基于量化分析辅助的低碳建筑设计研究

论文摘要

在全球气候变化的时代背景下，世界各国在经济发展的同时，将减少二氧化碳排放和降低温室效应作为重要的指导思想。《京都议定书》的签订促使各国提出积极的碳减排计划，并建立碳关税、碳交易等经济活动促进社会的碳减排发展。碳排放的量化控制成为低碳理念实现的核心内容。低碳建筑作为低碳经济的重要发展内容，对实现整个社会的碳排放目标、创建资源节约和环境友好型社会有着重要的意义。实现减少碳排放量是低碳建筑设计的核心目标。由于低碳建筑目标的定量性，量化分析辅助低碳建筑设计就成为了必要的方式和手段。对低碳建筑设计进行量化分析辅助，能够促使设计过程更科学和理性，保障设计成果，实现碳减排目标。低碳建筑所涉及内容的复杂性，以及量化分析方法的多样性，使得如何在低碳建筑设计中运用量化分析的方法进行设计辅助，成为了目前低碳建筑设计中遇到的难题。本文首先综合了低碳建筑设计中量化分析的内容，包括明确低碳建筑量化分析的范围和建立低碳建筑设计量化分析指标体系两大部分。低碳建筑的概念内涵决定其在量化分析时需要在建筑的时间维度上综合考虑全生命周期内的碳排放特征；建立低碳建筑设计指标体系来明确量化分析内容及其指标层次，从而明确各指标对设计各个阶段的辅助作用。其次，本文综合分析了低碳建筑设计量化分析的方法：提出碳排放计算方法和计算机辅助模拟分析法。提出对建筑师具有参考意义的碳估算模型，以及可以用于前期分析的估算软件，并将计算机模拟分析软件进行分类说明。再次，通过对现有设计模式的研究，分析在量化分析辅助下，低碳建筑设计的新特点，建立基于量化分析辅助的低碳建筑设计模式，并从设计流程、团队人员组成和信息流通模式三个方面阐述其特点。最后本文探讨了量化分析在辅助低碳建筑策略中的应用，说明量化分析如何辅助导向性策略和技术性策略的生成和调整。其一，说明了碳计算在设计前期，从建筑全生命周期角度导向性策略生成；其二，结合实际案例对计算机模拟技术在概念设计、方案优化及方案验算调整三个阶段的技术性策略生成及具体应用进行了详细阐述。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.1.1 低碳建筑的时代背景
• 1.1.2 低碳量化的背景与趋势
• 1.2 概念定义及其特征
• 1.2.1 低碳建筑的定义及内涵分析
• 1.2.2 低碳建筑的类型及特征
• 1.2.3 量化分析的定义
• 1.3 研究目的与意义
• 1.4 国内外研究现状
• 1.4.1 国外研究现状
• 1.4.2 国内研究现状
• 1.5 研究的内容、方法与框架
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 研究方法
• 1.5.3 研究框架
• 第2章 低碳建筑设计量化分析的内容
• 2.1 低碳建筑设计量化分析的范围
• 2.1.1 建筑全生命周期概念
• 2.1.2 建筑全生命周期碳排放特征
• 2.2 低碳建筑设计量化分析的指标体系
• 2.2.1 碳排放指标
• 2.2.2 次级指标及其换算
• 2.2.3 低碳建筑性能指标
• 2.2.4 低碳建筑设计量化分析指标系统图
• 2.3 本章小结
• 第3章 低碳建筑设计量化分析的方法
• 3.1 碳排放计算方法
• 3.1.1 计算的基本原理和层次
• 3.1.2 碳当量估算模型
• 3.1.3 碳排放估算软件
• 3.2 计算机辅助模拟分析
• 3.2.1 气候分析软件
• 3.2.2 环境性能分析软件
• 3.2.3 能耗模拟计算软件
• 3.2.4 资源模拟消耗分析软件
• 3.3 本章小结
• 第4章 量化分析辅助的低碳建筑设计模式
• 4.1 现有建筑设计模式概述及其问题分析
• 4.1.1 传统建筑设计模式
• 4.1.2 绿色建筑设计模式
• 4.2 低碳建筑设计流程
• 4.2.1 国外低碳建筑设计程序参考
• 4.2.2 基于量化分析辅助的低碳建筑设计流程
• 4.3 低碳建筑设计团队组成模式
• 4.3.1 团队人员的组成
• 4.3.2 团队领导及协调
• 4.4 低碳建筑设计信息流通模式
• 4.4.1 信息交流媒介
• 4.4.2 信息流通平台
• 4.4.3 信息集成数据库
• 4.5 本章小结
• 第5章 量化分析辅助的低碳建筑设计策略及应用
• 5.1 基于碳排放计算辅助的导向性设计策略
• 5.1.1 基于物化阶段碳排放的设计策略
• 5.1.2 基于使用阶段碳排放的设计策略
• 5.1.3 基于拆除、回收阶段碳排放的设计策略
• 5.2 基于计算机模拟辅助的技术性设计策略及应用
• 5.2.1 基地模拟分析与概念方案生成
• 5.2.2 建筑性能模拟分析与方案优化
• 5.2.3 资源消耗分析与方案验算及调整
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