面向全壽命周期的綠色建筑設(shè)計(jì)

北方工程設(shè)計(jì)研究院有限公司 430074

摘要：隨著資源、能源和環(huán)境危機(jī)的不斷加劇，傳統(tǒng)建設(shè)設(shè)計(jì)以人為中心的理念已無法適應(yīng)新的形勢發(fā)展。建筑設(shè)計(jì)者需要以更具遠(yuǎn)見的可持續(xù)視野，來形成完善的設(shè)計(jì)思想和方法。全壽命周期評價(jià)（LCA）理論能夠?yàn)榫G色建筑設(shè)計(jì)的全過程提供科學(xué)決策，為建筑師審視建筑與環(huán)境關(guān)系提供了新的視角。本文結(jié)合壽命周期評價(jià)理論的相關(guān)知識，分析了該理論與綠色建筑設(shè)計(jì)的關(guān)系，最后深入研究了如何運(yùn)用LCA理論來指導(dǎo)綠色建筑的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：全壽命周期；綠色建筑；設(shè)計(jì)方法

前言

建筑產(chǎn)業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展至關(guān)重要，但同時(shí)對生態(tài)環(huán)境的破壞，也貫穿于整個建設(shè)生命周期。并且目前不少建筑行業(yè)還在走高消費(fèi)、高能源消耗、高污染的道路，很難滿足可持續(xù)發(fā)展要求的。因此發(fā)展綠色建筑，堅(jiān)定可持續(xù)發(fā)展方針已成為建筑行業(yè)未來發(fā)展得必由之路。對建筑而言，壽命周期中的原材料的開采，構(gòu)件的加工生產(chǎn)和制造，建筑的建造過程，建筑的運(yùn)行過程等都會對環(huán)境造成影響，因此需要壽命周期評價(jià)來提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，為建筑做出科學(xué)合理的設(shè)計(jì)決策提供依據(jù)。

1.綠色建筑設(shè)計(jì)概述

1.1綠色建筑的概念

概括來說，綠色建筑就是應(yīng)用環(huán)境回饋和資源效率的集成思維去設(shè)計(jì)和建造的建筑，也是一種象征著節(jié)能、環(huán)保、健康、高效的人居環(huán)境，以生態(tài)學(xué)的科學(xué)原理指導(dǎo)建筑實(shí)踐，創(chuàng)造出人工與自然相互協(xié)調(diào)、良性循環(huán)、有機(jī)統(tǒng)一的建筑空間環(huán)境，它是滿足人類生存和發(fā)展要求的現(xiàn)代化理想建筑。同時(shí)，綠色建筑有利于資源節(jié)約；它充分考慮其對環(huán)境的影響和廢棄物最低化；它致力于創(chuàng)造一個健康舒適的人居環(huán)境，致力于降低建筑的使用和維護(hù)費(fèi)用。

1.2綠色建筑的設(shè)計(jì)原則

（1）整體及環(huán)境優(yōu)先。建筑應(yīng)作為一個開放體系與其環(huán)境構(gòu)成一個有機(jī)系統(tǒng)，建筑設(shè)計(jì)要追求最佳環(huán)境效益。既要保持當(dāng)?shù)匚拿}，保護(hù)歷史文化與人文景觀的連續(xù)性，又要充分考慮當(dāng)?shù)貧夂蛱卣鞯纳鷳B(tài)環(huán)境、建筑風(fēng)格、規(guī)模與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)；應(yīng)盡可能減少對自然環(huán)境的負(fù)面影響，如：減少有害氣體和廢棄物的排放，減少對生態(tài)環(huán)境的破壞，重視建筑場地對地形、地勢的利用，加強(qiáng)建筑對當(dāng)?shù)丶夹g(shù)、材料的利用，加強(qiáng)綠化、減少環(huán)境污染，用獨(dú)特的美學(xué)藝術(shù)讓建筑體現(xiàn)時(shí)代精神[1]。

（2）資源節(jié)約與綜合利用.綠色建筑應(yīng)體現(xiàn)對能源的節(jié)省，盡可能利用可再生能源，如太陽能、風(fēng)能等（圖1）選擇適宜的技術(shù)、材料和產(chǎn)品，合理利用和優(yōu)化資源配置，減少對資源的占有和消耗，因地制宜，充分利用地方材料與資源，最大限度提高資源、能源和原材料的利用效率，積極促進(jìn)資源的綜合利用，延長建筑物的耐久性和整體使用壽命。

