李 騰

（漢陽(yáng)大學(xué)，韓國(guó)）

BIM 在綠色建筑評(píng)估體系的室內(nèi)環(huán)境應(yīng)用中的可行性研究

李 騰

（漢陽(yáng)大學(xué)，韓國(guó)）

【摘 要】隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)及城市化的快速發(fā)展，環(huán)境問題日益突出。為了實(shí)現(xiàn)能源的高效利用，最大限度地降低環(huán)境污染，在推出綠色建筑的同時(shí)，提出了認(rèn)證綠色建筑的體系：綠色建筑評(píng)估體系。并隨著科技的發(fā)展，BIM概念的出現(xiàn)，基于BIM的綠色建筑出現(xiàn)，特別是以各種軟件為基礎(chǔ)，進(jìn)行能量分析、價(jià)格分析等，給綠色建筑的評(píng)估帶來新的發(fā)展。本文介紹了國(guó)內(nèi)外的綠色建筑評(píng)估體系和各類能量分析軟件，并以此為基礎(chǔ)，對(duì)BIM的可行性進(jìn)行了研究。提出了針對(duì)室內(nèi)環(huán)境的過程模型。

【關(guān)鍵詞】建筑信息模型；綠色評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)；能量分析；LEED

1　前言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)及城市化的快速發(fā)展，環(huán)境問題日益突出，資源、能源的枯竭，環(huán)境的惡化等已威脅到人類目前及子孫后代的生存。在此背景下，對(duì)于能源消耗大戶的建筑領(lǐng)域，世界各國(guó)紛紛提出綠色建筑的理念來尋求建筑與自然的和諧，在滿足舒適健康的居住前提下，實(shí)現(xiàn)高效率地利用資源，最低限度地影響環(huán)境。于是，綠色建筑便成為建設(shè)業(yè)界力捧的寵兒，大力發(fā)展綠色建筑已成為一項(xiàng)意義重大而又十分迫切的現(xiàn)實(shí)任務(wù)。

對(duì)于大多人而言，建筑所造成的環(huán)境影響令人使之震驚：在美國(guó)，商用和住宅建筑消耗了近40%的總能源、70%的電力、40%的原材料和12%的淡水。它們排放出30%的溫室氣體，并產(chǎn)生1.36億噸重的施工和拆毀廢料（約2.8磅／人／天）。特別是我國(guó)，每年新建房屋20億平方米中，90%以上是高能耗建筑，而既有的約430億平方米建筑中，只有4%采取了能源效率措施，單位建筑面積采暖耗能為發(fā)達(dá)國(guó)家新建建筑的3倍以上。

綠色建筑的核心是盡量減少能源、資源消耗，減少對(duì)環(huán)境的破壞，并盡可能提高居住品質(zhì)。而目前來看，常規(guī)的建筑技術(shù)很難達(dá)成目標(biāo)，這就要求綠色建筑要突破傳統(tǒng)建筑技術(shù)的種種制約，通過科學(xué)的整體設(shè)計(jì)，集成綠色配置、自然通風(fēng)、自然采光、低能耗維護(hù)結(jié)構(gòu)、新能源利用、中水回用、綠色建材和智能控制等新技術(shù)、新材料，以及綠色的施工與運(yùn)營(yíng)管理，來實(shí)現(xiàn)建筑選址的規(guī)劃合理、資源利用的高效循環(huán)、節(jié)能措施的綜合有效、建筑環(huán)境的健康舒適、廢物排放的減量無害和建筑功能的靈活適宜。

因此為了使綠色建筑的概念具有切實(shí)的可操作性，一些發(fā)達(dá)國(guó)家的相繼開發(fā)了適合不同國(guó)家特點(diǎn)的綠色建筑評(píng)估體系，通過定量的描述綠色建筑的節(jié)能效果、對(duì)環(huán)境的影響以及經(jīng)濟(jì)性能等指標(biāo)，為決策者和設(shè)計(jì)者提供依據(jù)。

