文／王蕭博 浙江華藝建筑設(shè)計有限公司 浙江杭州 310014

應(yīng)杰 浙江華藝建筑設(shè)計有限公司 浙江杭州 310014

余玲玲 浙江華藝建筑設(shè)計有限公司 浙江杭州 310014

引言：

隨著全球?qū)沙掷m(xù)發(fā)展和綠色建筑的關(guān)注度不斷提高，建筑環(huán)境和設(shè)備工程節(jié)能設(shè)計已成為建筑領(lǐng)域重要研究方向。建筑環(huán)境和設(shè)備工程的節(jié)能設(shè)計是實現(xiàn)綠色建筑和可持續(xù)發(fā)展的重要手段，對于提高建筑使用效率、減少能源消耗、降低環(huán)境污染具有重要意義。建筑環(huán)境設(shè)備工程的節(jié)能設(shè)計可以通過優(yōu)化空調(diào)、照明、電梯等設(shè)備的選用和運行方式來實現(xiàn)。本文旨在探討建筑環(huán)境和設(shè)備工程節(jié)能設(shè)計的理論和實踐，以期為推動節(jié)能技術(shù)在建筑領(lǐng)域的更廣泛應(yīng)用和發(fā)展提供參考，共同推進建筑環(huán)境和設(shè)備工程的節(jié)能設(shè)計發(fā)展。

1.建筑環(huán)境與設(shè)備工程概述

建筑環(huán)境和設(shè)備工程是建筑領(lǐng)域兩個重要組成部分，建筑環(huán)境是指建筑物內(nèi)部和外部環(huán)境，包括空氣、光照、聲音、色彩等，良好的建筑環(huán)境可以提供舒適的室內(nèi)氣候、充足的自然光線和聲音屏障等，從而提高人們的生活品質(zhì)和工作效率。建筑環(huán)境也直接影響到建筑物的能源消耗和環(huán)境影響。例如，建筑物內(nèi)部的溫度和濕度需要得到適當?shù)目刂?，以減少能源消耗和環(huán)境污染。設(shè)備工程是為建筑物提供必要功能的系統(tǒng)，如供暖、通風、空調(diào)、照明、電梯、動力系統(tǒng)等。設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計、選型和運行直接影響到建筑物的能源消耗和環(huán)境影響。例如，供暖系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)需要消耗大量的能源，如果設(shè)備選型不當或運行管理不善，就會導致能源浪費和環(huán)境污染。因此，設(shè)備工程的設(shè)計和運維管理需要充分考慮節(jié)能和環(huán)保問題。建筑環(huán)境和設(shè)備工程是相互聯(lián)系、相互影響的，為實現(xiàn)綠色建筑和可持續(xù)發(fā)展目標，需要進一步探討建筑環(huán)境和設(shè)備工程的節(jié)能問題，從而提高建筑物的高品質(zhì)和低效能。

2.建筑環(huán)境設(shè)計原則

2.1 環(huán)保性

建筑環(huán)境的環(huán)保性設(shè)計是建筑領(lǐng)域發(fā)展的重要趨勢，在建筑設(shè)計過程中，要貫徹以節(jié)能、減排、降耗為設(shè)計目標，以提高建筑物的整體環(huán)保性能。

首先，建筑設(shè)計需遵循整體環(huán)境優(yōu)化原則，將環(huán)保理念融入總體規(guī)劃中，在滿足建筑物功能的同時，注重減少對周圍環(huán)境的影響。其次，要采取有效措施減少建筑過程中的能耗。例如，優(yōu)化建筑物的熱工性能，選用高效節(jié)能的建筑材料和設(shè)備，利用可再生能源等。此外，要盡量減少建筑廢棄物的產(chǎn)生，提高建筑材料的循環(huán)利用率，以降低對自然環(huán)境的影響。另外，還需關(guān)注室內(nèi)環(huán)境的健康性，要考慮建筑材料和設(shè)備的毒性，避免使用對人體有害的化學物質(zhì)。合理設(shè)計建筑通風和采光系統(tǒng)，提高室內(nèi)空氣質(zhì)量，減少因空氣污染對人體造成的影響。

