綠色BIM在建筑物全生命周期中的環(huán)境持續(xù)性研究

陳茜　趙躍

摘要：建筑信息模型（BIM）技術(shù)的創(chuàng)新，預(yù)測(cè)，管理與時(shí)俱進(jìn)，并且促進(jìn)了建筑物全壽命周期過(guò)程中對(duì)環(huán)境影響的可視化技術(shù)的發(fā)展。本文旨在綠色BIM環(huán)境的可持續(xù)性監(jiān)控和管理在建筑物的全生命周期應(yīng)用上，未來(lái)的綠色BIM理念，還應(yīng)包括三個(gè)概念（再減少，再利用，再循環(huán)），運(yùn)用現(xiàn)有的理念為工程建設(shè)和改造的可持續(xù)性分析上謀求新的發(fā)展，提高工程的能源利用率以利于各種設(shè)備操作整合出更有效的低碳管理模式。這項(xiàng)研究為未來(lái)BIM技術(shù)在環(huán)境可持續(xù)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：建筑信息模型；綠色建筑；綠色BIM；環(huán)境可持續(xù)性

中圖分類(lèi)號(hào)：TU712.2 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：1001-828X（2016）030-000-01

一、引言

環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的概念被要求在傳統(tǒng)建筑的全壽命周期體系結(jié)構(gòu)上以后，刺激變革了建筑環(huán)境變化，減少能源消耗和自然資源耗竭的水平。工程設(shè)計(jì)和施工行業(yè)一直存在著非常大的碳排放，雖然“綠色環(huán)?！焙汀碍h(huán)境可持續(xù)性”理念在建筑行業(yè)已經(jīng)問(wèn)世多年，但在我國(guó)該行業(yè)的各種措施實(shí)施不到位。建筑拆除物在發(fā)達(dá)國(guó)家約占所有的固體廢物的40%。隨著資源和能源成本上升且日益增加的稀缺性，減少能源消耗和該行業(yè)相關(guān)溫室氣體排放量使我們面臨著日益緊迫的挑戰(zhàn)。

二、建筑信息模型（BIM）綠色化淺析

在過(guò)去二三十年通過(guò)計(jì)算機(jī)（CAD）設(shè)計(jì)軟件和建筑信息模型（BIM）等輔助軟件的發(fā)展，改變了傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)格式和施工的格局。BIM的定義是由計(jì)算機(jī)生成的模型技術(shù)用于支持在協(xié)作填充信息和模擬的規(guī)劃，設(shè)計(jì)，建設(shè)，設(shè)施操作的過(guò)程。在許多國(guó)家BIM現(xiàn)在被越來(lái)越多地作為一種新型的技術(shù)，以協(xié)助設(shè)計(jì)構(gòu)思和施工及設(shè)施的操作。它被認(rèn)為是一種新的管理技術(shù)，它提供了一個(gè)集成的解決方案，以時(shí)間，成本，安全，質(zhì)量，建設(shè)項(xiàng)目的功能為基礎(chǔ)提高客戶滿意度。

在建筑業(yè)的過(guò)去幾年里，綠色BIM成為盛極一時(shí)的術(shù)語(yǔ)和概念，盡管它無(wú)處不在，但我們對(duì)綠色BIM的認(rèn)識(shí)還存在一些異議，本文旨在從實(shí)踐中體會(huì)綠色BIM的真諦。

三、建筑信息模型（BIM）和可持續(xù)建筑分析

綠色建筑高速發(fā)展的同時(shí)也衍生出可持續(xù)建筑和高性能建筑的概念，高性能建筑不是傳統(tǒng)意義上的綠色建筑。從環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)方面理解，綠色建筑是建筑物全生命周期內(nèi)對(duì)環(huán)境負(fù)責(zé)對(duì)資源節(jié)約理念。

四、建筑物全生命周期內(nèi)綠色BIM的討論

1.建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)階段

建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)階段是可持續(xù)發(fā)展中最基本的起點(diǎn)，能源利用和環(huán)保方面精確的規(guī)劃設(shè)計(jì)決策能夠幫助在可持續(xù)過(guò)程中提高效益，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)環(huán)境很少能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)師和其他項(xiàng)目成員提供可視化的可行性，也不利設(shè)計(jì)師做出更精確更環(huán)保的設(shè)計(jì)決策。在九十年代末期綠色BIM的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)凸顯，在一定的時(shí)間段內(nèi)，綠色BIM較傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方面節(jié)約成本，節(jié)約時(shí)間，節(jié)約資源，節(jié)約能耗。

綠色BIM可以提高建筑物交付業(yè)績(jī)，從而有助于最大限度地減少不必要的由于之間的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤或缺乏溝通而對(duì)各方造成的影響。

