BIM 在绿色建筑评估体系的室内环境应用中的可行性研究

李 腾

（汉阳大学，韩国）

BIM 在绿色建筑评估体系的室内环境应用中的可行性研究

李 腾

（汉阳大学，韩国）

【摘 要】随着经济社会及城市化的快速发展，环境问题日益突出。为了实现能源的高效利用，最大限度地降低环境污染，在推出绿色建筑的同时，提出了认证绿色建筑的体系：绿色建筑评估体系。并随着科技的发展，BIM概念的出现，基于BIM的绿色建筑出现，特别是以各种软件为基础，进行能量分析、价格分析等，给绿色建筑的评估带来新的发展。本文介绍了国内外的绿色建筑评估体系和各类能量分析软件，并以此为基础，对BIM的可行性进行了研究。提出了针对室内环境的过程模型。

【关键词】建筑信息模型；绿色评估标准；能量分析；LEED

1　前言

随着社会经济及城市化的快速发展，环境问题日益突出，资源、能源的枯竭，环境的恶化等已威胁到人类目前及子孙后代的生存。在此背景下，对于能源消耗大户的建筑领域，世界各国纷纷提出绿色建筑的理念来寻求建筑与自然的和谐，在满足舒适健康的居住前提下，实现高效率地利用资源，最低限度地影响环境。于是，绿色建筑便成为建设业界力捧的宠儿，大力发展绿色建筑已成为一项意义重大而又十分迫切的现实任务。

对于大多人而言，建筑所造成的环境影响令人使之震惊：在美国，商用和住宅建筑消耗了近40%的总能源、70%的电力、40%的原材料和12%的淡水。它们排放出30%的温室气体，并产生1.36亿吨重的施工和拆毁废料（约2.8磅／人／天）。特别是我国，每年新建房屋20亿平方米中，90%以上是高能耗建筑，而既有的约430亿平方米建筑中，只有4%采取了能源效率措施，单位建筑面积采暖耗能为发达国家新建建筑的3倍以上。

绿色建筑的核心是尽量减少能源、资源消耗，减少对环境的破坏，并尽可能提高居住品质。而目前来看，常规的建筑技术很难达成目标，这就要求绿色建筑要突破传统建筑技术的种种制约，通过科学的整体设计，集成绿色配置、自然通风、自然采光、低能耗维护结构、新能源利用、中水回用、绿色建材和智能控制等新技术、新材料，以及绿色的施工与运营管理，来实现建筑选址的规划合理、资源利用的高效循环、节能措施的综合有效、建筑环境的健康舒适、废物排放的减量无害和建筑功能的灵活适宜。

因此为了使绿色建筑的概念具有切实的可操作性，一些发达国家的相继开发了适合不同国家特点的绿色建筑评估体系，通过定量的描述绿色建筑的节能效果、对环境的影响以及经济性能等指标，为决策者和设计者提供依据。

2　前期研究

2.1主要各国绿色建筑评估体系

（1）美国绿色建筑委员会USGBC（United States Green Building Council）

美国绿色建筑委员会（U.S Green Building Council）是1993年成立，世界上较早推动绿色建筑运动的组织之一，它也是随着国际环保浪潮而产生的。其宗旨是整合建筑业各机构、推动绿色建筑和建筑的可持续发展、引导绿色建筑的市场机制、推广并教育建筑业主、建筑师、建造师的绿色实践。

（2）美国绿色建筑评估体系LEED（Leadership in Energy＆Environment Design）

由美国绿色建筑协会（USGBC）建立并推行的《绿色建筑评估体系》（Leadership in Energy＆Environmental Design Building Rating System），国际上简称LEEDTM，是目前在世界各国的各类建筑环保评估、绿色建筑评估以及建筑可持续性评估标准中被认为是最完善、最有影响力的评估标准。LEED根据每个方面的指标打分：a、可持续的场地规划；b、保护和节约水资源；c、高效的能源利用和可更新能源的利用；d、材料和资源问题；e、室内环境质量。总得分是69分，分四个认证等级：认证级：26－32；银级：33－38；金级：39－51；铂金级：52以上。

（3）GBTool（Green Building Tool）

GBTool是一个建立在EXCEL基础上的软件类绿色建筑评价工具，评价内容包括：资源消耗，环境负担，室内环境质量，服务质量，经济，使用前的管理和社区交通等七大项和“全生命周期中的能量消耗”，“土地使用及其生态价值的影响”等相关子项，分子项100多条及全部评价过程均在EXCEL软件内表现和进行。【刘煜。2003】

（4）日本建筑物综合环境性能评价体系CASBEE

（Comprehensive Assessment System for Building Environment Efficient）

“建筑物环境效率综合评价体系（casbee）”是由日本政府、企业、学者组成的联合科研团队经过3年多时间的辛勤工作所取得的重大科研成果。casbee提出“建筑物环境效率（bee＝q／l）”的新概念，并明确划定建筑物环境效率综合评价的边界，对影响“建筑物环境质量与性能（q）”和“建筑物的外部环境负荷（l）”共约80个条目进行综合、定量评价，该评价体系为建筑物的绿色设计、绿色等级认定等工作奠定了理论基础。

（5）中国《绿色建筑评价标准》GB 50378－2006

中国《绿色建筑评价标准》于2006年6月1号开始实行，用于评价住宅建筑和办公建筑、商场、宾馆等公共建筑。《标准》的评价指标体系包括以下六大指标：1）节地与室外环境；2）节能与能源利用；3）节水与水资源利用；4）节材与材料资源利用；5）室内环境质量；6）运营管理（住宅建筑）、全生命周期综合性能（公共建筑）。

