在建筑设计中实施生命周期成本分析外文翻译资料

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在建筑设计中实施生命周期成本分析

todor rrouca-i-Dania^{1,a *}、HORNEȚ mircea ^2,b、iordan nicolae ^2,c

¹No.29，Eroilor Bl.，Braşov，500036，Romacirc;nia

²No.5, Turnului St., Brașov, 500152, Romacirc;nia ^araluca.todor@unitbv.ro,^bmircea.hornet@unitbv.ro,^cnicolae.iordan@unitbv.ro

关键词：生命周期分析，生命周期成本分析，可持续性，降低能耗

摘要：

在对可持续发展日益关注的背景下，建筑商和建筑师开发了新的综合方法，以减少建筑物对环境的影响。生命周期成本分析（LCCA）是这些方法之一，可能是评估过程中最具功能性的方法之一。使用该LCCA有助于设计过程的整合，并有助于识别能效的机会，例如适当的分区，自然采光和加热，通风和空调（HVAC）的设计优化。它还有助于找到降低总体成本的最佳解决方案。LCCA在罗马尼亚鲜为人知，并且在建筑设计方面尚未被广泛使用，因此本文包含对该方法的广泛概述，并强调其主要优势和用于实验室研究的建筑设计案例研究。经过分析的建筑是布拉索夫特兰西瓦尼亚大学研究与发展研究所的12栋相同建筑之一。

介绍

目前，在罗马尼亚，建筑的设计分阶段实现。建筑师正在进行该项目，该项目后来被转移到进行阻力计算阶段的团队，并在最后执行安装。然而，这种方法在大多数情况下不允许实施最佳解决方案，特别是在安装方面。因此能耗不是最佳的，主要是由于这些系统的最后阶段的设计，这为工程师提供了更少的优化选项。

欧盟委员会希望为建筑的生命周期成本制定一个共同的欧洲方法。该目标的主要目的是研究提高建筑业竞争力的可能途径，始终强调在建设和规划的各个阶段实施LCC的必要性。估算所有成本，包括随后的成本，可以对各种替代方案进行适当的评估，以满足受益人的需求。[1]

传统设计可能出现的主要问题涉及：潜在优势的有限使用，自然采光的非使用潜力，夏季高热负荷和冬季小热负荷，最终所有这些都导致在运营阶段成本非常高。

通过设计建筑物以实现高性能建筑的综合方法的主要目标是：

• 可达性：与建筑物高度和开口相关的特征，残疾人的要求。
• 功能：空间要求和功能需求，系统性能，耐用性和高效维护。
• 效能：根据生命周期成本，成本估算和预算基础控制进行选择。建筑的一体化设计。
• 生产力：确保乘员舒适：通风，照明，系统和技术。
• 可持续发展：确保环境保持良好。[2]

集成设计过程是一个比传统设计更复杂的过程，涉及一个设计团队。实现可持续建筑对环境影响最小的关键是组建一支具有设计领域经验的团队，并希望参与整合设计过程。重要的是，团队是多学科的，所有团队成员都要执行项目所需的步骤和操作。

这样的综合设计团队具有以下特点：

• 客户在设计过程中发挥着积极作用;
• 有一个团队负责人从预设计阶段到实际使用，激励和协调项目;
• 项目的推动者在必要时与团队成员互动
• 成员互动是不断进行的。

团队结构应根据每个项目的特殊性进行调整，例如约束和机会，传达方法，适应当地条件以及受益人的要求，这些都非常重要

建筑生命周期

建筑物的生命周期是指建筑物的整个生命周期， 换句话说，不仅要将建筑物分析为运营建筑，还要考虑设计，建造，运营，拆除和废物处理。当尝试改进建筑物的操作特性时，使用这种观点是有用的，这与建筑物的设计方式有关，例如整体上的节能。[3]

