BIM綠色建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用的研究綜述

盧宗霞，蘇瑩，黃覃海，陳敏瓊

（賀州學(xué)院建筑工程學(xué)院，廣西 賀州 542899）

BIM綠色建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用的研究綜述

盧宗霞，蘇瑩，黃覃海，陳敏瓊

（賀州學(xué)院建筑工程學(xué)院，廣西 賀州 542899）

隨著社會(huì)的發(fā)展，人類正面臨著資源緊缺、環(huán)境污染、生態(tài)破壞等問(wèn)題，人們迫切需要一種新型的既節(jié)約環(huán)保又舒適的可持續(xù)發(fā)展的建筑形式，于是綠色建筑便應(yīng)運(yùn)而生并成為建筑行業(yè)的必然趨勢(shì)。文章通過(guò)整理國(guó)內(nèi)外BIM在綠色建筑中應(yīng)用情況，希望為綠色建筑提供一些參考。

BIM；綠色建筑設(shè)計(jì)；節(jié)能技術(shù)

0 前 言

綠色建筑是建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境問(wèn)題日益矛盾化，以往的建筑技術(shù)亟待改進(jìn)以滿足可持續(xù)發(fā)展的要求；可持續(xù)綠色建筑應(yīng)立足于綜合環(huán)境效益之上，日益興起的 BIM技術(shù)怎樣應(yīng)用于綠色建筑設(shè)計(jì)中，提供給人們一個(gè)更經(jīng)濟(jì)、舒適、具有環(huán)境感與文化感的生活場(chǎng)所，為越來(lái)越多研究探討。

1 綠色建筑的概念

林憲德［1］在建筑節(jié)能方面提出了建筑節(jié)能包含在建筑生命周期的各個(gè)階段中，是從土地的開(kāi)發(fā)、建筑的布局、建材選擇、建筑施工、建筑使用及維護(hù)等方面總體考慮。

在建筑的全壽命周期內(nèi)（物料生產(chǎn)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行、回收再利用），最大限度地節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材）、保護(hù)環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑，節(jié)約環(huán)保、健康舒適和自然和諧即綠色建筑的宗旨。

2 國(guó)內(nèi)外綠色建筑發(fā)展概況

2.1 國(guó)外建筑的發(fā)展概況

綠色建筑的概念是在20世紀(jì)60年代興起，真正提出和思潮的涌現(xiàn)是在第二次世紀(jì)大戰(zhàn)后?，F(xiàn)代綠色建筑的發(fā)展可分為三個(gè)階段：?jiǎn)拘押驮杏冢?0世紀(jì)60年代）、形成和發(fā)展期（1970～1990年）以及蓬勃興起期（2000年以來(lái)）。20世紀(jì)60年代美籍意大利建筑師鮑羅·索勒［2］里提出了“生態(tài)建筑”的新理念，使人們對(duì)建筑的本質(zhì)又有了新的認(rèn)識(shí)。1970～1990年，綠色建筑概念逐步形成，“可持續(xù)發(fā)展”首次提出，同時(shí)節(jié)能建筑評(píng)價(jià)體系逐步完善。進(jìn)入 20世紀(jì)后綠色建筑的內(nèi)涵和范圍更加豐富廣泛，其節(jié)能環(huán)保可持續(xù)理念和實(shí)踐進(jìn)一步發(fā)展，越來(lái)越受人們的歡迎。日本、德國(guó)、澳大利亞、法國(guó)等國(guó)相繼擬出符合本國(guó)地域特點(diǎn)的綠色評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，有的地區(qū)甚至將綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)作為強(qiáng)制性規(guī)定。Lindcrolh和hcncik.C.J［3］通過(guò)瑞典建筑公司的平臺(tái)把 BIM技術(shù)和綠色建筑相結(jié)合起來(lái)，從而達(dá)到一個(gè)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)工具。美國(guó)是首批應(yīng)用BIM的國(guó)家之一，在綠色建筑的BIM應(yīng)用方面，在綠色建筑設(shè)計(jì)者中他們有50%設(shè)計(jì)者運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。英國(guó)政府部門推進(jìn)于2016年實(shí)現(xiàn)500萬(wàn)英鎊以下的項(xiàng)目進(jìn)入BIM與綠色建筑相結(jié)合的二次發(fā)展。