2.2 經(jīng)濟性

環(huán)境工程設(shè)計還需要注重工程的經(jīng)濟性，只注重社會效益而忽視經(jīng)濟效益只會使環(huán)境工程建筑行業(yè)陷入畸形的發(fā)展態(tài)勢。建筑環(huán)境設(shè)計過程中不僅要對工程的環(huán)境影響進行評估，還應(yīng)對經(jīng)濟成本進行評估，將兩種評估數(shù)據(jù)進行對比分析，進而提出相對經(jīng)濟有效的解決方案，既要注重環(huán)境工程的生態(tài)價值，也要保證環(huán)境工程的經(jīng)濟效益，盡量減少環(huán)境優(yōu)化與工程造價的矛盾，努力實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益的有機統(tǒng)一。

2.3 社會性

建筑環(huán)境設(shè)備節(jié)能設(shè)計中，除了要關(guān)注其功能、效率等基本問題外，還需要從社會層面來考慮其設(shè)計原則。社會性原則是建筑設(shè)備節(jié)能設(shè)計的基本原則之一，它強調(diào)建筑設(shè)備在使用過程中對社會的影響，設(shè)計應(yīng)該考慮不同社會群體的需求和利益，以實現(xiàn)社會公正和公平。社會性原則要求建筑設(shè)備節(jié)能設(shè)計應(yīng)該考慮到人的需求和行為習慣，建筑設(shè)備節(jié)能設(shè)計應(yīng)該符合人體工學和人體健康的要求，以滿足不同使用者的需求[1]。例如，在空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計中，應(yīng)該考慮到不同空間和時間的使用特點，根據(jù)使用者的行為習慣進行合理的設(shè)計和調(diào)節(jié)。社會性原則要求建筑設(shè)備節(jié)能設(shè)計應(yīng)該考慮到社會文化和價值觀的影響，設(shè)計應(yīng)考慮當?shù)氐纳鐣幕瘋鹘y(tǒng)和價值觀念，以設(shè)計符合當?shù)厥褂昧晳T和文化特點的建筑設(shè)備，以滿足不同社會群體的需求和期望。

2.4 因地制宜

在建筑設(shè)備節(jié)能設(shè)計過程中，要提前做好調(diào)查工作，了解當?shù)鼐唧w天氣環(huán)境等自然條件。在對當?shù)赜姓_了解基礎(chǔ)上，才能保證綠色建筑設(shè)計跟上時代發(fā)展趨勢，滿足當?shù)厝嗣駥τ诮ㄖ男枨?，從根本上實現(xiàn)綠色建筑的節(jié)能環(huán)保功能。例如，在南方地區(qū)的綠色建筑設(shè)計中，會進行墻體隔熱設(shè)計、遮陽設(shè)計，北方地區(qū)的綠色建筑需要進行供暖設(shè)計，提升煤炭等能源利用率，地域不同、氣候條件不同，建筑設(shè)備節(jié)能設(shè)計也不同，設(shè)計要始終遵循因地制宜的原則。

2.5 高效節(jié)能

建筑設(shè)備高效節(jié)能是建筑設(shè)計的重要原則，設(shè)計應(yīng)關(guān)注能源的利用、輸送和分配，以實現(xiàn)建筑設(shè)備的低能耗、高效率和可持續(xù)發(fā)展。首先，應(yīng)遵循整體優(yōu)化原則，設(shè)計需要從全局角度出發(fā)，綜合考慮建筑、設(shè)備、材料、工藝等多個方面，制定合理的設(shè)計方案，實現(xiàn)整體最優(yōu)的能耗設(shè)計方案。其次，應(yīng)注重能源的回收和再利用，應(yīng)盡可能采用可再生能源和余熱回收技術(shù)，如太陽能、地源熱泵、水源熱泵等，以減少能源的浪費和排放，采用高效設(shè)備和系統(tǒng)，加強能源的再利用，如熱能回收、冷凝水回收等。再次，應(yīng)考慮設(shè)備的能效比和運行成本，設(shè)計不僅要考慮設(shè)備的初始投資成本，還要考慮設(shè)備的運維成本和能效比，在選擇設(shè)備時，應(yīng)選用具有高能效比、低能耗、低噪音的設(shè)備，同時應(yīng)考慮設(shè)備的可維護性和可靠性，以降低運行成本。通過以上措施的實施，可以實現(xiàn)建筑設(shè)備的低能耗、高效率和可持續(xù)發(fā)展。

