[摘要] 自建筑节能全面推动以来，夏热冬冷地区建筑节能分析软件的应用得到迅速推广，特别是在居住建筑节能方面的应用，为设计、监管工作提供了一个辅助工具，得到各方面的重视。但从现实应用情况来看，反映褒贬不一，本文汇集了一些使用软件应用中容易造成的失误因素及规避对策。
[关键词] 建筑节能 夏热冬冷 软件 失误 对策
1 引言
自建筑节能全面推动以来，应用计算机软件开展节能设计、验算工作成为了节能设计的主要手段，随着时间的推移，也暴露出来一些问题。从软件应用来讲，执行规定性指标没有太多的问题和争议。但需要进行性能性指标验算和权衡验算的工程，由于工程技术人员对建筑能耗影响因素的了解和计算机软件应用熟悉程度的不同，同一工程采用同一个软件的同一版本由两个人来完成会得出不同的结果，甚至相反的结论。因此，给很多工程技术人员留下一种软件不稳定和不可靠的印象，也给政府相关管理职能部门的管理带来一定的困惑，似乎规定性指标不合格的建筑，通过动态计算软件来计算都能合格，也有些建筑物的设计将许多节能措施已经做到了过分“节能”的地步，仍然不能通过节能验算。根据我们参与的节能验算、咨询、审查项目的工程实践来看，有很多情况是由于软件应用不当造成的。
2 当前影响节能软件计算成果质量的因素
2．1 认识上的误区
规定性指标比较简单易行，设计人员好操作，监督管理单位也好控制，但现在的建筑若完全按规定性指标设计，将限制建筑的型式和风格，制约建筑师的创造力和人们对建筑的自然采光、通透感、现代感的个性化追求。因此，突破规定性指标以通过能耗计算满足性能性指标成为目前节能设计验算的主流验算方式。由于动态验算是封闭的且输入数据（图形、数值）量大，最后结果仅仅是简单的一个数值，给人的感觉是可控性差，特别是监督审查机构更是缺乏可操作的监控手段及标准来衡量，似乎只要通过计算的都能合格，只好见计算书就放行，失去监督审查的意义。
由于软件计算是封闭的，手工很难验证其结果的正确性，人们主观上把信任建立在软件开发商及软件是否通过权威机构鉴定上，目前普遍认同通过鉴定评审的软件是可靠的。
软件是权威机构评审的，是可信的，软件计算的结果自然也是可靠的，似乎很符合逻辑，也是实践中我们“见计算书就放行”的依据，但这是一个认识上的误区。实际上排除软件本身可能的缺陷与失误，假定软件是可靠的，然而使用者输入的图形和数据没有“经过权威机构”验证，可靠性自然无从谈起，即便使用可靠的软件也会输出不可靠的结果，这就是人们常说的“输入的是垃圾，输出的自然也会是垃圾”。在假定软件可靠的前提下，要确定结果是否可靠，验证输入参数的正确性十分必要。
实际工作中，人们常常发现，同一软件，同一工程，不同的人来上机完成，最后会得出不同的结果，甚至得到不合理的结果，于是会得出软件不可靠的结论，甚至使有的技术人员对能耗验算持怀疑态度。节能验算由于需要输入计算机的数据太多（图形的门窗、墙等，每类构件又有相应的参数，参数设置中的空调房间、朝向、传热系数、热桥、遮阳参数……）只要有缺、漏、超、错的情况，就会有不同的结果，加上对节能技术和软件本身的熟悉程度不同自然会得出不同的结果。根据我们的实践来看，同一工程，同一软件，只要认真录入，认真校核，最后的结果是一致的，由于数据量太大，实践中校核出的失误率是相当高的。
因此，盲目信任软件计算结果或者一概否定软件的作用都是不客观的。就目前的情况来看，建筑节能设计的验算手段、技术规范都在发展完善之中。软件是不完善的，需要进步，就管理的操作性来讲，应该比不用软件计算、拍脑袋的可控性强。重点应加强研究如何轻松的审核、监控节能设计验算的正确性。
2．2 快速≠高效
