連麗凌

（廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院　廣東廣州　510010）

前言

在綠色可持續(xù)發(fā)展理念引導(dǎo)下，建筑行業(yè)從傳統(tǒng)的高消耗型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)為綠色建筑產(chǎn)業(yè)是其必然發(fā)展方向。在此過程中，應(yīng)積極利用現(xiàn)代化技術(shù)手段，做好綠色建筑設(shè)計(jì)施工的評(píng)估工作，通過采用BIM技術(shù)，建立BIM建筑模型，對(duì)其建筑基本屬性進(jìn)行空間、功能、材料、設(shè)備等各專業(yè)數(shù)據(jù)集成在同一平臺(tái)下，實(shí)現(xiàn)一體化管理，從而真正實(shí)現(xiàn)綠色建筑設(shè)計(jì)目標(biāo)，推動(dòng)建筑行業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展。

1　綠色建筑預(yù)評(píng)估概述

綠色建筑是從節(jié)能建筑發(fā)展形成的建筑新理念，融入了可持續(xù)發(fā)展理念和低碳環(huán)保理念，將建筑設(shè)計(jì)視角轉(zhuǎn)移到資源節(jié)約、改善建筑室內(nèi)舒適度和安全性等方面。隨著綠色建筑設(shè)計(jì)的快速發(fā)展，綠色建筑評(píng)估體系也逐漸成熟，國(guó)際上許多發(fā)達(dá)國(guó)家都建立了綠色建筑評(píng)估系統(tǒng)，對(duì)綠色建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到重要推動(dòng)作用，其中具有代表性的包括美國(guó)的LEEDTM系統(tǒng)和英國(guó)的BREEAM等。這些較為先進(jìn)的綠色建筑評(píng)估系統(tǒng)可以其他國(guó)家的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供參考[1]。

在綠色建筑預(yù)評(píng)估系統(tǒng)的構(gòu)建過程中，BIM技術(shù)具有重要應(yīng)用。通過利用BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)流程的整合，為建筑生命周期管理（BLM）等先進(jìn)管理方法的實(shí)施提供了技術(shù)支持。通過構(gòu)建信息量足夠豐富的BIM建筑技術(shù)模型，可以為建筑性能分析提供支持，基于真實(shí)的BIM數(shù)據(jù)信息，利用各種信息化分析軟件，可以確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。綠色建筑設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的跨專業(yè)系統(tǒng)項(xiàng)目，應(yīng)用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同專業(yè)的數(shù)據(jù)集成，可以為綠色建筑設(shè)計(jì)決策提供支持。因此，基于BIM技術(shù)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的綠色建筑預(yù)評(píng)估系統(tǒng)，可以滿足實(shí)際工程應(yīng)用需求。

2　基于BIM技術(shù)的綠色建筑預(yù)評(píng)估系統(tǒng)構(gòu)建

2.1　綠色建筑預(yù)評(píng)估系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難點(diǎn)

在目前使用的建筑評(píng)估體系中，主要以后評(píng)估方式為主，即在建筑投入使用后的一段時(shí)間內(nèi)，對(duì)綠色建筑的設(shè)計(jì)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。但從綠色建筑建設(shè)的客觀規(guī)律來看，其關(guān)鍵性要素集中在項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工階段，而且后評(píng)估方法即使發(fā)現(xiàn)綠色建筑存在的不足，也難以對(duì)其進(jìn)行有效的彌補(bǔ)和改進(jìn)。在傳統(tǒng)技術(shù)條件下，綠色建筑預(yù)評(píng)估系統(tǒng)建設(shè)的主要阻礙就是缺乏集成數(shù)據(jù)體系的規(guī)劃控制手段和具體實(shí)施方法，難以對(duì)各個(gè)階段的影響要素作出合理的評(píng)估和預(yù)測(cè)，對(duì)于綠色建筑項(xiàng)目涉及的有關(guān)專業(yè)和外部條件，無法準(zhǔn)確作出關(guān)聯(lián)性分析。BIM技術(shù)的應(yīng)用可以有效解決這一問題，通過構(gòu)建一體化建筑分析模型，其評(píng)估依據(jù)為設(shè)計(jì)過程中的定量數(shù)據(jù)，為綠色建筑預(yù)評(píng)估提供支持[2]。

