BIM技術(shù)下綠色建筑全生命周期的增量經(jīng)濟(jì)效益分析

李月香，李超剛

LI Yue-xiang1, LI Chao-gang2

（1.河北工程技術(shù)學(xué)院，2.河北浚源工程勘察設(shè)計(jì)有限公司）(1.Hebei College of Engineering, 2.Hebei JUNYUAN Engineer Exploration and Design Co., Ltd.)

BIM技術(shù)下綠色建筑全生命周期的增量經(jīng)濟(jì)效益分析

李月香1，李超剛2

LI Yue-xiang1, LI Chao-gang2

（1.河北工程技術(shù)學(xué)院，2.河北浚源工程勘察設(shè)計(jì)有限公司）(1.Hebei College of Engineering, 2.Hebei JUNYUAN Engineer Exploration and Design Co., Ltd.)

綠色建筑益處多，是建筑行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，BIM技術(shù)的應(yīng)用，更進(jìn)一步促進(jìn)了綠色建筑的完善。文章主要從綠色建筑的增量成本著手，推出綠色建筑的增量經(jīng)濟(jì)效益，并論述了使用BIM技術(shù)后，綠色建筑增量經(jīng)濟(jì)效益的影響。

BIM技術(shù)；綠色建筑；增量效益

我國(guó)每年GDP增長(zhǎng)較高，但是能源消耗過(guò)量的粗放式經(jīng)濟(jì)發(fā)展為主，現(xiàn)狀已經(jīng)暴露出很大的問(wèn)題，霧霾、沙塵暴、能源缺乏、耕地減少等。可持續(xù)發(fā)展觀點(diǎn)的提出，推進(jìn)了綠色建筑的發(fā)展，綠色建筑越來(lái)越得人心，研究也越來(lái)越多。但是人們發(fā)現(xiàn)如果要建造綠色建筑必須使用綠色材料、綠色技術(shù)，使其成本大大上升，成了綠色建筑推廣的最大障礙。綠色建筑項(xiàng)目是隨著項(xiàng)目全生命周期各階段的完善逐步發(fā)展和完善起來(lái)的，而以 BIM 技術(shù)的構(gòu)建綠色建筑項(xiàng)目流程，就是利用 BIM 技術(shù)對(duì)綠色建筑項(xiàng)目各階段的職能進(jìn)行分類，其內(nèi)容包括前期分析功能、模型生成以及虛擬現(xiàn)實(shí)，是貫穿生命周期的應(yīng)用方式。BIM技術(shù)在建筑項(xiàng)目的應(yīng)用對(duì)各個(gè)階段都有優(yōu)勢(shì)，在使用BIM技術(shù)后，建筑的效益也在不同階段有相應(yīng)的提高。

目前我國(guó)很多人對(duì)綠色建筑的成本和增量效益分析主要集中在建設(shè)階段，而大量工程實(shí)例表明，前期成本占10%,施工階段占25%，運(yùn)營(yíng)階段卻能站到65%，因此項(xiàng)目后期成本在全壽命成本中占有較大比例，若只對(duì)項(xiàng)目其中的某一個(gè)階段進(jìn)行成本與效益分析都是不完整[1]。綠色建筑的增量效益是指綠色建筑從最開(kāi)始的決策階段到最后的拆除回收階段，因?yàn)椴捎昧讼嚓P(guān)的綠色建筑技術(shù)及綠色建筑材料與基準(zhǔn)建筑方案相比較時(shí)增加的效益，其全生命周期增量效益可分為增量經(jīng)濟(jì)效益、增量環(huán)境效益和增量社會(huì)效益，其中直接效益是經(jīng)濟(jì)效益，后兩個(gè)為間接效益[2]。

1 BIM技術(shù)對(duì)綠色建筑準(zhǔn)備階段增量經(jīng)濟(jì)效益的影響

綠色建筑的增量經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在項(xiàng)目的準(zhǔn)備、施工和運(yùn)營(yíng)階段，而決策階段、設(shè)計(jì)階段和回收階段的增量經(jīng)濟(jì)效益都不直接反映經(jīng)濟(jì)效益，而是在施工階段、運(yùn)營(yíng)階段

1.1 綠色建筑在準(zhǔn)備階段的增量成本

綠色建筑與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)建筑相比，在工程設(shè)計(jì)完成后，需要進(jìn)行星級(jí)評(píng)價(jià)，其共有三個(gè)等級(jí)：一星級(jí)、二星級(jí)和三星級(jí)[3]，而這些為了完成綠色建筑星級(jí)評(píng)定的設(shè)計(jì)認(rèn)證而產(chǎn)生的費(fèi)用即為準(zhǔn)備階段增量成本。

