BIM 在綠色建筑評估體系的室內環境應用中的可行性研究

李 騰

（漢陽大學，韓國）

BIM 在綠色建筑評估體系的室內環境應用中的可行性研究

李 騰

（漢陽大學，韓國）

【摘 要】隨著經濟社會及城市化的快速發展，環境問題日益突出。為了實現能源的高效利用，最大限度地降低環境污染，在推出綠色建筑的同時，提出了認證綠色建筑的體系：綠色建筑評估體系。并隨著科技的發展，BIM概念的出現，基于BIM的綠色建筑出現，特別是以各種軟件為基礎，進行能量分析、價格分析等，給綠色建筑的評估帶來新的發展。本文介紹了國內外的綠色建筑評估體系和各類能量分析軟件，并以此為基礎，對BIM的可行性進行了研究。提出了針對室內環境的過程模型。

【關鍵詞】建筑信息模型；綠色評估標準；能量分析；LEED

1　前言

隨著社會經濟及城市化的快速發展，環境問題日益突出，資源、能源的枯竭，環境的惡化等已威脅到人類目前及子孫后代的生存。在此背景下，對于能源消耗大戶的建筑領域，世界各國紛紛提出綠色建筑的理念來尋求建筑與自然的和諧，在滿足舒適健康的居住前提下，實現高效率地利用資源，最低限度地影響環境。于是，綠色建筑便成為建設業界力捧的寵兒，大力發展綠色建筑已成為一項意義重大而又十分迫切的現實任務。

對于大多人而言，建筑所造成的環境影響令人使之震驚：在美國，商用和住宅建筑消耗了近40%的總能源、70%的電力、40%的原材料和12%的淡水。它們排放出30%的溫室氣體，并產生1.36億噸重的施工和拆毀廢料（約2.8磅／人／天）。特別是我國，每年新建房屋20億平方米中，90%以上是高能耗建筑，而既有的約430億平方米建筑中，只有4%采取了能源效率措施，單位建筑面積采暖耗能為發達國家新建建筑的3倍以上。

綠色建筑的核心是盡量減少能源、資源消耗，減少對環境的破壞，并盡可能提高居住品質。而目前來看，常規的建筑技術很難達成目標，這就要求綠色建筑要突破傳統建筑技術的種種制約，通過科學的整體設計，集成綠色配置、自然通風、自然采光、低能耗維護結構、新能源利用、中水回用、綠色建材和智能控制等新技術、新材料，以及綠色的施工與運營管理，來實現建筑選址的規劃合理、資源利用的高效循環、節能措施的綜合有效、建筑環境的健康舒適、廢物排放的減量無害和建筑功能的靈活適宜。

因此為了使綠色建筑的概念具有切實的可操作性，一些發達國家的相繼開發了適合不同國家特點的綠色建筑評估體系，通過定量的描述綠色建筑的節能效果、對環境的影響以及經濟性能等指標，為決策者和設計者提供依據。

2　前期研究

2.1主要各國綠色建筑評估體系

（1）美國綠色建筑委員會USGBC（United States Green Building Council）

美國綠色建筑委員會（U.S Green Building Council）是1993年成立，世界上較早推動綠色建筑運動的組織之一，它也是隨著國際環保浪潮而產生的。其宗旨是整合建筑業各機構、推動綠色建筑和建筑的可持續發展、引導綠色建筑的市場機制、推廣并教育建筑業主、建筑師、建造師的綠色實踐。

（2）美國綠色建筑評估體系LEED（Leadership in Energy＆Environment Design）

由美國綠色建筑協會（USGBC）建立并推行的《綠色建筑評估體系》（Leadership in Energy＆Environmental Design Building Rating System），國際上簡稱LEEDTM，是目前在世界各國的各類建筑環保評估、綠色建筑評估以及建筑可持續性評估標準中被認為是最完善、最有影響力的評估標準。LEED根據每個方面的指標打分：a、可持續的場地規劃；b、保護和節約水資源；c、高效的能源利用和可更新能源的利用；d、材料和資源問題；e、室內環境質量。總得分是69分，分四個認證等級：認證級：26－32；銀級：33－38；金級：39－51；鉑金級：52以上。