3.設(shè)備工程節(jié)能設(shè)計對建筑環(huán)境的影響

3.1 提升室內(nèi)空氣質(zhì)量

建筑設(shè)備和系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計對提升室內(nèi)空氣質(zhì)量有著重要的影響。首先，節(jié)能設(shè)備的使用可以減少能源消耗，減少對環(huán)境的影響，這些設(shè)備在生產(chǎn)過程中使用的材料也可以減少對自然資源的依賴，從而降低對環(huán)境的影響。其次，節(jié)能設(shè)備的使用可以減少室內(nèi)空氣污染，傳統(tǒng)空調(diào)、供暖等設(shè)備在使用過程中會產(chǎn)生一定的噪音、振動和電磁輻射等污染，而現(xiàn)代的節(jié)能設(shè)備則可以有效地減少這些污染物質(zhì)，節(jié)能設(shè)備還可以通過采用新型的空氣凈化技術(shù)進一步改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。再次，節(jié)能設(shè)備的合理使用可以改善室內(nèi)空氣的溫度和濕度，從而營造一個更加舒適的生活工作環(huán)境，合理的節(jié)能設(shè)備使用可以有效地抑制室內(nèi)細菌、病毒等的滋生，從而進一步提高室內(nèi)空氣質(zhì)量。建筑設(shè)備工程節(jié)能設(shè)計通過減少能源消耗、降低室內(nèi)空氣污染、改善室內(nèi)環(huán)境等方式，營造一個更加健康、舒適的生活環(huán)境。

3.2 減少對環(huán)境的破壞

設(shè)備工程節(jié)能設(shè)計是減少對環(huán)境影響的的重要途徑之一，隨著全球能源的逐漸短缺和環(huán)境問題的日益嚴重，節(jié)能減排已經(jīng)成為社會各界的共識。設(shè)備工程作為能源消耗和環(huán)境污染的主要領(lǐng)域之一，其節(jié)能設(shè)計的重要性不言而喻。

設(shè)備工程節(jié)能設(shè)計的影響因素非常復(fù)雜，包括設(shè)備自身的性能、設(shè)計參數(shù)、維護情況等。其中，設(shè)備的性能是節(jié)能設(shè)計的基礎(chǔ)，包括設(shè)備的能源利用效率、耗能情況等；設(shè)計參數(shù)則是節(jié)能設(shè)計的關(guān)鍵，包括設(shè)備的功率、電流、電壓等；維護情況則是節(jié)能設(shè)計的保障，包括設(shè)備的保養(yǎng)、維修、更新等。設(shè)備工程節(jié)能設(shè)計需要遵循一定的原則，包括合理選型、優(yōu)化設(shè)計、先進技術(shù)、可持續(xù)發(fā)展等。合理選型是指根據(jù)實際需要選擇合適的設(shè)備型號和規(guī)格，避免浪費和過度消耗；優(yōu)化設(shè)計是指對設(shè)備進行優(yōu)化改進，提高設(shè)備的能源利用效率和性能；先進技術(shù)是指積極引進和采用先進的節(jié)能技術(shù)和設(shè)備，提高設(shè)備的節(jié)能水平。

設(shè)備工程節(jié)能設(shè)計非常廣泛，包括空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、動力系統(tǒng)等多個方面。例如，在空調(diào)系統(tǒng)中，采用智能控制系統(tǒng)和變頻技術(shù)可以提高設(shè)備的能源利用效率和舒適度；在照明系統(tǒng)中，采用高效照明器具和自動控制系統(tǒng)可以減少能源消耗和光污染；在動力系統(tǒng)中，采用永磁同步電機、液壓節(jié)能器等先進技術(shù)和設(shè)備可以提高設(shè)備的運行效率和穩(wěn)定性。設(shè)備工程節(jié)能設(shè)計減少對環(huán)境的影響具有重要意義。通過采取合理的節(jié)能措施和技術(shù)手段，可以降低設(shè)備的能源消耗和環(huán)境污染，同時提高設(shè)備的性能和穩(wěn)定性。