1.2 準(zhǔn)備階段增量經(jīng)濟(jì)效益

鑒于項(xiàng)目準(zhǔn)備階段的工作，可知與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)建筑比較，完成星級(jí)評(píng)價(jià)認(rèn)證后的綠色建筑，能獲得政府獎(jiǎng)勵(lì)，這就是體現(xiàn)了該階段的直接增量經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)我國(guó)綠色建筑財(cái)政政策激勵(lì)機(jī)制，二星級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)標(biāo)準(zhǔn)為：45 元/m2，三星級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)標(biāo)準(zhǔn)為：80 元/m2，以上面積均指建筑面積[4]。因此政府的獎(jiǎng)勵(lì)就是綠色建筑準(zhǔn)備階段增量效益，即：準(zhǔn)備階段增量效益等于國(guó)家獎(jiǎng)勵(lì)標(biāo)準(zhǔn)乘以建筑面積。使用BIM模擬技術(shù)建模，不僅可以對(duì)綠色建筑的生態(tài)環(huán)境模擬、還可以進(jìn)行場(chǎng)地分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)而降低建筑的能耗，提高評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)的低星級(jí)綠色建筑，此時(shí)的增量經(jīng)濟(jì)效益就是兩級(jí)別綠色建筑的政府獎(jiǎng)勵(lì)之差。

2 BIM技術(shù)對(duì)綠色建筑施工階段增量經(jīng)濟(jì)效益的影響

2.1 綠色建筑在施工階段的增量成本

施工階段是綠色建筑的工程項(xiàng)目實(shí)體形成的過(guò)程，也是資金集中投入的時(shí)期，施工中使用綠色技術(shù)、文明施工是此階段主要增量成本的構(gòu)成。提高土地利用率而增加的成本，主要是利用廢棄場(chǎng)所、利用舊建筑物以及利用地下空間而增加的費(fèi)用；綠化增量成本主要是種植綠色植物、屋頂綠化而增加的份額；提高材料利用率的增量成本，主要是采用新型節(jié)能性材料、節(jié)能型設(shè)備、利用再生性能源等所增加的費(fèi)用。

2.2 施工階段增量經(jīng)濟(jì)效益

綠色建筑在施工階段增量經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在在施工階段使用各種技術(shù)手段帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，我們知道綠色建筑的四節(jié)一環(huán)保，在施工階段也有很大的體現(xiàn)，達(dá)到文明、環(huán)保施工的目的，在此階段最主要體現(xiàn)在節(jié)地和節(jié)水方面。

2.2.1 節(jié)地增量經(jīng)濟(jì)效益

提高土地的利用率，實(shí)現(xiàn)節(jié)地的功能，其直接的經(jīng)濟(jì)效益可以由綠色建筑土地購(gòu)置節(jié)約成本和基準(zhǔn)建筑土地購(gòu)置節(jié)約成本的差額得出，計(jì)算公式應(yīng)為：綠色建筑地下使用空間占地面積－基準(zhǔn)建筑地下使用空間占地面積再乘以土地購(gòu)置單價(jià)。

以BIM進(jìn)行施工方案4D模擬，可以體現(xiàn)全信息的四維的建筑實(shí)體，把動(dòng)畫演示和現(xiàn)實(shí)的生成建筑構(gòu)件過(guò)程聯(lián)系起來(lái)，得以實(shí)現(xiàn)BIM 中的虛擬施工技術(shù)[5]。此種方法不但可以發(fā)現(xiàn)工程中存在的重大錯(cuò)誤，從而得以避免，同時(shí)施工活動(dòng)的污染在一定程度上也可以減少。利用 BIM 技術(shù)創(chuàng)建的施工過(guò)程模型，可以較逼真的模擬施工方案，還能根據(jù)綠色施工的幾種方案的 4D 模擬，對(duì)比方案，擇優(yōu)選用，還可以協(xié)調(diào)施工各參與方的工作，解決施工過(guò)程中的問(wèn)題。在施工階段。利用BIM進(jìn)行方案優(yōu)化時(shí)，通過(guò)BIM 模型比對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)，可以利用的空地能夠被快速的尋到，同時(shí)得出可利用空地的幾何尺寸，使得施工場(chǎng)地的使用和規(guī)劃更快捷、方便；另外還可以直接快速更新建筑模型，以便了解施工現(xiàn)場(chǎng)的事實(shí)變換，解決多種工作同時(shí)交叉作業(yè)時(shí)的沖突問(wèn)題。使用BIM技術(shù)后，可以通過(guò)計(jì)算、模擬進(jìn)一步節(jié)約占地，此時(shí)的節(jié)地增量經(jīng)濟(jì)效益就是更進(jìn)一步節(jié)約的占地與土地購(gòu)置單價(jià)的乘積。

