關(guān)于低碳建筑設(shè)計(jì)方法的比較

文/黃俊 華誠(chéng)博遠(yuǎn)工程技術(shù)集團(tuán)有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410000

目前來(lái)說(shuō)，環(huán)境污染問(wèn)題受到了全社會(huì)的關(guān)注，節(jié)能減排和低碳環(huán)保成為了各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展追求的主要目標(biāo)。建筑行業(yè)是能源消耗主要產(chǎn)業(yè)，引入低碳節(jié)能設(shè)計(jì)理念，做好設(shè)計(jì)和施工等環(huán)節(jié)的節(jié)能環(huán)保把控，有重要的意義?，F(xiàn)結(jié)合具體研究進(jìn)行如下分析。

1、基于數(shù)學(xué)模型的建筑性能模擬方法

低碳建筑設(shè)計(jì)中開(kāi)展建筑性能的模擬分析，主要通過(guò)相應(yīng)方案的設(shè)計(jì)，完善建筑信息數(shù)據(jù)。比如，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型整合并且利用數(shù)學(xué)信息，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，開(kāi)展模擬研究。目前來(lái)說(shuō)，數(shù)學(xué)模型模擬分析法的應(yīng)用，發(fā)揮著積極的作用。利用此方法，開(kāi)展建筑方案的設(shè)計(jì)，對(duì)提升節(jié)能方案的質(zhì)量水平，有著積極的作用，能夠增強(qiáng)建筑性能水平。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中從多個(gè)角度進(jìn)行技能設(shè)計(jì)，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，帶動(dòng)綜合性能水平的提升。優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)方案時(shí)，提升方案的質(zhì)量水平，借助數(shù)學(xué)模型，開(kāi)展建筑性能的分析，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)手段，開(kāi)展建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)資源的分析以及整合。除此之外，在狀態(tài)空間內(nèi)采取相應(yīng)的計(jì)算方式進(jìn)行分析，需要構(gòu)建建筑性能模擬分析軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的跨平臺(tái)應(yīng)用。利用計(jì)算機(jī)軟件功能，綜合對(duì)比各類(lèi)方案，增強(qiáng)人員和設(shè)計(jì)人員的溝通，通過(guò)多種形式，模擬分析低碳建筑設(shè)計(jì)方案。此方法的運(yùn)用存在著以下缺陷：使用的理論模型和具體情況對(duì)比，模型的簡(jiǎn)單性和抽象性，使得分析結(jié)果難以和實(shí)際情況相互匹配。除此之外，采取此方法很容易和設(shè)計(jì)人員給出的設(shè)計(jì)方案產(chǎn)生差異，難以適應(yīng)設(shè)計(jì)人員的思路。

2、單一因素法的設(shè)計(jì)

低碳建筑設(shè)計(jì)中運(yùn)用單一因素法，主要是以建筑的某個(gè)方面的節(jié)能因素為主，將其作為突破點(diǎn)，開(kāi)展全面的設(shè)計(jì)。目前來(lái)說(shuō)，人們對(duì)建筑物的環(huán)保性能和低碳性高度重視，行業(yè)人員不斷加大低碳建筑設(shè)計(jì)的相關(guān)研究，積極探索如何將低碳環(huán)保理念融合到建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐的方法。開(kāi)展低碳建筑設(shè)計(jì)，建筑的整體結(jié)構(gòu)需要相應(yīng)技術(shù)的支持，并且要能夠和周?chē)沫h(huán)境有機(jī)融合，加強(qiáng)建筑和環(huán)境的有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)低碳節(jié)能技術(shù)和理念等和建筑形態(tài)構(gòu)建的銜接，降低建筑能源消耗。不過(guò)單一因素法的應(yīng)用，過(guò)于強(qiáng)調(diào)某種構(gòu)成要素，難以從整體角度把控，做好建筑碳排放量的把控，整體評(píng)估以及考量的水平不高[1]。

3、BIM 技術(shù)設(shè)計(jì)

