绿色建筑的设计案例范文篇1

【关键词】全寿命周期；绿色建筑设计；研究

绿色建筑一方面具备传统建筑结构的功能性和实用性，另一方面又有效兼顾了建筑与环境之间的关联性，达到了建筑与环境的和谐共存。在绿色建筑设计领域，要提高设计质量，除了要注重具体的设计方法及程序外，还要以全寿命周期理论作为指导，全面评价绿色建筑在设计、施工、使用等环节对能源及环境施加的影响。

一、全寿命周期理论概述及全寿命周期理论下绿色建筑设计应遵循的基本原则

（一）全寿命周期理论及绿色建筑的基本含义

全寿命周期涵盖了产品从生产、制作、使用、终止等各环节要素，是基于产品整个生命流程的一种理念。全寿命周期与绿色建筑加以结合，就是指绿色建筑在设计规划、建设施工、建筑运行到后期拆除等一系列环节的时间周期。绿色建筑高于节能建筑这一概念范畴，是以建筑全局为主的，把握建筑能源消耗各个节点，以此为根据，采用各类新工艺、新设备及新材料建造而成的新型建筑形式[1]。

（二）全寿命周期理论下绿色建筑设计应遵循的原则分析

全寿命周期理论下，绿色建筑设计应遵循的基本原则有如下几方面：1.功能适用性。绿色建筑设计中的功能适应性指的是建筑物在物理特性、结构构成、环境利用、视觉营造等方面都要具备相应的实用性及灵活性，使绿色建筑兼顾传统建筑形式的一般功能。2.技术性。全寿命周期涵盖了建筑物使用的各个环节，因此，在绿色建筑设计中，应在其每一阶段保障绿色建筑具备较高的技术性，以便使绿色建筑能够从整体上发挥其独特性能。3.协调性。全寿命周期下绿色建筑的协调性，主要侧重指建筑物要在能源节约、环境保护、建筑生态等各方面趋于协调，秉持能耗最少、资源充分利用、环境负荷及受损最小等理念，采用如太阳能、风能等可再生能源，提高能源利用率，合理使用土地及水源，减少环境污染物排放，从而使绿色建筑达到材料、技术与环境的协调，进而优化绿色建筑在各个寿命周期内耗费的成本费用。

二、全寿命周期理论下绿色建筑设计的流程方法

在全寿命周期理论下，绿色建筑设计的流程方法主要包含了设计构思、方案制定、设计改进、方案确定等环节的内容，这些内容彼此存在着一定的交互性和制约性，共同构成了一个层层递进，信息交换频繁的设计系统[2]。

（一）确定绿色建筑设计的基本目标

在全寿命周期理论范畴内开展绿色建筑设计，需要对设计目标加以明确，在众多设计目标中，生态性、环保性及可持续发展应作为绿色建筑设计的基本目标，在此基础上，结合绿色建筑的实际需求及具体类型，再添加其他的设计目标及设计要求。绿色建筑设计基本目标体现出了绿色建筑设计的总体方向，在全寿命周期理论下的绿色建筑设计中起到提纲挈领的作用。

（二）形成绿色建筑设计的初期方案

在确定出绿色建筑设计的基本目标后，绿色建筑设计人员应发挥其创新思维，采用功能分析等方法，形成绿色建筑设计初期方案。在绿色建筑设计初期方案形成过程中，其构思结果既可以以思维架构的形式存在，也可以具化为设计概念图。在绿色建筑初期设计这一环节，在确保设计思维理念与设计草图满足绿色建筑设计目标的基础上，可以秉持多多益善的设计思路，罗列出多种设计方案，以便于后期遴选。

（三）确定绿色建筑设计的具体方案及后备方案

在这一设计流程中，要在遵循全寿命周期理论下绿色建筑设计基本原则的基础之上，着力采用先进的设计方法及工具，将绿色建筑设计的初期方案加以细致化具体化。例如，绿色建筑设计初期方案中涉及到的建筑材料使用、建筑结构确定、建筑构造方案、建筑施工流程步骤、建筑系统构成等各方面都要形成具体的方案及后备方案，从而从整体上提高绿色建筑设计的质量。

