綠色BIM在建筑物全生命周期中的環境持續性研究

陳茜　趙躍

摘要：建筑信息模型（BIM）技術的創新，預測，管理與時俱進，并且促進了建筑物全壽命周期過程中對環境影響的可視化技術的發展。本文旨在綠色BIM環境的可持續性監控和管理在建筑物的全生命周期應用上，未來的綠色BIM理念，還應包括三個概念（再減少，再利用，再循環），運用現有的理念為工程建設和改造的可持續性分析上謀求新的發展，提高工程的能源利用率以利于各種設備操作整合出更有效的低碳管理模式。這項研究為未來BIM技術在環境可持續發展打下堅實的基礎。

關鍵詞：建筑信息模型；綠色建筑；綠色BIM；環境可持續性

中圖分類號：TU712.2 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）030-000-01

一、引言

環境可持續發展的概念被要求在傳統建筑的全壽命周期體系結構上以后，刺激變革了建筑環境變化，減少能源消耗和自然資源耗竭的水平。工程設計和施工行業一直存在著非常大的碳排放，雖然“綠色環保”和“環境可持續性”理念在建筑行業已經問世多年，但在我國該行業的各種措施實施不到位。建筑拆除物在發達國家約占所有的固體廢物的40%。隨著資源和能源成本上升且日益增加的稀缺性，減少能源消耗和該行業相關溫室氣體排放量使我們面臨著日益緊迫的挑戰。

二、建筑信息模型（BIM）綠色化淺析

在過去二三十年通過計算機（CAD）設計軟件和建筑信息模型（BIM）等輔助軟件的發展，改變了傳統的建筑設計格式和施工的格局。BIM的定義是由計算機生成的模型技術用于支持在協作填充信息和模擬的規劃，設計，建設，設施操作的過程。在許多國家BIM現在被越來越多地作為一種新型的技術，以協助設計構思和施工及設施的操作。它被認為是一種新的管理技術，它提供了一個集成的解決方案，以時間，成本，安全，質量，建設項目的功能為基礎提高客戶滿意度。

在建筑業的過去幾年里，綠色BIM成為盛極一時的術語和概念，盡管它無處不在，但我們對綠色BIM的認識還存在一些異議，本文旨在從實踐中體會綠色BIM的真諦。

三、建筑信息模型（BIM）和可持續建筑分析

綠色建筑高速發展的同時也衍生出可持續建筑和高性能建筑的概念，高性能建筑不是傳統意義上的綠色建筑。從環境保護機構方面理解，綠色建筑是建筑物全生命周期內對環境負責對資源節約理念。

四、建筑物全生命周期內綠色BIM的討論

1.建筑規劃設計階段

建筑規劃設計階段是可持續發展中最基本的起點，能源利用和環保方面精確的規劃設計決策能夠幫助在可持續過程中提高效益，傳統的設計環境很少能夠為設計師和其他項目成員提供可視化的可行性，也不利設計師做出更精確更環保的設計決策。在九十年代末期綠色BIM的優勢已經凸顯，在一定的時間段內，綠色BIM較傳統設計方面節約成本，節約時間，節約資源，節約能耗。

綠色BIM可以提高建筑物交付業績，從而有助于最大限度地減少不必要的由于之間的設計錯誤或缺乏溝通而對各方造成的影響。

2.建筑施工階段

綠色BIM的施工過程是低碳施工的過程，更清潔更環保的工地已成為建筑部門面臨的主要問題。越來越多的證據表明建筑物施工過程中的碳排放占整個建筑物全生命周期內的能源消耗的很大比例，因此需要低成本的有效的機制監測排放量，這一項研究在近十年的美國已得到很大的發展，特別是排放源和排放量的分析和可視化，該研究在剛開始時因其監測的狹隘，一度遭到抵制，所以開發出可視化的監測工具可以提高項目成員評估施工過程中碳排放水平。

施工過程中操作能量消耗（或使用）是建筑物全生命周期內的主要能耗部分，這個階段在建筑物的生命周期中產生約三分之一的碳排放量。因此運用綠色BIM工具在施工和運行階段對環保提出幾點建議：1.供暖和制冷需求分析；2.確定采光機會并減少照明負載和兼顧隨后的能量負載；3.選擇適當的建筑設備并減少能源使用

Autodesk綠色建筑工作室涉及創新的軟件計算技術可以對建筑施工過程中能源使用進行分析。對現有的建筑物可再生能源的碳排放進行預測和評價。

3.建筑維護保養階段

在建筑維護保養階段，對現有建筑物進行改造可以有利于促進資源節約，減少建筑物的能源消耗，提高建筑運行時的能源效率，為日常生活提供更安全和更清潔的生活環境。建筑行業各部門都在想辦法通過改善建筑物的可持續性。這樣做的目標包括并入可持續發展的設計理念，降低運營成本，限制環境影響和提高建筑的持續性。所以通過綠色BIM綜合考慮對建筑物進行改造有利于可持續發展的原則

4.建筑拆遷階段

近十年隨著建筑行業蓬勃發展，環境日益嚴峻，對于施工拆遷對環境的影響不斷升級，不斷增加的拆建廢料在堆填區棄置，尤其是在發達城市如北京，已經成為一個重要的社會環境問題。隨著環境的可持續發展，許多國家政府意識的不斷增強，行業都不得不考慮有效拆建廢物管理措施。

回收被認為是一個可持續的選擇道路較傳統的拆遷和填埋的方式。全面和綜合的拆建廢料管理框架應該可以使大部分建筑物拆遷物減少，再利用和回收，并在一個建筑項目的生命周期內限制建筑垃圾處理量，實現整個可持續發展的綜合戰略。

五、結語

綜上所述，綠色BIM一直主張其在環境可持續性的設計和可持續建筑的發展和協作。綠色BIM已經成為一種流行的節能性能分析工具在建筑的規劃設計階段，它也被應用到現場碳排放估算和可視化，以幫助預測和監督建設項目的碳足跡。但是，綠色BIM發展才剛剛開始，其發展在業內還需學者進行長時間的探討。下面對綠色BIM的文獻歸納三個問題：

1.建筑物維修，改造和拆除階段的研究比較受阻。2.缺乏基于BIM環境可持續性的仿真工具。3.綠色BIM工具的大數據庫的整理和管理。

未來綠色BIM領域一些重要的研究方向本人的見解如下：

1.在BIM可持續系統中加入再減少，再利用和再循環的概念。

2.在BIM系統中與設施的運行維護緊密相連，整合操作出更全面的低碳管理模式。

3.開發一個更實際的BIM工具并得到綠色建筑的認證。

4.改善綠色BIM工具的兼容性

5.加強綠色BIM技術的學者和實踐者之間的互動和交流，減少整個建筑物的生命周期內碳排放。