摘要：在能耗中，建筑的能耗所占的比重是很大的，中國建筑能耗大約占全國的11.7％，其中北方地區的供暖能耗就占其中的89％，節能必然是中國建筑的方向。而節能建筑的設計是需要根據當地社會，經濟，環境狀況做出的綜合判斷。不拘泥于固有的傳統，不斷創新，發展可以不斷拓寬節能建筑之路。本文主要對節能設計的創新思維進行了探討，供同行參考借鑒。
　　關鍵詞：節能設計；創新能力；應用
　　一、概述
　　創新能力和節能環保已提為國策，對于普通人來說——節能——除了僅僅是口號或是一種節儉習慣以外，是否還可以發揮主觀能動性。運用創新思維將其轉化為一種發明產品?或許很多人認為節能產品都是科學家的事，是高不可攀的，然而許多事實證明，通過細心留心生活周圍的事情，利用初中高中的基本的物理化學知識。并結合發明創造的思維方法，普通人也能夠創造“奇跡”。本文從節能產品和節能建筑兩方面的出發，試探討在節能設計中主要運用的思維方式，提出換元一逆反法則，對應一還原法則，強化一綜合法則等方式所起的作用，啟示人們在各種節能設計中注重運用創造性思維。
　　二．換元一逆反法則
　　換元一逆反法則：即根據化學，物理原理，或物質本身的某種特質，利用同一種性質在不同事物中價值不同的理論，將變無用(對事物A)轉變為——有用(對事物B)，用一事物代替另一事物，通過代替事物研究被代替事物的矛盾，使問題獲得解決，或是發現新的辦法，或是進一步完善被代替的事物。往往順理成章的“水平思考”是很難想出好方案的，而換元一逆反法則會帶領人們找到解決問題的新的途徑(圖1)。
　　
　　圖1還原一逆反法則示意
　　1．節能發明中的應用——變廢為寶
　　在節能發明中，這種方法往往是用可循環能源代替不可循環能源，環保生態材料代替非環保材料。此方法在節能發明中應用非常廣，如將廢棄的材料如沼氣能，人體熱能等替換原始的石油，煤等能源，等等。
　　2．換元——逆反法則在節能建筑設計創新中的應用：
　　老子日“反者道之動”。文丘里也曾說過“反常和不定在建筑上是行之有效的。”換元一逆反法則不僅在節能產品創新上行之有效，在建筑節能設計也一直倡導著這種理念。
　　(1)使用可再生能源和清潔能源是其中的重要內容。中國幅員遼闊，各地區可以根據自身環境氣候的特點開發新能源。
　　(2)除了在能源利用方面可以借鑒這種思維方式，建筑學家們也試圖從建筑本體出發，將廢舊的物品轉化成節能建筑，例如瑞典建筑師本特•瓦內用自己家做了試驗，他們親自一步步把畜棚轉變成復合型住宅和辦公建筑，并且把它變成了試驗室。史蒂文•拜爾在新墨司州成功的創造了一種能量自給自足的殼體，而作為貯存太陽箭部件是裝了水的舊油桶。這種將廢舊材料轉變成獲取能量的方法起到了一箭雙雕的作用。
　　(3)同時從優化新建筑的能量平衡來講，對一棟舊建每更新也是節能的一種，對舊房合理改造是最好的節能措施，因為新建一棟建筑將會消耗更大的能源。在國內比較好的例子如上海的八號橋等。
　　三．對應一還原法則
　　對應一還原法則：從現有合理的事物中提取其基本原理，規律，或某一功能，技術等，以此為原形并加以改造移植到另一相似事物中。
　　任何發明和革新都有創造的起點和創造的源點，創造的源點是唯一的，創造的起點有無窮多。研究已有事物的創新起點。并深入到它的創新源點，再從創新源點另辟門路，用新的思想。新的技術重新創造該事物。
　　1．節能產品——空氣加濕花
