陸義淏

摘 要：綠色建筑指的是在建筑全壽命周期內(nèi)，對資源最大限度的節(jié)約，對可再生能源推廣和使用，促使環(huán)境得到保護，污染得到減少，將更加舒適健康的使用空間提供給人們。要想促使建筑的綠色得到實現(xiàn)，就需要在建設(shè)的全過程中加以應(yīng)用，不能夠單單著重于某一個環(huán)節(jié)。要想實現(xiàn)綠色建筑，建筑規(guī)劃設(shè)計是必須要重視。

關(guān)鍵詞：綠色建筑；BIM技術(shù)；應(yīng)用

1 BIM技術(shù)

1.1 BIM技術(shù)的概念

即Building Information Modeling，翻譯成中文就是建筑信息模型。簡單來說，BIM技術(shù)是一個新型的概念，或者可以稱其為一種數(shù)字表達，指的是在建筑的設(shè)計與施工過程中，包括策劃、設(shè)計、施工、運營、拆除等階段，進行建筑建造和數(shù)據(jù)管理的過程，該過程能提高工程設(shè)計行業(yè)進行作業(yè)時的效率和作業(yè)結(jié)果的質(zhì)量。

三維數(shù)字技術(shù)是BIM技術(shù)的基礎(chǔ)，BIM技術(shù)在三維數(shù)字技術(shù)的支持下，將建筑整個生命周期過程中可能涉及到的信息進行采集和處理，形成工程數(shù)據(jù)模型，是數(shù)字技術(shù)在工程設(shè)計領(lǐng)域的直接應(yīng)用，在極大程度上幫助工程項目節(jié)約成本，提高效率，同時還降低了建筑過程中對環(huán)境的消極影響，符合低成本、高效率及綠色環(huán)保的經(jīng)濟理念。

1.2 BIM技術(shù)原理

BIM技術(shù)是一種主要針對于建筑與工程設(shè)計的CAD技術(shù)，將建筑方面的信息數(shù)字化，通過BIM技術(shù)，可將一個建筑設(shè)計中的全部信息都存儲于一個電子模型中。

在所謂的BIM系統(tǒng)中，真實的建筑組成構(gòu)件以編碼的形式表現(xiàn)出來，即將建筑構(gòu)件數(shù)字化。每個建筑構(gòu)件對應(yīng)一個對象，每個對象通過一組系數(shù)來表示其屬性。以一面墻為例，其屬性包括了這面墻的尺寸、材料、隔音性能、造價等性質(zhì)。而二維的繪圖軟件僅能用簡單的線條來表示。

1.3 BIM的優(yōu)勢和特點

BIM技術(shù)的主要特點有優(yōu)化性、可視化、模擬性、協(xié)調(diào)性、可畫圖性等。其在協(xié)調(diào)能力方面很強，可供多位建筑設(shè)計者或多種軟件之間進行建筑信息的分享與交流，使各個環(huán)節(jié)之間的連貫性加強達到提高作業(yè)效率、提升作業(yè)品質(zhì)的效果，取代傳統(tǒng)意義上的繪圖方式，將二維設(shè)計向三維的可視設(shè)計轉(zhuǎn)變，且對前期的場地考察及設(shè)計都有舉足輕重的作用。

1.3.1數(shù)字化代替?zhèn)鹘y(tǒng)繪圖，二維轉(zhuǎn)化為三維。在沒有BIM技術(shù)之前，工程設(shè)計及建筑行業(yè)主要依賴二位CAD技術(shù)來采集、提供各種相關(guān)信息，如平面圖、剖面圖等都是通過二維的圖紙呈現(xiàn)出來的，然而這種傳統(tǒng)的二維設(shè)計存在不少弊端。首先，隨著城市化進程的不斷加速，建筑設(shè)計的復(fù)雜度也逐漸提升。所以在進行建筑設(shè)計與建造的過程中對圖紙精密度的要求也在不斷提高，若繼續(xù)使用二維的CAD技術(shù)來設(shè)計圖紙，則會出現(xiàn)意圖表達不清、施工單位難以理解等問題，無形中加大了施工的難度。而新型的三維可視化設(shè)計將二維圖中平面的線條立體化，簡單易懂，大大提高了施工效率。

