基于BIM技術的綠色建筑能耗評價

龍絳珠，張志斌，李英杰，楊麗珍，黃曉林，甘振鈞

(陽光學院 土木工程學院， 福建 福州 350015)

1 引言

在我國經(jīng)濟與科技力量不斷增強的背景下，為建筑事業(yè)實現(xiàn)其自身的蓬勃發(fā)展奠定了堅實的基礎，但與此同時社會也針對當今建筑中消耗能源過大，破壞生態(tài)環(huán)境等問題提出了整改的要求。因此現(xiàn)階段從事建筑行業(yè)的工作者就要將利用BIM技術進行綠色建筑耗能評價的工作提到工作日程上，并強化對BIM技術的重視程度及應用。

2 BIM技術概述

2.1 BIM技術的含義

BIM主要是基于不斷發(fā)展的網(wǎng)絡技術下形成的對建筑架構進行信息與數(shù)字化建模的技術，而這種技術不僅能夠有效提升建筑結構設計的工作效率與工作質(zhì)量，并將其結構設計方案以三維立體的形式展現(xiàn)出來，方便設計人員對建筑構造的直觀研究，其中同樣擁有功能強大的信息儲蓄庫，更為綠色建筑的耗能測評提供了準確可靠的參數(shù)數(shù)據(jù)，使建筑行業(yè)能夠順應當前社會可持續(xù)化的發(fā)展趨勢，實現(xiàn)自身平穩(wěn)發(fā)展。

2.2 BIM技術的特征

2.2.1 協(xié)同性

在綠色建筑能耗評價中應用BIM技術，不僅可以使構建出的建筑信息模型更有利于綠色建筑能耗的模擬，且有效應用其自身信息處理系統(tǒng)能夠搭建起一個設計部與綠色建筑改造評價研究人員等協(xié)同合作的平臺，通過對建筑設計前期或建筑后期施工并投入使用過程中具體信息進行全方位分析，大大提升建筑自身科學性與環(huán)保性，并為建筑行業(yè)趨向于建筑綠色改造的發(fā)展注入新鮮的活力。

2.2.2 信息整合性

BIM技術中所體現(xiàn)出的信息整合特征主要圍繞著建筑自身結構設計與建筑總體構造信息兩個方面。隨著BIM技術綠色建筑能耗評價應用的不斷深入，其自身擁有的信息整合性也為綠色建筑的改造所需信息提供了重要的參考數(shù)據(jù)。不僅如此，所有參與綠色建筑能耗測評的工作人員都可應用此種技術對建筑總體信息進行查閱與使用，增強了建筑結構設計信息的公開化與透明化[1]。

2.2.3 數(shù)據(jù)關聯(lián)性

在基于BIM技術進行綠色建筑耗能評價的應用中，可在原有建筑結構信息的基礎上，進行總體數(shù)據(jù)的關聯(lián)。例如：在對建筑進行相關能耗評價與在原有基礎上進行建筑綠色改造的建模過程中，建筑技術人員就可利用BIM技術進行建筑數(shù)據(jù)的同步更新，即無需在重復修改設計圖紙或是三維建筑模型的基礎上，進行建筑減耗的綠色改造方案，這種技術的應用不僅節(jié)省了從事建筑工作者的工作時間，同時也保障了對綠色建筑耗能評價的全面性，進而使建筑后期投入到綠色改造的過程在模型可視化的基礎上更具科學性與準確性，使設計人員不必就能源消耗的問題進行過多考量即可設計多種建筑結構的方案，從根本上提升了工作人員的工作效率與質(zhì)量，同時也為企業(yè)能夠在眾多的競爭者中拔得頭籌奠定堅實的基礎。

3 BIM技術在綠色建筑耗能評價上的價值體現(xiàn)

在現(xiàn)階段的建筑行業(yè)之中，綠色建筑的評價體系主要分為4種：第一，LEED。由美國綠色建筑協(xié)會在21世紀初建立的評價綠色建筑的工具，其目的是建立健全完善綠色建筑評測標準，有效防止綠色建筑理念流于表面；第二，BREE-AM。根據(jù)英國自身國土的特點如國土狹小、經(jīng)濟發(fā)展過快等所誕生出的基于持續(xù)發(fā)展道路下的建筑評估體系，并以此作為立足點制定了大量法律上的明文規(guī)定；第三，CASBEE。在日本相關建筑協(xié)會中創(chuàng)設的建筑環(huán)境性評價系統(tǒng)，以建筑項目為主要評測對象，并將其自身對環(huán)境的影響當作主要評價標準。第四，HQE。法國建筑綠色評價體系，同樣在21世紀初期得到社會各界廣泛認可，并為法國可持續(xù)發(fā)展的道路與綠色建筑評測體系的構建奠定了堅實的基礎。