2.2BIM（Building In formation Modeling）

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）是近两年来出现在建筑界中的一个新名词，是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对该工程项目相关信息的详尽表达。建筑信息模型是数字技术在建筑工程中的直接应用，以解决建筑工程在软件中的描述问题，使设计人员和工程技术人员能够对各种建筑信息做出正确的应对，并为协同工作提供坚实的基础。建筑信息模型同时又是一种应用于设计、建造、管理的数字化方法，这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率和大量减少风险。

3　BIM对室内环境指标的评估

3.1绿色认证的限制

近些年，随着BIM的推进与发展，USGBC对绿色建筑的评估进行了一些改变，但是BIM作为一个以3D模型为基础的建筑新名词，虽然大部分的软件已经能够使大部分的使用者导出以HTML或是PDF为平台的能量分析的报告，不是目前并没有很容易的方法直接与LEED这样的绿色认证体系相结合的方法或途径。

3.2基于BIM的能量分析

目前，基于BIM数据很多建筑环境的分析方法都在被开发研究，这些方法也将运用到针对BIM的绿色建筑评估体系里。

表1　基于BIM的绿色评估体系

评估项目LEED GBTool CASBEE可能性使用低耗材○●自然通风的设计水准○○○○通风设备○○空气净化效果○满足IAQ的最空气环境小标准IAQ管理计划的运用○室内化学污染的控制○○○防止受尘烟的住宅朝向○●污染源管理的有效性○○●来自各项的控制体系○●是否每个房间采用自动调温设施○○热环境预防太阳热能的对策的有效性○热能的控制○碰撞声在楼层之间的隔音性能的等级墙体间隔音的性能等级声环境○○房屋整体内的声环境可允许的室内噪音○来自建筑设备的噪音○○是否利用自然光视环境○○○●住户室内阳光的覆盖率○●确保向室外的可视度○○●材料，设备的采用有利于健康与卫生○●系统控制来自各项的系统控制（环境调节系体系）○○●对老弱残人士的考虑对老弱残人士考虑的有效性○灵活变通根据住户的需求灵活的改变设计结构○●○●性能维护信息的采用，沟通和高端技术体系维护性能的有效性○○

IES（Integrated Environmental Solutions）是一套集成的建筑性能分析软件，可以使用同一个模型对建筑中的热环境，光环境，设备，日照，流体，造价以人员疏散等方面的因素进行精确的模拟和分析。ES可以读取Revit输出的gbXML（绿色建筑扩展标记语言）模型，从而与Revit进行无缝链接分析，增强了建筑性能分析与建筑设计的关联性。

Energy Plus（whole building energy analysis tool）是一个建筑全能耗分析软件，具备很多优点，包括采用了先进的集成同步的负荷／设备／系统模拟方法和热平衡法、模块化开发式结构、与其他软件的链接等等。

Autodesk Green Building Studio基于web的服务支持以更快的速度对Revit建筑设计的整体建筑能耗、水耗和碳排放进行分析。输出结果还可概述水耗和成本以及电力和燃料成本；计算“能源之星”评分；评估可能的太阳能和风能；计算LEED采光评分以及评估可能的自然通风情况。

Ecotect是一个全面的技术性能分析辅助设计软件，提供了一种交互式的分析方法，只要输入一个简单的模型，就可以提供数字化的可视分析图，随着设计的深入，分析也越来越详细。

4　针对室内环境认证的过程模型

基于过程模型的BIM是对绿色建筑评估各项提前进行研究，并基于从中获得的成果进行BIM的各方面的研究。基于BIM模型的信息，和可能用于研究针对绿色建筑认证的成本分析，能量分析等等。这些性能分析也与绿色建筑模型相互呼应，像能量分析，投资分析和成本分析等等。最后这个过程模型也可以支持绿色认证的决策。首先从BIM模型的几个方面出发，在3D模型，价格数据，材料数据等各种数据库的支持下，对建筑体的各个方面进行绿色评估分析。特别是在热能分析，能效分析，材料，空气质量等周边环境进行全面的分析后，参照绿色评估的标准进行对比与信息的反馈，可以进一步完善建筑的绿色性能并能支持绿色建筑的评估决策。

5　结论

这个研究表明在运用BIM的基础上，对于这个室内环境评估的性能分析的过程模型，作为一个争议被最近的建筑业越来越被关注和提及。基于通过分析和对比目前国内外的绿色建筑评估体系而获得的性能分析。这个过程模型虽然只是针对于室内环境的认证，但是通过举一反三，其他各方面的模型也能得到进一步的研究。特别是针对我国的绿色建筑评估系统：1）节地与室外环境；2）节能与能源利用；3）节水与水资源利用；4）节材与材料资源利用；5）室内环境质量；6）运营管理（住宅建筑）、全生命周期综合性能（公共建筑）这六大部分。

通过与BIM的结合，使之更加的完善，更加方面，快捷，透明化的使绿色建筑得到认证。

表2　绿色建筑评估系统

参考文献

［1］刘煜.国际绿色生态建筑评价方法介绍与分析.建筑学报2003（3）：58～60

［2］美国绿色建筑委员会，LEED网址：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.

【中图分类号】TU202；TP391

【文献标志码】A

【文章编号】1674－7461（2010）03－0020－04

【作者简介】李腾（1987－），女，在读硕士，主要从事绿色建筑的研究。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