1.3.2BIM分布式模型。在現(xiàn)代建筑行業(yè)中普遍使用的是BIM分析工具與BIM創(chuàng)作類工具相結(jié)合的分布式模型，諸如設(shè)計模型、施工模型、施工進度模型、制造模型、操作模型等則需要設(shè)計或施工單位進行制作。這些從屬于BIM數(shù)據(jù)庫的分布式模型為建筑過程、建筑項目提供了如估算工具、進度安排工具等分析工具。

2 綠色建筑設(shè)計的阻礙

2.1 工程建設(shè)體制

我國綠色建筑的起步較晚，且在建筑行業(yè)中建筑師普遍缺乏話語權(quán)，導(dǎo)致整個建筑行業(yè)普遍缺乏科學(xué)性。目前，我國綠色建筑的試點不少，大多被用來表現(xiàn)個人政績，而沒有真正實現(xiàn)其意義。

2.2 綠色建筑評價體系不成熟

目前，國際上發(fā)展比較成熟的綠色建筑評估系統(tǒng)有英國的BREEAM評估體系、美國的LEED綠色建筑評估體系、德國的生態(tài)建筑導(dǎo)則LNB、加拿大等多國參與的GBTool、澳大利亞的建筑環(huán)境評價體系NABERS、法國的ESCALE、挪威的 Eco-Profile、日本的CASBEE等。通過具體的評估技術(shù)可以定量地描述綠色建筑的節(jié)能效果、節(jié)水率、減少CO2等溫室氣體對環(huán)境的影響、“3R”材料的生態(tài)環(huán)境性能評價及綠色建筑的經(jīng)濟性能等指標，因此，可以指導(dǎo)設(shè)計，為決策者和規(guī)劃者提供依據(jù)和參考標準。我國的《綠色建筑評價標準》（GB/T 50378―2014）于2015-01-01開始實施，相比于舊版標準，新版標準的改動較多，側(cè)重點有所轉(zhuǎn)移，但對地域的差異考慮不足；對管理程度不夠重視；有些指標量化不足，導(dǎo)致我國認證的綠色建筑與國際水平還有差距，通過軟件節(jié)能計算的建筑很難達到理想效果。

2.3 專業(yè)協(xié)同性不強

設(shè)計階段的設(shè)計包括建筑、結(jié)構(gòu)、水暖、空調(diào)、機電、裝飾等各個專業(yè)。對于綠色建筑，還要考慮綠色環(huán)保建材的置換問題。在設(shè)計過程中，各個專業(yè)是獨立進行的，雖然有一定的組織和協(xié)調(diào)，但溝通起來有障礙，會產(chǎn)生一定的疏漏。

2.4 與施工階段銜接難

工程中比較明顯的一個特點是前期的設(shè)計和后期的施工存在偏差，主要原因有以下2個：①很多設(shè)計人員缺乏施工生產(chǎn)知識，沒有現(xiàn)場施工經(jīng)驗，導(dǎo)致設(shè)計中頻頻出現(xiàn)施工中根本無法解決的問題；②我國的施工隊伍專業(yè)技術(shù)水平普遍較低，實際操作的工人幾乎沒經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，未能與時俱進，不了解建筑發(fā)展的新方向，識圖能力較差，對設(shè)計人員設(shè)計意圖的理解不夠全面。

2.5 二次綠色不能提前實現(xiàn)

目前，我國綠色建筑的評價是基于2D的CAD輔助設(shè)計方案進行的，雖然通過了初次綠色評估指標，但因CAD二維精度的局限性，不能有效量化后期的節(jié)能綠化指標，不能實現(xiàn)綠色建筑的二次評估，無法實現(xiàn)真正意義上的綠色建筑。

3 BIM在綠色建筑中的應(yīng)用

BIM是一種技術(shù)理念，倡導(dǎo)共享知識資源分享建筑各方面信息，為建筑從概念到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)的過程。綠色建筑和BIM均注重建筑的全壽命周期，一個強調(diào)壽命周期的建筑各項性能，另一個盡力為建筑性能優(yōu)劣的判斷提供可靠數(shù)據(jù)信息支持，二者不謀而合?？梢哉J為，綠色建筑為BIM提供了寬闊的展示舞臺，而BIM則為綠色建筑的實現(xiàn)提供強大的技術(shù)支撐。當(dāng)前，可以從以下幾方面來探索BIM對綠色建筑的技術(shù)支持。