许多设计人员都希望能将自己的设计图纸输入软件，输入几个参数就得到节能计算结果。在软件推广人员来演示时感觉十分方便快速，要得到一个计算结果还是很快，然而自己实际一用，就发现这也有问题那也有问题，心里越发急躁，不断地修改，最后完成一个工程耗费的时间大大超过推广人员的描述。有的时候就干脆让推广人员帮助做，由于不需要推广人员负责任，虽然结果出来了，但一经深究，同样这也是问题，那也是问题，又得不断修改，仍然费时费力，除非得过且过。就其主要原因，大多是操作人员把目标定在了能计算出结果，而不是得到正确结果的缘故。实践中我们发现有许多“完成的”计算模型是属于应付的，经不住认真审核的检验。
根据我们的实践，要想能够高效地完成节能计算，最好从开始就规划并有过程校核控制措施，分阶段的验收，可以减少修改工作量、提高最终效率。当然，软件本身对工程修改的适应能力也对整体效率有很大影响。目前的软件，不同开发商的产品差距比较明显。
2．3 有校核制度结果的正确性未必有保障
许多单位都有校核制度，但由于能耗计算影响结果的因素太多且为新技术，往往不知如何下手，通常都会流于形式，甚至有的单位干脆就不校核，只要有计算书，结果通过就行了。根据我们的实践，经过较认真校核的工程模型，在审核时通常还会发现有许多失误，不校核就可想而知了。缺乏针对不同软件相应的审校作业指导书，是目前的普遍现状。
2．4 结果的相对正确性
输入数据的正确是计算结果正确的前提，软件的稳定性和正确性也直接影响计算结果，根据我们的实践和试算，比较规矩的建筑模型，各软件计算结果相近，特殊一些的工程计算结果有较大出入，由于目前软件的基础理论在规范中没有专门规定和计算简化约定，各软件开发商存在不同的理解，计算结果有差异也在情理之中。不过各家软件均存在这种现象；同一软件，不同版本，计算同一工程数据的结果却有不同，也折射出当前节能计算整个专业仍处在成长阶段的现状，软件会不断地改进和完善。因此，只能求其相对的正确，不好过分认真，但偏差太大一定有问题。目前要肯定哪个软件的计算结果就是标准，很难经得住时间的检验。
2．5 节能设计即在建筑设计上加节能构造
目前的节能设计通常与建筑设计脱节、在施工图设计基本结束时加上节能构造。因此往往会出现很尴尬的局面，用上了非常“高级”、“超标准”的节能材料仍然难以通过节能验算，然而这时已经很难修改平面布置和门窗尺寸了，调整措施有限，十分被动，即使能想法通过验算，其补救成本通常较高，造成不必要的浪费。
3 对策措施
从目前的工作情况看，需要设计、政府监管单位认真对待，才能使节能验算工作不流于形式。根据我们的实践，针对计算机软件的特质，做好相应的工作，可以使节能软件不流于形式，使设计进一步趋向合理，减少社会资源的新浪费。
3．1 加强审校，制定软件数据的校对控制关键点
在我们的实践中，制定有效的校核关键点对保证最终结果的正确性和提高工作效率非常重要。其中以下几点应该引起重视：
3．1．1 气象地区
不同地区气象参数，所计算的能耗是不一样的，有的软件允许修改部分参数，如：内外表面换热系数，如果操作人员修改了，对结果的影响较大，目前有些常用软件的审查软件没有提供这种信息供审查。
3．1．2 建筑物朝向与遮阳
建筑物朝向对能耗的影响，不同地区有所差异，也是一个必须注意的校核点，（。）虽然从全年来考虑冬季有阳光对节能有利，但我们通过小区中相同建筑，布局不同朝向的工程实例验算发现朝向的影响比较大，以成都地区为例：
某条形建筑：13层，体型系数0.39 ，正南朝向的窗墙面积比：北向:0.30 西向:0.10 南向:0.45 东向:0.10，建筑面积
|
朝向 遮阳 |
南 |
北 |
东 |
西 |
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有 |
39.25 |
42.31 |
46.35 |
46.77 |
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无 |
40.97 |
42.95 |
48.45 |