2.2 國(guó)內(nèi)綠色建筑的發(fā)展概況

我國(guó)20世紀(jì)80年代提出建筑節(jié)能理念，但仍沒(méi)有對(duì)綠色建筑系統(tǒng)的研究，許多方面還處在空白階段。之后我國(guó)在總結(jié)借鑒國(guó)際綠色評(píng)估的基礎(chǔ)上，2006年正式頒布了第一部《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/750378—2006），使得我國(guó)有了一部屬于自己的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。2007年8月，我國(guó)又出臺(tái)了《綠色建筑評(píng)價(jià)技術(shù)細(xì)則（試行）》和《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》，開(kāi)始建立了適合我國(guó)國(guó)情的綠色建筑評(píng)價(jià)體系。2009年8月，我國(guó)政府頒布了《關(guān)于積極應(yīng)對(duì)氣候變化的決議》提出要立足國(guó)情發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)。2009、2010年有分別啟動(dòng)了《綠色工業(yè)建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》、《綠色辦公建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》的編制工作。2015年1月1日，新版《建筑設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》把綠色建筑理念推向另一個(gè)全新階段。

3 綠色建筑節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

3.1 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能

建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)是建筑的重要組成部分，其包括門、窗、墻和屋面等，它將建筑分成若干個(gè)獨(dú)立的建筑空間，抵御和減少不利環(huán)境的影響。同時(shí)還具有保溫、隔熱、隔聲、防水、防潮、耐火等因素的影響。

3.1.1 墻體節(jié)能技術(shù)

墻體在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫能耗中所占的比例較大，約占總耗能的35%。因此，提高墻體的保溫性能成為重中之重。在建筑圍護(hù)構(gòu)造墻體的節(jié)能技術(shù)中，李百益［4］采用 DeST-h軟件模擬分析了相關(guān)的節(jié)能指標(biāo)。他得出了“在符合相關(guān)要求和情況下，墻體的最佳、最經(jīng)濟(jì)的保溫厚度為70mm；在厚度一定時(shí)，擠塑聚苯板（XPS）是材料中最佳、最經(jīng)濟(jì)、性價(jià)比最好的保溫材料。

3.1.2 門窗節(jié)能技術(shù)

門窗是建筑物熱傳導(dǎo)最活躍、最敏感的部位，門窗作為建筑和外環(huán)境的唯一通道，它直接影響著室內(nèi)的熱能量、通風(fēng)、采光等，為保持建筑的舒適性、經(jīng)濟(jì)性，需要有較好的節(jié)能技術(shù)。閔旬杰［5］提出門窗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，門窗的位置、門窗的輔助裝置直接影響著節(jié)能關(guān)系，具體體現(xiàn)在門窗的類型、門窗的設(shè)計(jì)、門窗的遮陽(yáng)裝置等體現(xiàn)門窗的節(jié)能技術(shù)。還有通過(guò)調(diào)整門窗位置等措施，來(lái)建造一所經(jīng)濟(jì)舒適的住宅。

3.1.3 屋面節(jié)能技術(shù)

屋面是氣候變化最激烈的部位，對(duì)頂層空間的居住環(huán)境影響最大。屋面裸露外界環(huán)境中，受氣候變化非常大，不同的地方，相對(duì)應(yīng)的節(jié)能技術(shù)也不一樣。孫懿璘［6］研究指出用加氣混凝土作為屋面的節(jié)能措施，具有保溫隔熱、質(zhì)輕、耐火阻燃、吸音隔聲以及易于加工等特點(diǎn)。

3.2 合理的外部環(huán)境設(shè)計(jì)

建筑的外部環(huán)境對(duì)建筑的能耗也有一定的影響，好的環(huán)境可以有效地降低建筑的能耗，如在建筑周圍多種綠色植被可以有效提高局部的空氣質(zhì)量，減少熱島效應(yīng)的影響。