在傳統(tǒng)綠色建筑耗能評價過程中，其提供分析的建筑模型都只能通過設計方案與施工圖紙進行建筑信息的整合與分析，不僅嚴重滯后了綠色建筑評價體系的工作效率與工作質(zhì)量，更是增加了技術人員對施工圖紙進行能耗分析建筑模型建設的時間與精力。由此可見，過去綠色建筑能耗評價軟件已經(jīng)難以適應現(xiàn)階段社會對綠色建筑能耗評價方面日益提升的要求，BIM技術的出現(xiàn)與有效應用勢必會對綠色建筑能耗評價的優(yōu)化與完善提供堅實的技術支持[2]。

縱觀綠色建筑能耗評價體系與手段的發(fā)展進程，過去老舊的綠色建筑能耗評價雖然從一定角度上來說，推動了社會朝向可持續(xù)化的發(fā)展進程，但由于沒有更為全面性與科學性技術的加入，使其在構建建筑模型并對其進行分析時，存在一定的片面性與不確定因素。以CAD技術為例，雖然其可以應用自身軟件功能與優(yōu)勢進行平面式建筑模型的詳細構建，但在此過程中，都需要設計人員耗費大量的時間與精力進行繪圖，不僅滯后了建筑總體項目的進程，通過人工操作的手法也大大提升了設計圖紙之中存在漏洞的風險。而就BIM技術而言，其自身強大且完善的功能不僅能夠?qū)⒔ㄖ矫媸侥Ｐ偷臉嫿ㄞD(zhuǎn)化為三維立體式模型，讓綠色建筑能耗評價人員能以更為直觀的方式對建筑整體構建中綠色耗能進行全面的評價，而且BIM技術的應用從根本上提高了建筑能耗模式的準確性與有效性，使其為今后改善綠色建筑能耗問題提供新的研究方向。

就我國國情而言，由于過去經(jīng)濟增長水平較為緩慢，科技技術較之其他國家相比也稍顯落后，綠色建筑的理念及后期發(fā)展研究也相對起步較晚，尚未形成完善的綠色建筑能耗評價體系，因此將BIM技術應用在其中的發(fā)展方向依然有待進一步研究。隨著社會各界對可持續(xù)發(fā)展道路的廣泛關注，不僅僅對工業(yè)領域節(jié)能減排方面提出了更高的要求，在建筑領域也逐漸提升了自身對于綠色建筑能耗評價體系重要性的認知度，并意識到將BIM技術應用其中的重要價值。就目前BIM技術與綠色建筑耗能評價相結合的研究情況來看，相關研究人員不僅明確了BIM技術在建筑主流平臺格局中對生態(tài)及經(jīng)濟的重要意義，更進一步總結出了綠色建筑耗能評價的研究方向，即通過對工程材料、施工過程、建筑周邊環(huán)境方面等生成的耗能數(shù)據(jù)的分析，為日后在國內(nèi)綠色建筑能耗評價能夠?qū)崿F(xiàn)自身又好又快的發(fā)展起到了積極推動的意義[3]。

4 基于BIM技術在綠色建筑耗能評價的具體應用

4.1 綠色建筑能耗評價體系BIM模型的構建

在建筑整體工程內(nèi)，對建筑結構中的圍護結構、供暖、照明等系統(tǒng)是建筑降低能耗問題重要的因素。而利用BIM技術構建起的建筑模型，能夠為專業(yè)人士在綠色建筑能耗評價體系中提供重要的參考數(shù)據(jù)。就拿某小區(qū)樓房建筑為例，研究人員可以利用建筑模型對建筑總體采光及通風系數(shù)進行一定的分析，并以改造與完善建筑結構的科學性為主要目的，對其進行綠色建筑能耗方面的相關評價。

