張大昕，祝 捷，王江飛，陸 義，徐文超 （天津大學建筑設計研究院，天津 300073）

Revit 在綠建評價中的應用

Application of Revit in Green Building Evaluation

張大昕，祝 捷，王江飛，陸 義，徐文超 （天津大學建筑設計研究院，天津 300073）

以一個具體項目為例，介紹Revit在綠建評價中的應用方法。分別以信息錄入、明細表統(tǒng)計、模擬軟件交互分析的方法，將《綠色建筑評價標準》中的條文體現(xiàn)在Revit模型中。將Revit模型應用于綠建評價，可以使綠建評價工作的介入時間提前，將綠建評價的結果隨時反饋給設計人員，避免了重復工作。這有助于培養(yǎng)設計人員的綠建理念，實現(xiàn)真正的綠色建筑設計。

BIM；Revit；綠色建筑；綠建分析

隨著全球氣候變化加劇及能源成本越來越高，建筑行業(yè)作為傳統(tǒng)的耗材、耗能大戶，壓力也越來也大。綠色建筑節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材，保護環(huán)境和減少污染的基本理念，日益受到人們的關注。政府部門也采取積極措施來推動綠色建筑的發(fā)展，并推廣適合本國的綠色建筑評價體系，例如美國 LEED、英國 BREEAM、日本 CASBEE 以及加拿大GBC 等。我國 2006 年發(fā)布了《綠色建筑評價標準》(簡稱《綠標》)，并得到國家和業(yè)內的高度重視和大力推廣。截至 2015 年 1 月為止，全國已有 2 379 個項目獲得綠色建筑設計標識，建筑面積 2.72 億 m2[1]。

另一方面，目前建筑行業(yè)正在經歷重大的變革，建筑信息化模型 (BIM) 已經在國內興起。BIM 提供了一個全新的生產方式，運用數(shù)字化的方式來表達建筑的物理和功能特征，對建設項目中不同階段的信息實現(xiàn)集成和共享，為項目各參與方提供協(xié)同工作的平臺，提升生產效率，降低成本，縮短工期[2]。此外，國家也在積極推進這項工作的住建部已發(fā)文規(guī)定到 2020 年末，建筑行業(yè)甲級勘察、設計單位以及特級、一級房屋建筑工程施工企業(yè)，應掌握并實現(xiàn) BIM 與企業(yè)管理系統(tǒng)和其他信息技術的一體化集成應用。

在建筑設計中，Autodesk Revit 是目前 BIM 主流設計軟件之一，其建造的模型中帶有大量的信息。在綠建評價中，需要對建筑內多種信息進行統(tǒng)計計算或模擬分析，然后根據(jù)《綠標》條文進行綠建等級評價。國外已有將 BIM 技術應用于綠建評價的研究，國內也已開始將 Revit 設計與綠建評價結合的研究[3-6]。本文以一個具體項目為例，介紹在設計過程中，將 Revit 用于綠色建筑評價的方法及應用的意義。

1 綠建評價標準的當前普遍做法的不足

雖然我國非常重視綠色建筑，但就目前而言，我國的綠色建筑仍處于粗放發(fā)展階段，存在很多問題。首先，綠色建筑師進行的是一項跨學科、綜合性的工作，涉及到非常多的建筑物理學內容，目前以方案和施工圖為主要工作的設計師對綠色建筑普遍缺乏深入的了解與透徹的認知。其次，我國建筑的建設周期普遍較短，留給設計的時間非常有限。綠建分析需要多種軟件并且單獨建模，軟件操作也需要專門訓練，設計人員往往缺少這些能力與時間。

實際上，不少工程的綠建評價工作都是在進行到施工圖階段，才由單獨的綠建評價人員完成的。綠建評價人員往往是根據(jù)設計成果(如施工圖)，單獨進行統(tǒng)計、計算以及模擬等，再結合《綠標》計算出綠建得分。這個過程更多地是一種獨立的工作，綠建分析結果對設計人員的反饋不足，與設計脫節(jié)，并未真正融入設計過程中。這導致了目前比較畸形的狀態(tài)——設計人員不做甚至不懂綠色建筑；而綠建分析與評價人員不做設計，只知道分析結果，卻難以進行改進。不少工程，為了達到既定的綠建標準，不得不明顯增加成本，使用一些可以提高綠建評分，但實際上并不節(jié)約和環(huán)保的措施。