3.3 合理的設(shè)計(jì)建筑形態(tài)

在建造建筑物時(shí)要充分將該地域的地理位置與氣候環(huán)境考慮進(jìn)去，該保溫的保溫、該遮陽(yáng)的遮陽(yáng)，最大限度地利用自然采光、通風(fēng)以減少設(shè)備在使用中的能耗。

3.4 使用新能源

開(kāi)發(fā)利用新能源，能有效地緩解當(dāng)前資源緊張狀況，減少對(duì)環(huán)境的污染?，F(xiàn)在，太陽(yáng)能、地?zé)崮?、風(fēng)能等新能源在世界各地得到大力的推廣。雖然如今新能源的利用規(guī)模還不是很大，技術(shù)上還不是很完善，但其可再生且無(wú)污染符合綠色建筑的理念、可持續(xù)發(fā)展的思潮，得到人們的普遍認(rèn)同，因此這些能源將成為未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。

4 BIM技術(shù)在綠色建筑中的應(yīng)用

張雷、姜立［7］運(yùn)用BIM技術(shù)建立信息模型，對(duì)有關(guān)建筑的各專業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)集成分析與一體化的管理，同時(shí)對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)相關(guān)計(jì)算與評(píng)估起到了重要作用。他還指出了BIM在實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)、可持續(xù)設(shè)計(jì)方面的優(yōu)勢(shì)：BIM技術(shù)可用于分析綠色條件的采光、室內(nèi)、外的通風(fēng)和可持續(xù)性材料等建筑性能；可分析、實(shí)現(xiàn)最低的能耗，最大限度地運(yùn)用自然資源、實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保等；張海洋［8］針對(duì)BIM技術(shù)和綠色建筑評(píng)價(jià)體系的運(yùn)用進(jìn)行探導(dǎo)分析，提出了綠色建筑的新思路。及用一個(gè)三維的立體模型表述處所要建造建筑的全部信息，讓他人先看到建筑的形式與用途等，然后根據(jù)需要，建造出真實(shí)的建筑；董梁［9］闡述了運(yùn)用 BIM技術(shù)軟件，在設(shè)計(jì)階段從設(shè)計(jì)優(yōu)化、模擬實(shí)驗(yàn)等方面分析了節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水的目的，在運(yùn)營(yíng)階段對(duì)室內(nèi)環(huán)境的改善也有很大影響，同時(shí)大大減少了系統(tǒng)初始化在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備方面的時(shí)間及人力投入。

由此可見(jiàn)，運(yùn)用 BIM技術(shù)建筑信息模型適用于項(xiàng)目建設(shè)的各階段。它為建設(shè)提供了低成本的、便捷的不同解決方案，通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比和模擬分析，找出不同解決方案的優(yōu)缺點(diǎn)，迅速分析項(xiàng)目中需要應(yīng)對(duì)的問(wèn)題。

5 綠色建筑的評(píng)價(jià)

綠色建筑不僅僅是一次建筑業(yè)觀念上的變革，而且是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。要想在實(shí)踐過(guò)程中將“綠色建筑”從理論空想運(yùn)用到實(shí)際中，就必須有一套完整的、可操作性的綠色建筑評(píng)價(jià)體系。要完成這一評(píng)價(jià)體系不僅需要建筑工程師運(yùn)用可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)方法和技術(shù)，同時(shí)需要有關(guān)管理部門、社會(huì)實(shí)踐者和用戶等全員參與營(yíng)建才能形成，在人群中形成共識(shí)使其貫徹在心中。陳敬偉［10］將美國(guó)LEED綠色建筑評(píng)價(jià)體系與我國(guó)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》研究對(duì)比，指出我國(guó)綠色建筑評(píng)價(jià)存在的問(wèn)題，并根據(jù)全壽命周期理論對(duì)綠色建筑的全壽命周期進(jìn)行劃分并確定了時(shí)間段，確定了綠色建筑經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)參數(shù)的內(nèi)容，對(duì)人們進(jìn)一步了解綠色建筑評(píng)價(jià)體系起到了重要作用。目前較著名的評(píng)價(jià)體系有：英國(guó)的 BREEM評(píng)價(jià)體系、美國(guó)的LEED綠色建筑評(píng)價(jià)體系、日本的CASEBEE評(píng)價(jià)體系和澳大利亞的NABERS建筑環(huán)境評(píng)價(jià)體系［11］，而我國(guó)也于 2006年制定了《綠色建筑評(píng)價(jià)體系》（GB/T 50378-2006）。