2　前期研究

2.1主要各國(guó)綠色建筑評(píng)估體系

（1）美國(guó)綠色建筑委員會(huì)USGBC（United States Green Building Council）

美國(guó)綠色建筑委員會(huì)（U.S Green Building Council）是1993年成立，世界上較早推動(dòng)綠色建筑運(yùn)動(dòng)的組織之一，它也是隨著國(guó)際環(huán)保浪潮而產(chǎn)生的。其宗旨是整合建筑業(yè)各機(jī)構(gòu)、推動(dòng)綠色建筑和建筑的可持續(xù)發(fā)展、引導(dǎo)綠色建筑的市場(chǎng)機(jī)制、推廣并教育建筑業(yè)主、建筑師、建造師的綠色實(shí)踐。

（2）美國(guó)綠色建筑評(píng)估體系LEED（Leadership in Energy＆Environment Design）

由美國(guó)綠色建筑協(xié)會(huì)（USGBC）建立并推行的《綠色建筑評(píng)估體系》（Leadership in Energy＆Environmental Design Building Rating System），國(guó)際上簡(jiǎn)稱LEEDTM，是目前在世界各國(guó)的各類建筑環(huán)保評(píng)估、綠色建筑評(píng)估以及建筑可持續(xù)性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)中被認(rèn)為是最完善、最有影響力的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。LEED根據(jù)每個(gè)方面的指標(biāo)打分：a、可持續(xù)的場(chǎng)地規(guī)劃；b、保護(hù)和節(jié)約水資源；c、高效的能源利用和可更新能源的利用；d、材料和資源問題；e、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量。總得分是69分，分四個(gè)認(rèn)證等級(jí)：認(rèn)證級(jí)：26－32；銀級(jí)：33－38；金級(jí)：39－51；鉑金級(jí)：52以上。

（3）GBTool（Green Building Tool）

GBTool是一個(gè)建立在EXCEL基礎(chǔ)上的軟件類綠色建筑評(píng)價(jià)工具，評(píng)價(jià)內(nèi)容包括：資源消耗，環(huán)境負(fù)擔(dān)，室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，服務(wù)質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)，使用前的管理和社區(qū)交通等七大項(xiàng)和“全生命周期中的能量消耗”，“土地使用及其生態(tài)價(jià)值的影響”等相關(guān)子項(xiàng)，分子項(xiàng)100多條及全部評(píng)價(jià)過程均在EXCEL軟件內(nèi)表現(xiàn)和進(jìn)行?！緞㈧稀?003】

（4）日本建筑物綜合環(huán)境性能評(píng)價(jià)體系CASBEE

（Comprehensive Assessment System for Building Environment Efficient）

“建筑物環(huán)境效率綜合評(píng)價(jià)體系（casbee）”是由日本政府、企業(yè)、學(xué)者組成的聯(lián)合科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過3年多時(shí)間的辛勤工作所取得的重大科研成果。casbee提出“建筑物環(huán)境效率（bee＝q／l）”的新概念，并明確劃定建筑物環(huán)境效率綜合評(píng)價(jià)的邊界，對(duì)影響“建筑物環(huán)境質(zhì)量與性能（q）”和“建筑物的外部環(huán)境負(fù)荷（l）”共約80個(gè)條目進(jìn)行綜合、定量評(píng)價(jià)，該評(píng)價(jià)體系為建筑物的綠色設(shè)計(jì)、綠色等級(jí)認(rèn)定等工作奠定了理論基礎(chǔ)。

（5）中國(guó)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB 50378－2006

中國(guó)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》于2006年6月1號(hào)開始實(shí)行，用于評(píng)價(jià)住宅建筑和辦公建筑、商場(chǎng)、賓館等公共建筑。《標(biāo)準(zhǔn)》的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系包括以下六大指標(biāo)：1）節(jié)地與室外環(huán)境；2）節(jié)能與能源利用；3）節(jié)水與水資源利用；4）節(jié)材與材料資源利用；5）室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量；6）運(yùn)營(yíng)管理（住宅建筑）、全生命周期綜合性能（公共建筑）。

2.2BIM（Building In formation Modeling）

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）是近兩年來出現(xiàn)在建筑界中的一個(gè)新名詞，是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，是對(duì)該工程項(xiàng)目相關(guān)信息的詳盡表達(dá)。建筑信息模型是數(shù)字技術(shù)在建筑工程中的直接應(yīng)用，以解決建筑工程在軟件中的描述問題，使設(shè)計(jì)人員和工程技術(shù)人員能夠?qū)Ω鞣N建筑信息做出正確的應(yīng)對(duì)，并為協(xié)同工作提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。建筑信息模型同時(shí)又是一種應(yīng)用于設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)字化方法，這種方法支持建筑工程的集成管理環(huán)境，可以使建筑工程在其整個(gè)進(jìn)程中顯著提高效率和大量減少風(fēng)險(xiǎn)。

