基于全生命周期成本的绿色建筑节能设计优化研究

基于全生命周期成本的绿色建筑节能设计优化研究

[摘要]随着我国建筑工程技术的逐步发展，绿色建筑的概念已被提上日事议程，绿色建筑理念正在被广泛应用于建筑工程当中。绿色建筑的优化节能设计也应随之加强。绿色建筑的基本内涵可归纳为：减轻建筑对环境的负荷，即节约能源及资源；提供安全、健康、舒适性良好的生活空间；与自然环境亲和，做到人及建筑与环境的和谐共处、永续发展。

[关键词]全生命周期成本；绿色建筑；节能设计优化文章编号：2095-4085（2016）03-0035-02

建筑全生命周期成本优化是以全生命周期优化理论和

方法为主要依据，并协调组合项目各种要素，实现缩减建筑全生命周期成本的过程。绿色建筑的节能优化贯穿于建筑全生命各阶段，其强调了对建筑功能和生命周期成本的综合分析及具体优化。

1全生命周期成本的绿色建筑设计

绿色建筑设计理念包括以下几个方面：

节能能源――充分利用太阳能，采用节能的建筑转护结构，减少采暖和空调的使用。根据自然通风的原理设置风冷系统，使建筑能够有效地利用主导风向。建筑采用适应当地气候条件的平面形式及总体布局。

节约资源――在建筑设计、建造和建筑材料的选择中，考虑资源的合理使用和处置，尽量采用天然材料，力求使资源可再生利用。如节水。

回归自然――外部强调与周边环境相融合，和谐一致、动静互补，做到保护自然生态环境。内部不使用对人体有害的建筑材料和装修材料。

绿色建筑的建造特点――对建筑的地理条件有明确的

要求，土壤中不存在有毒、有害物质，地温适宜，地下水纯净，地磁适中。

据资料显示，我国陆地每年接受的太阳辐射总量几乎等于1.7万吨标准煤燃烧产生的热量，可见将太阳能合理地应

用于建筑中，可以在实现我国建筑行业发展的同时达到对能源消耗的大幅度缩减，真正实现节能减排的可持续发展目标，但在此过程中需要注意，建筑对太阳能的应用，需要借助燃油、燃气、热泵、电等辅助资源，而在绿色建筑节能设计中采用何种辅助能源，需要结合全生命周期成本优化理论及绿色建筑项目的实际情况进行确定。

绿色通风空调系统强调在建筑通风空调系统全生命周

期内尽可能应用可再生能源，最大限度缩减能源、降低能耗，既满足建筑使用者对建筑物舒适度的需求，又能够使能源得到最充分的应用。而绿色建筑围护结构主要包括遮阳系统、外墙节能系统、门窗节能系统和屋面节能系统几个方面，各

方面充分有效的节能设计不仅对绿色建筑的耗能产生直接

影响，且对绿色建筑的建设成本也会产生至关重要的作用，有利于实现建筑物的能耗降低以及居住舒适度。

2全生命周期绿色建筑节能设计优化

在对围护结构全生命周期成本进行分析的过程中，需要结合建筑结构所在区域的自然特征、项目自身特征以及外围保温节能方式进行，进而结合各种保温材料性能进行合理的材料选择，确定保温体系方案，构建建筑节能全生命周期成本模型，并利用计算机模拟技术对方案成本进行计算。

在外围结构经济性分析和方案选择过程中要结合建筑

物所在区域的节能设计标准进行设计，例如江苏省结合国家标准确定建筑面积在20 000 m2以上，且存在集中空调系统

的公共建筑节能设计标准要在65%以上，并利用正交试验设计法，在满足设计标准的方案中进行选择，利用节能软件对选择方案进行模拟，确定其全年累计总负荷和围护结构的造型形式。确定绿色建筑围护结构节能方案的初始化建设成本，要求先对绿色建筑各部件每种构造形式的单位造价进行计算，并换算出单位绿色建筑面积造价，例如某项江苏省绿色建筑节能设计中存在两种最优方案，其外窗类型均选用黏土多孔砖、空心砖墙240；窗户结构均采用断热铝合金单框普

通中空玻璃窗；屋顶类型均选择平屋面；楼板类型前者选择底部自然通风的架空楼板，后者选择水泥砂浆楼面，经过初

始化建设成本计算其每平方米的造价分别为324.21元和318.71元。通过计算第一种方案的全年累计总负荷和年能源成本，其分别为每平方米134.26元和116.40元；而第二种

方案的全年累计总负荷和年能源成本分别为每平方米133.78元和115.99元。

首先，确定全生命周期成本计算中需要的参数，其通常包括研究和折现率两种。现阶段绿色建筑的折现期通常由安全报酬率和风险报酬率之和计算获取。其次，确定全生命周期成本模型。

通常情况下，在考虑资金时间价值的情况下，动态的全生命周期成本的计算模型公式为：

其中A代表年能源成本、P代表初始建设成本，50为寿命期，可结合项目具体情况变动；12%为现代绿色建筑行业

基准折现率，也会发生变动；当忽视资金时间价值的情况下，静态的全生命周期成本则可以直接表示为P+A×50，通过将上文中阐述的两种方案的相应数值，带人动态和静态全生命周期成本模型中，可以发现第二种最优方案的每年单位建设成本仅为152.83元，在节能方面可节省近4万元，因此其为相应绿色建筑节能设计的最优方案，使该绿色建筑在节能的同时实现全生命周期成本的缩减。

3结语

综上所述，绿色建筑节能设计是人们在追求建筑功能性、

舒适性的同时更加注重其环保性的具体体现。基于此，为推动绿色建筑节能设计的持续稳定发展，缩减绿色建筑节能设计的实际成本，人们开始逐步重视绿色建筑节能设计的重要意义，并有意识的将全生命周期成本优化应用于绿色建筑节能设计中，以此达到绿色建筑建设企业实现社会效益和经济效益双赢的目标，最终实现建筑工程的可持续发展。