论文题目：低碳建筑设计评估与优化研究
摘要：气候变暖,人类生存面临危机,建筑作为温室气体的重要来源,迫切需要在设计阶段考虑全寿命周期的减碳,构建低碳建筑设计成果作为低碳建造、运行的必要条件。本文以低碳建筑设计为主要研究对象,综合分析低碳经济模式下的建筑产业发展和建筑物生命活动,在研究低碳建筑内涵和全寿命周期碳排放构成的基础上,利用信息时代数据分析的高效性,构建建筑设计低碳性的评价体系并寻找设计优化的关键技术。论文主要研究内容如下:（1）通过对基础理论、国内外研究文献综述,了解可持续发展理念下节能建筑、生态建筑、绿色建筑、低碳建筑的发展和研究概况,探索本研究的理论意义和现实价值,明确研究方法及技术路线。（2）分析建筑物生命过程各阶段的活动特点,从目标制定、设计控制、施工实施、运行落实、建筑拆除等方面论述了低碳建筑的形成机理,初步探讨了宏观经济、建筑技术和人的活动对低碳建筑的影响。（3）分析了宏观层面的经济发展与微观层面建筑物碳排放的关系,利用投入产出法计算产业碳排量与建筑物建成面积的对应关系,根据国家经济发展目标制定出建筑物相对应的碳排量标准。（4）从微观层面分析建筑物的生命活动,采用碳排放系数法计算建筑物全寿命周期碳排量,从产生阶段和来源两个层面对建筑物碳排放进行分类。以典型项目设计进行计算和实证研究,以碳排放产生来源的分类研究作为低碳性设计研究的理论基础。（5）以建筑设计理论为基础,研究各专业设计内容与建筑物碳排放的相关性,并通过分析BIM的体系构成及应用,构建了建筑物碳排量预算平台。（6）结合宏观低碳经济发展与产业关联性研究,以及微观层面研究绿色建筑的要求和规范限定,构建建筑设计低碳性评价体系,提出以建筑物全寿命周期碳排放强度（单位面积每年的碳排量）作为低碳建筑设计限值,并对典型项目进行实证研究。（7）根据建筑物碳排放计算结果的分类研究及评价结果,定量研究低碳建筑技术的应用,找出影响设计的关键因素及优化方法。以典型项目优化作为实证分析检验研究结果。通过对以上内容的研究,论文取得的研究成果主要有:分析建筑物的生命活动及其碳排放特征,明确建筑设计在建筑物全寿命周期低碳发展中的控制性作用,肯定建筑设计低碳性评价和优化的价值。建筑的发展涉及到国民经济的众多行业,微观建筑的发展和宏观经济的发展有着密切的关系,根据国家GDP碳排放强度目标值的设定,推导出建筑低碳化的单位面积碳排放强度,作为微观层面建筑设计低碳性的控制指标。对照微观绿色建筑、节能建筑的相关设计要求,确定了评价指标的标准限值,从定量研究的角度完善了建筑设计低碳性评价体系。在设计阶段按照建筑物碳排放来源活动对碳排量进行分类,利用BIM快速计算建筑物生命周期碳排量,根据预算结果的分析对设计进行优化,分析低碳技术对碳排放的影响度。本论文的创新之处在于:根据国家产业低碳发展的目标,提出我国建筑产业宏观层面及建筑物微观层面的低碳发展目标;提出基于设计可控性研究的建筑物碳排放来源分类,构建建筑设计低碳性评价体系并设定标准,以建筑物全寿命周期碳排放强度限值控制建筑设计低碳性;以碳排放分类及评价结果为指导选择建筑设计低碳性优化途径。论文通过对建筑物生命活动、建筑设计理论、低碳经济等相关研究,构建了基于BIM的建筑物碳排量计算平台,以该计算结果为对象构建了建筑设计低碳性评价体系,并根据评价结果找出影响设计的关键因素及优化方法。研究结果可用以指导设计阶段控制建筑物全寿命周期性低碳性,为低碳建筑设计和管理提供理论依据和实践指导。
关键词：低碳建筑;设计低碳性;碳排放度量;评价体系;设计优化
学科专业：土木工程建造与管理
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景和研究意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 可持续发展与低碳建筑发展研究
1.2.2 建筑生命过程碳排放形成研究
1.2.3 建筑碳排放度量方法研究
1.2.4 低碳建筑设计研究
1.2.5 研究现状评析
1.3 研究目标
1.3.1 探求宏观经济发展下微观建筑低碳性的相关标准
1.3.2 建筑设计低碳性评估体系的构建及评价标准研究
1.3.3 寻求低碳建筑设计优化的方法及关键技术
1.4 研究内容和研究方法、技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 研究方法
1.4.3 技术路线
1.5 本章小结
第二章 低碳建筑的内涵及影响因素
2.1 低碳建筑的内涵
2.1.1 低碳建筑的内涵
2.1.2 基于全寿命周期理论的低碳建筑