　　看似普通的假花，實際卻有空氣加濕的功能。秘本例中加濕花就是合理運用創新法則創造的。“加濕器”的發明是創造的起點，而創造的源點是“水蒸發”，然后研究讓水蒸發的條件——增大水與空氣接觸面積，之后結合造型法則，聯想到植物生長過程的供水機理，當花莖插入水中，由于毛細作用，水分會自動沿花莖外層的輸水層逐漸上升濕潤各層吸水花瓣，并向房間空氣中自然蒸發。同時根據物理學中的蒸發原理，最后創造出無能耗，節能的新產品——空氣加濕花。這一系列的思維過程就是一個新產品誕生的過程，這對節能產品的開發有著很大的意義。
　　2對應一還原法則在建筑設計中的運用：
　　建筑師在做建筑節能設計的時候，對應一還原法則是方便實用的方法。建筑設計中的對應一還原法則往往體現在對傳統建筑中的原理，技術等方法的改進。
　　傳統建筑中的節能原理在當代依然有其利用價值。研究傳統建筑節能的特點，找到其原理的本質，將其合理改進，并運用到現代建筑中，是節能建筑設計創新的有效途徑。其方式主要體現在對傳統建筑形式的研究。對傳統建筑技術的研究及對傳統建筑材料的研究三方面。
　　(1)對傳統建筑形式(構造)的研究
　　傳統建筑的形式強調人與自然的關系，充分利用陽光，空氣，水，土或者植物等自然資源。“構造設計學”就是受到傳統念碑中有所體現。
　　(2)對傳統建筑技術的研究
　　建筑技術的創新是建筑節能進步發展的關鍵。少費多用，低耗高能是技術創新內在價值的追求目標。有些地區傳統技術所具有的科學內涵，其概念是可被其他地區借鑒，運用的。
　　例如我國的廣東地區普遍有一種通風坡屋頂，主要是利用熱空氣上升的原理加強夾層空氣對流，國外就以此為借鑒，并加以改進，發展了一種適合于冬冷夏熱地區的熱壓通風坡屋頂。同樣都是中空型結構，但這種坡屋頂在南向設了透明材料，夏季夾層空間被加熱，加速對流，到冬季夾層熱空氣被導入室內。改造后的坡屋頂適宜性更廣，效率更高。
　　(3)對傳統建筑材料的研究
　　傳統建筑素以就地取材為主，不同地區有各自不同的特點。東北的土房、陜北的窯洞、西南的木屋、傣家的竹樓，均體現樸素材料的質感、色彩和紋理，自然天成，頗具特色。材料來源于大自然，廢棄時再歸還給大自然，這樣資源循環利用，生態環保，同時也節約了運輸材料的成本。
　　在現代建筑中，建筑師需注重建筑材料的可循環性和可再生特性，其次是其在保溫，保濕，儲蓄能量方面的特性。中國建筑師張永和在“建筑師走廊”中創作的“二分宅”運用了傳統建筑中生土外墻的原理。承重墻以土堍配合木頭支架組成。土墑厝是中國傳統建筑形式之一。除具有減少環境沖擊的優點之外，還有隔熱隔音的功效，使冬暖夏涼。建筑師通過對傳統材料和建造方式原理的靈活運用，創造了當代“節能建筑”。存在就有其合理性，從傳統之中創造新事物，從舊有事物中找到新用途，這種思維方式應當被提倡發揚。
　　三．強化一組合法則：
　　強化一組合創新：將現有的技術思想或已存的物質產品。為強化某個功效，經過意義，功能，原理，構造，材料等各個方面的組合變化，形成新的物質產品，將熟知的物質轉化為新的更優的物質。
　　1．強化一組合法則在節能產品設計創新中的應用
　　強化一組合的方法在發明中應用非常廣。組合創新不外乎四類：1)主體附加2)異類組合3)同物組合4)重組。下面的案例主要說明1，2兩種方法
　　(1)主體附加創新方法，它的思維要領和思考步驟歸納起來有：(a)有目的，有選擇的確定一個主體；(b)運用缺點列舉法，全面的分析主題的缺點；(c)考慮能否在不變或略變主體的某種功能，通過增加附屬物以克服或彌補主體的缺陷；(d)考慮能否通過附屬物，實現對主題寄托達到希望；(e)考慮能否利用或借助主體的某種功能，附加一種別的東西使其發揮作用。