（四）运用全寿命周期理论，评价绿色建筑设计方案

在制定出绿色建筑设计的具体方案及后备方案后，要对设计方案加以评价及优化。事实上，绿色建筑设计方案与传统建筑设计方案一样，其设计流程本身就带有极强的综合性和系统性，需要在设计的过程中及后期阶段对其加以评估优化，以提高建筑设计方案的科学性和实效性[3]。

建筑设计中的全寿命周期理论涵盖了建筑设计的各个流程及环节，采用全寿命周期理论，可以对绿色建筑设计方案的优劣加以细致评价，其实施的方法主要体现在以下几方面：1.对绿色建筑设计的各类信息加以汇总，结合绿色建筑设计的基本原则及基本目标划分出绿色建筑设计的评价要素。在评价要素的确定上应涵盖绿色建筑的主要评价因素，如建筑能耗，环保性能等，以提高评价的针对性。2.对绿色建筑的相关指标数据加以提取，并进行量化分析。在这一环节，可以借助于统计及数学理论，通过建立数据矩阵及模型的方式实施。3.通过运用相应的评价方法，做出整体评价。在评价方法上可以综合运用数据调查法、判断矩形法等方法对绿色建筑设计的众方案进行全寿命周期评价，得出最终评价结论。

（四）筛选得出绿色建筑最佳设计方案

通过以上设计流程及方法，借助评价模型及全寿命周期理论，可以对绿色建筑设计方案及后备方案加以全面分析评价，得出最终的评价结果。其评价内容及侧重点主要围绕绿色建筑设计方案的生态性、经济性等因素。绿色建筑设计人员在对评价结果进行汇总比较后，一方面可以根据得出的评价结果对相应的建筑设计方案加以完善优化，另一方面可以参考评价模型给出的建议，选取最符合全寿命周期理论要求的设计方案，从而完成绿色建筑设计的总流程。

结语：

全寿命周期理论下的绿色建筑设计，一方面要遵循相应的设计原则，另一方面要通过有效的分析及评价手段，对设计方案的科学性、经济性加以评估，从而设计出符合全寿命周期理论要求的，兼具功能性、环保性、经济性的绿色建筑，保障绿色建筑的持续稳定发展。

参考文献：

[1]祝昌桥.从绿色建筑的经济性应用于建筑设计理论探究[J].建筑工程技术与设计，2014，（6）：1009.

[2]姜帆.全寿命周期成本视角下的绿色建筑经济效益分析[J].建筑经济，2014，（12）：102-104.

绿色建筑的设计案例范文

在BIM模型中，建筑图纸不再是图面线条而是模型中多方面建筑信息的阐述表达。BIM技术将建筑活动中不同系统的参与人员统一于一个协同合作的模型中，建立起建筑、结构、机电等多专业综合的设计决策信息支持平台，避免了因专业沟通不及时或信息传递阻碍而造成设计延迟与错误，因此可以大大提高整体设计决策的效率与质量。

2设计反馈的及时有效化

BIM软件可以在设计阶段的任何时刻结合相关绿色节能分析软件（例如Ecotect软件）对方案进行相关设计分析，并及时反馈出模拟评估的结果。此外，传统的可持续分析工具在建筑物理、数据分析等方面要求分析人员具备较强的专业素质，而BIM的可持续分析软件具备操作简单、易于掌握的特点，不需要冗长的数据分析就可对不同设计策略进行快速评选，为建筑师在早期设计阶段提供技术支持。

