面向全寿命周期的节能建筑设计方法研究

    摘要：面向全寿命周期的节能建筑设计方法是具规范化的设计步骤、定量化地优选方案的一种节能建筑系统设计手段与工作程序。本文根据全寿命周期的设计理念，提出了面向全寿命周期的节能建筑设计的基本准则，具体制定了面向全寿命周期的节能建筑设计的工作程序。

    关键词：节能建筑 可持续发展 设计方法 寿命周期评价模糊决策

    前言

    寿命周期是指从事物的产生至消亡的过程所经历的时间。对建筑而言，从能源和环境的角度，其生命周期是指从材料与构件生产(含原材料的开采)、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，即建筑的全寿命周期。从使用功能的角度，是指从交付使用后到其功能再也不能修复使用为止的阶段性过程，即建筑的使用(功能、自然)寿命周期。另外，从结构或经济的角度，还有结构寿命周期和经济寿命周期。本文是从全寿命周期的视角展开研究的。

    寿命周期评价是将某一产品在其寿命周期内对环境的影响进行系统的和定量的评价。国际标准化组织在总结世界先进环境管理经验的基础上，于1997年制定了寿命周期评价原则与框架，将产品寿命周期中对环境的影响界定为人类健康、资源利用及生态后果三个方面。

    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。

    本文以“节能建筑”为对象，用全寿命周期理论作指导，对其“设计准则与方法”进行研究。

    1． 面向全寿命周期的节能建筑设计准则

    面向全寿命周期的节能建筑设计也就是以“节能”为核心，符合可持续发展战略与生态原则的绿色设计。因此，应从绿色建筑的高度上、结合节能建筑的具体要求来制定其准则。必须同时考虑功能、技术、经济等传统设计因素和节能、生态、环保、健康等可持续设计因素。建筑全寿命周期的节能设计准则如下：

    1． 1 功能适用性准则

    功能适用性是面向全寿命周期的节能建筑设计的前提。建筑功能包括基本使用功能、建筑物理性能、视觉艺术效果及室外环境性能，应方便实用、灵活可变、高效率、无冗余。

    1． 2 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。
    1． 3 环境协调性准则

    环境协调性是全寿命周期的节能建筑设计中的关键因素，它主要包括节能、生态、环保、健康等内容，设计时应遵守下列原则：

    (1)能源消耗最少原则：有限度地位用常规能源，尽可能使用太阳能等可再生的绿色能源。在建筑全寿命周期的各个阶段中全方位地采用有效的节能技术，减少能源的使用量，提高能源效率，使其在全寿命周期中的耗能量最少。

    (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，充分使用可循环、可重复和可再生材料。

    (3)环境负荷最小原则：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。

    (4)“零损害”原则：建筑全寿命周期中对生产者、直接和间接使用者的损害趋于“零”。生产条件应安全、卫生，使用环境应健康、舒适。尤其要选用无害化、无污染的绿色环保型建材，保证室内环境品质。

    1． 4 经济合理性准则

    经济合理性是全寿命周期的节能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研发生的全部费用，包括建设费用、使用维修费用、残值及清理费用等。

    以上四条准则相互联系、相互制约。只有在设计过程中将功能适用性、技术先进性、环境协调性和经济合理性融合为一个整体，才能创作出面向全寿命周期的节能建筑系统优化设计方案。