基于全生命周期成本的綠色建筑節能設計優化研究

[摘要]隨著我國建筑工程技術的逐步發展，綠色建筑的概念已被提上日事議程，綠色建筑理念正在被廣泛應用于建筑工程當中。綠色建筑的優化節能設計也應隨之加強。綠色建筑的基本內涵可歸納為：減輕建筑對環境的負荷，即節約能源及資源；提供安全、健康、舒適性良好的生活空間；與自然環境親和，做到人及建筑與環境的和諧共處、永續發展。

[關鍵詞]全生命周期成本；綠色建筑；節能設計優化 文章編號：2095-4085（2016）03-0035-02

建筑全生命周期成本優化是以全生命周期優化理論和方法為主要依據，并協調組合項目各種要素，實現縮減建筑全生命周期成本的過程。綠色建筑的節能優化貫穿于建筑全生命各階段，其強調了對建筑功能和生命周期成本的綜合分析及具體優化。

1全生命周期成本的綠色建筑設計

綠色建筑設計理念包括以下幾個方面：

節能能源——充分利用太陽能，采用節能的建筑轉護結構，減少采暖和空調的使用。根據自然通風的原理設置風冷系統，使建筑能夠有效地利用主導風向。建筑采用適應當地氣候條件的平面形式及總體布局。

節約資源——在建筑設計、建造和建筑材料的選擇中，考慮資源的合理使用和處置，盡量采用天然材料，力求使資源可再生利用。如節水。

回歸自然——外部強調與周邊環境相融合，和諧一致、動靜互補，做到保護自然生態環境。內部不使用對人體有害的建筑材料和裝修材料。

綠色建筑的建造特點——對建筑的地理條件有明確的要求，土壤中不存在有毒、有害物質，地溫適宜，地下水純凈，地磁適中。

據資料顯示，我國陸地每年接受的太陽輻射總量幾乎等于1.7萬噸標準煤燃燒產生的熱量，可見將太陽能合理地應用于建筑中，可以在實現我國建筑行業發展的同時達到對能源消耗的大幅度縮減，真正實現節能減排的可持續發展目標，但在此過程中需要注意，建筑對太陽能的應用，需要借助燃油、燃氣、熱泵、電等輔助資源，而在綠色建筑節能設計中采用何種輔助能源，需要結合全生命周期成本優化理論及綠色建筑項目的實際情況進行確定。

綠色通風空調系統強調在建筑通風空調系統全生命周期內盡可能應用可再生能源，最大限度縮減能源、降低能耗，既滿足建筑使用者對建筑物舒適度的需求，又能夠使能源得到最充分的應用。而綠色建筑圍護結構主要包括遮陽系統、外墻節能系統、門窗節能系統和屋面節能系統幾個方面，各方面充分有效的節能設計不僅對綠色建筑的耗能產生直接影響，且對綠色建筑的建設成本也會產生至關重要的作用，有利于實現建筑物的能耗降低以及居住舒適度。

2全生命周期綠色建筑節能設計優化

在對圍護結構全生命周期成本進行分析的過程中，需要結合建筑結構所在區域的自然特征、項目自身特征以及外圍保溫節能方式進行，進而結合各種保溫材料性能進行合理的材料選擇，確定保溫體系方案，構建建筑節能全生命周期成本模型，并利用計算機模擬技術對方案成本進行計算。

在外圍結構經濟性分析和方案選擇過程中要結合建筑物所在區域的節能設計標準進行設計，例如江蘇省結合國家標準確定建筑面積在20 000 m²以上，且存在集中空調系統的公共建筑節能設計標準要在65%以上，并利用正交試驗設計法，在滿足設計標準的方案中進行選擇，利用節能軟件對選擇方案進行模擬，確定其全年累計總負荷和圍護結構的造型形式。確定綠色建筑圍護結構節能方案的初始化建設成本，要求先對綠色建筑各部件每種構造形式的單位造價進行計算，并換算出單位綠色建筑面積造價，例如某項江蘇省綠色建筑節能設計中存在兩種最優方案，其外窗類型均選用黏土多孔磚、空心磚墻240；窗戶結構均采用斷熱鋁合金單框普通中空玻璃窗；屋頂類型均選擇平屋面；樓板類型前者選擇底部自然通風的架空樓板，后者選擇水泥砂漿樓面，經過初始化建設成本計算其每平方米的造價分別為324.21元和318.71元。通過計算第一種方案的全年累計總負荷和年能源成本，其分別為每平方米134.26元和116.40元；而第二種方案的全年累計總負荷和年能源成本分別為每平方米133.78元和115.99元。

首先，確定全生命周期成本計算中需要的參數，其通常包括研究和折現率兩種?，F階段綠色建筑的折現期通常由安全報酬率和風險報酬率之和計算獲取。其次，確定全生命周期成本模型。

通常情況下，在考慮資金時間價值的情況下，動態的全生命周期成本的計算模型公式為：

其中A代表年能源成本、P代表初始建設成本，50為壽命期，可結合項目具體情況變動；12%為現代綠色建筑行業基準折現率，也會發生變動；當忽視資金時間價值的情況下，靜態的全生命周期成本則可以直接表示為P+A×50，通過將上文中闡述的兩種方案的相應數值，帶人動態和靜態全生命周期成本模型中，可以發現第二種最優方案的每年單位建設成本僅為152.83元，在節能方面可節省近4萬元，因此其為相應綠色建筑節能設計的最優方案，使該綠色建筑在節能的同時實現全生命周期成本的縮減。

3結語

綜上所述，綠色建筑節能設計是人們在追求建筑功能性、舒適性的同時更加注重其環保性的具體體現?；诖?，為推動綠色建筑節能設計的持續穩定發展，縮減綠色建筑節能設計的實際成本，人們開始逐步重視綠色建筑節能設計的重要意義，并有意識的將全生命周期成本優化應用于綠色建筑節能設計中，以此達到綠色建筑建設企業實現社會效益和經濟效益雙贏的目標，最終實現建筑工程的可持續發展。