建筑全壽命周期分析

建筑全壽命周期分析所謂“全壽命周期評價〃，對建筑而言，即將材料構件生產，規(guī)劃與設計，建造與運輸，運行與維護，拆除與處理全循環(huán)過程中物質能量流動所產生對環(huán)境影響的經濟效益、社會效益和環(huán)境效益綜合評價。建筑的一次造價和使用期間操作運行費用、維修費用、更換及改造費用等構成經濟學家所稱的“全壽命費用”，它很大程度上取決于設計方案的優(yōu)劣。建筑產品的后期投入與一次造價的比例隨不同時期不同國家不同項目而異，但后期投入始終是非常可觀的。建筑師應充分考慮到全壽命周期中各階段的投入及其在全壽命費用中的比重，運用加權平均法綜合平衡一次投資與后期投入的關系，從整體上降低全壽命周期成本。1建筑材料選擇階段“蘊能量〃(FanbodiedEnergy)的概念對全壽命費用有重大影響。它最早由RichardStein和DianeSerber于提出所謂物質材料的蘊能量包括物質材料從原材料提煉到生產過程完成所消耗的能量，轉化為建筑元素所消耗的能量和進行裝配所消耗的能量的總和。它表征建筑系統(tǒng)由外到內的能量和物質材料交換量的多少。因目前建筑材料加工過程中主要能源輸入為化石燃料，利用蘊能量可估計出建筑系統(tǒng)的輸入，從而衡量出材料的經濟性能?？傮w上，蘊能量高低由磚和石等初級材料到鋁材和鋼鐵等精細材料成倍增長。當然與高蘊能量相對的是較少的維護要求、高回收率和高循環(huán)利用率，環(huán)保型使用

模式相對節(jié)省了能耗和物質材料?？傊ㄖO計選擇材料時應針對具體工程實際，全面綜合比較做到整體上性而優(yōu)則用，以實現建筑的可持續(xù)。1.2建筑構造設計、設備選擇階段T.A.馬克斯認為用于維護的能源配額只是對于建造能源的一種延期分配形式。建筑壽命周期中其自身蘊能量只占總能源使用的35%，高達65%的能耗與其運營方式有關。因此直接決定建筑運營方式的節(jié)能策略是全壽命周期評價的關鍵，我們既不能盲目控制一次造價而不顧后期投入大量增加，也不能一味追求所謂生態(tài)高技術，造成建設投資大幅超標。如果節(jié)能措施增加初期投資5%一10%，而其可在預見的期限內收回，就不失為我們所接受的提高經濟效益的良策。對于增加的成本，應把長期效益按可比價格折算成直觀經濟指標以利于比較分析。1.3建筑后期處理階段建筑功能的廢棄、技術的過時和物質性衰退造成的設備更換及改造費用也是全壽命成本重要組成部分。一座易于改造的建筑才會擁有更長的使用壽命和更高的使用效益。面向全壽命周期的節(jié)能建筑設計方法研究對建筑而言，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（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。從使用功能的能再也不能修復使用旨到其勺階段性過程，即棄、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。從使用功能的能再也不能修復使用旨到其勺階段性過程，即角度，是指從交付建筑的使用（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(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)境協調性準則

環(huán)境協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：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。資源利用原則。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者、直接和間接使用者的損害趨于“零”。生產條件應安全、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經濟合理性準則經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必要的功能，獲得豐厚的壽命周期經濟效益。昕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、

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(huán)境協調性和經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)能建筑設計包插確定設計目標、初步方案構思、備選方案設計、壽命周期評價、分析改進與確定方案等，如圖I所示，這幾個階段構成一個反饋系統(tǒng)，并不斷地互相交換信息。2.1確定設計目標設計目標為建筑的全壽命周期節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)化、綠色化。具體內容要符合上j提出的四條基本準則。根據不同類型的建筑制定相應的目標，體現其特性和要求，確定合理的系統(tǒng)邊界。設計目標指明了設計的目的和方向。2.2初步方案構思根據節(jié)能設計目標，采用功能分析法和創(chuàng)造性思維法構思若干個初步方案。這一階段是一個創(chuàng)作的過程，所產生的結果是概念式和草圖式的。2.3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

定實現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2.4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。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、技術性和經濟性等多方面），根據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。2.5分析改進、確定方案分析評判結果，并據此對照方案進行夏改進，使方案進一步優(yōu)化，選擇出方案結語面向全壽命周期的節(jié)能建筑設計方法可復建筑師運用嚴密推理和定量化評判的現代思絕方法制定、修正與改進設計方案。這克強了統(tǒng)設計方法的片面性、不確定性，使其趨向亍科學化、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)能設計的整體水軍.實現“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。文中討論的重點是不同類型的建筑共置遵循的設計準則和設計程序方法的框架模式.在具