6 發(fā)展綠色建筑的意義

建筑就如人類的第三層皮膚（第一層皮膚“人類真正的皮膚”、第二層皮膚“著衣量”），要使其達(dá)到舒適之工作環(huán)境就必須消耗空調(diào)等采暖系統(tǒng)的能耗。因此發(fā)展綠色建筑是非常有必要的，同時(shí)發(fā)展綠色建筑是可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)發(fā)展觀的重要舉措；是建設(shè)節(jié)約型社會(huì)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的必然選擇；亦是保障國(guó)家資源安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

7 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，綠色建筑對(duì)資源節(jié)約型、經(jīng)濟(jì)環(huán)保型社會(huì)的發(fā)展具有十分重要的意義，作為新時(shí)期背景下的建筑企業(yè)，必須緊跟社會(huì)發(fā)展的步伐，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的基本原則，這樣企業(yè)才能搶占市場(chǎng)先機(jī)，獲得更大的效益。同時(shí)，要學(xué)會(huì)運(yùn)用 BIM技術(shù)作為建筑設(shè)計(jì)提供分析數(shù)據(jù)的工具，為綠色建筑設(shè)計(jì)在材料、能耗、環(huán)境等方面提供更加詳細(xì)的信息。在綠色、節(jié)能減排浪潮的席卷下，綠色建筑設(shè)計(jì)將會(huì)成為建筑設(shè)計(jì)發(fā)展的方向，而 BIM為此提供必要的技術(shù)平臺(tái)。在社會(huì)發(fā)展中，基于可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)，設(shè)計(jì)師需要把建筑和環(huán)境、設(shè)施等相關(guān)聯(lián)起來(lái)。BIM技術(shù)和綠色建筑設(shè)計(jì)相結(jié)合，體現(xiàn)科學(xué)合理的設(shè)計(jì)理念。給人們帶來(lái)更大的便利，更有利于推進(jìn)綠色建筑的發(fā)展。

［1］林憲德.綠色建筑［M］.北京：中國(guó)工業(yè)出版社，2011.

［2］宋曄皓，鮑羅.索勒里的城市建筑生態(tài)學(xué)［J］.1999（02）：62-67.

［3］Linderoth H C J .Understanding adoption and use of BIM as the creation of actor networks ［J］.Automation in construction，2010（19）：66-72.

［4］李百益.建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體保溫節(jié)能技術(shù)的研究［D］.西安：西安科技大學(xué)，2009.

［5］閔旬杰.建筑節(jié)能門窗及技術(shù)現(xiàn)狀分析［J］.門窗，2015（9）.

［6］孫懿璘.加氣混凝土隔熱屋面熱工性能的實(shí)驗(yàn)研究［D］.廣州：華南理工大學(xué)，2013.

［7］張雷，姜立.基于BIM技術(shù)的綠色建筑預(yù)評(píng)估系統(tǒng)研究［J］.土木建筑工程信息技術(shù)，2011（1）：31-36.

［8］張海波.BIM在綠色建筑中的應(yīng)用探討［J］.居業(yè)，2015，10（41）：262-265.

［9］董梁，陳紅軍.基于BIM技術(shù)的綠色建筑設(shè)計(jì)研究［J］.建筑設(shè)計(jì)管理，2015（9）：85-87.

［10］陳敬莉.綠色建筑的全壽命周期經(jīng)濟(jì)評(píng)估體系研究［D］.西安：西安建筑科技大學(xué)，2011.

［11］宗敏.綠色建筑設(shè)計(jì)原理［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

［12］白潤(rùn)波，孫勇.綠色建筑節(jié)能技術(shù)與實(shí)例［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

TU201.5

A

1007-7359（2016）02-0238-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.02.084