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關(guān)鍵詞：綠色建筑； BIM技術(shù)； 生態(tài)環(huán)境； 資源與環(huán)境； 可持續(xù)發(fā)展

Abstract: Focused on green building design is to strive for the harmonious development between the human life and ecological environment. The application of BIM technology in green building are analyzed from the design perspective in this paper. In the field of green building, BIM shows its advantage of strong assistance design, which provides a powerful digital support for the feasibility analysis and designof green building.

Key words: green building; BIM technology; ecological environment; resources and environment; sustainable development

中圖分類號：X171.1當今社會，全球人口的迅速增加，經(jīng)濟規(guī)模的不斷擴大,高碳能源使用總量也急劇增加,自然資源消耗巨大，不可再生能源、淡水、天然材料，耕地等正走向枯竭，溫室氣體的排放量也大幅增加，導致全球性的氣候變暖，全人類的賴以生存生態(tài)環(huán)境受到威脅。建筑活動是人類對自然資源、環(huán)境影響最大的活動之一。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計數(shù)字表明，建筑活動使用了人類所使用的自然資源總量的40％，能源總量的40％，而造成的建筑垃圾也占人類活動產(chǎn)生的垃圾總量的40％。在中國,城市碳排放的60%來源于建筑,房地產(chǎn)行業(yè)更是傳統(tǒng)能耗大戶。中國擁有世界上最大的建筑市場，全國建筑總面積已經(jīng)超過400億平方米，我國單位面積建筑的能耗相對比較高，而且今后我國每年新增建筑面積將達到16-20億平方米，到2020年將新增建筑面積近200億平方米。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的日益提高，中國建筑能耗還將持續(xù)增加，并將成為未來20年能源消費的主要增長點。

聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會于2007年的第四次評估報告指出，發(fā)展綠色建筑不但可以節(jié)約能源、減少溫室氣體排放，還可以節(jié)省有關(guān)能源的投資、提高系統(tǒng)的可靠性和保障能源安全、減少貧困、改善當?shù)睾徒ㄖh(huán)境質(zhì)量、提高居住者工作效率和健康水平、創(chuàng)造新的商業(yè)機會、帶動就業(yè)等等，因此，推進建筑節(jié)能和綠色建筑發(fā)展不僅是應對氣候變化的要求，而且對于促進經(jīng)濟又好又快發(fā)展具有重要意義。

綠色建筑作為一個兼顧環(huán)境關(guān)注與舒適健康的研究體系,越來越受到大家的關(guān)注,成為當今世界建筑發(fā)展的重要方向.世界上已有26個國家或地區(qū)推出了建筑節(jié)能綠色建筑的概念(國家標準)。中國也于2006年6月1日頒布實施了《綠色建筑評價標準》(GB 50378-2006). “十二五”規(guī)劃《綱要》中把“綠色創(chuàng)新、低碳發(fā)展”作為中國未來五年發(fā)展中一個非常重要的命題， 積極應對氣候變化和推進綠色低碳發(fā)展成為重要的政策導向。推進建筑節(jié)能和綠色建筑的發(fā)展，不但對中國2020年實現(xiàn)溫室氣體減排目標具有關(guān)鍵性的作用，對全球應對氣候變化工作也有重要的影響。

綠色建筑指在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材），推廣使用可再生能源，保護環(huán)境和減少污染，為人們提供舒適、健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。實現(xiàn)建筑的“綠色“，要體現(xiàn)在建設的全過程，而不僅僅是中間某個環(huán)節(jié)。一個項目從立項開始，先是規(guī)劃設計、建筑設計，有了設計才開始建造，施工，接下來是使用管理，而當建筑到了一定使用年限，或者某些設備到了一定壽命周期，就要回收利用或再循環(huán)利用。這個過程中設計是精髓。要實現(xiàn)綠色建筑，從根本上實現(xiàn)節(jié)能減排，必須要抓住建筑規(guī)劃設計這個基本環(huán)節(jié)。建筑的綠色可持續(xù)發(fā)展，是在新形勢下，對建筑師和規(guī)劃師提出挑戰(zhàn)。建筑師和規(guī)劃師在設計中要更加全面系統(tǒng)的考慮綠色建筑、可持續(xù)設計的問題。