（3）GBTool（Green Building Tool）

GBTool是一個建立在EXCEL基礎上的軟件類綠色建筑評價工具，評價內容包括：資源消耗，環境負擔，室內環境質量，服務質量，經濟，使用前的管理和社區交通等七大項和“全生命周期中的能量消耗”，“土地使用及其生態價值的影響”等相關子項，分子項100多條及全部評價過程均在EXCEL軟件內表現和進行。【劉煜。2003】

（4）日本建筑物綜合環境性能評價體系CASBEE

（Comprehensive Assessment System for Building Environment Efficient）

“建筑物環境效率綜合評價體系（casbee）”是由日本政府、企業、學者組成的聯合科研團隊經過3年多時間的辛勤工作所取得的重大科研成果。casbee提出“建筑物環境效率（bee＝q／l）”的新概念，并明確劃定建筑物環境效率綜合評價的邊界，對影響“建筑物環境質量與性能（q）”和“建筑物的外部環境負荷（l）”共約80個條目進行綜合、定量評價，該評價體系為建筑物的綠色設計、綠色等級認定等工作奠定了理論基礎。

（5）中國《綠色建筑評價標準》GB 50378－2006

中國《綠色建筑評價標準》于2006年6月1號開始實行，用于評價住宅建筑和辦公建筑、商場、賓館等公共建筑。《標準》的評價指標體系包括以下六大指標：1）節地與室外環境；2）節能與能源利用；3）節水與水資源利用；4）節材與材料資源利用；5）室內環境質量；6）運營管理（住宅建筑）、全生命周期綜合性能（公共建筑）。

2.2BIM（Building In formation Modeling）

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）是近兩年來出現在建筑界中的一個新名詞，是以三維數字技術為基礎，集成了建筑工程項目各種相關信息的工程數據模型，是對該工程項目相關信息的詳盡表達。建筑信息模型是數字技術在建筑工程中的直接應用，以解決建筑工程在軟件中的描述問題，使設計人員和工程技術人員能夠對各種建筑信息做出正確的應對，并為協同工作提供堅實的基礎。建筑信息模型同時又是一種應用于設計、建造、管理的數字化方法，這種方法支持建筑工程的集成管理環境，可以使建筑工程在其整個進程中顯著提高效率和大量減少風險。

3　BIM對室內環境指標的評估

3.1綠色認證的限制

近些年，隨著BIM的推進與發展，USGBC對綠色建筑的評估進行了一些改變，但是BIM作為一個以3D模型為基礎的建筑新名詞，雖然大部分的軟件已經能夠使大部分的使用者導出以HTML或是PDF為平臺的能量分析的報告，不是目前并沒有很容易的方法直接與LEED這樣的綠色認證體系相結合的方法或途徑。

3.2基于BIM的能量分析

目前，基于BIM數據很多建筑環境的分析方法都在被開發研究，這些方法也將運用到針對BIM的綠色建筑評估體系里。

表1　基于BIM的綠色評估體系

評估項目LEED GBTool CASBEE可能性使用低耗材○●自然通風的設計水準○○○○通風設備○○空氣凈化效果○滿足IAQ的最空氣環境小標準IAQ管理計劃的運用○室內化學污染的控制○○○防止受塵煙的住宅朝向○●污染源管理的有效性○○●來自各項的控制體系○●是否每個房間采用自動調溫設施○○熱環境預防太陽熱能的對策的有效性○熱能的控制○碰撞聲在樓層之間的隔音性能的等級墻體間隔音的性能等級聲環境○○房屋整體內的聲環境可允許的室內噪音○來自建筑設備的噪音○○是否利用自然光視環境○○○●住戶室內陽光的覆蓋率○●確保向室外的可視度○○●材料，設備的采用有利于健康與衛生○●系統控制來自各項的系統控制（環境調節系體系）○○●對老弱殘人士的考慮對老弱殘人士考慮的有效性○靈活變通根據住戶的需求靈活的改變設計結構○●○●性能維護信息的采用，溝通和高端技術體系維護性能的有效性○○

IES（Integrated Environmental Solutions）是一套集成的建筑性能分析軟件，可以使用同一個模型對建筑中的熱環境，光環境，設備，日照，流體，造價以人員疏散等方面的因素進行精確的模擬和分析。ES可以讀取Revit輸出的gbXML（綠色建筑擴展標記語言）模型，從而與Revit進行無縫鏈接分析，增強了建筑性能分析與建筑設計的關聯性。