在大多数情况下，能源效率设计阶段的努力不足，导致运行期间的高能量负荷或可恢复的功能障碍的出现，但是 在大多数情况下，补救费用极高，而且在今后合理的时间内几乎无法收回，或者有相当大的改善时无法收回损失。 降低能源消耗是不可能实现的。

目前，国际层面的研究是为了探索整合建筑物整个生命周期的新方法，而不是仅仅关注建筑物的运营阶段。

建筑生命周期的主要阶段是：

建筑材料的制造：原材料的地面开采，制造/加工工厂的材料运输，成品材料或中间体的制造，最终产品的制造，包装和分销。所有这些操作都会产生能耗，因此会产生成本。

建筑物的实际建造：代表与建筑项目相关的所有活动。

运行和维护阶段：建筑物开采，耗水量，环境废物，组件和系统维修和更换所消耗的能源，用于维修的运输设备。

拆除是指实际拆除所产生的能源以及运输废物和回收作业所需的能源。[4]

在建筑设计中实施生命周期分析

有些领域成功地执行了环境因素的整合，例如汽车（欧洲排放分类系统）或家用电器（按污染和能源消耗的类别）。

在建筑领域，造成环境恶化的主要因素是建筑物运营阶段的材料生产和开采（加工，运输，处置）和过程的各个阶段所消耗的能源，如供暖，制冷和建筑物照明和使用化石燃料（天然气，煤，石油）进行这些过程是二氧化碳排放的主要来源，造成一半的温室效应排放。因此，该结构可被认为是对环境恶化有很大贡献的区域。因此，减少对环境影响是“可持续发展”战略任务的一个方面，是目前的优先方向之一。

未来也是如此。

实施建筑可持续发展概念的主要方法是概念和技术层面的创新，这一过程显然是一个多学科和跨学科的过程。基于概念性能模型（功能性，安全性，中性或对环境的低影响），使用具有优越物理和机械特性的材料（可回收和消耗嵌入的低主要资源和能源），应用建设性系统和相关技术（安全性，灵活性，低能耗，对环境的影响最小）。[5]

运行能源是整个建筑生活中消耗的能源，是建筑部门的关键要素之一，热力性能，能源效率具有重要的环境，经济和社会影响。

设计一座为期50至100年的建筑物，如果不考虑到资源消耗对环境的影响及其影响，将是不可能做到。在建筑物的设计和建造中考虑的主要参数是选择有效的选址，设计建筑的可持续性，材料选择，施工，废物管理，能源和水的有效利用，室内空气质量，使用，拆除，再利用组件，但对生命周期评估的影响[5]。

在巨大的能源消耗和建筑材料使用的背景下，进行评估。环境影响越来越成为设计过程中的必要条件，而LCC是评估这些影响的最佳方式。

生命周期成本分析（LCCA）是一种评估建筑设计总体成本有效性的方法。是一种综合方法，因为它考虑了大量的成本变量，与上述建筑生命周期阶段相关的所有成本。因此，估算各种项目替代方案的总成本可能导致我们所谓的最低生命周期成本建筑（LLCC）。这一因素是实用的，也是潜在投资者或受益人选择另一个项目而不利于另一个项目的主要动机（尽管第一个项目涉及较高的初始成本，但在运营阶段，成本可能会显着降低，因为较低能源消耗）。[6]

因此理想的是在设计阶段使用这种方法，因为有可能调整项目以便能够降低能耗和成本。使用这种方法也可以指出两种替代方案之间选择的最佳解决方案，例如安装HVAC系统或高性能窗系统之间的选择，尽管在初始阶段它更昂贵，但可以在运行期间节省能源和成本。

LCCA最困难的部分是确定项目替代方案的影响并用金钱量化这些效果。

LCCA方法中包括的主要成本类型是：初始成本，建筑成本，燃料成本，运营成本，维护和维修成本，更换成本，废物，拆除和回收成本。[3]