2.建筑施工階段

綠色BIM的施工過(guò)程是低碳施工的過(guò)程，更清潔更環(huán)保的工地已成為建筑部門(mén)面臨的主要問(wèn)題。越來(lái)越多的證據(jù)表明建筑物施工過(guò)程中的碳排放占整個(gè)建筑物全生命周期內(nèi)的能源消耗的很大比例，因此需要低成本的有效的機(jī)制監(jiān)測(cè)排放量，這一項(xiàng)研究在近十年的美國(guó)已得到很大的發(fā)展，特別是排放源和排放量的分析和可視化，該研究在剛開(kāi)始時(shí)因其監(jiān)測(cè)的狹隘，一度遭到抵制，所以開(kāi)發(fā)出可視化的監(jiān)測(cè)工具可以提高項(xiàng)目成員評(píng)估施工過(guò)程中碳排放水平。

施工過(guò)程中操作能量消耗（或使用）是建筑物全生命周期內(nèi)的主要能耗部分，這個(gè)階段在建筑物的生命周期中產(chǎn)生約三分之一的碳排放量。因此運(yùn)用綠色BIM工具在施工和運(yùn)行階段對(duì)環(huán)保提出幾點(diǎn)建議：1.供暖和制冷需求分析；2.確定采光機(jī)會(huì)并減少照明負(fù)載和兼顧隨后的能量負(fù)載；3.選擇適當(dāng)?shù)慕ㄖO(shè)備并減少能源使用

Autodesk綠色建筑工作室涉及創(chuàng)新的軟件計(jì)算技術(shù)可以對(duì)建筑施工過(guò)程中能源使用進(jìn)行分析。對(duì)現(xiàn)有的建筑物可再生能源的碳排放進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)。

3.建筑維護(hù)保養(yǎng)階段

在建筑維護(hù)保養(yǎng)階段，對(duì)現(xiàn)有建筑物進(jìn)行改造可以有利于促進(jìn)資源節(jié)約，減少建筑物的能源消耗，提高建筑運(yùn)行時(shí)的能源效率，為日常生活提供更安全和更清潔的生活環(huán)境。建筑行業(yè)各部門(mén)都在想辦法通過(guò)改善建筑物的可持續(xù)性。這樣做的目標(biāo)包括并入可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)理念，降低運(yùn)營(yíng)成本，限制環(huán)境影響和提高建筑的持續(xù)性。所以通過(guò)綠色BIM綜合考慮對(duì)建筑物進(jìn)行改造有利于可持續(xù)發(fā)展的原則

4.建筑拆遷階段

近十年隨著建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展，環(huán)境日益嚴(yán)峻，對(duì)于施工拆遷對(duì)環(huán)境的影響不斷升級(jí)，不斷增加的拆建廢料在堆填區(qū)棄置，尤其是在發(fā)達(dá)城市如北京，已經(jīng)成為一個(gè)重要的社會(huì)環(huán)境問(wèn)題。隨著環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，許多國(guó)家政府意識(shí)的不斷增強(qiáng)，行業(yè)都不得不考慮有效拆建廢物管理措施。

回收被認(rèn)為是一個(gè)可持續(xù)的選擇道路較傳統(tǒng)的拆遷和填埋的方式。全面和綜合的拆建廢料管理框架應(yīng)該可以使大部分建筑物拆遷物減少，再利用和回收，并在一個(gè)建筑項(xiàng)目的生命周期內(nèi)限制建筑垃圾處理量，實(shí)現(xiàn)整個(gè)可持續(xù)發(fā)展的綜合戰(zhàn)略。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，綠色BIM一直主張其在環(huán)境可持續(xù)性的設(shè)計(jì)和可持續(xù)建筑的發(fā)展和協(xié)作。綠色BIM已經(jīng)成為一種流行的節(jié)能性能分析工具在建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，它也被應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)碳排放估算和可視化，以幫助預(yù)測(cè)和監(jiān)督建設(shè)項(xiàng)目的碳足跡。但是，綠色BIM發(fā)展才剛剛開(kāi)始，其發(fā)展在業(yè)內(nèi)還需學(xué)者進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的探討。下面對(duì)綠色BIM的文獻(xiàn)歸納三個(gè)問(wèn)題：

1.建筑物維修，改造和拆除階段的研究比較受阻。2.缺乏基于BIM環(huán)境可持續(xù)性的仿真工具。3.綠色BIM工具的大數(shù)據(jù)庫(kù)的整理和管理。

未來(lái)綠色BIM領(lǐng)域一些重要的研究方向本人的見(jiàn)解如下：

1.在BIM可持續(xù)系統(tǒng)中加入再減少，再利用和再循環(huán)的概念。

2.在BIM系統(tǒng)中與設(shè)施的運(yùn)行維護(hù)緊密相連，整合操作出更全面的低碳管理模式。

3.開(kāi)發(fā)一個(gè)更實(shí)際的BIM工具并得到綠色建筑的認(rèn)證。

4.改善綠色BIM工具的兼容性

5.加強(qiáng)綠色BIM技術(shù)的學(xué)者和實(shí)踐者之間的互動(dòng)和交流，減少整個(gè)建筑物的生命周期內(nèi)碳排放。