BIM技術(shù)在公共建筑低碳設(shè)計(jì)與碳排放計(jì)量中的研究

梁劍麟，陳若山（.廣東科貿(mào)職業(yè)學(xué)院，廣東省廣州市50430；.廣州市建筑工程職業(yè)學(xué)校，廣東省　廣州市　50403）

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BIM技術(shù)在公共建筑低碳設(shè)計(jì)與碳排放計(jì)量中的研究

梁劍麟1，陳若山2
（1.廣東科貿(mào)職業(yè)學(xué)院，廣東省廣州市510430；2.廣州市建筑工程職業(yè)學(xué)校，廣東省廣州市510403）

為了更好的保護(hù)環(huán)境，如何讓建筑建設(shè)的碳排放量降低就需要引用到BIM技術(shù)，此技術(shù)滿足了公共建筑對(duì)于低碳設(shè)計(jì)與碳排放計(jì)算的需求，其就是建立一個(gè)以BIM為基礎(chǔ)的建筑低碳設(shè)計(jì)方法并對(duì)其碳排放量進(jìn)行模擬還原計(jì)算，建立計(jì)量模型，輔助建筑設(shè)計(jì)人員優(yōu)化設(shè)計(jì)，本文以武漢市科技創(chuàng)業(yè)園為樣本詳細(xì)分析了BIM技術(shù)在公共建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，并提出了一些看法與建議，望與業(yè)內(nèi)同行學(xué)習(xí)探討。

公共建筑；BIM；低碳設(shè)計(jì)；碳排放計(jì)量；生命周期

建筑物的修建、使用、爆破拆除過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生大量的固體廢物，消耗巨大的能源，并且會(huì)排放大量的溫室氣體，而公共建筑的能源消耗量非常的具體，低碳設(shè)計(jì)的需求非常的迫切［1］。BIM技術(shù)（Building Information Modeling）即建筑信息模型，是大數(shù)據(jù)在建筑領(lǐng)域應(yīng)用的產(chǎn)物，能夠?qū)⒔ㄖ袕?fù)雜的各項(xiàng)數(shù)據(jù)、參數(shù)、計(jì)算函數(shù)融合到一起，能處理海量的建筑項(xiàng)目數(shù)據(jù)，并且能進(jìn)行低碳設(shè)計(jì)分析，對(duì)建筑的碳排放量進(jìn)行模擬計(jì)算，提供設(shè)計(jì)輔助語(yǔ)言決策參考。本文以武漢市科技園區(qū)內(nèi)的公共建筑為例，分析BIM在公共建筑的應(yīng)用，對(duì)低碳設(shè)計(jì)與碳排放的計(jì)量方法進(jìn)行分析。

1　建筑信息模型構(gòu)建

1.1確定建模及分析流程

低碳設(shè)計(jì)就是為了降低建筑的碳排放量，通過(guò)對(duì)建筑、設(shè)備、結(jié)構(gòu)等方面的碳排放進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)，控制降低建筑在使用周期上總碳排放量，使用BIM技術(shù)的專(zhuān)業(yè)分析軟件有很多，比如說(shuō)IES〈VE〉、GBS、Ecotece等，都是在建筑設(shè)計(jì)的最初階段對(duì)將建建筑進(jìn)行一系列的模擬綠色評(píng)估，比以往的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，也很適用于各類(lèi)要求低碳設(shè)計(jì)的建筑分析要求。

1.2選擇樣本建筑

本文選用的樣本建筑是武漢市創(chuàng)業(yè)園內(nèi)一棟綜合辦公樓，建筑占地3000m2，建筑使用面積12000m2，植物覆蓋率30%。

1.3構(gòu)建信息模型

構(gòu)建公共建筑低碳分析信息模型需要從建筑機(jī)電、建筑管道、建筑結(jié)構(gòu)件等基本元素的價(jià)格材料、幾何數(shù)據(jù)、施工要求、物理特性、價(jià)格資料的相關(guān)參數(shù)與數(shù)據(jù)資料，采用Autodesk·Revit各系列軟件合作構(gòu)建出數(shù)字化模型與結(jié)構(gòu)設(shè)備模型。

