基于全壽命周期評(píng)價(jià)的綠色建筑設(shè)計(jì)淺析

齊國(guó)啟

摘 要：伴隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的建筑行業(yè)面臨著來自環(huán)境、能源、資源等各方面的挑戰(zhàn)。建筑設(shè)計(jì)亟需更有遠(yuǎn)見、更為宏觀的、可持續(xù)的視野突破設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，進(jìn)而完善設(shè)計(jì)的思想、規(guī)則、方法等方面的共識(shí)。全壽命周期評(píng)價(jià)強(qiáng)調(diào)在建筑設(shè)計(jì)中決策、設(shè)計(jì)與施工、使用與管理的全過程，為綠色建筑設(shè)計(jì)提供必要的決策支持。本文通過分析我國(guó)建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的現(xiàn)狀，探討全壽命周期評(píng)價(jià)在建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用方法，展望了我國(guó)綠色建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：全壽命周期評(píng)價(jià) 設(shè)計(jì)方法 綠色建筑設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）05（b）-0062-02

1 建筑設(shè)計(jì)行業(yè)現(xiàn)狀分析

建筑行業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，作為高能耗、高消費(fèi)、高污染的“三高”產(chǎn)業(yè)，建筑業(yè)的整個(gè)生命周期的每階段對(duì)生態(tài)環(huán)境都有一定程度的破壞，綠色可持續(xù)的建筑設(shè)計(jì)發(fā)展方針將是未來建筑業(yè)的必經(jīng)之路。近年來，隨著全球可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略發(fā)展，我國(guó)對(duì)綠色建筑的重視程度越來越高，學(xué)者們探索“生產(chǎn)-生活-生態(tài)”的復(fù)合運(yùn)作系統(tǒng)，以平衡建筑、人、自然之間的相互作用關(guān)系，為綠色建筑工程實(shí)踐提供指導(dǎo)。

我國(guó)的綠色建筑的發(fā)展目前處于初級(jí)階段，建筑設(shè)計(jì)多立足于美學(xué)、經(jīng)濟(jì)、功能、安全、有效、耐久、健康等傳統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，存在諸多環(huán)境、資源和能源的消耗上的不利于可持續(xù)發(fā)展的弊病。首先是很多開發(fā)商將綠色建筑限定為好的窗外景觀、小區(qū)綠化程度等小范圍，對(duì)綠色建筑在認(rèn)識(shí)上存有誤區(qū)。真正的綠色建筑是在經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)上，在建筑的全壽命周期內(nèi)，通過技術(shù)整合，很建筑對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響最小化，營(yíng)造一個(gè)舒適、健康、環(huán)保的環(huán)境。其次，對(duì)于綠色建筑的研究缺乏系統(tǒng)性和理論深度。在可持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)下，綠色建筑發(fā)展往往只局限在一個(gè)或幾個(gè)側(cè)面，缺乏整體性與系統(tǒng)性的探索；對(duì)國(guó)外先進(jìn)設(shè)計(jì)案例學(xué)習(xí)中，缺乏深度設(shè)計(jì)方法與理念方面的研究。最后，綠色建筑設(shè)計(jì)的實(shí)踐多流于形式，缺乏行之有效的管理體制。我國(guó)建筑行業(yè)的現(xiàn)行管理體制把建設(shè)分階段運(yùn)作管理，不利于整體的、全方位的綠色建筑設(shè)計(jì)；建設(shè)前期只有國(guó)家的技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)對(duì)可持續(xù)發(fā)展有促進(jìn)作用；立項(xiàng)期的環(huán)境影響報(bào)告書只對(duì)污染的范圍做出界定，為對(duì)全過程的環(huán)境、資源加以嚴(yán)格管理控制。建筑設(shè)計(jì)階段是建設(shè)項(xiàng)目可持續(xù)發(fā)展貫徹的薄弱環(huán)節(jié)，倡導(dǎo)綠色建筑設(shè)計(jì)將是建筑業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