（3）關(guān)注建筑的全壽命周期。建筑從最初的規(guī)劃設(shè)計(jì)到隨后的施工、運(yùn)營管理及最終的拆除，形成了一個全壽命周期。關(guān)注建筑的全壽命周期，意味著不僅在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段充分考慮并利用環(huán)境因素，而且確保施工過程種對環(huán)境的影響最低，運(yùn)營管理階段能為人們提供健康、舒適、低耗、無害空間，拆除后又對環(huán)境危害降到最低，并使拆除材料盡可能再循環(huán)利用。

2.壽命周期評價(jià)（LCA）——綠色建筑設(shè)計(jì)決策工具

2.1壽命周期評價(jià)為建筑設(shè)計(jì)提供科學(xué)的決策方法

受發(fā)展水平的局限，我國建筑策劃工作大多只關(guān)注投資經(jīng)濟(jì)分析和市場定位，對具體設(shè)計(jì)問題的研究工作不夠重視，從而導(dǎo)致了建筑環(huán)境性能偏離使用者的要求。如何以理性的思維設(shè)計(jì)建筑，如何通過科學(xué)的評價(jià)方法來指導(dǎo)設(shè)計(jì)決策是當(dāng)今建筑行業(yè)應(yīng)深入研究的課題。

壽命周期評價(jià)使建筑師的決策不再依賴個人經(jīng)驗(yàn)或業(yè)務(wù)主觀意愿，能夠以實(shí)際環(huán)境性能分析和研究為基礎(chǔ)，制定出相適應(yīng)的決策計(jì)劃。因此應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)設(shè)計(jì)決策階段的科學(xué)評價(jià)，提高設(shè)計(jì)的科學(xué)性，并將評價(jià)工作引入設(shè)計(jì)決策，使得建筑設(shè)計(jì)向?qū)嵶C科學(xué)主義轉(zhuǎn)變[2]。

2.2建筑物壽命周期評價(jià)實(shí)例

對建筑物壽命周期評價(jià)需要借助計(jì)算機(jī)，通過分析生命周期各階段的環(huán)境輸入輸出清單，來得出對環(huán)境影響的定量和定性評估。建筑物壽命周期評價(jià)通常包括6個指標(biāo)：全球溫室效應(yīng)潛能指標(biāo)、初級能量消耗、空氣毒性指數(shù)、資源消耗、水毒性指數(shù)、固體廢棄物。評價(jià)結(jié)果可以以柱狀圖的形式直觀的表達(dá)出來。

如我國某住宅小區(qū)設(shè)計(jì)年限為50年，對該建筑設(shè)計(jì)分析評價(jià)時(shí)，首先將建筑分為相互獨(dú)立的子系統(tǒng)，然后對每個子系統(tǒng)進(jìn)行識別。評價(jià)結(jié)果如表1所示。3.面向全壽命周期的綠色建筑設(shè)計(jì)方法

3.1綠色設(shè)計(jì)策略

（1）土地利用和空間結(jié)構(gòu)

區(qū)別于傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)社會導(dǎo)向型的土地利用規(guī)劃模式，從生態(tài)角度出發(fā)的土地利用模式有著一些新的途徑。如在建筑空間形態(tài)上，“山水相應(yīng)”、“間隙式空間布局”等理念都是出自對自然和社會生態(tài)的思考。而與生態(tài)學(xué)結(jié)合的生態(tài)位適宜度評價(jià)、生態(tài)足跡壓力分析等在建筑用地布局方面也提供了新的方法和思路。注重人工環(huán)境與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)；選擇符合生態(tài)原則的發(fā)展模式和空間形態(tài)。此外，許多綠色生態(tài)建筑設(shè)計(jì)都采用了具有能源和資源意識的規(guī)劃方法，也就是將太陽、風(fēng)向、水資源等作為規(guī)劃選址和布局的考慮因素.將自然通風(fēng)、清潔能源利用、結(jié)構(gòu)性節(jié)能以及水資源的獲取和循環(huán)利用作為追尋的目標(biāo)。

