少、佣金高，其原因在于目前高校缺乏BIM相关知识的课程，而培训机构培训费用高昂，影响了BIM人才的全面培养，BIM应用人才匮乏成为制约BIM技术应用的瓶颈[15]。3.3.3保障力首先，目前国内缺乏相应的政府文件、规范和行业标准对基于BIM的设计进行认定和规范，设计人员依旧需要将BIM模型导出成CAD格式用于图纸审查和交付等；其次，国内的工程合同体系也未对BIM实施流程和规则、BIM责任分工、信息交互标准作出详细规定，造成设计单位、建设单位、施工单位之间的责任和利益难以认定；再者，在BIM实施初期，由于参与者技术不熟练，可能造成生产在短时间内降效，甚至导致项目失败等，这对于当前设计任务饱和的设计单位而言难以承受，设计单位难以形成应用BIM技术的宽松实践环境。BIM实施在宏观中观微观的保障力不够影响了其全面实施。3.3.4软件本土化基于BIM的建筑节能设计的相关软件基本属于舶来品，与国内相关标准规范和工程实践存在差异，即软件的本土化不够。比如，BIM软件提供的结构设计、照明设计和水压设计无法满足我国设计规范要求；BIM软件自身提供的工程量统计方法与我国工程量清单计价规则存在差异；BIM的核心“族”也是基于国外标准制定而不太符合国内的实践需要。尽管设计师可以自定义任何族，但仅凭设计师个人创建若干族需要耗费大量时间，且难度大。此外，有些软件的操作界面仍然是英文，为国内英文不熟练的项目人员应用带来一定困难。总体而言，与传统的建筑节能设计相比，基于BIM的建筑节能设计特点归纳如表2所示。
4推进基于BIM的建筑节能设计的建议
与传统的建筑节能设计相比，基于BIM的建筑节能设计除了在设计阶段具有实现协同设计、效率高、准确度高、结合经济性分析和设计可视化的优点之外，其设计模型还便于绿色建筑申报评估的自动化，以及施工阶段和运营阶段的再使用。当然，目前基于BIM的建筑节能设计在软硬件配套设施和人才的投入方面要求较高，也需要更多政策法规以及适合中国国情的本土化软件的支持。但毋庸置疑，基于BIM的建筑节能设计必然是未来的发展趋势。为更好的促进基于BIM的建筑节能设计的推广与发展，提出以下建议供参考。
4.1政府部门制定、完善扶持政策
政府在促进基于BIM的建筑节能设计的发展中具有重要作用，可以从以下几方面着手完善、加强：①制定相关的BIM标准。不仅要制定类似IFC的技术数据标准，对基于BIM的建筑节能设计成果在审图和绿色建筑评估也应颁布相应的标准，加以认定与规范。②组织制定适合中国工程实践的族库。③规范BIM人才资格认证。可由权威机构组织BIM人才的资格认证，鼓励和规范BIM人才的培养和认证。④经济扶持。对主动率先采用BIM进行建筑节能设计的项目给予税收优惠等支持；对基于BIM的建筑节能设计的研究给予拨付科研经费的支持。⑤开展示范项目。以国有资金投资或国有资金投资为主的项目应采用BIM技术，进行建筑节能设计以起示范作用。
4.2研究机构加大科研投入
基于BIM的建筑节能设计的技术和管理问题，高校与科研机构要肩负起相应的研究责任，在如何使模型在软件之间更加智能且准确地相互导入；本土化的政策标准如何嵌入到国际性的建模和模拟软件中；各种软件汉化版的开发等方面加大科研和投入力度。
4.3高校和企业加强人才培养