3BIM在绿色建筑方案设计中的适用性分析

在建筑设计中，尽管设计阶段的成本仅占建筑总造价的5%-7%，但是设计阶段的设计方案却会对建筑总造价产生70-80%的巨大影响。此外，建筑的最终性能很大程度上也受设计方案的影响。在设计初期，设计师近80%的设计决策会影响建筑的最终能耗表现；而当一栋建筑已经进入施工或者运营维护阶段，从设计上大幅提高建筑性能的可行性就大为降低。由于方案设计早期可选设计策略具有高度不确定性，并对建筑最终性能影响显著，因此，建筑师能否在设计初期就得到及时有效地决策信息对提高绿色建筑设计水平具有至关重要的影响。无论是住宅建筑还是公共建筑，其功能复杂、形式多样，对能源与环境影响较大。同时，办公建筑中员工工作环境的舒适度及相关经济效益、品牌效益等方面逐渐得到越来越多的重视。面对全球范围内绿色思潮的巨大冲击，大力发展高效舒适、健康环保的绿色建筑已经势在必行。而在绿色建筑设计中，设计师需要将可持续理念贯穿于整个设计过程中。如果在初期设计阶段，设计师就能模拟建筑实施过程并预测最终环境性能，则可以从环境影响的角度，不断比较各种可选方案，降低项目在施工及运营阶段对自然环境造成的不良影响与破坏，进而确保绿色资源开发、绿色生产、建筑环境的不断改善和优化，最终实现人、自然与社会的和谐发展。目前，面向设计师的绿色建筑设计决策支持研究尚在起步阶段，如何在早期设计阶段给予建筑师实时可靠的技术评估以及可以权衡利弊并行之有效的信息支持，是该研究的难点之一。BIM作为当今建筑业新兴的信息技术，在方案设计阶段拥有以上介绍的三大突出优势为克服以上难点提供了新的工具与途径。因此，在当今信息化技术快速发展的背景下，基于BIM的建筑设计辅助工具的性能已远远优于传统的辅助工具，信息化设计辅助工具可以为建筑师提供实时、准确的建筑信息及快速的建筑分析与模拟反馈，可用于对不同建筑方案进行比较，以便提前解决建筑中可能存在的各种问题，从而给予建筑师有效及时的早期设计决策支持。

4基于BIM技术与传统设计方法的应用比较

本文以单体某综合办公楼为例，基于BIM技术与传统设计方法在绿色建筑方案设计的应用中进行对比分析。该综合办公楼位于大连市，总建筑面积为1800.06平方米，屋面高度为10.8米，主体结构形式为钢筋混凝土框架结构，建筑消防等级为2级。运用Revit软件建立综合办公楼的三维模型，将建筑信息模型导入到绿色建筑分析软件——Ecotect中并进行模型分析。选取绿色建筑的重要指标进行比较分析，主要包括日照间距、遮阳构件室内采光、太阳辐射以及节能情况等。