3　BIM對(duì)室內(nèi)環(huán)境指標(biāo)的評(píng)估

3.1綠色認(rèn)證的限制

近些年，隨著BIM的推進(jìn)與發(fā)展，USGBC對(duì)綠色建筑的評(píng)估進(jìn)行了一些改變，但是BIM作為一個(gè)以3D模型為基礎(chǔ)的建筑新名詞，雖然大部分的軟件已經(jīng)能夠使大部分的使用者導(dǎo)出以HTML或是PDF為平臺(tái)的能量分析的報(bào)告，不是目前并沒有很容易的方法直接與LEED這樣的綠色認(rèn)證體系相結(jié)合的方法或途徑。

3.2基于BIM的能量分析

目前，基于BIM數(shù)據(jù)很多建筑環(huán)境的分析方法都在被開發(fā)研究，這些方法也將運(yùn)用到針對(duì)BIM的綠色建筑評(píng)估體系里。

表1　基于BIM的綠色評(píng)估體系

評(píng)估項(xiàng)目LEED GBTool CASBEE可能性使用低耗材○●自然通風(fēng)的設(shè)計(jì)水準(zhǔn)○○○○通風(fēng)設(shè)備○○空氣凈化效果○滿足IAQ的最空氣環(huán)境小標(biāo)準(zhǔn)IAQ管理計(jì)劃的運(yùn)用○室內(nèi)化學(xué)污染的控制○○○防止受塵煙的住宅朝向○●污染源管理的有效性○○●來自各項(xiàng)的控制體系○●是否每個(gè)房間采用自動(dòng)調(diào)溫設(shè)施○○熱環(huán)境預(yù)防太陽(yáng)熱能的對(duì)策的有效性○熱能的控制○碰撞聲在樓層之間的隔音性能的等級(jí)墻體間隔音的性能等級(jí)聲環(huán)境○○房屋整體內(nèi)的聲環(huán)境可允許的室內(nèi)噪音○來自建筑設(shè)備的噪音○○是否利用自然光視環(huán)境○○○●住戶室內(nèi)陽(yáng)光的覆蓋率○●確保向室外的可視度○○●材料，設(shè)備的采用有利于健康與衛(wèi)生○●系統(tǒng)控制來自各項(xiàng)的系統(tǒng)控制（環(huán)境調(diào)節(jié)系體系）○○●對(duì)老弱殘人士的考慮對(duì)老弱殘人士考慮的有效性○靈活變通根據(jù)住戶的需求靈活的改變?cè)O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)○●○●性能維護(hù)信息的采用，溝通和高端技術(shù)體系維護(hù)性能的有效性○○

IES（Integrated Environmental Solutions）是一套集成的建筑性能分析軟件，可以使用同一個(gè)模型對(duì)建筑中的熱環(huán)境，光環(huán)境，設(shè)備，日照，流體，造價(jià)以人員疏散等方面的因素進(jìn)行精確的模擬和分析。ES可以讀取Revit輸出的gbXML（綠色建筑擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言）模型，從而與Revit進(jìn)行無縫鏈接分析，增強(qiáng)了建筑性能分析與建筑設(shè)計(jì)的關(guān)聯(lián)性。

Energy Plus（whole building energy analysis tool）是一個(gè)建筑全能耗分析軟件，具備很多優(yōu)點(diǎn)，包括采用了先進(jìn)的集成同步的負(fù)荷／設(shè)備／系統(tǒng)模擬方法和熱平衡法、模塊化開發(fā)式結(jié)構(gòu)、與其他軟件的鏈接等等。

Autodesk Green Building Studio基于web的服務(wù)支持以更快的速度對(duì)Revit建筑設(shè)計(jì)的整體建筑能耗、水耗和碳排放進(jìn)行分析。輸出結(jié)果還可概述水耗和成本以及電力和燃料成本；計(jì)算“能源之星”評(píng)分；評(píng)估可能的太陽(yáng)能和風(fēng)能；計(jì)算LEED采光評(píng)分以及評(píng)估可能的自然通風(fēng)情況。

