摘要：在建筑設計方面，要充分考慮節能問題。能源是社會發展的物質基礎。能源短缺已不容忽視，建筑節能已是我國節能工作的重要組成部分，從我國建筑用能的發展趨勢來看，能源浪費十分嚴重，因此提高建筑能源的有效利用率、節約用能、減少浪費，已是當務之急，刻不容緩之事。

　　關鍵詞：建筑節能,節能設計,設計理論

　　1 建筑節能設計方法現狀

　　目前常用的建筑節能設計方法有兩種：按規定性指標設計和按性能性指標設計。按規定性指標設計是指建筑物體形特征和圍護結構熱工性能等均按有關建筑節能標準進行設計。性能性指標由建筑熱環境質量指標和能耗指標兩部分組成，按性能性指標設計是指在同時滿足建筑熱環境質量指標和能耗指標的前提下，設計人員可自行確定建筑物體形特征和圍護結構熱工性能等的具體技術參數。

　　1.1按規定性指標設計使設計人員擺脫了復雜的計算分析，在保證工程設計的合理性和成功方面有重大作用，但由于確定規定性指標主要考慮普遍情況，而每一個工程都有其不同于普遍情況的特殊性，因此規定性指標對適用范圍內的一個具體工程往往不是最佳的，即按規定性指標很難進行優化設計，同時按規定性指標設計容易阻礙新技術的應用和壓抑設計人員的創造性。

　　1.2按性能性指標設計使建筑節能設計標準具有充分的靈活性，為新技術的采用和具體工程項目的最優化創造了條件。

　　按性能性指標設計需要對所設計建筑進行能耗分析，進而評價所設計的建筑是否節能，建筑能耗計算方法和節能評價方法的選擇成為這種設計方法的重要內容。國內對建筑節能評價的研究相對缺乏，目前建筑節能評價通常采用比較建筑能耗計算值和相關節能標準指標值的方法，建筑能耗計算值則通過相應的能耗分析軟件獲得，若評價結果表明所設計的建筑并不節能，則需要設計人員憑借個人的設計經驗對設計方案進行反復修改。國外已基本解決建筑節能設計標準靈活性和建筑節能評價方法問題，初步實現了建筑圍護結構的節能平衡分析，但設計信息與評價信息之間缺乏溝通，尚未實現建筑設計過程的動態評價和建筑設計的全局優化。可見，按性能性指標進行建筑節能設計存在如下缺點：①過于依賴能耗分析軟件。②過于依賴設計人員的設計經驗。

　　2 影響建筑節能的因素

　　2.1高層建筑外圍護墻體耗能量較大，占整個建筑耗能的25 %左右。建筑的形體變化是建筑外露面積的主要因素之一，體形系數越大耗能越多，國外的一些高層建筑造成圓塔形，比如美國洛杉磯的好運飯店、法國戴高樂機場候機樓、紐約第三大街53 號辦公樓都是圓型或橢圓形，我們知道，相同的面積，圓的周長最短，這樣使建筑外露面積較小。因此，基于能量損耗的考慮，高層建筑的形體變化不宜過多、復雜。

　　2.2高層建筑的“風環境”是影響建筑耗能因素之一。

　　在冬季，風力對建筑的熱損失很大，增大冷空氣的滲透量，使室內熱損失加大。由于建筑某些部位處理不當，墻體內部易產生冷凝水。因此，建筑保溫材料的選用，建筑構造的合理性應建立在科學、可靠的基礎上。

　　3 建筑節能并行設計理論基礎

　　3.1建筑節能設計信息模型

　　信息科學是以信息為研究對象、信息的運動規律為研究內容，把擴展人的信息功能作為研究目標的科學。依據性質來分類，信息可分為語法信息、語義信息和語用信息。語法信息是指事物運動的狀態和方式;語義信息是指事物運動狀態及狀態改變方式的含義;語用信息是指事物狀態及狀態改變方式的效用。

　　設計是為了實現一定目標而尋求和選擇滿意的備選方案的活動，它反映出設計對象的狀態，因此建筑節能設計可看成一種語法信息，節能設計的過程就是信息的運動過程，信息運動規律可應用于設計過程中。信息科學研究的信息運動規律包括信息產生、信息提取、信息再生、信息施效等四類。