從低碳建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐的角度來(lái)說(shuō)，BIM 技術(shù)的應(yīng)用，主要通過(guò)構(gòu)建建筑碳排放量的模型。具體如下：1）基于LCA 的模型。在BIM 模型中構(gòu)建基于LCA（生命周期評(píng)價(jià)理論）的碳定量評(píng)價(jià)系統(tǒng)。早期的應(yīng)用中，基于LCA 的定量評(píng)價(jià)方法運(yùn)用，需要收集大量的投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)信息，方法運(yùn)用時(shí)的工作量很大，借助BIM 技術(shù)的功能能夠克服。因?yàn)槭占瓦\(yùn)用的數(shù)據(jù)信息具有較強(qiáng)的客觀性，并且能夠量化，事前控制效果較好，因此被廣泛應(yīng)用。隨著技術(shù)的完善以及規(guī)范，基于生命周期的評(píng)價(jià)分析系統(tǒng)將會(huì)更加完善。

2）基于過(guò)程的清單分析。其作為L(zhǎng)CA 定量評(píng)價(jià)方法的組成部分，通過(guò)清單分析，能夠設(shè)計(jì)方案中建筑生產(chǎn)全過(guò)程產(chǎn)生的總碳量?；谑┕?duì)環(huán)境的影響，對(duì)建筑方案設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，開(kāi)展清單分析，進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)，最終達(dá)到最佳設(shè)計(jì)要求。在具體應(yīng)用時(shí)，構(gòu)建BIM 建筑低碳設(shè)計(jì)信息模型，運(yùn)用生命周期評(píng)價(jià)理論，進(jìn)行清單分析，依據(jù)之前的模型考量邊界分析，分析建筑全生命周期產(chǎn)生的碳量。需要注意的是，開(kāi)展碳排放清單的分析，因?yàn)榭稍偕茉吹睦茫热缣?yáng)能發(fā)電；綠色植物的碳吸收，對(duì)自然環(huán)境具有正效益影響，需要折減相應(yīng)數(shù)量的二氧化碳排放量以及電能輸入量[2]。除此之外，在拆除處置環(huán)節(jié)，因?yàn)椴糠植牧系幕厥赵倮茫瑴p少了原材料生產(chǎn)的整體碳排放，因此清單分析時(shí)輸入部分需要折減回收再利用的數(shù)量。在低碳建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)用BIM 技術(shù)，通過(guò)拓展結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，同時(shí)內(nèi)嵌建筑排放量的計(jì)算模型，能夠滿(mǎn)足低碳設(shè)計(jì)的基本需求。在具體設(shè)計(jì)中運(yùn)用的是基于生命周期理論的評(píng)價(jià)模型，通過(guò)分析修改建筑設(shè)計(jì)方案中對(duì)碳排放有相應(yīng)影響的參數(shù)，能夠獲得優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。通過(guò)對(duì)建筑物化、使用以及拆除等環(huán)節(jié)的分析，掌握碳排放量，實(shí)現(xiàn)方案的優(yōu)化[3]。目前來(lái)說(shuō)，BIM 技術(shù)設(shè)計(jì)方法僅作為輔助設(shè)計(jì)方法，難以對(duì)低碳建筑設(shè)計(jì)提供直觀影響。

圖1 清單分析過(guò)程

4、影響因素控制法

低碳建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐中若想保證設(shè)計(jì)的質(zhì)量，除了運(yùn)用上述設(shè)計(jì)技術(shù)方法外，還要注重結(jié)合運(yùn)用各類(lèi)方法和措施，做好綜合分析，實(shí)現(xiàn)低碳建筑設(shè)計(jì)目標(biāo)。在具體設(shè)計(jì)時(shí)，做好表1要點(diǎn)的把控。

表1 要點(diǎn)總結(jié)

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，低碳建筑設(shè)計(jì)方法較多，每種方法的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)不同，要結(jié)合具體設(shè)計(jì)優(yōu)選設(shè)計(jì)方法?；诟黝?lèi)方法開(kāi)展低碳建筑設(shè)計(jì)時(shí)，必須要注重整體統(tǒng)籌和規(guī)劃，做好全面的把控，促使低碳建筑設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。