建筑物的生命周期成本分析将采取以下步骤：

• 建立一些明确的分析目标
• 确定评估替代品的确切标准
• 确定和开发替代设计项目。必须以足够详细的方式开发这些替代方案，以便能够更精确地估算成本

这样就可以成功实施这种分析。本指南的目的是在合理的努力和投资的情况下尽可能多地获取成本效益。设计团队应根据他们在选择系统的构造和相关组件方面的经验和判断来开发替代方案。

• 收集与成本相关的信息收集：可以收集与成本相关的信息

来自各种来源，如成本估算顾问，评估专家，承包商，零售商，设计师，拆迁专家等。

• 开发生命周期成本分析（适用于所有替代方案）。计算总成本并选择总成本最低的替代方案。

整合LCA和LCC。LCA和LCC基于建筑物的生命周期并且实用，它们可以组合以提供更复杂的结果，从而产生潜在的生命周期成本和环境影响。它们的组合使用导致：

• 选择替代技术解决方案;
• 确定以最低成本满足环境目标的技术解决方案;
• 重新计算环境影响成本;
• 投资评估。

围绕该立法框架，最重要的法律规范由ISO 14040表示，其描述了进行LCA的原则和框架。它概述了如何进行LCA分析。由于该标准适用于各种工业和消费领域，因此仅具有一般性质。但是，它包括一系列复杂的术语和定义，实施的方法框架，报告考虑因素，关键评论的方法以及描述LCA应用的附录。ISO 14044规定了申请LCA的要求并提供了指导。该标准旨在用于准备和进行生命周期分析，并为LCA影响的解释和各阶段以及所收集数据的性质和质量提供指导。

LCC方法可应用于建筑业务的各种情况，例如，投资建筑或土木工程的执行。LCC方法也可以作为评估建筑或翻新工作运营阶段预算的一种手段。[5]因此，LCC和LCA可用于在更广泛的过程中进行联合评估， 每个过程都可以作为应用另一个过程的基础。

案例研究：布拉索夫特兰西瓦尼亚大学研究与发展研究所。

布拉索夫特兰西瓦尼亚大学研究与发展研究所是该大学的一个结构，旨在促进当前可持续发展领域的先进研究，以及该领域的具体主题，研究中心有ICDT机会实现跨国和跨国纪律方法，有价值的成果旨在证实研究所和特兰西瓦尼亚大学在国家和欧洲层面的身份。该研究所向博士研究员的活动和大学教师与学术合作伙伴的合作，科学或经济领域的研究开放。

2005年开始在特兰西瓦尼亚大学开展（重新）结构研究的新过程，从丰富的经验和现有资源开始，重点是根据科学研究的优先事项，根据国家和国际以及经济和社会文化。

ICDT总部于2009年至2012年间进行，由12座相同的高能自治建筑组成；建筑项目由大学团队进行，包括隔热，开窗，供暖，水处理，照明，IT，设计低能耗的新解决方案，是可再生能源转换部署的先决条件。[7]

12座建筑物中的每一座都是1:1的一站式实验测试，用于基于不同混合物的能源系统，太阳能 - 热能，光伏，风能和热泵，以及备用源生物质或化石燃料（气体甲烷）。

根据受益人的需求，监测数据采集和分析的结果可以实现具有高能量自治的建筑物的可行性评估和项目开发。

12座相同建筑的主要特点是:

—具有高能量自治的建筑物；

—可再生能源转换系统的存在：太阳能热能，光伏，热泵;

—能源消耗监测系统的存在;

—“绿色”IT系统

—“智能电网”系统

经过一年的监测，该研究所的所有建筑物都确认了低能耗建筑的状态。遵循基于可再生系统的自治高能混合概念,能源已经实施（热泵，光伏组件和收集器太阳能热），即使对于不太有利的地区，如布拉索夫山区，确认了解决方案的可行性。[7]

本研究仅针对玻璃和玻璃系统进行。该研究所目前配备了三重，氩气，低辐射窗口，在表1中，对每种窗户类型的热阻以及生产它所需的能耗进行了一些计算。

表1.上釉选项及其额外的能量。

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