4.建筑環(huán)境與設(shè)備工程節(jié)能設(shè)計優(yōu)化建議

4.1 使用綠色環(huán)保原材料和設(shè)施

在工程建設(shè)過程中，原材料和設(shè)備的使用直接影響工程質(zhì)量，也影響建筑物的節(jié)能環(huán)保水平。傳統(tǒng)建筑設(shè)備使用的許多原材料可能會造成嚴重的環(huán)境污染。例如，聚氨酯泡沫是一些地區(qū)供暖管道保溫加固工程施工中使用的隔熱材料。這種物質(zhì)可能在空氣中揮發(fā)，造成環(huán)境污染，且難以降解，對節(jié)能減排的整體工作產(chǎn)生負面影響。目前，一些建筑公司已經(jīng)開始使用植物纖維或紙纖維絕緣材料進行工程施工。這些材料可以有效提高施工過程中的環(huán)境效率，避免化學原料的揮發(fā)，保證人體健康，并在使用壽命結(jié)束后實現(xiàn)有效降解，減少環(huán)境污染和破壞，有效提高施工設(shè)備工程施工的節(jié)能水平。

此外，出于節(jié)約設(shè)備投資成本的愿望，經(jīng)常選用排水量大、能耗嚴重的設(shè)備和設(shè)施，造成高能耗損失。運維階段管理人員應(yīng)詳細研究設(shè)備能耗趨勢，及時保養(yǎng)維護和更新，有效減少設(shè)備對環(huán)境的破壞。

4.2 空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計要點

空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)在熱回收設(shè)計方面給予足夠重視，蒸發(fā)器、冷凝器和壓縮機是空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分，其基本功能及作用就是制冷和制熱，對建筑室內(nèi)溫度進行優(yōu)化，提高室內(nèi)溫度的適宜性。在空調(diào)系統(tǒng)運行期間會產(chǎn)生一定量的熱水，這些熱水會通過水孔流出。若未及時進行該部分熱量的回收，便很容易會導致一些資源被浪費[2]。通常來說，建筑內(nèi)部空調(diào)系統(tǒng)的能量回收利用具有可行性和便捷性，主要是因為中央空調(diào)系統(tǒng)在建筑內(nèi)部擁有比較完善的回路，能夠?qū)瑹崃繌U水進行有效利用?，F(xiàn)階段所開展的建筑工程建設(shè)中通常會加強熱交換器及熱泵等設(shè)備的使用，這樣便能夠更為高效地開展余熱回收工作?；蛘呤鞘褂玫湍芎淖冾l空調(diào)設(shè)備，實現(xiàn)建筑能耗的節(jié)約。針對空調(diào)變頻技術(shù)而言，其屬于當前時代背景下一種比較先進的節(jié)能技術(shù)?，F(xiàn)階段的電氣設(shè)備節(jié)能，其還擁有比較清晰的等級劃分，也就是一級能效到五級能效。各能效等級的空調(diào)設(shè)備的價格之間也存在相應(yīng)差異。在當前的建筑空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計工作中，還應(yīng)優(yōu)先使用一級能效等級空調(diào)設(shè)備。該能效等級設(shè)備有著良好的節(jié)能效果，雖然價格相對較高，但伴隨著建筑空調(diào)系統(tǒng)的長期運行，其所節(jié)約的成本要更為可觀。