2.2 低碳建筑的形成机理
2.2.1 建筑设计低碳性——策划低碳建筑项目
2.2.2 建造管理及施工组织——营造低碳建筑实体
2.2.3 低碳生活及使用管理——运营低碳建筑空间
2.2.4 合理拆解与材料回收——低碳建筑的完美谢幕
2.3 低碳建筑发展的影响因素
2.3.1 低碳经济宏观发展对低碳建筑的影响
2.3.2 低碳建筑技术应用
2.3.3 人与低碳建筑——建筑物全寿命周期生命活动参与方行为研究
2.4 本章小结
第三章 宏观经济发展下低碳建筑的目标设定
3.1 建筑产业发展与建筑物碳排放
3.1.1 我国建筑产业发展现状
3.1.2 建筑产业链碳排放
3.2 建筑产业在低碳经济下的发展方向
3.2.1 低碳建筑业及相关产业关联性
3.2.2 减少材料内含碳排量
3.2.3 减少施工活动碳排放
3.2.4 构建设计评估及审查机制
3.3 低碳建筑业发展目标与低碳建筑发展目标相关性研究
3.3.1 宏观经济发展及能耗分析与建筑物碳排放研究
3.3.2 低碳建筑业对建筑材料使用、建造活动的要求及低碳目标设定
3.4 本章小结
第四章 建筑物全寿命周期碳排量构成及计算
4.1 建筑物全寿命周期发展阶段与碳排放构成分析
4.1.1 策划设计阶段建筑物能源消耗及碳排放
4.1.2 建造阶段能源和资源消耗及碳排放
4.1.3 建筑物使用阶段碳排放构成
4.1.4 建筑物拆除及材料处置过程碳排放
4.2 建筑物全寿命周期碳排量计算方法
4.2.1 建筑物碳排量产生的阶段划分及分类
4.2.2 选定碳排放系数法作为碳排量计算方法
4.3 建筑物全寿命周期相关碳排放系数确定
4.3.1 碳排放系数的确定方法
4.3.2 建筑物生命周期碳排放系数
4.4 建筑物全寿命周期碳排放度量实例分析
4.4.1 建筑概况
4.4.2 设计阶段碳排量计算
4.4.3 建造阶段碳排量计算
4.4.4 使用阶段碳排量计算
4.4.5 拆除及处置阶段碳排量计算
4.4.6 项目全寿命周期碳排放总量计算及简析
4.5 本章小结
第五章 基于BIM的建筑设计碳排放预算平台
5.1 BIM发展及其在建筑物全寿命周期中的应用
5.1.1 BIM的概念及特点
5.1.2 建筑物生命周期发展中的BIM应用分析
5.2 BIM平台下的低碳建筑设计工作内容
5.2.1 建筑设计的内容
5.2.2 建筑信息模型构建
5.2.3 基于BIM的建筑设计低碳性分析
5.3 基于BIM的建筑物全寿命周期碳排量预算平台构建
5.3.1 碳排量预算平台的组成及框架体系分析
5.3.2 计算平台技术支撑与应用程序选择
5.3.3 碳排量预算平台设计
5.4 建筑物碳排量预算平台应用实证研究
5.4.1 建筑信息模型构建
5.4.2 模型分析及数据获取
5.4.3 BIM碳排量计算平台应用分析
5.5 本章小结
第六章 建筑设计的低碳性评估
6.1 建筑设计低碳性评价指标设定
6.1.1 建筑设计低碳性评价指标选取原则
6.1.2 建筑设计低碳性评价体系结构层次设定
6.1.3 建筑设计低碳性评价分析系统层次构成指标因素分析
6.1.4 建筑设计低碳性评估体系系统层次及指标构成
6.2 建筑设计低碳性评价标准研究
6.2.1 建筑业低碳发展目标下低碳建筑发展标准研究
6.2.2 我国建筑可持续发展要求与低碳建筑标准相关性研究
6.2.3 低碳建筑发展要求与建筑设计低碳性评价标准设定
6.3 建筑设计低碳性评价体系构建
6.3.1 建筑设计的阶段划分及低碳性评估与控制
6.3.2 低碳性评价与建筑物各专业设计研究
6.3.3 建筑设计低碳性评估体系设定与构建
6.4 建筑设计低碳性评估实证研究
6.4.1 项目概况及碳排量构成分析
6.4.2 低碳建筑设计专项说明构成内容
6.4.3 淮安城开御园项目建筑设计性低碳评价
6.5 本章小结
第七章 低碳建筑的设计优化研究
7.1 低碳建筑设计优化方向研究
7.1.1 建筑物碳排放构成类别与设计优化方向
7.1.2 建筑物碳排放控制要素的专业分工
7.2 低碳建筑设计关键技术及优化途径研究
7.2.1 低碳建筑空间设计
7.2.2 低碳建筑材料及结构形式选择
7.2.3 低碳建筑建筑设备效能优化
7.3 基于BIM的实证分析及设计优化关键技术选定
7.3.1 建筑物生命周期碳排量预算结果分析
7.3.2 建筑设计调整及碳排放度量分析
7.3.3 建筑优化结果分析与选择
7.4 本章小结
第八章 结论与展望
8.1 研究结论
8.2 研究创新点
8.3 研究不足与展望
致谢
参考文献
附录: 建筑设计对碳排量的影响度调查问卷