4.1土地的利用——日照间距的确定

通常设计师在规划设计时，为了保证日照光线不受相邻建筑物的遮挡直接射入到室内，需要在建筑物与建筑物之间留出一定的距离，这个距离通常称为建筑的日照间距。而在住宅小区，往往由于建筑布局的不恰当，以及四周建筑的相互遮挡，使得某些朝向选择较好的建筑并不能获得足够的日照条件，可以说，日照间距确定的合理与否，不仅关系着建筑物能否获得足够的日照光线，而且还可以使原本稀缺的土地资源得到充分的利用，以达到绿色建筑基本原则之一,即土地的节约与充分利用。通常情况日照间距的确定方法主要有以下两种：（1）传统的公式法日照间距的大小主要根据现行小区规划设计、住宅设计以及其他建筑设计规范中对日照标准的要求来确定。它受当地地理纬度、建筑朝向、建筑的高度和长度以及用地地形等相关因素的影响。在平坦场地上，任意朝向的条室建筑其日照间距主要根据公式：D=（H-H1）×cot（h）×cos（r)。其中，D为两建筑物间平地日照间距；H为前排建筑高度；H1为后排建筑底层窗台高度；h为太阳高度角；r为建筑墙面法线与太阳方位的夹角。从公式的外表形式可以看出，该公式复杂，计算繁琐，即使在确定正南、正北的建筑日照间距也显得非常困难；当面对复杂的建筑形式和布局时，只能进行简化处理，根本无法进行日照分析以及优化设计。（2）基于BIM的分析法为了阐述基于BIM的日照间距确定，本文以大连某综合楼办公项目为例，确定其日照间距，其具体步骤为：将Revit建立好的BIM模型导入到Ecotect分析软件中，为了能够快速、简便的确定日照间距，本文采用替代法进行分析，即在Ecotect软件中建立一个与该综合楼办公项目高度一样的框架，并且一楼窗户位置与Revit所创建的BIM模型一样，同时假定该综合办公楼的正南方向有一栋与其等高的建筑,根据建筑设计标准，南向墙体接受太阳的日照至少2个小时，本文选择8点半至10点半这两个小时，确定其日照间距。可以计算出此时红色的建筑由于受前面建筑物的遮挡，没有满足设计规定日照要求，此时的距离为16.3m，为了让该综合办公楼满足设计规定的日照要求，为此需要调整其距离，调整后距离为23m，可以算出南墙日照时间完全符合要求。由此可以看出，基于BIM的日照间距确定方法比较简单，并且形象直观，可以直接的观察到每个时间点的阴影，而在建筑选址以及具体规划的设计中，有以下几个方面可以为建筑物争取日照，同时达到充分利用土地、节约土地的目的：利用地势高差规划建筑物的布局，以减少建筑间的间距，一方面充分利用了土地，另一方面又满足建筑物日照的要求，这点特别适合大连市的地势情况；在多排多列建筑物布局时，可以采用建筑物前后排的错位布局，利用屋面山墙空隙来获得日照；不同高度建筑物布局时，可以将高度较低的建筑物布置在向阳位置，而较高建筑物布置在其后面。

4.2室内采光分析

（1）传统的方法在现实生活中，建筑物室内主要通过自然采光与人工照明得到照度。自然采光主要是通过房间的窗户进行采光，窗户采光的局限在于照度随房间进深下降比较快，照度分布很不均匀，同时房间较深部位不能得到足够的自然光线，虽然可以通过提高窗户的位置来增加一部分自然光线，但同时又受到房屋层高的限制；而人工照明主要是通过室内布置一定数量的灯具来获得照度，通常情况下，电器工程师主要按照现行值反推灯具的总功率，以总功率来计算灯具的数量，最终在建筑中按照需要布置灯具，而很多情况下，相同类型、相同数量的灯具因为排列方式的不同，会使室内产生不同的照明效果，有时，只要灯具布置的合理，可能并不需要按照电器工程师计算的灯具总数进行布置就能达到与其基本一致的照明效果。（2）基于BIM的采光分析面对着传统方法在自然采光中运用的不足，基于BIM的Ecotect软件为室内采光环境的改善带来新的契机，即在窗户合理位置处设置阳光反射板，将太阳光通过阳光反射板反射进入房间进深较大的房间内，使房间较深部位也能够得到适宜的照度。此外，运用Ecotect软件可以确定阳光反射板的尺寸，来达到合理利用太阳光的作用，这样既能充分利用太阳光线，也能达到节约阳光反射板材料的效果。室内采光的另一种途径就是人工照明，相同数量、同一类型的灯具布置不同，产生的照明效果也不同，而Ecotect软件具有模拟灯具布置产生照明效果的功能。采用较为分散的布置方式，产生的照度平均值为158.45lux，在程序中可以看出光线分布不够均匀，而采用较为紧密的方式布置，产生的照度平均值为156.57lux，从程序可以看出光线分布比较均匀，从分析结果可以得到，灯具的布置不同确实会造成照度的不同以及光线分布不均匀情况，这样可以为相关设计师提供灯具的合理布置，以达到照明效果最好的布置。