此外，由于設計過程中難免存在多次修改、變更等情況，因此綠建工作也常出現(xiàn)反復計算、模擬等重復性工作，工作效率有待提高。

2 目前 Revit 模型的不足

Revit 模型是由含有特定信息的構件組成的，其本身帶有建筑、結構及設備等各專業(yè)的大量信息。更重要的是，在 Revit 中可以非常方便地添加信息。從這個角度來看，Revit 模型在體現(xiàn)綠建信息上具有天然的優(yōu)勢。

但由于BIM在我國仍處于發(fā)展的初期階段，Revit 模型的質量參差不齊，特別是多數(shù) Revit 模型的構件中缺少《綠標》中所需的信息。例如，Revit 中的幕墻族，缺少《綠標》中的 4.2.4 條“玻璃幕墻可見光反射比不大于 0.2”這個信息。在建模過程中，設計人員往往關注的是如何讓幕墻的表現(xiàn)形式滿足立面的需求，如何便于修改以符合出圖規(guī)范。再如，《綠標》5.2.4 條“供暖、通風與空調系統(tǒng)的各類用能設備能效指標符合 DB/T 29-205—2010《天津市綠色建筑設計標準》的相關規(guī)定”。這就要求設備的族中，應帶有性能系數(shù) COP、能效比 EER、名義制冷綜合性能系數(shù) IPLV 或者鍋爐的熱效率以及風機單位風量耗功率等，而一般的設備族都缺少這些數(shù)據(jù)。

因此，以這些缺少相應的綠建信息的構件族搭建出來的 Revit 模型，在用于綠建評價時并不比傳統(tǒng)的 CAD 圖紙更有優(yōu)勢，仍需要綠建評價人員重復進行統(tǒng)計分析工作。所以，在創(chuàng)建構件族時，應該把這些綠建評價所用的信息加入其中，但這在短期內很難實現(xiàn)。就筆者所接觸的模型文件中，目前 Revit 中族多數(shù)來自 Revit 軟件中自帶、設計人員自建以及為數(shù)不多的廠家制作的族文件。族庫制作人員對綠建評價可謂一無所知，制作出的族文件多數(shù)只具備外觀、尺寸和設備專業(yè)的一些主要參數(shù)，幾乎不會帶有《綠標》中所需的信息。

然而，由于 Revit 中添加信息非常方便，在族文件普遍缺失綠建信息的情況下，設計人員可以在建模過程中補充這些信息，以方便用于綠建評價。

3 Revit 與《綠標》的結合

在 Revit 模型中體現(xiàn)綠標所需的信息，首先需要對其進行逐條梳理和分類，將評價標準中的自然語言轉換為 Revit軟件可以識別的信息。結合 Revit 軟件的特點，對《綠標》分析后發(fā)現(xiàn)，可以將各個條文分為 3 類。

本文以天津大學北洋園校區(qū)的恐龍博物館為例(圖1)，具體說明 Revit 在綠建評價中的應用的方法。本建筑位于天津市津南區(qū)，樓層為 4 層，建筑高度 22.45 m，建筑面積 5 198.70 m2；主要用于存放恐龍化石及配套辦公用房等。

圖1 恐龍博物館Revit模型

3.1 定性條文——Revit中錄入綠建信息

《綠標》中的概述性、人為判斷或者由第三方提供評估報告來判斷的條文，例如 4.1.1 條“項目選址應符合所在地城鄉(xiāng)規(guī)劃，且應符合各類保護區(qū)、文物古跡保護的建設要求”。是《綠標》的控制項，需要根據(jù)“環(huán)境影響評估報告”來判斷是否達標。Revit 模型不能直接用于這些條文的評價，更不能替代評估報告的作用，但可以將評估報告的結論以信息錄入的方式錄入 Revit 模型中，方便隨時查看。