只有建筑師從設計初期就有可持續(xù)的設計觀，才可能真正設計出可持續(xù)性的綠色建筑。但是當今建筑的復雜程度已經(jīng)大大超過了僅憑建筑師主觀判斷或者經(jīng)驗就可以把握的程度。這就需要憑借先進的計算機技術(shù)進行復雜的數(shù)據(jù)計算和實時的動態(tài)模擬,來進行建筑物理環(huán)境性能分析,實現(xiàn)綠色建筑設計。此時,整合了大量建筑信息的模型技術(shù)-BIM應運而生, 給設計師提供了一個良好的輔助設計工具。通過相應的BIM應用軟件，創(chuàng)建簡單的建筑信息模型，建筑師隨時可以方便地對設計方案進行建筑物理環(huán)境性能分析，得到的分析結(jié)果可以幫助建筑師對方案作出合理的調(diào)整。憑借在建筑設計領(lǐng)域的出色表現(xiàn)，BIM已被明確寫入建筑發(fā)展“十二五”規(guī)劃，政府、行業(yè)協(xié)會以及各設計企業(yè)都非常支持與響應BIM在行業(yè)內(nèi)的普及與應用。

目前，比較成熟的主流BIM軟件主要有Autodesk建筑設計軟件Revit Architecture、結(jié)構(gòu)設計軟件Revit Structure、水暖電設備設計軟件Revit MEP等Revit系列軟件、土木與基礎(chǔ)設施軟件civil3D、施工項目管理軟件NavisWorks，Graphisoft公司的ArchiCAD、Bentley Microstation TriFoma等等。

綠色建筑強調(diào)“四節(jié)二環(huán)?！?。所謂“四節(jié)”，即節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材；所謂“二環(huán)?！保谝皇菍ν獠康纳鷳B(tài)環(huán)境保護，對大自然最低的干擾，第二是對室內(nèi)環(huán)境保護，增進居住人的健康。我國目前所實行的綠色建筑評價標準分為住宅建筑與公共建筑，住宅建筑評價標準內(nèi)容主要包括以下幾方面：1、節(jié)地與室外環(huán)境。2、節(jié)能與能源利用。3、節(jié)水與水資源利用4、節(jié)材與材料資源利用。5、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量。6、運營管理。這六個方面涉及到綠色建筑設計的條文有五條。這幾年條，實際也是實現(xiàn)綠色建筑設計應考慮問題。

下邊我按這五個方面，談一談，bim在這方面的應用

節(jié)地與室外環(huán)境

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關(guān)鍵詞：可持續(xù)性、十項全能、能量平衡

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：

可持續(xù)發(fā)展作為一種全新的發(fā)展模式和發(fā)展戰(zhàn)略的概念，已經(jīng)為世人普遍承認，成為全球性的命題。由于建筑業(yè)本身所固有的能源消耗的性質(zhì), 它將在實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的道路中扮演重要的角色。

1 可持續(xù)建筑設計的必要性

建筑在建造過程和使用過程中消耗了大量的能源、資源，對整個社會的可持續(xù)發(fā)展帶來了極大的壓力。研究表明，發(fā)展中國家建筑消耗的原材料超過總量的50％，能耗則占總量的40-50％，同時還產(chǎn)生了大量的廢棄物。中國的建筑資源消耗與能耗也已接近上述比例，同時劇增的建筑量也造成侵占土地、破壞生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)象。另外, 伴隨著各類建設還產(chǎn)生大量環(huán)境污染, 對于建筑業(yè)本身對環(huán)境產(chǎn)生的負面效應, 而這些負面效應通過合理的設計手法完全可以減少對環(huán)境的影響。建筑作為社會可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分，應該得到全社會的重視，也應該做出應有的貢獻。

2 美國能源部太陽能十項全能競賽的簡介

國際太陽能十項全能競賽（Solar Decathlon，SD）是由美國能源部發(fā)起并主辦的，以全球高校為參賽單位的借助世界頂尖研發(fā)、設計團隊的技術(shù)與創(chuàng)意，將太陽能、節(jié)能與建筑設計以一體化的新方式緊密結(jié)合，設計、建造并運行一座功能完善、舒適、宜居、具有可持續(xù)性的太陽能住宅。