2 綠色建筑與全壽命周期評(píng)價(jià)概述

環(huán)境評(píng)價(jià)是按照一定的評(píng)價(jià)方法與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)劣進(jìn)行評(píng)估，評(píng)價(jià)人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響作用，預(yù)測(cè)環(huán)境質(zhì)量發(fā)展趨勢(shì)的一門學(xué)科[1]。綠色建筑評(píng)價(jià)是一種定性問題定量化分析，定量與定性結(jié)合的決策方法，它將設(shè)計(jì)規(guī)劃、建設(shè)實(shí)施、使用管理等全過程模型化、系統(tǒng)化、數(shù)量化，對(duì)最終成果的成功有重要影響作用。

2.1 建筑物的壽命周期評(píng)價(jià)簡(jiǎn)述

壽命周期評(píng)價(jià)（LCA）是綠色建筑量化的有效工具，它將建筑系統(tǒng)的全壽命周期作為環(huán)境性能評(píng)價(jià)的對(duì)象。歐盟對(duì)LCA的定義是：通過調(diào)查產(chǎn)品從原材料獲取到最終處置的生產(chǎn)過程活動(dòng)，定量地評(píng)估產(chǎn)品環(huán)境負(fù)荷的方法[2]。生命周期分析有四個(gè)步驟：確定目標(biāo)與范圍、分析清單、評(píng)價(jià)影響、評(píng)價(jià)改進(jìn)（見圖1）。

（1）建筑物L(fēng)CA的研究目標(biāo)與范圍。建筑物的生命周期分為開采資源、加工原材料、建筑物構(gòu)件的構(gòu)造、現(xiàn)場(chǎng)的使用、施工、維護(hù)、銷毀、拆除、組件回收、復(fù)用、利用、處理廢物等階段。這些階段是建筑物壽命周期分析的研究范圍。

（2）建筑物壽命周期的清單分析。確定壽命周期的研究范圍之后就要進(jìn)行清單分析。設(shè)計(jì)者在這階段主要是對(duì)建筑物的各個(gè)階段的能源、資源、污染物的輸入、輸出進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集與分析處理，從而形成全壽命周期的能源、資源能耗及污染產(chǎn)出的環(huán)境影響清單。在清單的編制階段一般采用擴(kuò)展圖解網(wǎng)絡(luò)，對(duì)壽命周期內(nèi)每個(gè)階段或活動(dòng)采用輸入-輸出的分析方法（見圖2）。

（3）建筑物的壽命周期影響評(píng)價(jià)。影響評(píng)價(jià)是將清單分析的結(jié)果用定性或定量方法評(píng)估其重要性，識(shí)別潛在性的環(huán)境影響。首先對(duì)清單定量條目的影響性進(jìn)行分類，可分為化學(xué)影響、資源消耗、非化學(xué)影響三類。其次，找出定量條目的影響特征；最后對(duì)每項(xiàng)影響做出評(píng)價(jià)分值，并累加求和，得到每個(gè)階段的影響評(píng)價(jià)分值。

2.2 綠色建筑的設(shè)計(jì)決策

建筑設(shè)計(jì)決策是針對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的要求，由設(shè)計(jì)師做出有關(guān)設(shè)計(jì)方向、目標(biāo)、方法和策略等方面決定，是一種概括可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，從可替代的眾多方案中選擇出最優(yōu)方案的過程[3]。壽命周期評(píng)價(jià)包含對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的安排、計(jì)劃、選擇和決定等一系列活動(dòng)，是一種有效的綠色建筑設(shè)計(jì)決策的工具。設(shè)計(jì)師的決策不能只靠自身的經(jīng)驗(yàn)與情感傾向，對(duì)實(shí)際環(huán)境性能的分析與研究也是不容忽視的。將壽命周期評(píng)價(jià)的方法應(yīng)用到建筑物設(shè)計(jì)中，以提高決策的科學(xué)性，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)思維從經(jīng)驗(yàn)到實(shí)證的科學(xué)轉(zhuǎn)變。