47.77 |
可见该建筑设计，设置不同朝向对能耗的影响幅度达19％，遮阳的影响为1％～4％。遮阳有利于减小夏季耗电量，但在冬季它不利于太阳射线进入房间，使得冬季日射得热减少，冬季能耗增加，因此，遮阳的影响有限。对于不同地区，由于采暖时间长短不同，其对全年耗电量的影响不同。经过多个工程试算，窗墙面积比超过一定幅度的时候，朝向的影响会很大。目前节能常用审查软件没有提供这些信息供审查，应引起注意。
3．1．3 模型与围护结构参数
体型系数、窗墙面积比虽然是一个提炼出来的概念，仅用于规定性指标判定，在能耗计算没有直接引用，但对于模型输入是否正确具有参考价值。如果体型系数、窗墙面积比明显偏低，可能漏窗，也可能把落地窗输成了门，或者把外墙设置成了分户墙、隔墙等。
输入的模型是否正确，一定要与施工图纸对照，不应有错。应该注意，入户庭院在模型中的处理，应确认入户庭院是否是封闭的；如果是封闭的，那就把四周墙，建进模型中去，如果四周墙存在大面积的落地窗，那也需要把落地窗建进模型中去；如果不是封闭的入户庭院，就不需要建模。体形系数从一个封面反映对建筑能耗的影响，所以在计算规定性指标和能耗时应该保持一样的模型。
外墙平均传热系数，外墙及屋面的热惰性指标，在自定义的材料中也是出错多发点。
窗的传热系数、遮阳系数；多种窗体材料的布置是否正确也是校核点。
内墙材料的影响，以内墙为砖墙作为参考，和内墙为聚苯颗粒保温砂浆比较，采暖耗电量减少8.1%,空调耗电量减少3%，总耗电量减少6.2%,可见内墙材料对耗电量的影响不可忽略。
楼板的构造对标准层重复的建筑对能耗计算几乎没有什么影响，但对上下层房间功能变化的建筑有影响。实际中由于上下楼层不一定同时开空调应该考虑至少满足规定性指标要求，不应简单采用计算值。
3．1．4 房间设定
房间布局、功能的设定对能耗的影响也很大，应是重点校核部位。少设或多设了空调房间是最容易发生的情况。房间出现黑屋（漏输门窗）、用洞口将连通开敞的空间分隔设为不同的房间（减少了空调面积）也比较普遍。因此应主要校核空调房间及无隔墙的连通空间是否漏掉、多设等。
3．1．5 系统划分
有的软件是用分户墙的形式来划分空调系统，有的则是以系统划分的形式来划分空调系统的，如果在划分系统时候，漏选了房间，将影响计算结果。如果把外墙设置成了分户墙，既会影响动态计算的结果，还会影响规定性指标的体型系数和窗墙面积比，因此检查墙体类型设置也十分必要，通常外墙墙体材料类型多出来一种，一般都是分户墙设在了外墙上面。另外查看建筑面积、非空调房间面积与空调房间面积的比例情况，也从一定程度上可以看出空调房间设置、系统划分是否存在问题，空调房间面积比例太低，应该存在问题，应仔细核查。
3．1．6 标准层的划分
高层建筑重复利用标准层是普遍的情况，但在建立节能计算模型的时候，标准层设置错误也经常出现，即一个标准层实际用在三层，设在了五层；把底层的平面用在了楼层标准层也比较普遍，结果自然不正确。采用三维模型校核较容易发现，是较有效的方法。
3．1．7 总层数、总高度
实际工程中经常出现在模型组装中漏、多组装了标准层，输错了层高。校验总层数、总高度十分有效。
3．2 新版软件的考题验收，特殊工程多软件复核
软件在推广应用前通常都会经过鉴定评审，这只是一个程序化、原则性的评测工作。即便当初送评的软件没有问题，也不能保证版本升级时不出现较大的失误，相信实践中很多用户都有这种感受：软件升级升出问题了。最简单的方法就是选择一些典型工程数据，专门用于对新版本进行考题测试，发现不一样，一定要弄清究竟是旧版本不对，还是新版本有问题，新版本不宜在急需的工程上应用，除了在计算结果上出现问题以外，还可能在程序的健壮性上出现问题，实践中还出现过模型数据被破坏，再重新用老版本建模的情况。另外，体型特殊、结果过分不符合常理的工程，建议使用其他公司的软件作复核计算。
