基于BIM技術的既有農房綠色改造

曹若楠 韋奕妃 楊舒涵

（大連民族大學土木工程學院，遼寧 大連 116650）

1 研究背景

城市城鎮化的發展增速，很多企業以污染環境為代價來換取經濟的高速發展。粗放式和低能效和低效能，高能耗、高污染、高排放的三高和兩低企業逐漸增多，導致環境污染加劇和能源資源的緊缺。[1]黨的十九大中也明確提出了要加快生態文明的體制改革，建設美麗中國，推進綠色發展。中央城市工作會議提出了要加強供給側結構性改革，治理三高兩低行業，淘汰落后產能，加快新舊動能的轉化，培育新興產業，改善環境質量。2018年國務院提出了打贏藍天保衛戰，也是加快京津冀周邊、長三角地區為了改善環境而做出的政策，提出創新協調、綠色、開放、共享發展理念，也是希望我國在發展過程中秉承綠色可持續的發展中長期路徑。

十三五時期重點提升了三條綠色建筑發展方向，首先是綠色建筑的倍增計劃。什么叫倍增？綠色建筑發展達到10億平米是我國截止到十二五時期需要達到的目標；到十二五期末，10億平米圓滿完成目標；十三五期間要完成20億平米的目標，新建建筑超過20億平米，同時要單到城區到園區，從單體到片區的推廣，這便是綠色建筑的倍增計劃，同時要提出質量提升的行動，加強全產業鏈和全過程的管理，這也是十三五時期我國綠色建筑的發展的重點方向和目標。

2 農村房屋研究現狀

2.1 國外研究背景

在20世紀前期，國外的一些國家對綠色建筑的研究有了基本的雛形，并處于不斷完善的過程。甚至外國很多發達國家已經擁有相對成熟的體系與先進的技術。

2.2 國內研究背景

以我國北方部分地區為例，北方的農村住宅大多建于上世紀，結構脆弱，居住條件差。且多年來受限的翻建、改建、新建政策使得農村居住水平長期難以改善，甚至催生了不少社會矛盾。另一方面，零散布局的農宅使田地破碎化，難以滿足現代化、機械化耕作的需要。這樣破舊的房屋和凌亂的農田自然無法體現人們心中詩意田園的景觀畫卷，也因而限制了鄉村地區文化旅游等第三產業的發展。因此綠色農房的改造具有現實意義。

2.2.1 國內農房使用需求及存在問題

（1）農村自建房面積不大，樓層也較低，農房本身系統繁雜，農戶們大多不懂設計，農房多為農民根據個人經驗總結進行自建或是將建房所需的工程承包給施工團隊。農房地質條件復雜，例如：池塘回填地、水田自留地、半山腰等等各種各樣種類繁多的用地情況都不是一套沒有任何實際依據的圖紙就可以解決的。這也導致農村的自建房在下雨天經常會出現由于雨水浸濕使墻面的抹灰層發霉結塊、大面積脫落等問題。在建造過程中就會導致返工，增加了建房成本和建房周期。鄉村環境破壞嚴重、無排水系統、對于外界信息不敏感等等。

（2）房子的建設還需考慮自然萬物對房屋的影響，對于房子的結構安全性要考慮抗震、荷載等，不同地方的情況也自然千差萬別。

（3）在實現全年建成小康社會的奮斗目標中，生活家電已廣泛使用家中，例如我國夏季酷暑的南方地區每家每戶都會安裝空調系統，嚴寒的北方地區屋內都會安裝供暖設備﹐人們對生活物質水平有更高的要求，農村地區大部分農戶家中都裝上了空調。但是在墻體圍護結構不隔熱保溫的情況下，采暖﹑制冷的損耗不斷增加，導致大部分能源被浪費。

3 綠色改造的主要措施

3.1 綠色農房的概念

綠色農房是我國積極倡導的、用以替代傳統農房的新型環保建筑。其含義是指在村鎮建設中，要依據當地自然條件、歷史、經濟狀況、氣候特點等因素，善于利用當地資源，就地取材，物盡其用，建設出具有當地特色的綠色建筑。正確處理環境（節能、節地、節水、節材、環保）和建筑功能之間的關系，同時避免使用那些易破壞環境、產生廢物的建筑材料，實現與自然和諧共生的建筑。農村房屋應根據具體的情況變化靈活地變化，運用現有的技術將具有當地特色的建造元素以及當地傳統的建造技術相融合。

3.2 外墻存在問題及改造

以前的農村在建造房屋過程中，都會選擇用“紅磚”這種傳統建材。根據農村蓋房的傳統習慣，這種一磚一瓦砌成的房屋，不僅符合傳統觀念，而且還更有安全保障。但因為紅磚是用黏土制成的，而黏土是農耕種莊稼最需要的土壤物質。由于其本身是不可再生資源，一旦開采過度，甚至會對耕地造成不可逆的破壞，紅磚在燒制過程中還會對空氣造成嚴重污染等諸多弊端，國家已明令禁用生產紅磚。從節能環保的角度出發，新農村綠色住宅結構體系應該控制實心黏土磚的使用，可以通過使用混凝土空心砌磚。其施工工藝徹底改變了傳統的砌筑工藝，具有獨特的外形和構造，在節約成本的同時，在整體上大幅度提高了墻體剛度。另外由于其物理力學性能良好，有利于提高墻體的抗震抗裂性能。