3 基于壽命周期評(píng)價(jià)的綠色建筑設(shè)計(jì)程序

3.1 基于LCA的建筑設(shè)計(jì)特征

壽命周期評(píng)價(jià)為綠色建筑設(shè)計(jì)提供有效的決策方法和重要的概念框架。在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用壽命周期評(píng)價(jià)的特征有目的性、簡(jiǎn)介性和可靠性等。在設(shè)計(jì)過程中，LCA更偏重是設(shè)計(jì)輔助工具，它有助于促進(jìn)系統(tǒng)中各要素的協(xié)調(diào)、溝通，確保后面的深入設(shè)計(jì)更為健康、合理、科學(xué)，而不出現(xiàn)方向上的偏差。LCA作為設(shè)計(jì)師的輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，簡(jiǎn)化原則要注重建筑設(shè)計(jì)變量的彈性與變化性。設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先考慮可靠的、普遍的策略，考慮與建筑設(shè)計(jì)相關(guān)的“硬件”，并測(cè)試各策略交叉使用后綜合的表現(xiàn)。

3.2 基于LCA的綠色建筑設(shè)計(jì)步驟

基于LCA的綠色建筑設(shè)計(jì)具體步驟有：設(shè)計(jì)目標(biāo)的確定、初步方案設(shè)計(jì)、壽命周期評(píng)價(jià)、分析改進(jìn)并確定最佳的方案。這四個(gè)階段不是按時(shí)間順序進(jìn)行的，而是一個(gè)交互的反饋系統(tǒng)，以達(dá)到最后的最佳結(jié)果的目標(biāo)（見圖3）。

3.2.1 確定設(shè)計(jì)目標(biāo)endprint

設(shè)計(jì)目標(biāo)首先要滿足建筑的使用性、舒適性，盡可能減少周期內(nèi)的資源能源消耗及環(huán)境影響。其次要確定系統(tǒng)邊界的合理性，體現(xiàn)建筑的特性與要求。最后設(shè)計(jì)目標(biāo)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)制定的依據(jù)，決定著設(shè)計(jì)成果要達(dá)到的性能標(biāo)準(zhǔn)。

設(shè)計(jì)方與委托方共同制定明確的設(shè)計(jì)目標(biāo)任務(wù)書，目標(biāo)的制定需確定各因素取向，提供設(shè)計(jì)指導(dǎo)的原則，建立分析評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)；在目標(biāo)明確后，要確定更為具體的綠色設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)；基于綠色設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)與項(xiàng)目的限制因素，評(píng)定各種目標(biāo)準(zhǔn)則的優(yōu)先次序。在上述步驟中探索與綠色方法結(jié)合的切入點(diǎn)。最后在明確包含綠色建設(shè)措施后的項(xiàng)目建造投資及設(shè)計(jì)費(fèi)用。

3.2.2 初步方案設(shè)計(jì)

把建筑物當(dāng)作一個(gè)整體，針對(duì)建筑設(shè)計(jì)中各影響環(huán)境的因素，對(duì)其進(jìn)行全面系統(tǒng)的分析。對(duì)建筑物的照明、空調(diào)、辦公設(shè)備等能耗分析最為復(fù)雜，故常借助于相關(guān)技術(shù)手段，建立能耗模型，為建筑設(shè)計(jì)提供整體能耗的分析。在系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，借助相應(yīng)的技術(shù)措施，形成建筑設(shè)計(jì)的初步方案，明確建筑設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)選型、主要材料、構(gòu)造方案、設(shè)備系統(tǒng)、施工方案等，形成若干備選的設(shè)計(jì)方案。

3.2.3 壽命周期評(píng)價(jià)

建筑方案的設(shè)計(jì)過程是一種對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的過程，也是系統(tǒng)分析與綜合的過程，故應(yīng)對(duì)多個(gè)備選的方案進(jìn)行綜合的、全面的評(píng)估和比較。壽命周期評(píng)價(jià)作為應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)方案的決策中將有效地解決備選方案的評(píng)估選擇問題。建筑設(shè)計(jì)中的材料選擇、開窗大小、建筑的朝向、屋頂形式等變量對(duì)建筑環(huán)境性能有不同的程度的影響，最終將決定建筑設(shè)計(jì)的最終方案的確定。

