摘要:面向全壽命周期的節能建筑設計方法是具規范化的設計步驟、定量化地優選方案的一種節能建筑系統設計手段與工作程序。本文根據全壽命周期的設計理念,提出了面向全壽命周期的節能建筑設計的基本準則,具體制定了面向全壽命周期的節能建筑設計的工作程序。
關鍵詞:節能建筑 可持續發展 設計方法 壽命周期評價模糊決策
前言
壽命周期是指從事物的產生至消亡的過程所經歷的時間。對建筑而言,從能源和環境的角度,其生命周期是指從材料與構件生產(含原材料的開采)、規劃與設計、建造與運輸、運行與維護直到拆除與處理(廢棄、再循環和再利用等)的全循環過程,即建筑的全壽命周期。從使用功能的角度,是指從交付使用后到其功能再也不能修復使用為止的階段性過程,即建筑的使用(功能、自然)壽命周期。另外,從結構或經濟的角度,還有結構壽命周期和經濟壽命周期。本文是從全壽命周期的視角展開研究的。
壽命周期評價是將某一產品在其壽命周期內對環境的影響進行系統的和定量的評價。國際標準化組織在總結世界先進環境管理經驗的基礎上,于1997年制定了壽命周期評價原則與框架,將產品壽命周期中對環境的影響界定為人類健康、資源利用及生態后果三個方面。
面向全壽命周期的設計思想是最近才提出的新的設計理念,它來源于價值工程。該設計理念是借助設計對象全壽命周期中與其相關的各類信息,利用壽命周期評價、價值分析和系統優化等手段進行設計,使所完成的設計作品具有綠色等特性。面向全壽命周期的設計理念尚不十分成熟,還處于不斷的發展階段,但在一般制造工業產品設計實踐中已經得到了運用。
本文以“節能建筑”為對象,用全壽命周期理論作指導,對其“設計準則與方法”進行研究。
1. 面向全壽命周期的節能建筑設計準則
面向全壽命周期的節能建筑設計也就是以“節能”為核心,符合可持續發展戰略與生態原則的綠色設計。因此,應從綠色建筑的高度上、結合節能建筑的具體要求來制定其準則。必須同時考慮功能、技術、經濟等傳統設計因素和節能、生態、環保、健康等可持續設計因素。建筑全壽命周期的節能設計準則如下:
1. 1 功能適用性準則
功能適用性是面向全壽命周期的節能建筑設計的前提。建筑功能包括基本使用功能、建筑物理性能、視覺藝術效果及室外環境性能,應方便實用、靈活可變、高效率、無冗余。
1. 2 技術先進性準則
技術先進性是面向全壽命周期的節能建筑設計的條件。全壽命周期的節能建筑強調在其全壽命周期中的每一環節采用先進的技術,從技術上保證建筑安全、可靠與高效地實現其各項功能和性能、保證建筑壽命周期全過程具有很好的節能特性。
1. 3 環境協調性準則
環境協調性是全壽命周期的節能建筑設計中的關鍵因素,它主要包括節能、生態、環保、健康等內容,設計時應遵守下列原則:
(1)能源消耗最少原則:有限度地位用常規能源,盡可能使用太陽能等可再生的綠色能源。在建筑全壽命周期的各個階段中全方位地采用有效的節能技術,減少能源的使用量,提高能源效率,使其在全壽命周期中的耗能量最少。
(2)資源最佳利用原則:建筑全壽命周期中,盡可能減少不可替代資源的耗費,控制可替代和可維持資源的利用強度,保護資源再生所需的環境條件。尤其要注重節地、節水,充分使用可循環、可重復和可再生材料。
(3)環境負荷最小原則:減輕對自然環境的破壞,減少對環境的污染。建筑全壽命周期中,產生的建筑垃圾、固體與氣體污染物、污水等廢棄物最少,帶來的環境負荷最小。
(4)“零損害”原則:建筑全壽命周期中對生產者、直接和間接使用者的損害趨于“零”。生產條件應安全、衛生,使用環境應健康、舒適。尤其要選用無害化、無污染的綠色環保型建材,保證室內環境品質。
1. 4 經濟合理性準則
經濟合理性是全壽命周期的節能建筑設計中必須考慮的因素之一,即以最低的壽命周期成本實現必要的功能,獲得豐厚的壽命周期經濟效益。所謂壽命周期成本是指整個壽命周期過程中研發生的全部費用,包括建設費用、使用維修費用、殘值及清理費用等。
以上四條準則相互聯系、相互制約。只有在設計過程中將功能適用性、技術先進性、環境協調性和經濟合理性融合為一個整體,才能創作出面向全壽命周期的節能建筑系統優化設計方案。
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