2.2.2 節(jié)材增量經(jīng)濟(jì)效益

節(jié)材的經(jīng)濟(jì)效益主要是材料費(fèi)用的節(jié)約，例如結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用高性能混凝土，可以減小構(gòu)件截面尺寸，降低建筑物自重，從而減少材料使用量，以達(dá)到節(jié)約材料成本的目的。這部分增量經(jīng)濟(jì)效益可以由材料節(jié)約成本而得出。其公式為：基準(zhǔn)建筑使用的普通建材用量與綠色建筑使用的綠色建材用量的差額，再乘以普通建材的市場(chǎng)單價(jià)。

基于BIM技術(shù)的綠色建筑碰撞檢查，是設(shè)計(jì)方或者施工方利用BIM模型結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)，并設(shè)置參數(shù)，利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)查找BIM中的碰撞點(diǎn)，并形成最終的碰撞檢查報(bào)告。首先是進(jìn)行梁、板、柱、墻等結(jié)構(gòu)構(gòu)件分類計(jì)算，這種使用BIM技術(shù)對(duì)建筑全部構(gòu)件進(jìn)行統(tǒng)一算量的工程量計(jì)算方法，有利于綠色建筑施工方的物料清單合算工作，工程算量效率得以提升，精確度也增加了，達(dá)到節(jié)省綠色建材等資源的目的。BIM模型的碰撞檢查包含內(nèi)容較廣，例如還有優(yōu)化結(jié)構(gòu)、橋梁、管線的設(shè)置、走向，調(diào)整標(biāo)高，特別是管道線路集中的設(shè)備層，通過(guò)BIM的碰撞檢查，可以減小施工后與設(shè)計(jì)文件的誤差，達(dá)到綠色建筑評(píng)比的指標(biāo)，還可以解決二維方式很難解決的管線綜合問(wèn)題，避免了不必要的浪費(fèi)，節(jié)約了時(shí)間和資金。由此基于BIM技術(shù)，綠色建筑的節(jié)材增量經(jīng)濟(jì)效益主要是提高材料的利用率，主要是材料的節(jié)約量與材料單價(jià)的乘積。

3 BIM技術(shù)對(duì)綠色建筑運(yùn)營(yíng)階段增量經(jīng)濟(jì)效益的影響

3.1 綠色建筑在運(yùn)營(yíng)階段的增量成本

運(yùn)營(yíng)階段是綠色建筑交付使用階段，其主體是使用者，使用者對(duì)建筑的運(yùn)行和節(jié)能起決定作用。此階段的增量成本主要是維持正常運(yùn)行的措施而增加的成本，如節(jié)能設(shè)備的購(gòu)買、維修、維護(hù)費(fèi)用，生活垃圾的分類處理費(fèi)用，星級(jí)運(yùn)行評(píng)價(jià)認(rèn)證費(fèi)用。

3.2 運(yùn)營(yíng)階段增量經(jīng)濟(jì)效益

運(yùn)營(yíng)階段的標(biāo)識(shí)評(píng)估是在使用一年后，一年之內(nèi)的能耗、用水和物理環(huán)境是評(píng)估的主要內(nèi)容。運(yùn)營(yíng)階段使最能體現(xiàn)綠色建筑優(yōu)勢(shì)的階段，此階段使用綠色建筑技術(shù)達(dá)到節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保的目的，節(jié)約電資源和水資源是運(yùn)營(yíng)階段的增量經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)。

3.2.1 節(jié)電增量經(jīng)濟(jì)效益

綠色建筑節(jié)約電力資源主要體現(xiàn)在，①采用自然采光措施，②選用高效節(jié)能燈具，可有效降低照明系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)用電。③使用節(jié)能設(shè)備，減少建筑設(shè)備在使用中的用電量，④綠色建筑本身保溫隔熱效果好，可以減少空調(diào)或者采暖的用電量，此部分帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益可通過(guò)測(cè)算電源能耗的節(jié)約成本得出。其公式為：基準(zhǔn)建筑年用電量與綠色建筑年用電量之差，乘以用電單價(jià)。