4.3节能优化设计

近年来，随着经济的飞速发展，能源的消耗与日俱增，全球能源短缺的状况日益凸显，能源问题已经成为每个国家首要关注的问题。与此同时，我国建筑能耗占社会总能耗的比重也在不断增加，节能建筑也成为我国所推荐的一种趋势。由于不同的建筑设计方案能源消耗差别较大，因此在建筑方案设计阶段对建筑进行能耗模拟，判断建筑是否节能具有重大的意义。而对建筑进行能耗模拟分析，目前主要有以下两种方法：（1）传统的方法大多数建筑都是参考已有生态建筑设计的案例和技术，利用以往的2D软件，由相应的专业人士通过手工输入的方式将建筑设计的一系列数据输入到专业软件中，进行能量分析。该方法的局限在于能耗分析需要大量的专业数据，输入繁琐，专业性强，造成建筑师难以花大量的时间与精力去研究能耗模拟软件并完成不同方案的能耗分析工作；另一方面，设备工程师需要在输入建筑数据后使用能耗分析软件进行能耗分析，而分析结果并不能直接反映到建筑模型中，导致能耗分析通常安排在设计的最终阶段，不能及时为建筑师提供方案设计依据。（2）基于BIM的Ecotect节能分析面对着传统方法的局限，基于BIM的Ecotect软件分析可以解决采用传统方法存在的问题，由于建筑朝向、维护结构性能等因素是影响建筑能耗的重要因素，为此，本文基于BIM的Ecotect软件分析建筑朝向与维护结构性能对建筑能耗的影响。

4.4设计方案优化的对比分析

在上一节中，笔者以大连某综合办公楼为实例，详细介绍了传统设计方法与基于BIM技术的设计方法在该实例室内采光、日照间距及节能设计时的应用，两者优化对比分析见表5-1。

5结论

绿色建筑的设计案例范文

1绿色建筑经济效果评价体系设计思想

2006年我国颁布了绿色建筑评价标准(GB/T50378-2006).2008年8月28日,建设部了《绿色评价标识管理办法(试行)》及《绿色建筑评价技术细则(试行)》.上述政策从6个技术体系方面对住宅与公共建筑进行考核,即节地与室外环境、节能与能源利用、节材与水资源利用、节水与水资源利用及室内环境质量及运营管理.在综合考虑绿色建筑评价标准和有关学者的研究成果的基础上,设计绿色建筑经济评价指标体系.具体设计思想如图1所示.

图1绿色建筑经济评价体系设计思想

Fig.1Designideaofeconomicevaluationsystemforgreenbuilding

2绿色建筑的效益指标研究

绿色建筑评价标准中的室内环境和室外环境2项指标主要是指绿色建筑对环境的影响,基于效益的角度,可以把两者归结为相对于传统建筑,绿色建筑所带来的环境效益;节能、节水、节材、节地、运营管理等更多的体现为对于成本的节约,可以概况为绿色建筑所带来的经济效益;提供的服务与功能主要是指绿色建筑给人们带来的舒适空间和减少疾病的机会,可以概括为绿色建筑所带来的个人舒适度[2].因此,绿色建筑的效益指标包括:环境效益、经济效益和个人舒适度.

2.1绿色建筑的环境效益

和传统建筑相比,绿色建筑主要采用较环保的建筑材料,能够对环境的影响减少到尽可能的小.环境效益主要包括室内环境和室外环境.对室外环境的影响主要是温室气体的排放,其中CO2的排放量占99%以上的比例.对室内环境影响最大的是建筑装饰材料和室内设施方面产生的污染,则处理室内环境污染的费用为绿色建筑在室内环境方面增加的效益.