2　建筑低碳設(shè)計(jì)分析

公共建筑低碳設(shè)計(jì)分析的重點(diǎn)是進(jìn)行建筑地理環(huán)境影響分析和建筑本體節(jié)能效果分析。

2.1建筑地理環(huán)境影響分析

本文設(shè)計(jì)的建筑位于武漢江岸地區(qū)，采用了CSWD中國(guó)氣象局的氣象數(shù)據(jù)，通過(guò)SquareOne公司制作的WeatherTool工具進(jìn)行分析，得出了風(fēng)環(huán)境影響、焓濕圖策略、太陽(yáng)輻射量等因素分析結(jié)果。結(jié)合建筑的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，對(duì)建筑供暖、制冷進(jìn)行分月模擬，得出每月的供暖、制冷能耗數(shù)據(jù)［2］，供暖、制冷能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表如表1所示。根據(jù)表1數(shù)據(jù)就能對(duì)目標(biāo)建筑進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化策略根據(jù)逐時(shí)負(fù)荷與最大負(fù)荷對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能選配。

表1　供暖、制冷能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

2.2建筑光環(huán)境分析

建筑的光環(huán)境是非常重要，Ecotect軟件能進(jìn)行自然光照明、人工照明能耗分析評(píng)估，該軟件可以得出亮度、采光系數(shù)、照度等一系列的照明控制數(shù)據(jù)，輸入到BIM技術(shù)平臺(tái)就可以對(duì)建筑的光環(huán)境進(jìn)行分析，得出樣本建筑日照與陰影分析，如圖1所示。

圖1　樣本建筑日照與陰影分析

3　公共建筑碳排放計(jì)量

3.1碳排放計(jì)量清單分析

公共建筑進(jìn)行碳排放量計(jì)量的范圍主要包括了建筑的使用生命周期。本文重點(diǎn)以建筑的碳排放范圍來(lái)劃分，分為建造、建筑使用運(yùn)營(yíng)和爆破拆除三個(gè)階段，在建筑建造的階段中采用了工程總預(yù)算的方法，以建筑的分項(xiàng)工程與措施項(xiàng)目作為主要基本計(jì)量單元，并且把運(yùn)營(yíng)階段中的建筑設(shè)備使用作為工程計(jì)量的基本單元，而在拆除階段中就要進(jìn)行實(shí)地測(cè)量數(shù)據(jù)或是預(yù)算估計(jì)拆除工程量等方式來(lái)進(jìn)行工程的拆除碳排放量計(jì)量［3］。公共建筑的碳排放計(jì)量的主要清單分析如圖2所示。

圖2　建筑碳排放計(jì)量的清單分析

3.2建造階段建筑的碳排放計(jì)量

目前對(duì)于建造這個(gè)階段內(nèi)進(jìn)行建筑碳排放量計(jì)量需要采用到機(jī)械清單、材料清單數(shù)據(jù)來(lái)測(cè)算生產(chǎn)過(guò)程需要的能耗，結(jié)合上相應(yīng)的碳排放系數(shù)，之后轉(zhuǎn)換獲得了建造過(guò)程中的碳排放總量。

4　結(jié)束語(yǔ)

在我國(guó)城鎮(zhèn)化不斷推進(jìn)中人們對(duì)于環(huán)保的意識(shí)不斷加強(qiáng)，低碳發(fā)展理念不斷普及，并且各個(gè)行業(yè)都在努力探索綠色低碳的節(jié)能生產(chǎn)生活方式這對(duì)于城市建設(shè)有非常深遠(yuǎn)的意義。本文研究BIM技術(shù)在公共建筑領(lǐng)域內(nèi)的低碳設(shè)計(jì)分析方法與碳排放計(jì)量模型能夠?yàn)槲覈?guó)現(xiàn)階段組織并實(shí)施的城市公共建筑制定碳排放計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)于低碳設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)研究能提供示范，并且未來(lái)大范圍規(guī)模的辦公建筑中推廣應(yīng)用是低碳理念發(fā)展的必然趨勢(shì)。

［1］華 虹，王曉鳴，鄧 培，何建清，陳 沖，曾波波，張曉鴿，張 鵬.基于BIM的公共建筑低碳設(shè)計(jì)分析與碳排放計(jì)量［J］.土木工程與管理學(xué)報(bào)，2014，02：62～67+72.

［2］哈維·伯恩斯坦，斯蒂芬·瓊斯，米歇爾·羅素.綠色BIM如何助力綠色設(shè)計(jì)和建造［J］.土木建筑工程信息技術(shù)，2015，02：20～36.

［3］鞠 穎，陳 易.建筑運(yùn)營(yíng)階段的碳排放計(jì)算——基于碳排放因子的排放系數(shù)法研究［J］.四川建筑科學(xué)研究，2015，03：175～179.

陳若山（1969-），女，廣東人，高級(jí)講師，本科，研究方向?yàn)榻ㄖ虒W(xué)。

TU71

A

2095-2066（2016）19-0177-02

2016-6-20

梁劍麟（1968-），男，廣東人，高級(jí)講師，研究生，研究方向?yàn)榻ㄖO(shè)計(jì)教學(xué)。