3.3 圍護構建存在問題及改造

建筑物的外門窗直接與室外空氣相接觸﹐是圍護結構中保溫隔熱最薄弱的部位。門窗的玻璃面積最多能占門窗總面積的75%，甚至更高，因此玻璃的作用對整窗保溫隔熱性能的影響越來越大。當出現涼風入內的情況時，將會對采暖能耗產生很大的影響。

在經濟落后、環保意識缺乏、并且技術較為落后的年代，農村的農房都采用的玻璃保溫隔熱性能差，冷空氣滲透嚴重，隔音效果差，與我國提出的建筑節能和居住舒適性的要求相差甚遠。[2]現如今，門窗玻璃已經由采光、擋風、遮雨等傳統性能慢慢發展為隔熱、保溫、安全、防噪音、裝飾等復合性能。

能使原本沒有隔熱保溫功能的窗戶具有隔熱防曬保溫的功效，在隔絕90%紅外線與紫外線的同時，不影響房子采光度。如果每家每戶都為窗戶進行隔熱升級改造，每戶家庭可以每年節省1000～2000元的制冷或供暖費用，因此既有農房中門窗存在的問題不容小覷。

3.4 保溫系統存在問題及改造

農村居家生活使用能耗情況主要分為三個方面，即室內外照明、冬夏季的溫度調控、熱水的供應。農村住宅分布分散，獨門獨院，具備太陽能應用的得天獨厚的優勢。目前，光伏產業發展迅速，光伏發電技術在國內已開始推廣普及，伴隨著扶持政策的進一步出臺，光伏發電住宅前期投入正逐年下降，配套光伏發電的新型農村住宅，產生的電能，既可以解決日常照明、冬季取暖、夏季降溫、熱水供應等需求，清潔、便利，可有效減少北方農村灶柴及煤炭的使用量，同時，多余的電力，可以反向輸入國家電網，創造經濟效益。

3.5 生活用水存在問題及改造

如何處理生活用水是村莊家庭住房綠色改造最重要的一個環節。

（1）生活給水系統：水質標準滿足生活飲用水的衛生標準

（2）廢水的二次利用和雨水的存儲：每戶將家庭用水進行加工處理用于沖洗衛生間等；每戶安裝雨水管收集雨水。

4 BIM技術的應用

4.1 BIM技術在建造初期應用于

以綠色理念為背景下，BIM技術在既有農房改造前期的規劃階段中發揮著巨大的優勢。在前期規劃設計中，既有農房改造項目的施工范圍以及相應施工區域的選定是十分關鍵的步驟，需要將工程成本問題、對周邊環境影響等問題考慮其中，確保不對周圍環境造成無法挽回的影響。不僅如此，BIM技術可以模擬展示建筑建成之后的效果，通過此項技術工作人員可以了解到建筑的成效圖，將建筑項目的建設對周圍環境的影響和自身能源消耗情況進行一個綜合的反映。通過這些數據的顯示，設計人員則可以對建筑實現進一步的綠色改造，對之前的設計方案進行分析。并且通過此項技術可以合理規劃建造前期的設計重點，在之后的建設過程中加以重視。

4.2 管道線路的優化

對于復雜的管線區域，我們采用與Revit具有實時關聯性的軟件進行協同調整，利用VR設備，此方式有利于技術人員更快速且更清晰地了解到空間結構，管線高度，管線之間的是否存在碰撞、重合等問題，得到最優的調整方案，進而加快建筑工程的施工進度。除此之外，在管線優化的過程中，BIM技術會生成問題報告。

4.3 BIM技術的質量控制

在項目施工階段通過BIM技術建立虛擬樣板間，降低成本，為綠色施工帶來助力。將虛擬樣板通過手機二維碼掃描的方式，傳達給每位施工人員手中，當施工人員對某道工序不清楚時，可通過手機掃描查看施工工藝方法，減少學習的成本。建立如此有效的施工標準，有助于提高施工質量，為現場規范施工提供證據

4.4 BIM技術的成本控制

BIM技術應用于圖紙審查，可以及時發現圖紙中存在的問題，例如標記出錯、圖紙不一致等問題，尤其是對于施工繁瑣部位；整理后進行圖紙會審工作，提前發現并解決圖紙問題，減少因為圖紙問題造成的返工、窩工。

5 結語

近年來，隨著市場經濟的高速發展，房地產行業不斷升溫，但人們的關注點大多側重于城市建筑和新興建筑這兩個方面，卻忽略了，既有農房的改造。

長年居住在年久失修農房的農民，并且大多都是社會的弱勢群體，農民的收入低，缺乏金融資本，教育程度偏低，缺乏知識資本，戶均占有耕地少，缺乏土地資本，致使貧富差距不斷擴大，城鄉發展不平衡問題不斷加劇，農村建筑物破損沒有更有效的方式進行修補。

改善農村人居環境的道路還很漫長，硬件、軟件等多方面都需要同步提升，就目前實際情況來看，要充分利用農村綠色生態的優勢，發展綠色產業。綠色本身就是人居環境的一種，農村豐富的自然生態資源可以給人清新的空氣，愉悅的心情，是人們幸福生活的根本保障。而這些生態資源也是打造綠色產業的基礎。