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面向全寿命周期的节能建筑设计方法研究

作者:2019-03-23 17:10:30阅读:文章来源:
 摘要:本文基于全寿命周期理论,通过分析建筑行业的现状,考虑全寿命周期理念与节能建筑的结合,最后探讨了面向全寿命周期节能建筑的设计方法,即确定设计目标,初步方案构思,备选方案设计,寿命周期评价以及分析改进、确定最佳方案。
  关键词:全寿命周期 节能建筑 可持续发展 TU201.5
       传统的建筑设计由于追求较高的利润并不断满足客户的价格要求和性能质量,因此从产品设计一开始就没有考虑环保方面的污染以及能源和资源的消耗。如今,绿色节能是时代的潮流,也是要求,各式各样的节能建筑设计不断涌现,低碳建筑,节能住宅等已经深入人心。全寿命周期理论来源于价值工程,我们将其引入节能建筑的设计之中,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[1]。
  1 建筑行业现状
  建筑行业在一个国家国民经济的重要组成部分,它消费高、能耗高、污染高的特点决定了国家对其发展制订了严格的标准,特别是全球可持续发展战略的兴起使得近年来对节能建筑的研究加大了力度。如何平衡人、自然和建筑之间的关系是学者们重点研究的课题。
  我国的节能建筑发展正处于初级阶段,基于经济、安全、有效、耐久等传统设计标准的建筑设计还不能满足满足如今的高标准、严要求。特别是很多开发商眼界狭小,错误的认为外景及绿化程度的好坏是建筑是否优良的评价标准,因此我国节能建筑的发展存在这巨大的局限性,即人的思维局限性。我们缺乏对节能建筑整体性与系统性的探索,缺乏对国外先进设计方法与设计理念的研究,同时又缺乏有效的管理体制。但是绿色的节能建筑设计是发展的必然,是今后国民经济可持续发展的必然保障。
  2 全寿命周期理念与节能建筑的结合
  所谓的全寿命周期过程主要是之针对产品寿命历程的考虑应当从基本的设计环节着手,在产品设计阶段就对产品综合规划的相关因素进行全面分析[2]。而所谓的节能建筑则是指遵循气候设计和节能的基本方法,合理规划建筑,最终设计出低能耗、绿色、环保的建筑。由于全寿命周期理论的应用使得建筑从最初的设计到最后使用发展过程都得到了优化,因此面向全寿命周期的节能建筑设计有很大的发展前景。全寿命周期理论在功能与结构方面应用于产品设计中,不仅涵盖设计规划、生产营销、维修保养等方面,连最终的回收利用方面都包括进来,这就体现了二者结合的巨大优势。而将二者结合就需要考虑其评价标准与设计原则。
  关于全寿命周期节能建筑的评价主要集中于环境效益和经济效益方面。一来改善减少污染,节约能源并延长使用寿命,二来充分考虑寿命周期成本,综合平衡投入与投资的关系。而面向全寿命周期节能建筑设计的原则主要表现为建筑中的功能型实用原则,建筑中技术先进行原则,建筑中环境的协调性原则和经济的合理性原则。合理评价全寿命周期节能建筑的设计并遵循适当的原则,最终发挥它们的最大潜力,实现可持续发展战略的发展要求。
  3 面向全寿命周期的节能建筑设计
  面向全寿命周期节能建筑设计的程序主要包括确定设计目标、 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[3]等,他们构成了一个反馈系统并不断的互相交互信息。
  首先是确定设计目标。确定设计目标就是要保证建筑在全寿命周期内具有节能、可持续发展、生态化和绿色化四项基本特点,然后根据不同类型的建筑制定相应的目标,要实现如前所述的目标并确定合理的系统边界。如何确定可靠合理的设计目标就需要设计者具有丰富的经验,实地考察并在熟悉客户需求的基础上计算成本,实现环境效益与经济效益的平衡,不仅保证可持续发展的节能要求,又能保障消费者的权益。
  第二是初步方案构思。我们根据确定好的设计目标,采用功能分析法和创造性思维法构思若干个初步方案。初步方案不需要受太多约束条件的限制,重点是得到可供选择的多种设计方案。面向全寿命周期的节能建筑设计需要考虑从始至终的成本核算,风险评价等,虽然初步的方案构思可能会产生很多不合理的构思,但良好的质量安全风险评估和管理体系的引入可以约束设计者在合理的范围内确定好目标。
  第三是备选方案设计。备选方案的选择是在遵循节能设计准则的基础上采取一定的技术措施,将构思方案明确,并了解实现初步方案的原材料采购、设备选型、方案构造等,同时初步的施工方案也要尽快确定下来,为下一步的正常运行提供有力的保障。备选方案不局限于一个,可以是多个,以备在优选方案遇到困难时提供支持。
  第四是寿命周期评价。通过系统的分析方案并综合设计理念,我们得到了初步优化的备选方案,我们需要对设计方案进行综合评估以考察它的实用性。虽然理论相对于实践只可作为参考,但优秀的设计方案评价可以有效避免实践中出现的极端问题和突发问题,其中寿命周期评价是解决这一问题的最有力的手段,它主要包括清单分析和影响分析。
  最后是分析改进,确定最佳方案。通过寿命周期评价的分析评判结果,对原方案进行反馈改进,发现问题,找到设计过程中最易出现的风险,进一步优化,使方案更合理,更完善,最终实现全寿命周期节能建筑设计的最佳方案。
  4 结 语
  节能建筑设计的发展任重而道远,全生命周期的评价可以帮助人们转变价值体系与思想观念的弊端,因此,面向全寿命周期的节能建筑设计是当今可持续发展战略下行之有效的先进理念与传统设计相结合的成功案例,这种设计方法可使建筑师通过严密推理和定量化评判的现代思维方法制定、修正与改进设计方案。
  传统的方案存在的片面性、不确定性的弊端可通过寿命周期的评价减少甚至避免,而因此得到的节能建筑设计也更趋向于科学化、系统化。科学化的设计方案有强大的理论依据,系统化的设计方案有丰富的背景做支持。基于全寿命周期理论的节能建筑设计方案的确定版本必然具有客观性和可靠性的特点,从而可指导节能建筑系统优化设计,提升节能设计的整体水平,实现“全系统”、“全寿命”的节能,最终达到“可持续的环境、 可持续的建筑”的绿色生态要求。
  参考文献
  [1] 甄兰平,邰惠鑫 .面向全寿命周期的节能建筑设计方法研究绿色建筑.2003.1.
  [2] 齐国启.基于全寿命周期的绿色建筑浅析.建筑科学, 2014. No.14.
  [3] 林宇光.面向全寿命周期的绿色建筑设计探究.建筑规划与设计, 2013.3.

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