2.2　綠色建筑預(yù)評(píng)估系統(tǒng)構(gòu)建的關(guān)鍵要素

在綠色建筑的設(shè)計(jì)過程中，需要考慮的問題主要包含以下幾個(gè)方面：①建筑的資源節(jié)約能力，主要是指節(jié)約不可再生能源消耗的能力；②建筑的資源利用效率以及可再生能源的利用情況；③建筑環(huán)境污染的降低效果，以及對(duì)自然生態(tài)的保護(hù)性設(shè)計(jì)情況；④建筑室內(nèi)環(huán)境的質(zhì)量狀況，包括居住舒適度和居住安全性等；⑤建筑外部環(huán)境的宜居性，包括社區(qū)自然生態(tài)環(huán)境等?；谏鲜鰩追矫娴目紤]，綠色建筑預(yù)評(píng)估系統(tǒng)的構(gòu)建要涵蓋整個(gè)設(shè)計(jì)流程，構(gòu)建評(píng)估數(shù)據(jù)一體化的BIM技術(shù)建筑數(shù)據(jù)模型，為各階段設(shè)計(jì)提供有力的分析計(jì)算工具，確保設(shè)計(jì)符合相關(guān)規(guī)范要求和綠色建筑各要素控制要求[3]。

2.3　綠色建筑預(yù)評(píng)估系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

基于BIM技術(shù)設(shè)計(jì)的綠色建筑預(yù)評(píng)估系統(tǒng)由三層結(jié)構(gòu)組成，具體包括：①三維BIM模型，以基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)為載體，通過對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析比對(duì)，提高建筑的節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材效果，并降低在建筑生產(chǎn)和使用過程中對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響；②建筑基礎(chǔ)信息分析和處理層，利用三維圖形平臺(tái)，提取建筑方案設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的材料使用情況、能源消耗等信息數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行計(jì)算和分析，根據(jù)綠色設(shè)計(jì)要求對(duì)各專業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整；③可視化表達(dá)，在三維圖形平臺(tái)上對(duì)建筑模型進(jìn)行可視化展示，幫助分析人員直觀的獲取分析結(jié)果，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)分析數(shù)據(jù)的三維模擬表達(dá)。

3　基于BIM技術(shù)的綠色建筑預(yù)評(píng)估系統(tǒng)應(yīng)用

3.1　綠色建筑設(shè)計(jì)方案分析

在建立綠色建筑預(yù)評(píng)估系統(tǒng)后，可以利用其對(duì)建筑設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析，并對(duì)方案設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。具體應(yīng)用包括：①根據(jù)建筑的規(guī)劃布局、單體建筑數(shù)據(jù)、場(chǎng)地布置、道路設(shè)計(jì)和環(huán)境設(shè)計(jì)等評(píng)估信息，綜合考慮經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，通過對(duì)綠化方案的各影響因素進(jìn)行控制，確保方案設(shè)計(jì)優(yōu)化效果；②節(jié)能性數(shù)據(jù)分析，結(jié)合國(guó)內(nèi)的相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，建立三維可視化模型，對(duì)建筑能耗進(jìn)行分析。完成分析后由BIM軟件自動(dòng)生成分析數(shù)據(jù)，并對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行可視化模擬展示，為建筑方案設(shè)計(jì)優(yōu)化提供參考；③在BIM技術(shù)的支持下，將建筑設(shè)計(jì)方案與同業(yè)內(nèi)與優(yōu)秀的綠色建筑設(shè)計(jì)方案進(jìn)行橫向比較，主要參考與工程條件類似的設(shè)計(jì)方案，為綠色建筑設(shè)計(jì)方案調(diào)整提供方向。應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)方案分析，可以動(dòng)態(tài)演示建筑能耗過程，找到設(shè)計(jì)方案中能耗較高的環(huán)節(jié)，并通過數(shù)據(jù)分析和方案對(duì)比參考，幫助設(shè)計(jì)單位實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

3.2　綠色設(shè)計(jì)內(nèi)容評(píng)價(jià)

