1、面向全寿命周期的节能建筑设计方法摘要：本文从寿命周期这个全新的视角对建筑节能设计进行探讨分析，并且根据自身多年的工作经验总结出面向全寿命周期的节能建筑设计方法和措施。 关键字：全寿命周期 节能建筑设计方法 中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号： 一、全寿命周期理论 全寿命周期指“产品从自然界获取资源、能源，经开采冶炼、加工制造等生产过程，又经储存、销售、使用消费直至报废处置各阶段的全过程，即产品从摇篮到坟墓，进行物质转化的整个生命周期” 。 全寿命周期分析是一种用于评价产品在其整个生命周期中，对环境产生影响的技术和方法。从全寿命周期视角出发，建筑全寿命周期主要是指从原材料开采、建材加
2、工、构配件制造、规划设计、建筑施工、运行使用、维护保养、拆除报废到回收利用的生产建筑产品的全过程。 面向全寿命周期的设计思想是最近才提出的新的设计理念，它来源于价值工程该设计理念是借助设计对象全寿命周期中与其相关的各类信息，利用寿命周期评价、价值分析和系统优化等手段进行设计，使所完成的设计作品具有绿色等特性。面向全寿命周期的设计理念尚不十分成熟，还处于不断的发展阶段，但在一般制造工业产品设计实践中已经得到了运用。面向全寿命周期的设计应符合可持续发展的规律，最起码应能够满足全寿命的基本使用要求。 全寿命周期的节能建筑设计原则 技术先进性准则技术先进性是面向全寿命周期的节能建筑设计的条件。全寿命周
3、期的节能建筑强调在其全寿命周期中的每一环节采用先进的技术，从技术上保证建筑安全、可靠与高效地实现其各项功能和性能、保证建筑寿命周期全过程具有很好的节能特性。 2、资源最佳利用原则 建筑全寿命周期中，尽可能减少不可替代资源的耗费，控制可替代和可维持 资源的利用强度，保护资源再生所需的环境条件。尤其要注重节地、节水，充分 使用洁净能源，可循环、可重复和可再生材料。减轻对自然环境的破坏，减少对环境的污染。建筑全寿命周期中，产生的建筑垃圾、固体与气体污染物、污水等废弃物最少，带来的环境负荷最小。 3、经济合理性原则 经济合理性是全寿命周期的建筑设计中必须考虑的因素之一，即以最低的寿命周期成本实现必要的
4、功能，获得丰厚的寿命周期经济效益。所谓寿命周期成本是指整个寿命周期过程中所发生的全部费用，包括建设费用、使用维修费用、残值及清理费用等。 绿色建筑实施的最大障碍之一就是人们通常认为绿色建筑比普通建筑投资成本会高很多，实际上，通过增强条例与技术间的协调，加强管理，综合性的设计可以使绿色建筑以较低的投入取得较高的收益。 建筑的一次造价和使用期间操作运行费用、维修费用、更换及改造费用等构成经济学家所称的“全寿命费用” ，它很大程度上取决于设计方案的优劣。建筑产品的后期投入与一次造价的比例随不同时期不同国家不同项目而异，但后期投入始终是非常可观的。事实上，绿色建筑由于能源、资源的节约而带来的建造成本与
5、使用成本的降低，由于自适应性设计带来的维护、改造费用的大大减少，以及后期环境成本的降低等，都为其带来可观的效益。 面向全寿命周期的节能建筑设计方法 根据建筑生态模型，建筑在时间维度上需要考虑物质与能量的流动与转换。作为一个开放系统，建筑一旦建成投入运营，将与其环境不断地相互作用，直到整个物质生命过程结束。就生态化设计而言，不能把建成环境当作静态不变的系统，认为它与周围的生态环境不会产生相互作用。设计者应当从能源和环境的角度认识到建筑，其生命周期是指从材料与构件生产、规划与设计、建造与运输、运行与维护直到拆除与处理废弃、再循环和再利用等的全循环过程，即建筑的全生命周期。 面向全寿命周期的节能建筑
6、设计包活确定设计目标、初步方案构思、备选方案设计、寿命周期评价、分析改进与确定最佳方案等，如图所示，这几个阶段构成一个反馈系统，并不断地互相交换信息。 1、确定设计目标设计目标指明了设计的目的和方向。总体目标应该是在满足建筑使用舒适性的基础上，尽量减少寿命周期中的能源资源消耗成本和环境影响。设计时应根据不同类型的建筑制定相应的目标，体现其特性和要求，确定合理的系统边界。设计目标同时还是评价指标制定的依据，决定着设计成果所要达到的性能标准。 2、初步方案设计 在明确了设计目标之后，应根据设计任务所规定的条件对建筑进行系统全面的分析。分析是设计的开始，是指导设计的基础。对建筑进行较为全面的系统分析