競賽期間，太陽能住宅的所有運行能量完全由太陽能設備供給。通過十個單項評比確定最終排名，“十項全能”分別包括：建筑、工程、市場性、公眾交流、家用電器、熱水、照明、能量平衡、出行等方面來進行建筑的綜合測評。

3 2011年“SD競賽”冠軍作品―馬里蘭大學的“水舍”分析

2011年美國太陽能十項全能冠軍作品――“水舍”，在設計中提出了解決水和能源短缺的方法。這座房子展示了已建成的環(huán)境如何通過管理雨水現(xiàn)場、過濾污水中的污染物以及減少水的使用來保持“水舍”的使用及運行的。光伏太陽能熱陣列、效力的圍護結(jié)構(gòu)和機械系統(tǒng)的效率使“水舍”比標準的房屋更少的消耗化石燃料。

3.1 可持續(xù)的形體與空間策略

“水舍”的平面由三個模塊拼裝組成。北側(cè)模塊為廚房和起居空間；南側(cè)模塊為臥室和辦公空間，并結(jié)合了技術(shù)功能配有機械裝置室；南北兩個模塊之間用三分之一的長度的第三個模塊連接，連接部分作為衛(wèi)生間和過道；房間四周用外廊連接，從每個房間都可以輕易到達外廊?？臻g上來說，該房子設計成沿著中心水軸分開的兩個“流”模塊，中間通過三分之一的模塊連接著，連接部分分割出了浴室并且顯示了室內(nèi)用水和外部的濕地軸之間的連接處。

外觀的設計突出的是水流的路徑?！八帷钡恼归_蝴蝶形式的屋頂輪廓線，顯示了從每個單元模塊上落下的雨水，流向并收集到了房屋核心的水軸里。

3.2 可持續(xù)的結(jié)構(gòu)策略

整個“水舍”都是由木材構(gòu)成，因為要在美國時代廣場上建造，對地基的深度有要求，所以整個建筑都是用特殊專用的木制點狀基礎(chǔ)支撐?！八帷钡慕Y(jié)構(gòu)采用復合木框架結(jié)構(gòu)，節(jié)點位置用鋼板鉚接。整個建筑都是由拼裝而成，每個模塊都是事先組裝好后，再通過軌道擺放到指定位置。

全建造過程都是靠組裝，保證了建筑基本的可持續(xù)性，可以移動到不同國家、不同城市。建造用的木材本身就是可循環(huán)的材料，房屋廢棄之后的木材也可回收。建筑的外墻靠結(jié)構(gòu)木框架來支撐。墻體構(gòu)造從外到內(nèi)分別是：外部木工完成面、粗木工、隔熱板、流體膜空氣屏障、工程木材產(chǎn)品、噴涂隔熱、石膏板。結(jié)構(gòu)木框架就位于噴涂隔熱層中。

3.3 可持續(xù)的太陽能策略

“水舍”北側(cè)模塊的南傾的屋頂上布置了連排的9.2千瓦光伏的太陽能板，最大程度的接受太陽能，所吸收的太陽能為“水舍”提供全部能源。所有的太陽能都輸送到住宅南墻面的主控制面板上，南北兩屋又分別設有南北子面板，分別提供給住宅的南北兩個模塊的硬件和軟件設備用電。全部用能都來自光伏發(fā)電板，大大減少了化石燃料的使用。為了更好地利用太陽能，“水舍”背面有60個拆卸的玻璃管組成的太陽能加熱板為使用者日常用水加熱。

3.4 可持續(xù)的碳循環(huán)策略

位于平面兩個模塊之間的濕地系統(tǒng)可以說是整個“水舍”的特色所在。這個住宅設計強調(diào)多樣化的聯(lián)系和循環(huán)。蝶式屋頂幫助引導雨水流入建造在入口兩側(cè)的濕地過濾系統(tǒng)。洗衣機或淋浴等用后的污水通過濕地系統(tǒng)的過濾，七天里，過濾系統(tǒng)里的微生物轉(zhuǎn)化成營養(yǎng)成分，廢水被再用于灌溉食用花園或用于其他非食用水。