新建一個名為“綠建信息”的共享參數(shù) txt 文檔(如圖2所示)，用于存儲 Revit 模型中的綠建信息；然后在 Revit模型中添加“項目參數(shù)”，將 4.1.1 條分組為“綠色建筑屬性”，添加到 Revit 模型的“項目信息”中(如圖3 所示)。用同樣的方法，可以把《綠標》中相似的條文，錄入到 Revit 模型中。

圖2 txt 文檔存儲《綠標》評價信息

圖3 《綠標》4.1.1條添加到 Revit 模型的項目信息

3.2 定量分析——Revit 中綠建信息的統(tǒng)計與分析

《綠標》的部分條文是以數(shù)值、比例值為評價標準的。例如是 4.2.1 條中的“人均居住用地指標”和“公共建筑容積率”、4.2.3 條中的“地下建筑面積與地上建筑面積的比率”這些需要統(tǒng)計與計算的信息，也是傳統(tǒng)的綠建評價工作的主要內容，需要進行統(tǒng)計與計算。在 Revit 中，這些數(shù)據(jù)可以用明細表功能實現(xiàn)。

此外，《綠標》的部分條文，需要統(tǒng)計的信息來自族文件中。例如 4.2.14“合理規(guī)劃地表與屋面雨水徑流，對場地雨水實施外排總量控制”。不同材質的地表(屋面)有不同的徑流系數(shù)，但一般的地表(屋面)的族文件都缺少這項信息。所以，在 Revit 建模過程中，以共享參數(shù)的方式，將“徑流系數(shù)”這項信息，添加到 Revit 模型的地形和屋頂中(如圖4 所示)；再用明細表進行統(tǒng)計，并根據(jù)項目所在地的年降雨量(天津年均降雨量 540 mm)計算出地面徑流量(如表1 所示)。

圖4 徑流系數(shù)添加到Revit模型中

表1 恐龍博物館地表年徑流量統(tǒng)計

用同樣的方法，把其他《綠標》評價所需的信息添加到Revit 模型的族文件中。例如將綠建信息分別添加到窗、風機及變壓器的族文件中(圖5)。有了這些含有綠建信息的族文件，Revit 模型建好之后，即可用明細表直接給出統(tǒng)計結果，不用再由專門的人員進行綠建評價工作。此外，在設計過程中，設計人員也可以隨時用明細表對模型進行檢查，并根據(jù)結果進行改進。

圖5 含有綠建信息的窗、風機和變壓器族文件

3.3 模擬分析——Revit 模型與分析軟件的交互

除信息錄入與統(tǒng)計計算外，《綠標》中還有部分條文是以日照、流體及能耗等分析軟件的模擬分析結果為判斷標準的。例如對 4.1.1條，需要模擬建筑的日照情況及對周圍建筑的影響；對 4.2.5 條，需要模擬場地內噪聲情況；對4.2.6 條，需要模擬分析冬季(及過渡季、夏季)典型風速和風向條件下，建筑周圍人行區(qū)的風速、風壓、渦旋等。

這些分析軟件種類繁多，對于綠建評價工作，國家并沒有指定具體的模擬軟件。就筆者單位而言，綠建模擬軟件有光模擬的 Ecotect、風模擬的 Phoenics、能耗模擬的Green Building Studio。一般的綠建評價中，需要在各模擬分析軟件建模，再進行模擬分析；部分模擬軟件可以使用SU、3DS 等模型導出的文件。但若建筑形體復雜，在軟件交互過程中很難保證信息傳遞的完整性與準確性。

Revit 模型可以導出 DXF、gbXML、FBX 等多種格式的文件。導出的文件在導入 Ecotect 時，基本可以保證信息的完整與準確及構件識別良好(圖6)。稍作修改與設置，即可進行模擬分析。