4 結(jié)語(yǔ)

綠色建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展任重道遠(yuǎn)，生命周期評(píng)價(jià)有助于轉(zhuǎn)變?nèi)藗兊膬r(jià)值體系與思想觀念，克服成本—— 價(jià)值體系的弊端，促進(jìn)綠色建筑的蓬勃發(fā)展。本文簡(jiǎn)述了壽命周期評(píng)價(jià)方法，并將其應(yīng)用于綠色建筑設(shè)計(jì)的實(shí)踐中，以期對(duì)建筑工程實(shí)踐提供必要借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙大勇.住宅建筑技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展框架研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑學(xué)碩士學(xué)位論文.

[2] Peuportier BLP.Life cycle assessment applied to the comparative evaluation of single family houses in French context[J].Energy and Building，2001（33）.

[3] 甄蘭平，邰惠鑫.面向全壽命周期的節(jié)能建筑設(shè)計(jì)方法研究[J].建筑學(xué)報(bào)，2003.endprint

設(shè)計(jì)目標(biāo)首先要滿足建筑的使用性、舒適性，盡可能減少周期內(nèi)的資源能源消耗及環(huán)境影響。其次要確定系統(tǒng)邊界的合理性，體現(xiàn)建筑的特性與要求。最后設(shè)計(jì)目標(biāo)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)制定的依據(jù)，決定著設(shè)計(jì)成果要達(dá)到的性能標(biāo)準(zhǔn)。

設(shè)計(jì)方與委托方共同制定明確的設(shè)計(jì)目標(biāo)任務(wù)書，目標(biāo)的制定需確定各因素取向，提供設(shè)計(jì)指導(dǎo)的原則，建立分析評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)；在目標(biāo)明確后，要確定更為具體的綠色設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)；基于綠色設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)與項(xiàng)目的限制因素，評(píng)定各種目標(biāo)準(zhǔn)則的優(yōu)先次序。在上述步驟中探索與綠色方法結(jié)合的切入點(diǎn)。最后在明確包含綠色建設(shè)措施后的項(xiàng)目建造投資及設(shè)計(jì)費(fèi)用。

3.2.2 初步方案設(shè)計(jì)

把建筑物當(dāng)作一個(gè)整體，針對(duì)建筑設(shè)計(jì)中各影響環(huán)境的因素，對(duì)其進(jìn)行全面系統(tǒng)的分析。對(duì)建筑物的照明、空調(diào)、辦公設(shè)備等能耗分析最為復(fù)雜，故常借助于相關(guān)技術(shù)手段，建立能耗模型，為建筑設(shè)計(jì)提供整體能耗的分析。在系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，借助相應(yīng)的技術(shù)措施，形成建筑設(shè)計(jì)的初步方案，明確建筑設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)選型、主要材料、構(gòu)造方案、設(shè)備系統(tǒng)、施工方案等，形成若干備選的設(shè)計(jì)方案。

3.2.3 壽命周期評(píng)價(jià)

建筑方案的設(shè)計(jì)過程是一種對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的過程，也是系統(tǒng)分析與綜合的過程，故應(yīng)對(duì)多個(gè)備選的方案進(jìn)行綜合的、全面的評(píng)估和比較。壽命周期評(píng)價(jià)作為應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)方案的決策中將有效地解決備選方案的評(píng)估選擇問題。建筑設(shè)計(jì)中的材料選擇、開窗大小、建筑的朝向、屋頂形式等變量對(duì)建筑環(huán)境性能有不同的程度的影響，最終將決定建筑設(shè)計(jì)的最終方案的確定。

4 結(jié)語(yǔ)

綠色建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展任重道遠(yuǎn)，生命周期評(píng)價(jià)有助于轉(zhuǎn)變?nèi)藗兊膬r(jià)值體系與思想觀念，克服成本—— 價(jià)值體系的弊端，促進(jìn)綠色建筑的蓬勃發(fā)展。本文簡(jiǎn)述了壽命周期評(píng)價(jià)方法，并將其應(yīng)用于綠色建筑設(shè)計(jì)的實(shí)踐中，以期對(duì)建筑工程實(shí)踐提供必要借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙大勇.住宅建筑技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展框架研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑學(xué)碩士學(xué)位論文.