3.1 節(jié)能與能源利用分析

節(jié)能與能源利用是綠建評價標準的重要內(nèi)容，將BIM 技術(shù)所建立的建筑三維可視化模型導(dǎo)入能耗分析軟件或者轉(zhuǎn)為相應(yīng)格式導(dǎo)入能耗分析軟件，根據(jù)相關(guān)規(guī)范標準，結(jié)合項目所在地的氣象數(shù)據(jù)，完成建筑能耗分析模型的完善工作、分析數(shù)據(jù)生成、建筑能耗分析結(jié)果數(shù)據(jù)的處理與直觀可視化模擬，根據(jù)模擬計算結(jié)果調(diào)整優(yōu)化圍護結(jié)構(gòu)方案以及相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，實現(xiàn)對設(shè)計過程中節(jié)能標準的預(yù)期控制。利用BIM模型進行室外太陽輻射分析，分析太陽輻射強度及其分布，用于各太陽能設(shè)備的方案設(shè)計與優(yōu)化，實現(xiàn)可再生能源的最大化合理利用，同時還可以優(yōu)化室外植被的配置比如合理確定喜陽植物、喜陰植物、中性植物的種植位置。此外還可進行室內(nèi)自然采光分析，充分利用自然采光，降低人工照明能耗。

3.2 節(jié)水與水資源利用分析

根據(jù)BIM所建三維信息模型，結(jié)合各地的暴雨強度系數(shù)以及當(dāng)?shù)氐谋┯陱姸扔嬎愎?，建立一個完整的數(shù)據(jù)庫，作為雨水采集計算的重要依據(jù)，然后根據(jù)各種雨水采集方式中不同地貌和不同材質(zhì)對確定徑流系數(shù)的影響關(guān)系以及建筑，道路以及綠地等面積來計算集雨量，并進行適時調(diào)整優(yōu)化設(shè)計方案。

3.3 節(jié)材與材料資源利用分析

綠建評價標準對所使用的建筑材料及其使用百分比作了詳細的要求，比如要求：施工現(xiàn)場500km以內(nèi)生產(chǎn)的建筑材料重量占建筑材料總重量的60%；在保證安全和不污染環(huán)境的情況下，可再循環(huán)材料使用重量占所用建筑材料總重量的10%。面對這些要求，顯然傳統(tǒng)的技術(shù)手段難以進行快速準確的計算，尤其是用BIM技術(shù)來解決這類問題，則顯得相對容易，BIM具有強大的數(shù)據(jù)信息和強有力的材料統(tǒng)計功能，可以很快計算出各類材料的用量，指導(dǎo)工程的材料配置，使其滿足評價標準的要求。不僅如此，BIM技術(shù)可以綜合建筑、結(jié)構(gòu)、水、暖、電、動等各專業(yè)的設(shè)計內(nèi)容于一體，并具備碰撞檢查功能，將各專業(yè)的沖突解決于設(shè)計階段，從而避免了在施工階段才發(fā)現(xiàn)沖突所造成的材料浪費，這也對節(jié)省材料有所貢獻。

4 結(jié)語

隨著我國綠色建筑事業(yè)的大規(guī)模發(fā)展和相關(guān)規(guī)范的不斷完善，對綠色建筑設(shè)計也提出新的要求，BIM技術(shù)引導(dǎo)的高效的、準確的、統(tǒng)一的建筑設(shè)計方法必將大行其道。而隨著BIM技術(shù)在我國的研究和應(yīng)用的不斷深入，也必將對綠色建筑設(shè)計產(chǎn)生深遠的影響。

參考文獻

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[3] 任娟，劉煜，鄭罡.基于BIM 平臺的綠色辦公建筑早期設(shè)計決策觀念模型 [J].華中建筑，2012

（作者單位：泰州市建筑設(shè)計院有限公司）