綠色建筑預評估系統(tǒng)分析
——BIM技術對綠色建筑影響

連麗凌

（廣東省建筑設計研究院　廣東廣州　510010）

前言

在綠色可持續(xù)發(fā)展理念引導下，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，應積極利用現(xiàn)代化技術手段，做好綠色建筑設計施工的評估工作，通過采用BIM技術，建立BIM建筑模型，對其建筑基本屬性進行空間、功能、材料、設備等各專業(yè)數(shù)據(jù)集成在同一平臺下，實現(xiàn)一體化管理，從而真正實現(xiàn)綠色建筑設計目標，推動建筑行業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展。

1　綠色建筑預評估概述

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，將建筑設計視角轉(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。隨著綠色建筑設計的快速發(fā)展，綠色建筑評估體系也逐漸成熟，國際上許多發(fā)達國家都建立了綠色建筑評估系統(tǒng)，對綠色建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到重要推動作用，其中具有代表性的包括美國的LEEDTM系統(tǒng)和英國的BREEAM等。這些較為先進的綠色建筑評估系統(tǒng)可以其他國家的設計和應用提供參考[1]。

在綠色建筑預評估系統(tǒng)的構建過程中，BIM技術具有重要應用。通過利用BIM技術可以實現(xiàn)建筑設計流程的整合，為建筑生命周期管理（BLM）等先進管理方法的實施提供了技術支持。通過構建信息量足夠豐富的BIM建筑技術模型，可以為建筑性能分析提供支持，基于真實的BIM數(shù)據(jù)信息，利用各種信息化分析軟件，可以確保分析結果的準確性。綠色建筑設計是一個復雜的跨專業(yè)系統(tǒng)項目，應用BIM技術實現(xiàn)不同專業(yè)的數(shù)據(jù)集成，可以為綠色建筑設計決策提供支持。因此，基于BIM技術設計并實現(xiàn)的綠色建筑預評估系統(tǒng)，可以滿足實際工程應用需求。

2　基于BIM技術的綠色建筑預評估系統(tǒng)構建

2.1　綠色建筑預評估系統(tǒng)的設計難點

在目前使用的建筑評估體系中，主要以后評估方式為主，即在建筑投入使用后的一段時間內(nèi)，對綠色建筑的設計效果進行評價。但從綠色建筑建設的客觀規(guī)律來看，其關鍵性要素集中在項目規(guī)劃、設計和施工階段，而且后評估方法即使發(fā)現(xiàn)綠色建筑存在的不足，也難以對其進行有效的彌補和改進。在傳統(tǒng)技術條件下，綠色建筑預評估系統(tǒng)建設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施方法，難以對各個階段的影響要素作出合理的評估和預測，對于綠色建筑項目涉及的有關專業(yè)和外部條件，無法準確作出關聯(lián)性分析。BIM技術的應用可以有效解決這一問題，通過構建一體化建筑分析模型，其評估依據(jù)為設計過程中的定量數(shù)據(jù)，為綠色建筑預評估提供支持[2]。

2.2　綠色建筑預評估系統(tǒng)構建的關鍵要素

在綠色建筑的設計過程中，需要考慮的問題主要包含以下幾個方面：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，以及對自然生態(tài)的保護性設計情況；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。基于上述幾方面的考慮，綠色建筑預評估系統(tǒng)的構建要涵蓋整個設計流程，構建評估數(shù)據(jù)一體化的BIM技術建筑數(shù)據(jù)模型，為各階段設計提供有力的分析計算工具，確保設計符合相關規(guī)范要求和綠色建筑各要素控制要求[3]。

2.3　綠色建筑預評估系統(tǒng)結構分析

基于BIM技術設計的綠色建筑預評估系統(tǒng)由三層結構組成，具體包括：①三維BIM模型，以基礎信息數(shù)據(jù)為載體，通過對計算結果進行分析比對，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)和使用過程中對環(huán)境產(chǎn)生的影響；②建筑基礎信息分析和處理層，利用三維圖形平臺，提取建筑方案設計和結構設計中的材料使用情況、能源消耗等信息數(shù)據(jù)，對其進行計算和分析，根據(jù)綠色設計要求對各專業(yè)設計進行調(diào)整；③可視化表達，在三維圖形平臺上對建筑模型進行可視化展示，幫助分析人員直觀的獲取分析結果，實現(xiàn)各項分析數(shù)據(jù)的三維模擬表達。