7、是一项较为复杂的任务，需要建筑师、规划师、环境工程师等不同专业人员的协作。分析的内容包括：建筑的选址、容积率、朝向、外形、能耗等。 把建筑作为整体的系统来对待，就意味着综合的结果比个体的特征更重要，系统方案之间整体的比较比个体的比较更具有意义；融入各项指标的整体函数的模型评价比逐个的评价更具说服力。 在对建筑进行系统分析的基础上，应用相应的技术措施，形成初步方案，确定实现初步方案的主要材料、结构选型、构造方案以及初步的施工方案、设备系统等，形成多个备选建筑方案。 绿色建筑是由相互协作且环境友好的产品、体系及设计元素构成的高效联合系统。简单的叠加或重复系统不会产生最佳的运行效果或费用的节约。相反
8、，建筑设计者可以通过设计多种多样的建筑体系和元件作为整个结构中相互依存的部分，而获得最有效的结果。这种概念需形成于初步方案设计阶段，并在整个设计和建造过程中得以贯彻，直至建筑完成并投入使用。 3、寿命周期评价方案设计的过程是一种系统分析和综合的过程，也是对设计系统实现优化的过程。因此，应对各个备选方案进行全面、综合的比较与评估，寿命周期评价是解决这一问题的最有力的手段。在进行建筑方案设计时，建筑师总是在不同的方案间，在可供选择的选项上进行取舍。这些选项我们称之为变量，建筑设计中的变量包括：材料的选择；建筑的朝向；开窗大小；屋顶形式等等，每一个设计变量代表了一个设计问题及其设计对象的描述参数。参
9、数的具体数值随着设计过程的不断深入，逐渐地由粗向精、由模糊向清晰转化，直到最优解，达到整个设计目标。对每个变量进行分析，选择和优化组合是进行评价和设计的最终目的，这些变量在不同的程度上影响着建筑的环境性能表现并决定着建筑设计的内容。 4、确定方案 分析评判结果，并据此对原方案进行反馈改进，使方案进一步优化，选择出最佳方案。 四、面向全寿命周期的建筑节能措施 1、建筑建材获取阶段节能措施。大力研发环保节能型建材，在预算可行的情况下，建设决策者应以“机会成本”分析，即通过评价使用节能材料的预期收益来决定节能材料的使用量。国家对于节能材料应给予一定的政策支持。原材料的开采、加工技术遵循国家环保标准；
10、建材采购本着因地制宜、就近优先的原则，以减少运输中的能耗。 2、建筑规划设计阶段节能措施。建筑规划设计满足实际需要的建筑功能，不追求无效、冗余的功能，以避免不必要的能耗。科学、系统统筹设计建筑功能布局，与环境协调，以便更好地利用太阳能等可再生能源。进行建筑规划时，要考虑建筑物的间距、朝向、体型、体量、绿化配置和地域气候等因素对节能的影响，尽可能扩大节能材料使用面积，如积极采用新型保温隔热墙体，尽可能多使用节能设备，提高新能源使用比重。 3、建筑建造阶段节能措施。施工现场建筑材料集中放置，分类管理；存放地点围绕施工点进行科学布局，以减少施工中建材运输的能耗。材料使用依据建设需要限额使用，合理配置
11、和使用周转性材料和工程设备。施工中采取合理技术，既尽可能减少不可替代资源的耗费，控制可替代和可维持资源的利用强度，又能保护资源再生所需的环境条件。通过科学管理制度建设营造安全、卫生的施工环境，有效减少环境污染与生态破坏。 参考文献 1 孙璐. 从寿命周期的角度看绿色建筑设计J. 城市环境设计, 2005,(05) . 2 林学浩. 刍议建筑节能设计体系的优化与创新J. 建筑节能, 2011,(01) . 3 张峡丰. 基于生态位理论的全生命周期节能标准厂房设计策略J. 工业建筑, 2008,(06) .4 林勇. 探寻住宅建筑寿命的最佳周期J. 福建建设科技, 2012,(03) . 5 高宇波. 可持续住宅理论构建及其评价J. 中北大学学报(自然科学版), 2008,(05) .