南側(cè)模塊的屋頂布置了植被綠化，對于減緩雨水徑流、提高室內(nèi)能源效率有顯著作用。

完整的碳循環(huán)系統(tǒng)也包括在廚房外部種植的可食用花園，花園里種植的蔬菜在競賽期間可作為食物供給，生活排放的糞便作為花園肥料。住宅污水及排放物的百分百回收利用保證了“水舍”自身的能量平衡。

3.5 可持續(xù)的室內(nèi)設計策略

“水舍”不僅功能與技術(shù)系統(tǒng)上具有可持續(xù)的特征，室內(nèi)空間的設計及家具擺設也是極具簡約與實用性。

私密性的起居空間具有兩個功能，一定程度上取決于靜心設計的可轉(zhuǎn)換式家具。工作臺在晚上可以轉(zhuǎn)換成床，幾個桌子尺寸恰當?shù)匾粋€疊一個，也可以根據(jù)工作家所需大小重新安排。一種家具，可以通過不同的組合來獲得多種家具的功能，節(jié)約家具成本同時又滿足了人們的使用需求。

3.6 主動式的綜合系統(tǒng)

“水舍”的特點是有一個綜合系統(tǒng)，可以使房屋在各種氣候條件下都保持舒適。擁有一個工程系統(tǒng)，可以利用太陽能陣列產(chǎn)生出的多余的能量。機械裝置室里還設有空氣能量回收裝置，起到送風排風作用的同時，可以回收排放風的能量，儲存起來，用于再次供給建筑使用。擁有一個家庭自動化系統(tǒng)，用來監(jiān)控和調(diào)節(jié)溫度、濕度、照明和其他參數(shù)，通過對環(huán)境最小的影響來提供最大的功能。

4 SD競賽方案帶給我們的啟示

SD競賽集中體現(xiàn)了零能耗太陽能住宅建筑未來發(fā)展所面對的社會、經(jīng)濟、環(huán)境方面的挑戰(zhàn)，并提出了創(chuàng)造性的應對方案。此項競賽不但在建筑界和太陽能技術(shù)領(lǐng)域，而且在提高公共意識、促進太陽能技術(shù)市場化，以及推廣太陽能住宅成果方面起到了良好的作用。

4.1注重建筑設計本身的可持續(xù)性

被動式設計是建筑節(jié)能設計中首要考慮的途徑，如何通過恰當?shù)钠矫娼M織與空間布局來獲得基本的保溫與隔熱需求，一直是建筑設計中不可忽視的問題。

4.2注重建筑材料及建造過程的可持續(xù)性

可持續(xù)建筑注重與建材相關(guān)的每一個環(huán)節(jié), 如取材、生產(chǎn)加工、分配、維護及至拆除或廢物處理等與能源和環(huán)境密切相關(guān)的因素。如使用綠色的建材產(chǎn)品；對材料的再循環(huán)和再利用；減少生產(chǎn)材料的污染過程；以建材為基礎(chǔ)，減少房屋系統(tǒng)的能源消耗等。

4.3注重建筑使用過程中的能量平衡

建筑使用過程中會有很多能量的消耗，也會有能量的排放。盡可能利用建筑物當?shù)氐沫h(huán)境特色與相關(guān)的自然因素，利用可再生能源，如太陽能、生物能、地質(zhì)能等，確保能量來源的無污染性。同時生活排放物也是能量的載體，要用適宜的手段將排放出的能量回收再利用，使建筑真正做到自身能量平衡。

4.4 注重使用者的舒適度

人的舒適度一直是建筑設計的三大基本要素之一，任何被動式和主動式的節(jié)能技術(shù)都應是在滿足人們生活舒適的前提下所采取的策略。

5 結(jié)語

隨著現(xiàn)代生活的快速發(fā)展，可持續(xù)建筑已不單單是設計一個高效保溫的平面外形、幾種特殊的外墻保溫結(jié)構(gòu)、幾塊太陽能集熱板的含義了。從太陽能十項全能競賽就可以看出，世界各國團隊正采用傳統(tǒng)設計方法結(jié)合先進的技術(shù)專利，注重整個建筑生命周期的可持續(xù)性，為人們提供更舒適的生活環(huán)境。這也將是我們今后需要共同努力的目標。

參考文獻

[1] 吳向陽.綠色建筑設計的兩種方式[J].建筑學報，2007,9：11-14.