理论教育 基于BIM技术的绿色建筑分析成果

基于BIM技术的绿色建筑分析成果

时间:2023-08-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:就目前已经出台的评价体系有LEED体系、BREEAM体系、C体系、CAS BEE体系以及我国的绿色建筑评价体系。基于上述情况,住房和城乡建设部颁布新版《绿色建筑评价标准》。根据前面章节内容总结BIM技术分析流程与传统分析流程相比,基于BIM技术的建筑绿色性能分析流程具有

基于BIM技术的绿色建筑分析成果

(一)国内外绿色建筑评价标准

1.国外绿色建筑评价标准

随着社会经济的发展,人们对环境特别是居住的舒适性提出了更高的需求,绿色建筑的发展越来越受到人们的关注,绿色评价体系也随之出现。就目前已经出台的评价体系有LEED体系、BREEAM体系、C体系、CAS BEE体系以及我国的绿色建筑评价体系。

(1)英国BREEAM绿色建筑评价体系

BREEAM体系由九个评价指标组成,并有相应权重和得分点,其中“能源”所占比例最大。所有评价指标的环境表现均是全球、当地和室内的环境影响,这种方法在实际情况发生变化时不仅有利于评价体系的修改,也有易于评价条款的增减。BREEAM评定结果分为四个等级,即“优秀”“良好”“好”“合格”四项。这种评价体系的评价依据是全寿命周期,每一指标分值相等且均需进行打分,总分为单项分数累加之和,评价合格由英国建筑研究机构颁发证书。

(2)美国LEED绿色建筑评价体系

LEED评价体系由美国绿色建筑委员会(USC)制定的,对建筑绿色性能评价基于建筑全寿命周期,LLED评价体系的认证范围包括新建建筑、住宅、学校、医院、零售、社区规划与发展、既有建筑的运维管理,这五个五认证范围都是从五大方面进行分析,包括:可持续场地、水资源保护、能源与大气、材料与资源、室内环境质量。LEED绿色评价体系较完善,未对评价指标设置权重,采用得分直接累加,大大简化了操作过程。LEED评价体系的评价指标包括室内环境质量、场地、水资源、能源及大气、材料资源和设计流程的创新。LEED评价体系满分69分,分为合格(26~32)、银质(33~38)、金质(39~51)、白金(52分以上)四类。

(3)德国DGNB绿色建筑评价体系

德国DGNB绿色建筑评价体系是政府参与的可持续建筑评估体系,该评价体系由德国交通部、建设与城市规划部以及德国绿色建筑协会发起制定,具有国家标准性质和较高的权威性。DGNB评价体系是德国在建筑可持续性方面的结晶,DGNB绿色建筑评价标准体系有以下特点:第一,将保护群体进行分类,明确的保护对象包括自然环境资源、经济价值、人类健康和社会文化影响等。第二,对明确的保护对象制定相应的保护目标,分别是保护环境、降低建筑全生命周期的能耗值以及保护社会环境的健康发展。第三,以目标为导向机制,把建筑对经济、社会的影响与生态环境放到同等高度,所占比例均为22.5%。DGNB体系的评分规则详细,每个评估项有相应的计算规则和数据支持,保证了评估的科学和严谨,评估结果分为金、银、铜三级,>50%为铜级,>65%为银级,>80%为金级。

2.国内绿色建筑评价标准

我国绿色建筑评价标准相比其他发达国家起步较晚,由当时的建设部发布我国第一版《绿色建筑评价标准》,绿色建筑评价体系是通过对建筑从可行性研究开始一直到运维结束,对建筑全寿命周期进行全方位的评价,主要考虑建筑资源节约、环境保护,材料节约、减少环境污染和环境负荷方面,最大限度地节能、节水、节材和节地。

近几年我国绿色建筑发展迅速,绿色建筑的内涵和范围不断扩大,绿色建筑的概念及绿色建筑技术不断地推陈出新,旧版绿色建筑评价标准体系存在一些不足,可概括为三个方面:第一,不能全面考虑建筑所处地域差异;第二,项目在实施及运营阶段的管理水平不足;第三,绿色建筑相关评价细则不够针对性。基于上述情况,住房和城乡建设部颁布新版《绿色建筑评价标准》。新版《绿色建筑评价标准》借鉴了国际上比较先进的绿色建筑评价体系,在评价的准确性、可操作性、评价的覆盖范围及灵活性等几个方面都有了较大的进步,同时考虑我国目前的实际情况,增加对管理方面的考虑,在灵活性和可操作性方面均有所提升。