綠色設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)內(nèi)容主要包含以下幾個(gè)方面：①建筑太陽能利用和遮陽設(shè)計(jì)，在BIM建筑模型中，引入當(dāng)?shù)厝照諈?shù)，根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)要求，采用數(shù)據(jù)仿真技術(shù)，模擬真實(shí)日照情況，對(duì)建筑遮陽板設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，并通過計(jì)算太陽能輻射能量，合理布置太陽能采集設(shè)備；②建筑采光及照明系統(tǒng)分析，在BIM建筑模型下，分析建筑系統(tǒng)對(duì)自然光線的利用率，計(jì)算建筑綠色設(shè)計(jì)降低的開燈次數(shù)和開燈時(shí)間。對(duì)建筑周圍環(huán)境、日照情況進(jìn)行系統(tǒng)化分析，主要計(jì)算參數(shù)包括日出時(shí)間、日落時(shí)間、平均日照時(shí)間、周圍建筑物平均高度等；③建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)，在BIM建筑模型基礎(chǔ)上，建立區(qū)域網(wǎng)絡(luò)分析模型，采用國(guó)際熱舒適性評(píng)價(jià)方法，構(gòu)建通風(fēng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并將其應(yīng)用到建筑通風(fēng)性評(píng)價(jià)中。評(píng)估建筑利用自然風(fēng)加快室內(nèi)空氣流動(dòng)的情況以及利用自然風(fēng)的溫度調(diào)節(jié)能力等，主要計(jì)算參數(shù)包括風(fēng)向、風(fēng)量、窗體結(jié)構(gòu)朝向、尺寸等。

3.3　建筑外環(huán)境利用分析

建筑外環(huán)境利用分析主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）植物綠化設(shè)計(jì)分析，探討建筑系統(tǒng)原有系統(tǒng)的影響情況，包括綠化設(shè)計(jì)對(duì)調(diào)節(jié)空氣溫濕度的作用、空氣凈化能力、減音降噪能力、吸附有害氣體和顆粒的能力等，視為綠化環(huán)境設(shè)計(jì)。

（2）聲環(huán)境分析，采用BIM模型模擬建筑的立體聲環(huán)境，界定聲場(chǎng)邊界條件，確定聲源，合理構(gòu)建聲音強(qiáng)度與聲線的數(shù)量關(guān)系，綜合分析聲音場(chǎng)給建筑帶來的影響。

（3）小區(qū)雨水的采集和利用情況，主要在模型中引入當(dāng)?shù)乇┯陱?qiáng)度系數(shù)，建立暴雨強(qiáng)度計(jì)算公式，構(gòu)建完整的雨量分析數(shù)據(jù)庫，對(duì)采集到的雨水信息進(jìn)行存儲(chǔ)，以此依據(jù)，根據(jù)各種雨水采集方式中不同地貌何不同材質(zhì)對(duì)河流、建筑、道路、綠地等面及計(jì)算集水量進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。

通過采用BIM技術(shù)建立綠色建筑預(yù)評(píng)估模型，對(duì)建筑外環(huán)境利用情況進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，可以增進(jìn)建筑與周圍環(huán)境的和諧度，實(shí)現(xiàn)建筑施工與生態(tài)環(huán)境的和諧統(tǒng)一，并達(dá)到節(jié)約能源、降低污染排放的設(shè)計(jì)目的。

4　結(jié)束語

綜上所述，基于BIM技術(shù)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的綠色建筑預(yù)評(píng)估系統(tǒng)，可以為綠色建筑設(shè)計(jì)評(píng)估及方案調(diào)整提供支持。通過掌握預(yù)評(píng)估系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以確保系統(tǒng)功能的完備性和適用性。通過將系統(tǒng)應(yīng)用到綠色建筑設(shè)計(jì)室內(nèi)環(huán)境和室外環(huán)境評(píng)估等各個(gè)方面，可以對(duì)綠色設(shè)計(jì)內(nèi)容作出科學(xué)的檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)，促進(jìn)綠色建筑設(shè)計(jì)水平的提高。

[1]關(guān)劍.基于BIM技術(shù)的綠色建筑預(yù)評(píng)估系統(tǒng)研究[J].建筑知識(shí)，2016，36（11）：49.

[2]侯博，李蒙，姜利勇，葛貴武.淺析BIM技術(shù)在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)評(píng)估中的應(yīng)用[J].建筑節(jié)能，2014，42（12）：38～41.

[3]周 滔，王 笛.基于BIM的建筑單元被動(dòng)式得熱分析[J].建筑節(jié)能，2013，41（10）：49～53+65.