3．3 加强和促进单位内外的交流，防止闭门造车
现在从事节能验算的工程技术人员，大多是根据软件推广技术人员的技术思路进行工程数据录入的，由于大多数软件推广技术人员本身缺少实际工程的应用经验积累，比工程技术人员多的是软件操作上的经验，加上商业性因素，许多问题和经验常常会回避，造成用户在实际工程上应用的障碍。因此，需要加强内部技术交流、促进技术普及，相互通报软件使用中发现的技巧以及软件存在的问题和陷阱，另外通过访问互连网上的专业技术论坛也能收集到不少信息，根据别人提供的经验再结合自己的实际工程模型进行验证，可以较快地收集、积累应用经验，减少失误。
3．4 作为模型数据录入人员，应在校核关键点加强自校，同时注意以下几点：
事先规划与建设单位商定材料的类型、参数，可减少计算过程的重复工作。不要仅仅满足于数值上过关，应该考虑材料构造实际应用的合理性，不应有过厚的围护结构材料、过分难实现的技术指标参数。可以根据各地实际，定出可以采用的材料幅度参数，便于在试算中调整。有条件的话，可以为开发商做节能措施经济比较，以最小的投入获得最大的节能以及使用维护效果。有经验的节能验算设计人员稍微多在试算工作中花一些时间，就可以给开发商减少许多无谓的开支。
3．5 作为施工图审查机构，应校验节能设计计算书与设计图纸的一致性
节能设计计算软件最后都可以生成审查文件（电子版），供施工图审查机构审核。这时，施工图审查机构主要按照上述几个关键控制点（气象参数、朝向及遮阳、模型与围护结构参数、房间设定、系统划分等）进行一一校对，只有输入的参数正确，才能保证能耗计算数据无误。而在实际工程计算中，较容易出错的地方就是上述的关键控制点。
3．7 发挥专业特长，做擅长的事情
虽然建筑节能围护结构设计由建筑专业完成是最符合常理的思路，实际中我们发现，建筑师主要以形象思维作为创作作品的思维方式，而节能计算工作主要以数值计算，数据录入、试算以满足量化指标为主要工作，让建筑师来完成这种不擅长的工作始终有些牵强，有条件的单位可以考虑专门成立节能验算部门或者委托科研咨询机构的专业验算部门来完成。就像建筑效果图制作一样，需要提醒的是第三方提供的计算报告应有签章证明，对录入数据负责，第三方提供的不签章节能验算报告，由于制作人无责任的约束，应加强校审，不宜简单直接采信。
3．8 节能设计提前介入
在初步设计阶段就考虑节能，在扩初阶段应开展节能初步试算，建筑物体型构造一般来讲比较不容易调整，但窗的位置、洞口尺寸甚至内墙布置位置是可以调整的，只要处理得好，对建筑物的整体造型不会有太大的影响，但可以为下一步可能的建筑设计调整后，再做的节能设计留下余地，并且通过试算，有时仅很小的结构尺寸调整也可以使材料的标准或厚度降低一个等级，减少不必要的浪费。因此，节能设计应提前介入，开发商应跟踪，由于经济利益的因素甚至直接参与更好。
4 结束语
随着建筑设计CAD技术的进一步发展，建筑师在完成设计图的同时，只需输入节能材料的基本构造即可轻松完成能耗验算，肯定会成为现实。但就目前的发展过程中，软件性能、应用的监管方式仍有一个不断完善的过程，不定期的工程抽查以及相关部门的正确引导，有助于建筑节能工作健康发展。愿围绕节能工作的同行们，在实现节能目标的同时，能更轻松地为社会节约人力、物力、财力的资源。
参考文献：
1. 民用建筑热工设计规范（GB 50176—93）.北京：中国计划出版社，1993.
2. 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JGJ 134-2001 J116-2001建筑工业出版社，2001.
3. 杨善勤.民用建筑节能设计手册. 北京:中国建筑工业出版社，1997.
4. 夏热冬冷地区居住建筑节能设计软件的开发及其应用 中国空调制冷网 智能建筑 赵志安 邱相武