4.3 加強建筑物熱環(huán)境優(yōu)化

建筑環(huán)境、建筑設(shè)備節(jié)能效果與熱環(huán)境之間存在著密不可分的聯(lián)系，在開展設(shè)計工作前，需要對建筑物的用途、建筑室內(nèi)結(jié)構(gòu)及熱環(huán)境情況有一個充分的了解與把握。基于建筑外部環(huán)境角度而言，如果建筑所處地區(qū)的天氣條件溫度過高或過低，都會給室內(nèi)的溫度調(diào)控帶來較大影響，進而決定了建筑節(jié)能設(shè)計效果?；诮ㄖ?nèi)部環(huán)境角度來說，建筑類型的不同，其應(yīng)用功能之間也存在相應(yīng)差異，常規(guī)的居民住宅在使用期間僅需做好空氣溫度、濕度及潔凈度的調(diào)節(jié)即可，但如果是生產(chǎn)車間，其對室內(nèi)環(huán)境狀況的要求比較嚴格，通常會依據(jù)具體的生產(chǎn)特點及需求落實針對性措施，從而對室內(nèi)狀況進行有效調(diào)節(jié)和控制，例如冷藏室、實驗室等。所以，實際所開展的建筑環(huán)境及工程設(shè)備的節(jié)能設(shè)計工作，設(shè)計人員應(yīng)預(yù)先做好建筑內(nèi)部和外部熱環(huán)境的研究，了解此方面信息，能夠為之后相關(guān)工作的高效開展奠定堅實基礎(chǔ)。

4.4 照明和配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計優(yōu)化

設(shè)計人應(yīng)綜合性考慮建筑功能定位和品質(zhì)定位，圍繞照明系統(tǒng)和照明設(shè)備展開針對性優(yōu)化，在確保照明系統(tǒng)功能正常發(fā)揮的前提下，最大程度提高其節(jié)能效果。例如，針對常規(guī)民用建筑所開展的照明與配電系統(tǒng)設(shè)計，僅需滿足照明系統(tǒng)基礎(chǔ)的實用性需求即可，在沒有專門要求的情況下，無需對照明系統(tǒng)的裝飾性進行過多考慮。而對于商業(yè)化娛樂場所或游樂場所的設(shè)計，其不僅需要滿足最具基礎(chǔ)性的照明需求，還應(yīng)注重對裝飾效果的提高，這些為現(xiàn)代化建筑照明系統(tǒng)設(shè)計的原則和要求。其次，設(shè)計人員還應(yīng)做好變配電系統(tǒng)的設(shè)計，通過采用針對性設(shè)計手段，提高變配電系統(tǒng)設(shè)計的合理性[3]。對于建筑物的內(nèi)部和外部電力供應(yīng)來說，其實現(xiàn)主要是依靠變配電設(shè)備的支持。設(shè)計人員對于變配電設(shè)備開展的設(shè)計工作，還應(yīng)對供電區(qū)域平面布置狀況進行專門考慮，對變配電設(shè)備節(jié)能性和輸配電線路合理性有一個相應(yīng)的了解，應(yīng)優(yōu)先使用能耗相對較低的設(shè)備，并且有目的性地降低輸配電線路長度，提高此方面的節(jié)能設(shè)計效果。另外，設(shè)計人員還應(yīng)加強具備節(jié)能特征照明設(shè)備的使用，現(xiàn)階段LED 燈具作為典型的節(jié)能型照明設(shè)備，對其應(yīng)用較為廣泛，基于同等功率條件，LED 燈具的照明效果更為良好。

