住宅體形系數(shù)碳敏感性研究
時(shí)間:2022-01-27 09:43:37
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摘要:介紹了建筑體形系數(shù)與敏感性分析的定義,結(jié)合國內(nèi)外住宅體形系數(shù)碳敏感性研究的現(xiàn)狀,探討了碳排放視野下的體形系數(shù)與建筑設(shè)計(jì)之間的規(guī)律,提出了體形系數(shù)碳敏感性的研究構(gòu)想,為同類問題的研究提供參考。
關(guān)鍵詞:建筑體形系數(shù),碳敏感性,節(jié)能減排,住宅
1概述
隨著國際碳交易進(jìn)入后京都時(shí)代以及國內(nèi)碳交易試點(diǎn)的推進(jìn),建筑節(jié)能的內(nèi)涵和外延都需要得到進(jìn)一步的拓展,同樣,住宅規(guī)劃、設(shè)計(jì)理論及方法也將面臨語境轉(zhuǎn)換的時(shí)代要求。由于我國住宅建設(shè)量巨大,為配合國家減少碳排放的各階段目標(biāo),有必要重新審視現(xiàn)有的專注于使用階段節(jié)能的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及理念,并結(jié)合住宅全生命周期碳排放概念進(jìn)行扎實(shí)的研究,揭示住宅建筑規(guī)劃、設(shè)計(jì)與建筑碳排放之間的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)節(jié)能與減排的實(shí)質(zhì)對應(yīng),探尋以規(guī)劃和設(shè)計(jì)為先導(dǎo)的低碳之道。在住宅設(shè)計(jì)領(lǐng)域,從1986年頒布的第一部節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)到最新的標(biāo)準(zhǔn),均將體形系數(shù)作為重要的規(guī)定性指標(biāo)之一。在國標(biāo)JGJ26—2010嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中,建筑體形系數(shù)的定義為:“建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值。外表面積中,不包括地面和不采暖樓梯間隔墻和戶門的面積”。JGJ134—2010夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中,對夏熱冬冷地區(qū)居住建筑的體形系數(shù)按住宅層數(shù)的不同分別加以限定,當(dāng)體形系數(shù)大于規(guī)定限值時(shí),必須按要求進(jìn)行建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的綜合判斷。建筑體形系數(shù)與住宅的體量處理、平立面設(shè)計(jì)均密切相關(guān),是住宅建筑設(shè)計(jì)過程中的重要關(guān)注點(diǎn)之一。因此,以體形系數(shù)的碳敏感性為切入點(diǎn)進(jìn)行研究,可以在住宅建筑設(shè)計(jì)方法與建筑碳排放之間建立起清晰而直觀的聯(lián)系,并為建筑師提供思路上的拓展與啟發(fā)。同時(shí),此研究對于增強(qiáng)減排意識,變被動減排為主動減排具有積極的推動作用;對于我國住宅領(lǐng)域碳排放計(jì)算與國際通用計(jì)算平臺的接軌以及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的制定,也具有前瞻性意義。敏感性分析(sensitivityanalysis)是指通過定量分析來研究有關(guān)因素發(fā)生某種變化時(shí),對某一個(gè)或一組關(guān)鍵指標(biāo)影響程度的一種不確定分析方法,其主要研究方法是通過逐一改變相關(guān)變量數(shù)值的方式來揭示關(guān)鍵指標(biāo)受這些因素變動影響大小的規(guī)律。在本研究中,體形系數(shù)碳敏感性這一概念被用以表征體形系數(shù)發(fā)生變化時(shí),對于建筑碳足跡指標(biāo)所產(chǎn)生影響的程度。這一研究將突破以往針對使用階段進(jìn)行研究的局限性,量化分析住宅體形系數(shù)在全生命周期向度上的碳敏感性,并將最新的國際碳足跡計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)與中國節(jié)能減排的實(shí)際國情相結(jié)合,以期為設(shè)計(jì)實(shí)踐提供客觀準(zhǔn)確的考量依據(jù),也為將來基于碳足跡合理設(shè)定住宅體形系數(shù)取值范圍打下扎實(shí)的理論研究基礎(chǔ)。
2既有研究
當(dāng)前,國內(nèi)外一些學(xué)者已經(jīng)基于計(jì)算機(jī)軟件虛擬平臺和模型分析,對住宅體形系數(shù)與節(jié)能的關(guān)系進(jìn)行了研究,并總結(jié)了一些計(jì)算方法和基本規(guī)律。本研究擬在前人的研究成果基礎(chǔ)之上,通過大量分析和整理近些年已建成的住宅,采用模擬實(shí)驗(yàn)、類型化提煉和現(xiàn)場實(shí)測等方法,對住宅體形系數(shù)的碳敏感性進(jìn)行詳實(shí)而科學(xué)的實(shí)證研究。國內(nèi)對于體形系數(shù)與節(jié)能減排關(guān)聯(lián)性的學(xué)術(shù)研究始于20世紀(jì)80年代,近些年得到了越來越多學(xué)者的關(guān)注。雖然大部分研究者都認(rèn)為,體形系數(shù)與住宅能耗有密切關(guān)系,但是,由于多數(shù)研究都以抽象數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ),并運(yùn)用各種動態(tài)能耗模擬軟件進(jìn)行分析,研究結(jié)論表現(xiàn)出很大的差異性。目前,我國在居住建筑節(jié)能減排設(shè)計(jì)研究方面,已取得了相當(dāng)進(jìn)展。但總的來說,目前尚缺乏權(quán)威統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù),而且與國際計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)間的銜接與聯(lián)系有待進(jìn)一步加強(qiáng)。國外對建筑節(jié)能問題的研究始自20世紀(jì)60年代,在建筑設(shè)計(jì)與能耗以及碳排放的關(guān)系研究上取得了大量的研究成果,并建立了一系列評估標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)算方法。國外學(xué)者也對住宅體形系數(shù)與碳排放的關(guān)系有所研究。但是,由于住宅類型、建造方法和技術(shù)思路的差異,歐美國家的研究多側(cè)重于表面積系數(shù)與建筑碳排放關(guān)系的研究。