BIM技術(shù)在運(yùn)營(yíng)階段的作用主要是：①針對(duì)不同設(shè)計(jì)要點(diǎn)的綠色建筑設(shè)計(jì)，模擬其在運(yùn)營(yíng)中的狀況，并向設(shè)計(jì)反饋出現(xiàn)的問(wèn)題，②物業(yè)人員基于BIM技術(shù)，選擇最優(yōu)的綠色運(yùn)營(yíng)方案，在管理過(guò)程中還可以通過(guò)4D模擬與現(xiàn)實(shí)運(yùn)營(yíng)狀況對(duì)比、調(diào)整，以期達(dá)到綠色建筑運(yùn)營(yíng)的標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)。物業(yè)人員可以通過(guò)可視化的模型，現(xiàn)實(shí)對(duì)物業(yè)管理對(duì)象的有效管理，還可以根據(jù)綠色建筑的參數(shù)，調(diào)整設(shè)備的運(yùn)營(yíng)狀況，調(diào)節(jié)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間、功率等參數(shù)。運(yùn)用BM技術(shù)的物業(yè)管理，尤其是提高設(shè)備的利用率，并達(dá)到人們生活的基本要求 ，更能加節(jié)約用電。

3.2.2 節(jié)水增量經(jīng)濟(jì)效益

綠色建筑可以通過(guò)對(duì)生活用水的節(jié)水處理或者提高雨水的利用率等措施，達(dá)到節(jié)約水的目的。使用節(jié)水設(shè)備如：節(jié)水便器、節(jié)水淋雨、節(jié)水龍頭，充分使用經(jīng)處理后的雨水，可以減少運(yùn)營(yíng)階段的用水量，通過(guò)計(jì)算水資源的節(jié)約費(fèi)用而得出此部分的經(jīng)濟(jì)效益，即：基準(zhǔn)建筑的年用水量與綠色建筑的綠色建筑之差，再乘以水單價(jià)。

缺乏計(jì)劃性是當(dāng)前綠色建筑的運(yùn)營(yíng)管理的缺陷之一，從而對(duì)綠色建筑運(yùn)營(yíng)時(shí)的隱患認(rèn)識(shí)和準(zhǔn)備工作就不足，只是被動(dòng)的接受并臨時(shí)調(diào)整解決。一個(gè)綠色建筑的供暖、給排水、消防等都設(shè)計(jì)用水問(wèn)題，使用BIM技術(shù)預(yù)測(cè)和維護(hù)各管道及設(shè)備，避免造成不必要的浪費(fèi)。

4 結(jié)束語(yǔ)

分析了綠色建筑的增量成本構(gòu)成和綠色建筑增量經(jīng)濟(jì)效益的構(gòu)成，并初步給出了定量計(jì)算的方法，從而綠色建筑的增量經(jīng)濟(jì)效益可以較準(zhǔn)確的計(jì)算出來(lái)。對(duì)比基于BIM技術(shù)對(duì)綠色建筑全生命周期的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，得出使用BIM技術(shù)可以更好的提高綠色建筑的增量效益的結(jié)論。

[1]. 高囡囡,王木學(xué),胡菲菲.論全壽命期造價(jià)管理[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2014(26):1655.

[2]. 王珺. BIM 理念及 BIM軟件在建設(shè)項(xiàng)目中的應(yīng)用研究[D]. 成都：西南交通大學(xué)，2011：19-23.

[3]. 中國(guó)建筑科學(xué)研究院.綠色建筑評(píng)價(jià)技術(shù)細(xì)則[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2015.

[4]中華人民共和國(guó)財(cái)政部,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.關(guān)于加快推動(dòng)我國(guó)綠色建筑發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)[EB/OL].http://jjs.mof.gov.cn/zhengwuxinxi/tongzhigonggao/201205/t20120507_648962.html,2012.

[5]. 柳娟花. 基于 BIM 的虛擬施工技術(shù)應(yīng)用研究[D]. 西安：西安建筑科技大學(xué)，2012:31-34.

Analysis of Green Building Lifecycle Incremental Benefit with BIM Technology

Green building has lots of benefits, it is the development trend of the construction industry. The BIM technology’s application,further promote the improvement of green building. This paper mainly from the incremental cost of green building, launched the incremental economic benefits of green building, and discussed the use of BIM technology, the impact of green building incremental economic benefits.

BIM; green building; incremental benefit