圖6 Revit 模型導入 Ecotect

對于風環(huán)境模擬，Revit 模型基本不能與 Phoenics 軟件進行交互。Phoenics 不能識別模型構件的坐標，也不能識別較為復雜的模型。為了避免重復建模，筆者采用了綠建斯維爾的風環(huán)境模擬軟件 Vent 2016。該軟件在 Revit 2016 的插件，可以將 Revit 模型導出(圖7)，并完整、準確導入其分析軟件，不用重復建模。在與模擬軟件的交互后，可以把模擬分析結果以信息錄入的方式，反饋至 Revit模型中，方便查看。

圖7 Revit 模型導入綠建斯維爾風模擬軟件 Vent 2016

4 結 語

隨著社會對環(huán)境保護、節(jié)能減排的要求越來越高，綠色建筑已經逐漸成為一種標配。綠建評價的工作越來越多、要求越來越高。傳統(tǒng)的綠建評價工作模式已經越來也不適用，綠色建筑應成為各專業(yè)設計師的基本理念。

根據(jù)《綠標》的內容和 Revit 軟件的特點，以信息錄入、明細表統(tǒng)計和軟件模擬分析 3 種方式，把 Revit 用于綠建評價中，這在初期的確會明顯增加工作量。但有了幾個項目的積累后，可以將包含了綠建評價信息的 Revit 文件做成模板，在以后的項目中，不用再逐條添加綠標條文，只要正常建模與設計即可。將綠建評價工作從施工圖階段提前到設計階段，促進設計人員以綠色建筑的理念進行設計，并不會顯著增加工作量。此外也可以將存儲《綠標》條文共享參數(shù)的 txt 文檔用于其他項目的 Revit 模型中，進行綠建評價。就目前情況而言，這是一種切實可行且較為方便的一種操作方法。

將 Revit 模型和綠建評價結合，可以在兩方面促進綠色建筑的推進。首先，綠色建筑逐漸變成設計人員的一種共識。在包含綠建信息的 Revit 模板上進行設計建模過程中，綠色建筑的理念和信息一直伴隨著設計人員。其次，這個綠建評價的工作方法，并不會明顯增加設計人員的工作量。不管是綠建信息錄入，還是模擬分析，設計人員用的都是同一個 Revit 模型。就整個工期而言，甚至減少了單獨的綠建評價人員的工期，也避免了信息在不同人員之間傳遞過程中的失真。更重要的是，設計人員做出的綠建，才是真正的綠建。

當然，筆者提出的這種 Revit 在綠建評價中的應用方法，也有不少有待改進的內容。例如，在需要根據(jù)環(huán)境(規(guī)劃)評估報告錄入的信息中，Revit 模型也應提供一些具有參考價值的信息，而不僅僅依據(jù)評估報告。在明細表統(tǒng)計中，筆者認為，根本的解決方法是建立綠色建筑構件的族庫，而不僅僅是在項目中把綠建屬性的信息賦予構件。限于水平，這些問題仍有待解決。在與模擬軟件的交互中，歐特克公司已經在將整合分析軟件放到 Revit 中，例如 FormIt 360 和Insight 360，但效果如何還有待實踐檢驗。筆者認為將模型和分析整合到一個軟件體系中，是未來的發(fā)展趨勢。

[1] 李晨楠,張金月. 基于BIM的綠色建筑設計評審系統(tǒng)初探[J]. 項目管理技術,2016(1):55-59.

[2] 劉凱英,田慧峰. 基于《綠色建筑評價標準》的綠色建筑設計流程優(yōu)化[J]. 施工技術,2014(4):60-62,74.

[3] 程斯茉.基于BIM技術的綠色建筑設計應用研究[D].長沙:湖南大學,2013.

[4] 章帥.基于BIM技術綠色建筑環(huán)境性能評價[D].南京:南京林業(yè)大學,2014.

[5] 李驍. 綠色BIM在國內建筑全生命周期應用前景分析[J]. 土木建筑工程信息技術,2012(2):52-57.

[6] 盧琬玫.BIM技術及其在建筑設計中的應用研究[D].天津:天津大學,2014.

TU50

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2016-09-12

張大昕，現(xiàn)供職于天津大學建筑設計研究院。作者通信地址：天津市南開區(qū)鞍山西道192號。郵編：300073。