劉春娜

【摘 要】面向全壽命周期的節(jié)能建筑設計方法是具有規(guī)范化的設計步驟、定量化地優(yōu)選方案的一種節(jié)能建筑系統(tǒng)設計手段與工作程序。本文根據(jù)全壽命周期的設計理念，提出了面向全壽命周期的節(jié)能建筑設計的基本準則，具體制定了面向全壽命周期的節(jié)能建筑設計的工作程序。

【關鍵詞】節(jié)能建筑；可持續(xù)發(fā)展；設計方法；壽命周期評價；模糊決策

0.前言

壽命周期是指從事物的產(chǎn)生至消亡的過程所經(jīng)歷的時間。對建筑而言，從能源和環(huán)境的角度，其生命周期是指從材料與構件生產(chǎn)（含原材料的開采）、規(guī)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(huán)和再利用等）的全循環(huán)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(jīng)濟的角度，還有結構壽命周期和經(jīng)濟壽命周期。本文以“節(jié)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(jié)能建筑設計準則

面向全壽命周期的節(jié)能建筑設計也就是以“節(jié)能”為核心，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略與生態(tài)原則的綠色設計。因此，應從綠色建筑的高度上、結合節(jié)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(jīng)濟等傳統(tǒng)設計因素和節(jié)能、生態(tài)、環(huán)保、健康等可持續(xù)設計因素。建筑全壽命周期的節(jié)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(jié)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(huán)境性能，應方實用、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(jié)能建筑設計的條件。全壽命周期的節(jié)能建筑強調在其全壽命周期中的每一環(huán)節(jié)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(xiàn)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(jié)能特性。

1.3環(huán)境協(xié)調性準則

環(huán)境協(xié)調性是全壽命周期的節(jié)能建筑設計中的關鍵因素，它主要包括節(jié)能、生態(tài)、環(huán)保、健康等內容，設計時應遵守下列原則：

⑴能源消耗最少原則：有限度地使用常規(guī)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(jié)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。

⑵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(huán)境條件。尤其要注重節(jié)地、節(jié)水，充分使用可循環(huán)、可重復和可再生材料。

⑶環(huán)境負荷最小原則：減輕對自然環(huán)境的破壞，減少對環(huán)境的污染。建筑全壽命周期中，產(chǎn)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(huán)境負荷最小。

⑷“零損害”原則：建筑全壽命周期中對生產(chǎn)者、直接和間接使用者的損害趨于“零”。生產(chǎn)條件應安全、衛(wèi)生，使用環(huán)境應健康、舒適。尤其要選用無害化、無污染的綠色環(huán)保型建材，保證室內環(huán)境品質。

1.4經(jīng)濟合理性準則

經(jīng)濟合理性是全壽命周期的節(jié)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(xiàn)必要的功能，獲得豐厚的壽命周期經(jīng)濟效益。所謂壽命周期成本是指整個壽命周期過程中所發(fā)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(lián)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(huán)境協(xié)調性和經(jīng)濟合理性融合為一個整體，才能創(chuàng)作出面向全壽命周期的節(jié)能建筑系統(tǒng)優(yōu)化設計方案。

2.面向全壽命周期的節(jié)能建筑設計程序

面向全壽命周期的節(jié)能建筑設計包括：確定設計目標、初步方案構思、備選方案設計、壽命周期評價、分析改進與確定最佳方案等。

2.1備選方案設計

遵循節(jié)能設計準則、應用相應的技術措施，將這些初步方案具體化，確定實現(xiàn)初步方案的主要材料、結構選型、構造方案以及初步的施工方案、設備系統(tǒng)等，形成多個備選建筑方案。

2.2壽命周期評價

方案設計的過程是一種系統(tǒng)分析和綜合的過程，也是對設計系統(tǒng)實現(xiàn)優(yōu)化的過程。因此應對設計方案進行全面、綜合評估。壽命周期評價是解決這一問題的最有力的手段，它主要包括清單分析和影響分析，具體步驟如下：第一步，詳細列出建筑全壽命周期各階段的各種輸出輸入信息（包括環(huán)境性、功能性、技術性和經(jīng)濟性等多方面），根據(jù)設計的目標和準則確定評價因子。其中主要的評價因子之一為使用耗能。應盡量精簡對評價結果影響小的次要評價因子，以減少評價工作量。根據(jù)壽命周期評價原則和多層次模糊綜合評判模型的要求制定評價指標體系。它是由最高層的目標層、中間層的準則層及指標層和最低層的方案層構成。設計時應根據(jù)不同的建筑對象制定具體的評價指標。第二步，采集評價指標的有關數(shù)據(jù)和特征，并對其進行定性和定量分析。進一步轉換為模糊評價向量，建立評判模糊矩陣“R”。第三步，選用德爾斐法、專家調查法或判斷矩陣分析法確定評價指標的權重，并從整體上調整，形成權重模糊子集“A”。第四步，運用評價模型對建筑的全壽命周期的能源和資源消耗以及污染物排放等對環(huán)境的影響（環(huán)境性，本方法側重能源消耗方面）和其綜合性能（將環(huán)境性、功能性、技術性和經(jīng)濟性綜合考慮）進行評判，從而得出相應的評判結果。

3.結語

面向全壽命周期的節(jié)能建筑設計方法可使建筑師運用嚴密推理和定量化評判的現(xiàn)代思維方法制定、修正與改進設計方案。這克服了傳統(tǒng)設計方法的片面性、不確定性，使其趨向于科學化、系統(tǒng)化。由此形成的節(jié)能建筑方案具有較大的客觀性和可靠性。從而可指導節(jié)能建筑系統(tǒng)優(yōu)化設計，提升節(jié)能設計的整體水平，實現(xiàn)“全系統(tǒng)”、“全壽命”的節(jié)能，以達到“可持續(xù)的環(huán)境、可持續(xù)的建筑”的綠色生態(tài)要求。文中所討論的重點是不同類型的建筑共同遵循的設計準則和設計程序方法的框架模式，在具體建筑的實際應用中要不斷地深化、完善，增強其針對性、實用性和可操作性。 [科]

【參考文獻】

[1]柳孝圖主編.城市物理環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展.南京，東南大學出版社，1999.

[2]向東等.產(chǎn)品壽命周期工程設計研究.計算機集成制造系統(tǒng)-CIMS，2000.

[3]西安建筑科技大學綠色建筑研究中心 編.綠色建筑.北京，中國計劃出版社，1999.

[4]孫昌財.城市住宅廣義節(jié)能及其在夏熱冬冷地區(qū)的實踐.東南大學碩士論文，2000.

[5]王永航.新世紀住宅的發(fā)展趨勢的發(fā)展趨勢——綠色建筑.中國房地產(chǎn)，2002（3）.