3.绿色建筑评价指标体系

《绿色建筑评价标准》的评价体系,建立BIM指标体系需将《绿色建筑评价标准》中条文数字化,标准中条文可分为两种数据类型:布尔型(假或真)、数值型。数值型标准如标准4.1.4规定:建筑规划布局应满足日照要求,且不得降低周边建筑日照标准;4.2.6规定:场地内风环境有利于室外行走、活动舒适和建筑的自然通风,建筑周围人行区域风速小于5 m/s,除第一排建筑外,建筑迎风与背风表面风压不大于5 Pa,场地内人活动区域不出现涡旋,50%以上可开启窗内外风压差不大于0.5 Pa;公共建筑房间采光系数满足现行国家标准《建筑采光设计标准》中办公室采光系数不低于2%建筑朝向宜避开冬季主导风向,考虑整体热岛效应,有利于通风等相关指标均可以通过BIM模型与分析软件通过互操作实现。(www.daowen.com)

(二)基于BIM技术绿色建筑分析方法

1.传统绿色建筑分析流程

通过对传统的建筑设计流程和建筑绿色性能评价流程的分析,传统的建筑绿色性能评价通常是在建筑设计的后期进行分析,模型建立过程烦琐,互操作性差,分析工具和方法专业性较强,分析数据和表达结果不够清晰直观,非专业人员识读困难。

可以看出,传统分析开始于施工图设计完成之后,这种分析方法不能在设计早期阶段指导设计。若设计方案的绿色性能分析结果不能达到国家规范标准或者业主要求,会产生大量的修改甚至否定整个设计方案,对建筑设计成果的修改只能以“打补丁”进行,且会增加不必要的工作和设计成本。传统的建筑绿色性能分析方法的主要矛盾表现在以下几个方面:(1)建筑绿色分析数据分析量较大,建筑设计人员需借助一定的辅助工具;(2)初步设计阶段难以进行快速的建筑绿色性能分析,节能设计优化实施困难;(3)建筑绿色性能分析的结果表达不够直观,需专业人士进行解读,不能与建筑设计等专业人员协同工作;(4)分析模型建立过程烦琐,且后续利用较差。

2.基于BIM技术绿色建筑分析流程

基于BIM技术的建筑绿色性能分析与建筑设计过程具有一定的整合性,将建筑设计过与绿色性能分析协同进行,从建筑方案设计开始到项目实施结束,全程参与整个项目中,设计初期通过BIM建模软件建立3D模型,同时BIM软件与绿色性能分析软件具有互操作性,可将设计模型简化后通过IFC、XML格式文件直接生成绿色分析模型。

根据前面章节内容总结BIM技术分析流程与传统分析流程相比,基于BIM技术的建筑绿色性能分析流程具有以下特点:

(1)首先体现在分析工具的选择上面,传统分析工具通常是DOE-2、PKPM等,这些软件建立的实验模型往往与实物存在一定的差异,分析项目有限。基于BIM技术的绿色分析通过软件间互操作性生成分析模型。

(2)整个设计过程在同一数据基础上完成,使得每一阶段均可直接利用之前阶段的成果,从而避免了相关数据的重复输入,极大地提高了工作效率

(3)设计信息能高效重复使用,信息输入过程实现自动化,操作性好。模拟输入数据的时间极大缩短,设计者通过多次执行“设计、模拟评价、修正设计”这一迭代过程,不断优化设计,使建筑设计更加精确。

(4)BIM技术是由众多软件组成,且这些软件间具有良好的互操作性能,支持组合采用来自不同厂商的建筑设计软件、建筑节能设计软件和建筑设备设计软件,从而使设计者可得到最好的设计软件的组合。此外,基于BIM技术的绿色性能分析的人员参与,模型建立、分析结果的表达及分析模型的后续利用与传统方法有根本的不同。

3.BIM模型数据标准化问题

绿色建筑的评价需依靠一套完整的评价流程和体系,BIM技术在绿色建筑分析方面有一定优势,但是在绿色建筑分析过程中涉及多种软件,各软件采用的数据格式不尽相同。因此,分析过程中涉及软件互操作问题,目前软件间存在信息共享难、不同绿色建筑分析软互操作性差和分析效率低等问题。本书选取了几种常用的绿色建筑分析软件,分析了不同软件所能支持的典型数据格式,以及不同数据格式的互操作性问题。

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