2.2绿色建筑的经济效益

绿色建筑的经济效益主要体现在节地、节水、节材和节约能源及减少运营管理成本等方面.在节地方面,《绿色建筑评价标准》中规定绿色建筑的建造应该是在集约利用土地、优化土地使用基础之上的,能充分利用工业废料,以保护和利用土地资源;在节材方面,指结构施工与装修工程一次施工到位,不破坏和拆除已有的建筑构件及设施,装修时避免重复装修与材料浪费等;在节水方面,绿色建筑要求采用节水型器具方式降低用水量等;在节能方面,绿色建筑应该是根据当地自然条件,充分考虑自然通风和天然采光,能够减少空调使用和照明等.

2.3绿色建筑的个人舒适度

随着社会发展和科技进步,人们的生活水平快速提高,对空间和室内环境的要求也越来越高.而绿色建筑更多地利用自然光、自然通风,使室内空气质量大为改善,提高了人们的工作和学习效率,减少了生病的机会.

2.4绿色建筑的效益指标度量

有学者运用生产率变动法、疾病成本法、机会成本法、预防性支出法、置换成本法等方法对评价指标进行量化,但其局限性在于仅针对各个评价指标进行独立计量,且各指标采用度量的方法也各不相同,不同性质且采用不同方法计量的指标可比性差,从而使用这些方法很难对绿色建筑的经济效果进行全面、客观的评价.

为了把绿色建筑的环境效益、经济效益、个人舒适度转化成能够进行度量的效益性指标,首先利用层次分析法,确定指标的权重,然后利用专家打分的方法,对绿色建筑的效益指标进行量化.

3绿色建筑的全寿命周期费用研究

寿命周期成本核算(LifecycleCosting,LCC)是指“将特定产品、技术或系统整个生命周期内的全部成本与效益”定量化[3].绿色建筑的全寿命周期费用包括建设期费用和运行期费用.建设期费用主要包括构成建筑实体的材料费、建筑施工的人工费和机械设备费、建筑施工的管理费、方便施工采取的相关措施费以及为完善建筑功能安装的配套设备及其安装费等.运行期的费用主要包括能源消耗费用(电力、燃力、热力)、建筑结构和实体维护更新费、设备维修、改造和更新费[4-5].

对于绿色建筑而言,建设期费用会比传统建筑费用高.有关资料显示,同一项建筑物,运用绿色建筑设计、建造技术和手段与传统的设计、建造技术和手段相比较,绿色建筑平均增加额外的费用大约为总投资的2%,绿色建筑的初始成本要比传统建筑高5%~10%[6],而运行期费用却比传统建筑费用低.其运行期费用的节约主要体现在公用设施的节省和维护费用的节省.

4绿色建筑的效益费用分析

由于效益费用的内容和性质各不相同,为了使其具有可比性,故把方案的效益和费用先进行无量纲化处理.利用式(1)进行方案效益的无量纲化处理,利用式(2)进行方案费用的无量纲化处理,利用式(3)进行方案的效益费用分析.

方案效益系数=本方案效益得分/各方案效益得分之和(1)方案费用系数=本方案费用/各方案费用之和(2)方案的经济效果=方案效益系数/方案费用系数(3)根据式(3)的计算结果,方案效益费用系数比最大的,就是最优方案.

5实例分析

某建筑工程,按照绿色建筑标准和普通建筑标准分别设计了2套方案,拟对2套设计方案进行优选.业主首先请专家对项目2套方案的效益进行了打分,有关数据如表2所示.然后业主请造价工程师分别计算了2套方案的全寿命周期费用,其中绿色建筑费用为1650元/m2,普通建筑为1580元/m2.

5.1效益权重的确定

利用层次分析法,构造判断矩阵,确定项目效益权重[6],如表1所示.

计算各方案的费用系数;在此基础上,按照式(3)计算各方案的效益费用系数比,具体如表3所示.

根据表3计算结果,可以看出绿色建筑方案的效益费用系数比大于普通建筑方案的效益费用系数比.对该建筑工程,应采用绿色建筑方案.