3　基于BIM技術的綠色建筑預評估系統(tǒng)應用

3.1　綠色建筑設計方案分析

在建立綠色建筑預評估系統(tǒng)后，可以利用其對建筑設計方案進行分析，并對方案設計進行優(yōu)化。具體應用包括：①根據(jù)建筑的規(guī)劃布局、單體建筑數(shù)據(jù)、場地布置、道路設計和環(huán)境設計等評估信息，綜合考慮經(jīng)濟技術指標，通過對綠化方案的各影響因素進行控制，確保方案設計優(yōu)化效果；②節(jié)能性數(shù)據(jù)分析，結合國內(nèi)的相關設計標準，建立三維可視化模型，對建筑能耗進行分析。完成分析后由BIM軟件自動生成分析數(shù)據(jù)，并對分析結果進行可視化模擬展示，為建筑方案設計優(yōu)化提供參考；③在BIM技術的支持下，將建筑設計方案與同業(yè)內(nèi)與優(yōu)秀的綠色建筑設計方案進行橫向比較，主要參考與工程條件類似的設計方案，為綠色建筑設計方案調(diào)整提供方向。應用BIM技術進行節(jié)能設計方案分析，可以動態(tài)演示建筑能耗過程，找到設計方案中能耗較高的環(huán)節(jié)，并通過數(shù)據(jù)分析和方案對比參考，幫助設計單位實現(xiàn)節(jié)能目標。

3.2　綠色設計內(nèi)容評價

綠色設計評價內(nèi)容主要包含以下幾個方面：①建筑太陽能利用和遮陽設計，在BIM建筑模型中，引入當?shù)厝照諈?shù)，根據(jù)相關設計要求，采用數(shù)據(jù)仿真技術，模擬真實日照情況，對建筑遮陽板設計進行優(yōu)化，并通過計算太陽能輻射能量，合理布置太陽能采集設備；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)對自然光線的利用率，計算建筑綠色設計降低的開燈次數(shù)和開燈時間。對建筑周圍環(huán)境、日照情況進行系統(tǒng)化分析，主要計算參數(shù)包括日出時間、日落時間、平均日照時間、周圍建筑物平均高度等；③建筑通風設計，在BIM建筑模型基礎上，建立區(qū)域網(wǎng)絡分析模型，采用國際熱舒適性評價方法，構建通風評價標準，并將其應用到建筑通風性評價中。評估建筑利用自然風加快室內(nèi)空氣流動的情況以及利用自然風的溫度調(diào)節(jié)能力等，主要計算參數(shù)包括風向、風量、窗體結構朝向、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方面：

（1）植物綠化設計分析，探討建筑系統(tǒng)原有系統(tǒng)的影響情況，包括綠化設計對調(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)境設計。

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

（3）小區(qū)雨水的采集和利用情況，主要在模型中引入當?shù)乇┯陱姸认禂?shù)，建立暴雨強度計算公式，構建完整的雨量分析數(shù)據(jù)庫，對采集到的雨水信息進行存儲，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)對河流、建筑、道路、綠地等面及計算集水量進行實時調(diào)整。

通過采用BIM技術建立綠色建筑預評估模型，對建筑外環(huán)境利用情況進行分析和評價，可以增進建筑與周圍環(huán)境的和諧度，實現(xiàn)建筑施工與生態(tài)環(huán)境的和諧統(tǒng)一，并達到節(jié)約能源、降低污染排放的設計目的。

4　結束語

綜上所述，基于BIM技術設計并實現(xiàn)的綠色建筑預評估系統(tǒng)，可以為綠色建筑設計評估及方案調(diào)整提供支持。通過掌握預評估系統(tǒng)的設計要點，對其進行合理的結構設計，可以確保系統(tǒng)功能的完備性和適用性。通過將系統(tǒng)應用到綠色建筑設計室內(nèi)環(huán)境和室外環(huán)境評估等各個方面，可以對綠色設計內(nèi)容作出科學的檢驗和評價，促進綠色建筑設計水平的提高。

[1]關劍.基于BIM技術的綠色建筑預評估系統(tǒng)研究[J].建筑知識，2016，36（11）：49.

[2]侯博，李蒙，姜利勇，葛貴武.淺析BIM技術在建筑節(jié)能設計評估中的應用[J].建筑節(jié)能，2014，42（12）：38～41.

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