　　3.2并行設計理論

　　并行設計屬于設計理論和方法學的范疇。其本身也是設計理論和方法學的研究對象。并行設計強調產品開發各環節之間實現最大程度的交叉、并行及協調，其實質就是把傳統的“設計——評價——再設計”的大循環轉變為多次的“設計——評價——再設計”小循環，以便盡可能早地發現設計中存在的問題。工程設計本質上是順序性、交互性的，所謂“并行”并不是指同時進行，而是指逐步、交替地實現設計、工藝、管理等活動，在設計階段的每一步驟都最大可能地考慮到有關后續環節的約束，由此，并行設計所說的“并行化”應當理解為通過對產品設計對象和設計進程的精心分解，達到有效的協同實施開發周期中諸多子活動、子任務的目的。

　　4建筑節能并行設計過程

　　4.1建筑節能并行設計過程分解

　　建筑節能并行設計的設計分解應根據建筑節能設計的一般規律來進行。綜合考慮建筑節能評價的17個分項指標，將建筑節能并行設計過程分解成如下四個步驟：(1) 建筑所在地選擇;(2)體型特征設計;(3) 窗墻比設計;(4) 構件類型設計。

　　4.2建筑節能并行設計過程修正

　　在建筑節能并行設計中，“設計——評價——再設計”大循環被分解成多個“設計——評價——再設計”小循環，各個小循環的設計通常不能一次性完成，而是需要根據節能評價結果修正設計，因此建筑節能并行設計過程是試探性的、循環的過程。

　　小循環中，窗墻比設計修正和構件類型設計修正相對復雜。為提高建筑節能并行設計效率，窗墻比設計修正應解決東向、南向、西向、北向窗墻比設計修正的次序問題;構件類型設計修正應解決外窗、外墻、屋面設計修正的次序問題。建筑節能綜合指標耗電量隨窗墻比的變化。建筑全年耗電量隨窗墻比的變化率從大到小依次為西向、東向、北向、南向;耗熱量隨窗墻比的變化以南向最為明顯;耗冷量隨窗墻比的變化南、北向相差不大。對于住宅建筑，東向、西向山墻通常不開窗或者所開窗屬于廚房等不控溫房間，窗墻比設計修正優先修改南向窗墻比，然后是北向窗墻比，接著是西向、東向窗墻比。

　　建筑節能綜合指標隨外墻和屋面傳熱系數的變化，耗熱量指標隨外墻傳熱系數的變化率較大;全年耗電量、耗冷量指標隨外墻傳熱系數和屋面傳熱系數的變化率基本一致。考慮窗戶是建筑圍護結構中熱工性能最薄弱的環節，其傳熱系數通常遠大于外墻和屋面的傳熱系數，構件類型設計修正時應優先修改窗戶的類型，其次修改外墻類型，最后修改屋面類型。

　　5建筑節能并行設計過程搜索策略

　　由于對建筑節能并行設計過程進行了分解，小循環中建筑節能評價存在評價信息不完全的情況，本文采用缺省參數代替不完全信息。設計過程中，試探性設計方案由實際設計輸入參數和缺省參數組成。由于缺省參數的選取具有隨機性，若沒有有效的搜索策略，將會產生試探性設計方案組合爆炸，從而降低建筑節能并行設計的效率。

　　常用的搜索策略有盲目搜索和啟發式搜索兩類，盲目搜索包括回溯搜索、廣度優先搜索、深度優先搜索等。盲目搜索按預定控制策略進行搜索，搜索過程中獲得的中間信息不用來改變控制策略;啟發式搜索需要有與問題本身有關的信息。因此，盲目搜索不涉及語義、語用層次的信息，適合于語法層次信息的搜索，而啟發式搜索則適合于語義、語用層次的信息的搜索。回溯搜索策略是一種試探性的搜索策略，其基本思路是：先選擇一個規則，然后應用這個規則;如果它不能求得解答或離解答越來越遠就舍棄這個規則而另選一個規則，經過若干次回溯，終究可以得到解答。衡量搜索策略性能的準則通常有三個：(1) 完備性;(2) 盡量避免無用搜索;(3)控制開銷小;本文擬采用回溯搜索策略。為提高回溯搜索的效率，在分析建筑節能評價特點的基礎上，提出以兩個極端情況作為回溯搜索的規則，從而大大減少規則的數量。采用極端情況作為規則的回溯搜索策略完全符合衡量搜索策略性能的三個準則，可以避免節能評價指標組合爆炸，提高建筑節能并行設計的效率。

　　6結束語

　　設計方法的優劣將影響設計的效率，建筑節能并行設計可提高建筑節能設計的效率。以上分析建筑節能設計方法現狀、影響建筑節能的因素、建筑節能設計信息模型的基礎上，提出建筑節能并行設計微循環模型，分析其設計過程的分解與修正，并提出適用于建筑節能并行設計的回溯搜索策略。

　　參考文獻：

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