Energy Plus（whole building energy analysis tool）是一個建筑全能耗分析軟件，具備很多優點，包括采用了先進的集成同步的負荷／設備／系統模擬方法和熱平衡法、模塊化開發式結構、與其他軟件的鏈接等等。

Autodesk Green Building Studio基于web的服務支持以更快的速度對Revit建筑設計的整體建筑能耗、水耗和碳排放進行分析。輸出結果還可概述水耗和成本以及電力和燃料成本；計算“能源之星”評分；評估可能的太陽能和風能；計算LEED采光評分以及評估可能的自然通風情況。

Ecotect是一個全面的技術性能分析輔助設計軟件，提供了一種交互式的分析方法，只要輸入一個簡單的模型，就可以提供數字化的可視分析圖，隨著設計的深入，分析也越來越詳細。

4　針對室內環境認證的過程模型

基于過程模型的BIM是對綠色建筑評估各項提前進行研究，并基于從中獲得的成果進行BIM的各方面的研究。基于BIM模型的信息，和可能用于研究針對綠色建筑認證的成本分析，能量分析等等。這些性能分析也與綠色建筑模型相互呼應，像能量分析，投資分析和成本分析等等。最后這個過程模型也可以支持綠色認證的決策。首先從BIM模型的幾個方面出發，在3D模型，價格數據，材料數據等各種數據庫的支持下，對建筑體的各個方面進行綠色評估分析。特別是在熱能分析，能效分析，材料，空氣質量等周邊環境進行全面的分析后，參照綠色評估的標準進行對比與信息的反饋，可以進一步完善建筑的綠色性能并能支持綠色建筑的評估決策。

5　結論

這個研究表明在運用BIM的基礎上，對于這個室內環境評估的性能分析的過程模型，作為一個爭議被最近的建筑業越來越被關注和提及。基于通過分析和對比目前國內外的綠色建筑評估體系而獲得的性能分析。這個過程模型雖然只是針對于室內環境的認證，但是通過舉一反三，其他各方面的模型也能得到進一步的研究。特別是針對我國的綠色建筑評估系統：1）節地與室外環境；2）節能與能源利用；3）節水與水資源利用；4）節材與材料資源利用；5）室內環境質量；6）運營管理（住宅建筑）、全生命周期綜合性能（公共建筑）這六大部分。

通過與BIM的結合，使之更加的完善，更加方面，快捷，透明化的使綠色建筑得到認證。

表2　綠色建筑評估系統

參考文獻

［1］劉煜.國際綠色生態建筑評價方法介紹與分析.建筑學報2003（3）：58～60

［2］美國綠色建筑委員會，LEED網址：http／www.usgbc.org／program／leed.htm

［3］Kenneth Wong.3d Model-based technologies are helping assess-and reduce-a design'simpact on the environment W inter 2010 edition of Cadalyst magazine，2010.03

［4］Jang，W.J，and Jun，H.J.A study of green building technology using a BIM process is possible.”Proceeding of annual Conference of the Architectural Institute of Korea，29（1），2009：331-334.

【中圖分類號】TU202；TP391

【文獻標志碼】A

【文章編號】1674－7461（2010）03－0020－04

【作者簡介】李騰（1987－），女，在讀碩士，主要從事綠色建筑的研究。Email：litengxiaoxiao＿12＠hotmail.com

A Study of the Applicable Program of BIM Process for the Evaluation Item s of Interior Environment of Green Building Certification System

Li Teng
（Hanyang university，Seoul 133-791，Korea）

Abstract：Questions on the environment have been raised more and more.This trend has affected into the construction industry as well and the concept green construction has been presented by which sustainable development introducing relevant technologies for saving resources.As a part of them，the cases of buildings that prepare and apply Green Building Certification System are gradually increasing in the country as well.Thus this study is to suggest the process model based on BIM regarding certification item of interior environment as a basic research for the more relent environmentfriendly certification.The internal and foreign certification systems were analyzed and the applicable items were derived for this.On the basis of the derived items，the applicable BIM based performance analysis system was studied.

Key Words：BIM；Green Building System；Energy Analysis；LEED