4.5 節(jié)能建筑設(shè)計

要實現(xiàn)設(shè)備工程的節(jié)能，首先要做好建筑的被動節(jié)能，在建筑設(shè)計時，合理設(shè)計設(shè)計建筑朝向、門窗、戶型、圍護、光伏一體化等方面，在通風、采光、取暖等方面較大程度地使用自然資源，降低這些活動對電氣的需求。而后再做好電氣工程的節(jié)能設(shè)計，在進行設(shè)計時要遵循以下原則：實際需求性原則，建筑電氣是為了滿足人們?nèi)粘９ぷ魃?，能達到需求即可，無需過度浪費；經(jīng)濟環(huán)保原則，市場上節(jié)能電氣設(shè)備很多，價格也不一而足，在根據(jù)業(yè)主方的具體要求，合理地選擇和應(yīng)用節(jié)能技術(shù)或設(shè)備，避免資金浪費，同時還要考慮施工的難易程度，在此基礎(chǔ)上較大程度地選擇低能耗的電氣設(shè)備；便捷、高效的設(shè)備系統(tǒng)運行維護原則，自動化和智能化技術(shù)在電氣工程中廣泛應(yīng)用，但也有一些因設(shè)計或技術(shù)問題，運行維護非常繁瑣，設(shè)計時也要注意?？茖W選擇節(jié)能玻璃將綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于門窗幕墻的整體設(shè)計中，能夠使得門窗幕墻在導熱性能方面進一步降低，降低其導熱性能通常是在中空玻璃中借助密封技術(shù)將惰性氣體加入其中。最常見的兩種玻璃處理技術(shù)分別是中空玻璃和低輻射鍍膜玻璃，這種節(jié)能玻璃在具體應(yīng)用中主要有隔熱和保溫的效果，一般情況下，節(jié)能玻璃的熱傳和遮陽系數(shù)并不會產(chǎn)生巨大的變化，因此，在對門窗幕墻設(shè)計或者施工的過程中要想滿足溫度和采光等需求，就需要科學選取節(jié)能玻璃[4]。

4.6 建筑溫度濕度控制

建筑環(huán)境的舒適性由局部溫度、相對濕度、風速和周圍輻射溫度決定，其中最重要的因素就是溫度，因此提高人體舒適度，需根據(jù)舒適區(qū)現(xiàn)有范圍對這些被動設(shè)計策略進行調(diào)整，同時使用主動設(shè)計策略改善熱舒適性?？紤]到我國幅員遼闊，經(jīng)緯度跨度大，各地氣候條件差異很大，被動策略在這些地區(qū)具有不同的適用性。對于馬鞍山，地處蘇皖交界，屬于典型的亞熱帶濕潤季風氣候，四季分明，氣候溫暖濕潤，一般情況下室外溫度就可以滿足居住需要。因此，這類地區(qū)可以通過增加通風窗口、設(shè)計開間和落地窗等方式，使室內(nèi)溫度盡可能的與外界保持一致，同時又規(guī)避掉梅雨、臺風等可能帶來的氣候災(zāi)害。保障在改善熱舒適性和降低能耗的過程中，提高熱質(zhì)量效應(yīng)和夜間凈化通風，以達到整體節(jié)能概念。由于能源種類非常豐富，而煤炭資源是日常生活中非常重要的生活燃料之一，在我國整個能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)關(guān)鍵地位，而燃燒煤炭期間產(chǎn)生的有害物質(zhì)不僅會增加煤氣中毒幾率，還會導致許多有害物質(zhì)漂浮在空氣中。就算目前我國的能源構(gòu)造大致已經(jīng)成型，也不會在短時間內(nèi)出現(xiàn)實質(zhì)性變化，而要想從根本上解決大氣污染問題，還需要強化能源結(jié)構(gòu)，用綠色環(huán)保能源替代不可再生能源。并且優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)也成為了解決大氣污染問題的關(guān)鍵方式，對太陽能、風能等清潔能源進行開發(fā)利用，減少煤炭使用量，進一步發(fā)展綠色能源。

結(jié)語：

節(jié)能設(shè)計是當前能源和環(huán)境問題日益嚴重的背景下非常重要的領(lǐng)域，建筑環(huán)境與設(shè)備工程節(jié)能設(shè)計是建筑設(shè)計的重要組成部分。設(shè)備工程中需要使用大量的能源和資源，設(shè)備節(jié)能設(shè)計需要從設(shè)備的選擇、設(shè)計、運行、維護等方面入手，通過采用先進的節(jié)能技術(shù)和設(shè)備，優(yōu)化設(shè)備運行和維護管理，提高設(shè)備的能源利用效率，減少能源消耗和環(huán)境污染，提高人們的生活質(zhì)量和建筑的使用性能。未來需要進一步推廣和應(yīng)用節(jié)能設(shè)計理念和技術(shù)手段，促進可持續(xù)發(fā)展的實現(xiàn)。