　　(2)異類組合，即兩種或兩種以上不同領域的技術思想的組合，兩種或兩種以上不同功能的物質產品的組合都屬異類組合。它的特點是：(a)組合對象來自不同的方面，一般無所謂主次關系；(b)組合過程中，參與組合的對象從意義，原理，構造，成分，功能等任一方面或多方面相互滲透，整體變化顯著；(c)異類組合是異類求同，因此創造性很強。
　　在我國，位于靈武市的全國首個太陽能熱氣流發電廠正式破土動工。這不僅填補了我國利用太陽能熱氣流進行發電的空白，而且此項技術的科技水平同步走在了世界最前沿。經測算，僅建設一座1000KW的太陽能熱氣流發電廠，每年將節約2000噸左右的標準煤，二氧化硫減排量達到3O噸。
　　(3)強化一組合法則在節能建筑設計創新中的應用埃及建筑師哈桑•法賽在工程實踐中將地方傳統的捕風塔進行改進，在捕風塔中設計了一種空氣加濕冷卻的簡易裝置。其就是將蒸發降溫原理結合到捕風塔技術中，在費用增加較少的同時大大提高了換氣質量，增加了室內熱環境舒適度。再如PV雙層墻用被動利用太陽能的節能構造，同樣是以技術綜合創新的例證。它是將構造技術，新材料技術與空氣熱動力學原理結合起來。用以解決建筑保溫隔熱的問題。這種簡單的構造方式解決了冬夏的保溫，隔熱兩個問題，極大的提高了技術效率。
　　四總結：
　　上述案例都是通過科學邏輯思維的方式闡述各個節能設計的，總結其方法有以下幾個原則：
　　1．突破傳統思維方式，對同一對象各個部分進行解剖，列出缺陷項，從各種角度想問題。一般來講是考慮事物的不節能浪費能源的方面，找到提高效率改進措施的方法。矛盾為創新帶來了機遇和挑戰，解決矛盾的過程正是創新的過程。例如萊特設計的拉金大廈，它的位置緊挨著鐵路線，由于來往的火車冒出來的厭惡不得不完全封閉起來，為了解決這個矛盾，美國第一棟空調建筑誕生了。
　　2．找到發明創造源點，從本質上抓住主要矛盾，用最簡單環保，最節能經濟的方法考慮；
　　3可以采用換元，逆向，類比，綜合等思維方法；
　　4．把產品的美觀性也作為考慮范圍；
　　5．方法的運用不是機械化的公式的一一對應，很多時候都是各種方法的綜合應用。
　　節能，是協調人與自然的關系有效方式。如今資源短缺，人和自然協調發展的基本條件在于不斷的推進人對自然界的科學知識和不斷的完善和拓展人工自然。而創新性思維。可以將其定義為“反映事物本質的屬性和內在外在有機聯系，具有新穎的廣義模式的一種可以物化的思想心理活動。”正是這種思維活動，讓人類不斷的突破自我，在改造自然中充分發揮主觀能動性，不斷滿足人類自身的物質文化需求。節能和創新思維的相結合正是時展的新需求，是人類為尋求自身合理發展的必然途徑。同時，節能創新也不是高不可攀的，節能創新離我們并不遙遠，它就在我們身邊，關鍵在與你是否能觀察到身邊的細微之處，是否是有心人。合理掌握創新思維并不是一蹴而就，它的形成一般需要以下幾方面：
　　(1)儲備大量的節能環保的知識，只有豐富的知識，才有創新的基礎；
　　(2)做生活的有心人，多提出質疑，處處留心生活中各種不便和浪費的現象；
　　(3)有創新的意識，有敢于探索新問題的勇氣；
　　(4)讀一些科學方法論的書籍，有科學邏輯思維的能力；
　　(5)有堅持不懈的勇氣，有敢于克服困難的精神希望這篇文章給讀者的啟示不僅僅是對于節能產品，節能建筑設計的的創新，而將創新意識滲透到工作中和生活中，你會發現生活中會增添許多不一樣的色彩。
　　
　　參考文獻
　　1羅伯特•貢薩洛、卡爾•J•赫伯曼著．馬琴、萬只斌譯，建筑節能設計——從規劃到施工．中國建筑工業出版社，2008
　　2陳曉揚、仲德昆．地方性建筑與適宜技術．中國建筑工業出版社．2007
　　3關原成．異類組合創造法．浙江科學技術出版社，2000