Ecotect是一個(gè)全面的技術(shù)性能分析輔助設(shè)計(jì)軟件，提供了一種交互式的分析方法，只要輸入一個(gè)簡(jiǎn)單的模型，就可以提供數(shù)字化的可視分析圖，隨著設(shè)計(jì)的深入，分析也越來越詳細(xì)。

4　針對(duì)室內(nèi)環(huán)境認(rèn)證的過程模型

基于過程模型的BIM是對(duì)綠色建筑評(píng)估各項(xiàng)提前進(jìn)行研究，并基于從中獲得的成果進(jìn)行BIM的各方面的研究?；贐IM模型的信息，和可能用于研究針對(duì)綠色建筑認(rèn)證的成本分析，能量分析等等。這些性能分析也與綠色建筑模型相互呼應(yīng)，像能量分析，投資分析和成本分析等等。最后這個(gè)過程模型也可以支持綠色認(rèn)證的決策。首先從BIM模型的幾個(gè)方面出發(fā)，在3D模型，價(jià)格數(shù)據(jù)，材料數(shù)據(jù)等各種數(shù)據(jù)庫(kù)的支持下，對(duì)建筑體的各個(gè)方面進(jìn)行綠色評(píng)估分析。特別是在熱能分析，能效分析，材料，空氣質(zhì)量等周邊環(huán)境進(jìn)行全面的分析后，參照綠色評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比與信息的反饋，可以進(jìn)一步完善建筑的綠色性能并能支持綠色建筑的評(píng)估決策。

5　結(jié)論

這個(gè)研究表明在運(yùn)用BIM的基礎(chǔ)上，對(duì)于這個(gè)室內(nèi)環(huán)境評(píng)估的性能分析的過程模型，作為一個(gè)爭(zhēng)議被最近的建筑業(yè)越來越被關(guān)注和提及。基于通過分析和對(duì)比目前國(guó)內(nèi)外的綠色建筑評(píng)估體系而獲得的性能分析。這個(gè)過程模型雖然只是針對(duì)于室內(nèi)環(huán)境的認(rèn)證，但是通過舉一反三，其他各方面的模型也能得到進(jìn)一步的研究。特別是針對(duì)我國(guó)的綠色建筑評(píng)估系統(tǒng)：1）節(jié)地與室外環(huán)境；2）節(jié)能與能源利用；3）節(jié)水與水資源利用；4）節(jié)材與材料資源利用；5）室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量；6）運(yùn)營(yíng)管理（住宅建筑）、全生命周期綜合性能（公共建筑）這六大部分。

通過與BIM的結(jié)合，使之更加的完善，更加方面，快捷，透明化的使綠色建筑得到認(rèn)證。

表2　綠色建筑評(píng)估系統(tǒng)

參考文獻(xiàn)

［1］劉煜.國(guó)際綠色生態(tài)建筑評(píng)價(jià)方法介紹與分析.建筑學(xué)報(bào)2003（3）：58～60

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［3］Kenneth Wong.3d Model-based technologies are helping assess-and reduce-a design'simpact on the environment W inter 2010 edition of Cadalyst magazine，2010.03

［4］Jang，W.J，and Jun，H.J.A study of green building technology using a BIM process is possible.”Proceeding of annual Conference of the Architectural Institute of Korea，29（1），2009：331-334.

【中圖分類號(hào)】TU202；TP391

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

【文章編號(hào)】1674－7461（2010）03－0020－04

【作者簡(jiǎn)介】李騰（1987－），女，在讀碩士，主要從事綠色建筑的研究。Email：litengxiaoxiao＿12＠hotmail.com

A Study of the Applicable Program of BIM Process for the Evaluation Item s of Interior Environment of Green Building Certification System

Li Teng
（Hanyang university，Seoul 133-791，Korea）

Abstract：Questions on the environment have been raised more and more.This trend has affected into the construction industry as well and the concept green construction has been presented by which sustainable development introducing relevant technologies for saving resources.As a part of them，the cases of buildings that prepare and apply Green Building Certification System are gradually increasing in the country as well.Thus this study is to suggest the process model based on BIM regarding certification item of interior environment as a basic research for the more relent environmentfriendly certification.The internal and foreign certification systems were analyzed and the applicable items were derived for this.On the basis of the derived items，the applicable BIM based performance analysis system was studied.

Key Words：BIM；Green Building System；Energy Analysis；LEED