（2）人居環(huán)境與社區(qū)模式

人居環(huán)境是建筑綠色規(guī)劃最關(guān)注的方面之一，無論是生態(tài)建筑理論、人居環(huán)境理論等研究層面，還是鄰里社區(qū)、生態(tài)小區(qū)的實(shí)施層面，居住都是永恒的主題，許多著名的生態(tài)村和生態(tài)社區(qū)都在人居環(huán)境方面取得了突出的成果，甚至連生態(tài)建筑的發(fā)展也大量的著眼于住宅建筑。因此在綠色建筑設(shè)計(jì)需要綜合考慮以下幾個方面：

①交通：提倡通過步行和自行車來組織社區(qū)內(nèi)交通，通過便捷的公共交通模式解決外部交通需求，而公共空間和服務(wù)設(shè)施便捷完備，減少對外出行量，實(shí)現(xiàn)公共服務(wù)的自給自足。

②尺度——小街區(qū)，密路網(wǎng)，疏解交通，營造步行尺度的公共空間。

③混合集約——服務(wù)設(shè)施功能混合，提倡鄰里、街道和建筑的功能混合和多樣性，提倡功能和用地的適當(dāng)積聚。

④生態(tài)友好——降低社區(qū)的開發(fā)和運(yùn)轉(zhuǎn)對環(huán)境的影響，保護(hù)生態(tài)，節(jié)約土地，使用本地材料等。

⑤歸屬感——通過加強(qiáng)人的交流和社區(qū)安全，營造社區(qū)的歸屬感和人情味是綠色建筑的重要標(biāo)準(zhǔn)。也即是在推崇傳統(tǒng)的集體居住氛圍和共享的服務(wù)設(shè)施的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)居民之間的交流和建設(shè)中的公眾參與[3]。

3.2綠色建筑組合設(shè)計(jì)策略

（1）建筑組合與布局

綠色建筑的組合和排布方式對建筑采光、通風(fēng)、節(jié)能都有著重要的影響。一方面，不同的建筑組合方式的出發(fā)點(diǎn)也不同，包括景觀、心理習(xí)慣、光照等。而在采光率、溫度控制、自然通風(fēng)等方面的生態(tài)效果也各有不同。另一方面，建筑組合形式的多樣化也是不同的社會構(gòu)成、經(jīng)濟(jì)效益和人類活動的空間反映。

在綠色建筑設(shè)計(jì)，建筑的朝向、間距、位置可以通過模擬技術(shù)進(jìn)行評判和修正。目前對于噪音環(huán)境、風(fēng)環(huán)境、日照情況等都可以通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬分析，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行舒適性、能耗等方面的判斷，從而使得對建筑規(guī)劃布局方案的調(diào)整有據(jù)可依。

（2）景觀與環(huán)境設(shè)計(jì)

綠地生態(tài)系統(tǒng)除了具有平衡、調(diào)節(jié)生態(tài)的作用，還具有景觀學(xué)的意義，除了自然生態(tài)環(huán)境之外，人造景觀環(huán)境也是綠色建筑規(guī)劃的重要內(nèi)容。景觀綠地、停車場綠化、小游園、廣場等為社區(qū)居民提供了公共的活動場地。舒適的與自然相協(xié)調(diào)的景觀設(shè)計(jì)，能夠?yàn)榻ㄖ砘盍蜌w屬感。

4.結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展和人們環(huán)保意識的提高，建筑的可持續(xù)發(fā)展逐漸成為普遍關(guān)注的問題，建筑環(huán)境受到越來越多的重視，綠色建筑的概念越來越為人們所接受。建筑設(shè)計(jì)從觀念上再次認(rèn)識到順應(yīng)自然，強(qiáng)調(diào)和諧共存的意義。只有從設(shè)計(jì)理念上接收并追求綠色建筑體系，才能真正的符合建筑市場的發(fā)展需求，才能推動綠色建筑的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]郝林，整體性可持續(xù)建筑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析，建筑學(xué)報(bào)[J]，2012（12）：5-6.

[2]甄蘭平、臺區(qū)惠鑫，面向全壽命周期的節(jié)能建筑設(shè)計(jì)方法研究，建筑學(xué)報(bào)，2011（03）.

[3]喻李葵、張國強(qiáng)，建筑環(huán)境性能評價(jià)與可持續(xù)發(fā)展，節(jié)能與環(huán)保，2012（07）.