3研究目標(biāo)
1)通過體形系數(shù)碳敏感性分析,揭示體形系數(shù)與住宅碳排放之間的數(shù)理關(guān)系。由傳統(tǒng)上專注使用階段能源消耗轉(zhuǎn)向?qū)τ谌芷谔寂欧诺牧炕疾?,是低碳視野下住宅可持續(xù)設(shè)計(jì)的必然趨勢。本研究將通過充分翔實(shí)的數(shù)學(xué)定量分析,基于對建成住宅的實(shí)證研究,揭示體形系數(shù)與碳排放之間的科學(xué)規(guī)律,將傳統(tǒng)上對于體形系數(shù)與建筑能耗之間關(guān)系的研究,延伸到碳排放領(lǐng)域中,為在住宅全生命周期碳排放視野下的體形系數(shù)控制及其指標(biāo)設(shè)定提供比較扎實(shí)的研究基礎(chǔ)。2)面向設(shè)計(jì)實(shí)踐,揭示與體形系數(shù)相關(guān)的住宅建筑設(shè)計(jì)方法的碳敏感性。低碳設(shè)計(jì)是技術(shù)更是意識。由于體形系數(shù)是設(shè)計(jì)實(shí)踐中的重要控制指標(biāo),對住宅設(shè)計(jì)思路的影響普遍且深入。本研究將通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)理研究,揭示與體形系數(shù)相關(guān)設(shè)計(jì)方法對于住宅碳排放的不同影響程度,并且通過量化的、明確的研究結(jié)果呈現(xiàn),使建筑師對于設(shè)計(jì)手段與碳排放之間關(guān)系有較為直觀的理解,有助于增強(qiáng)建筑師在住宅設(shè)計(jì)中的減排意識。3)以體形系數(shù)為突破口,將住宅研究在碳排放向度上延伸至國際標(biāo)準(zhǔn)平臺。由于碳排放國際標(biāo)準(zhǔn)的長期缺位,國內(nèi)外有關(guān)建筑碳排放的相關(guān)研究一直處于百花齊放的狀態(tài),尚無正式的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。2013年,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織出臺了第一部碳排放國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/TS14067:2013Greenhousegases—Carbonfootprintofproducts—Requirementsandguidelinesforquantificationandcommunication,確定了產(chǎn)品和服務(wù)向度上碳排放的計(jì)算方法準(zhǔn)則。這一準(zhǔn)則將為今后包括建筑碳排放在內(nèi)的各類相關(guān)碳排放計(jì)算起到指導(dǎo)作用。本課題把ISO14067的相關(guān)計(jì)算規(guī)則與中國實(shí)踐相結(jié)合,將其引入至住宅生命周期碳排放的核算中,以體形系數(shù)為突破口,在國際碳足跡標(biāo)準(zhǔn)平臺之上進(jìn)行住宅研究,為未來融入國際碳交易平臺打下研究基礎(chǔ)。
4結(jié)語
目前量化碳足跡正逐步成為國際上各行業(yè)通用的可持續(xù)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。建立科學(xué)的碳交易平臺,將傳統(tǒng)基于能耗的節(jié)能理論向碳排放進(jìn)行拓展和語境轉(zhuǎn)換已經(jīng)成為國際共識。體形系數(shù)碳敏感性研究將通過多方面的創(chuàng)新,來進(jìn)行這一轉(zhuǎn)換的探索。一方面,以通過節(jié)能模擬驗(yàn)算并已經(jīng)建成的住宅為研究樣本進(jìn)行實(shí)證研究。將以往研究中主要采用的抽象模擬方法與現(xiàn)場實(shí)測驗(yàn)證的方法相結(jié)合,更加客觀準(zhǔn)確地揭示研究對象的真實(shí)規(guī)律。另一方面,在碳排放視野下,在研究中引入最新國際碳排放標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合國際最新碳排放標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算規(guī)則,對體形系數(shù)與住宅碳排放之間的關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)的驗(yàn)證,從而獲得準(zhǔn)確的數(shù)理規(guī)律,為建筑碳排放的研究尋求國際化支撐。
作者:張磊 黃欣 單位:同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院
參考文獻(xiàn):
[1]張磊,黃一如,黃欣.基于標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算平臺的建筑生命周期碳評價(jià)[J].華中建筑,2012(6):32-34.
[2]黃一如,張磊.產(chǎn)業(yè)化住宅物化階段碳排放研究[J].建筑學(xué)報(bào),2012(8):70-71.
[3]黃一如,馮華晟.集合住宅體形系數(shù)研究[A].第六屆中國城市住宅研討會論文集[C].2007:3.
[4]周燕,閆成文,姚?。幼〗ㄖw形系數(shù)對建筑能耗的影響[J].華中建筑,2007(5):115-116.
[5]曹毅然,陸善后,范宏武,等.建筑物體形系數(shù)與節(jié)能關(guān)系的探討[J].住宅科技,2005(4):26-28.