[2] Peuportier BLP.Life cycle assessment applied to the comparative evaluation of single family houses in French context[J].Energy and Building，2001（33）.

[3] 甄蘭平，邰惠鑫.面向全壽命周期的節(jié)能建筑設(shè)計(jì)方法研究[J].建筑學(xué)報(bào)，2003.endprint

設(shè)計(jì)目標(biāo)首先要滿足建筑的使用性、舒適性，盡可能減少周期內(nèi)的資源能源消耗及環(huán)境影響。其次要確定系統(tǒng)邊界的合理性，體現(xiàn)建筑的特性與要求。最后設(shè)計(jì)目標(biāo)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)制定的依據(jù)，決定著設(shè)計(jì)成果要達(dá)到的性能標(biāo)準(zhǔn)。

設(shè)計(jì)方與委托方共同制定明確的設(shè)計(jì)目標(biāo)任務(wù)書，目標(biāo)的制定需確定各因素取向，提供設(shè)計(jì)指導(dǎo)的原則，建立分析評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)；在目標(biāo)明確后，要確定更為具體的綠色設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)；基于綠色設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)與項(xiàng)目的限制因素，評(píng)定各種目標(biāo)準(zhǔn)則的優(yōu)先次序。在上述步驟中探索與綠色方法結(jié)合的切入點(diǎn)。最后在明確包含綠色建設(shè)措施后的項(xiàng)目建造投資及設(shè)計(jì)費(fèi)用。

3.2.2 初步方案設(shè)計(jì)

把建筑物當(dāng)作一個(gè)整體，針對(duì)建筑設(shè)計(jì)中各影響環(huán)境的因素，對(duì)其進(jìn)行全面系統(tǒng)的分析。對(duì)建筑物的照明、空調(diào)、辦公設(shè)備等能耗分析最為復(fù)雜，故常借助于相關(guān)技術(shù)手段，建立能耗模型，為建筑設(shè)計(jì)提供整體能耗的分析。在系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，借助相應(yīng)的技術(shù)措施，形成建筑設(shè)計(jì)的初步方案，明確建筑設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)選型、主要材料、構(gòu)造方案、設(shè)備系統(tǒng)、施工方案等，形成若干備選的設(shè)計(jì)方案。

3.2.3 壽命周期評(píng)價(jià)

建筑方案的設(shè)計(jì)過程是一種對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的過程，也是系統(tǒng)分析與綜合的過程，故應(yīng)對(duì)多個(gè)備選的方案進(jìn)行綜合的、全面的評(píng)估和比較。壽命周期評(píng)價(jià)作為應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)方案的決策中將有效地解決備選方案的評(píng)估選擇問題。建筑設(shè)計(jì)中的材料選擇、開窗大小、建筑的朝向、屋頂形式等變量對(duì)建筑環(huán)境性能有不同的程度的影響，最終將決定建筑設(shè)計(jì)的最終方案的確定。

4 結(jié)語(yǔ)

綠色建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展任重道遠(yuǎn)，生命周期評(píng)價(jià)有助于轉(zhuǎn)變?nèi)藗兊膬r(jià)值體系與思想觀念，克服成本—— 價(jià)值體系的弊端，促進(jìn)綠色建筑的蓬勃發(fā)展。本文簡(jiǎn)述了壽命周期評(píng)價(jià)方法，并將其應(yīng)用于綠色建筑設(shè)計(jì)的實(shí)踐中，以期對(duì)建筑工程實(shí)踐提供必要借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙大勇.住宅建筑技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展框架研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑學(xué)碩士學(xué)位論文.

[2] Peuportier BLP.Life cycle assessment applied to the comparative evaluation of single family houses in French context[J].Energy and Building，2001（33）.

[3] 甄蘭平，邰惠鑫.面向全壽命周期的節(jié)能建筑設(shè)計(jì)方法研究[J].建筑學(xué)報(bào)，2003.endprint