4.2 基于BIM技術的綠色建筑能耗評價體系的完善與優(yōu)化

隨著現(xiàn)階段社會經(jīng)濟與科技力量的不斷增強，不僅使國民在精神文化層面上的需求有所提升，在建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展方面也有了更高的需求。與此同時，由于傳統(tǒng)綠色建筑能耗評價體系與手段存在一定的片面性及單一性，因此其自身的發(fā)展軌道已經(jīng)難以適應時代的潮流，使其所在的建筑企業(yè)在日益加劇的社會市場經(jīng)濟競爭格局下，逐漸落后于其他競爭者。而將BIM技術引進到現(xiàn)階段的綠色建筑能耗評價體系中，不僅在原有基礎上實現(xiàn)了綠色建筑能耗評估體系的完善與優(yōu)化，更使其為滿足當前社會發(fā)展趨勢與國民的需求打下了堅實的基礎[4]。

5 基于BIM的綠色建筑能耗評價具體研究

以某居住區(qū)建筑項目為例，將BIM技術與綠色建筑耗能評價體系相結合，并利用分層分析法對建筑項目各方面的耗能因素進行進一步明確，進而由從事相關工作的研究人員對數(shù)據(jù)進行客觀的分析。

5.1 利用分層分析法明確影響綠色建筑能耗的因素

就BIM技術的內(nèi)在功能而言，其自身擁有的數(shù)據(jù)關聯(lián)性可以有效節(jié)省對建筑整體結構進行某一處修改而對建筑結構中信息數(shù)據(jù)重新調(diào)整所耗費的時間，例如技術人員可針對居住區(qū)建筑整體的采光問題、圍護結構穩(wěn)固性與保溫措施、建筑結構內(nèi)供熱與制冷系統(tǒng)等能耗情況進行分析并提出改進措施，制定具有針對性的修改方案，應用BIM技術對初始設計模型進行綠色改進。

舉例來說，居住區(qū)建筑的溫度環(huán)境受到內(nèi)外界因素影響極大， 這其中包括：室外氣溫、室內(nèi)設備的保溫狀況、室內(nèi)人員自身溫度等。因此在具體實際操作的過程中，應利用BIM技術設定好房屋內(nèi)人員的活動時間與活動范圍、 屋內(nèi)各設備的材質(zhì)等參數(shù)，并結合一段時間

后對各項數(shù)據(jù)進行熱工耗能量的耗能量進行具體分析。

5.2 基于研究人員對綠色建筑能耗進行客觀的評價

在利用BIM技術對綠色建筑能耗評價模型的構建與居住區(qū)項目總體的設計方案與施工圖紙所蘊含的建筑信息進行整合式的分析之后，就需要由研究人員對綠色建筑能耗進行客觀的打分與評價，并針對在居住區(qū)建筑項目中出現(xiàn)的消耗能源過大等各類問題進行相關綠色建筑改造方案的規(guī)劃與制定，以規(guī)范化的操作與綜合性的專業(yè)技能對居住區(qū)建筑項目進行綠色建筑能耗的相關評價，完善并進一步優(yōu)化綠色建筑能耗評價體系。

6 結論

BIM技術作為綠色建筑能耗評價重要組成部分之一，不僅能夠在原有能耗評價基礎上提供更加真實有效的參數(shù)數(shù)據(jù)，更為建筑結構設計中的綠色改造奠定了堅實的基礎。不僅如此，在綠色建筑評價體系的具體實踐中，使得當前從事該項研究的工作人員更加認識到了提升自身專業(yè)技能的重要性，并落實到綠色建筑能耗評價的各項工作中，為提升該工作的實效性與高效性發(fā)揮出了積極的作用，進一步促進了建筑行業(yè)實現(xiàn)自身可持續(xù)發(fā)展的進程。

[1]楊文領.基于BIM技術的綠色建筑能耗評價[J].城市發(fā)展研究,2016,23(3)：14～17，24.

[2]郭瓏瓏.基于BIM技術的綠色建筑集成設計優(yōu)化研究[D].南京：南京林業(yè)大學,2014.

[3]姜騰騰.綠色建筑背景下基于BIM技術的建筑工業(yè)化發(fā)展機制研究[J].土木建筑工程信息技術,2015,7(2):56～60.

[4]劉 陽,梁 雪.基于BIM技術的綠色建筑設計應用研究[J].建筑與預算,2016(5):55～57.