The Comprehensive Application of BIM on Building Environment Analysis
耿跃云 李勤 朱洲江 华东建筑设计研究院有限公司
摘 要 探讨了BIM技术在建筑环境领域的综合应用模式,论述了通过在详细建筑信息模型中进行信息处理和数据格式转换,导入各专业分析工具进行性能化分析以提升 建筑品质的方法。通过工程应用实例说明了进行各类分析所
需的信息和工作方法, 为建筑信息模型的深度应用提供了范例。
关键词 BIM 软件平台 建筑环境 舒适度 性能化分析 数据格式
1 时代背景
近年来,BIM技术在建筑行业的应用越来越深入,主要原因有:1)计算机软硬件技术和网络技术的发展为BIM技术的应用提供了基础;2)城镇化进程和众多大型复杂项目的增多为BIM技术的应用提供了市场需求;3)全世界范围的节能减排要求,特别是可持续理念及生态绿色低碳理念的升华,提高了人们对建筑品质的要求,增大了人们对BIM技术应用效果的期望。在BIM技术蓬勃发展的大环境下,其在建筑环境领域的综合应用就显得尤为
重要。 2 基础模型
在满足使用功能的前提下,如何让人们在使用过程中感到舒适和健康是建筑环境领域研究的主要内容。其中,寻找室内舒适性、建筑能耗、环境保护之间的矛盾平衡点是亟待解决的问题。由BIM软件平台构建的深度BIM(详细建筑信息模型)通过软件输出为不同的数据格式,我们根据室内环境应用方向的不同,选择合适的数据格式,再输入到专业的分析软件中,可以有效解决数据一致性问题,提高建模效率(图1)。在各单项分析之后,综合各项结果反复调整模型,寻找建筑物综合性能平衡点,提高建筑整体性能。“BIM软件平台——数据格式——专业分析软件”构成了BIM技术在建筑环境领域综合应用的基本模型。在建筑全生命周期不同阶段的调整均以性能分析的结
果为依据,从真正意义上构建可持续建筑。
3 模型转换
不同的性能化分析需要建筑物不同的信息做支撑。根据分析方向的要求将详细建筑信息模型中的信息提取、简化、整理后,转化为不同的文件格式,再导入到各专业软件中进行专业分析。图2为某办公项目详细建筑信息模型
进行信息提取和模型转换的过程,具体描述如下:
(1)明确建筑物需要进行分析的对象和内容。本工程主要进行建筑所在地气象数据分析、舒适度分析与被动技
术应用分析、采光分析、能耗模拟与分析、声环境分析、热环境模拟、烟气模拟分析和人员疏散模拟等。
(2)将详细建筑信息模型进行必要的拆分和删减,根据分析对象和性能化需求整理成不同的模型。根据实际操作
经验,本工作在Revit软件平台中完成较为便利。
(3)将整理好的对象文件通过Revit软件平台和相关软件导出为不同的文件格式。图3为常用的数据交换格式。
不同的数据格式反映在建筑性能化不同的内容中。
(4)根据专业分析工具的需要将不同的数据格式导入,局部进行调整,补充不完善信息和丢失的信息。由于GBXML格式只能导出空间信息,空间以外的遮阳物体不能提取,所以将模型2再拆分,拆分成模型3中的遮阳物体和模型4中GBXML格式可提取的空间信息。最后将模型3和模型4分别以DXF格式和GBXML格式导入Ecotect,如模
型5所示。
(5)由专业工程师进行分析,并导出分析报告供建筑师参考。
4 应用举例
4.1 建筑所在地气象数据分析
建筑物间距、体型、高度和围护结构热工参数以及可利用的节能技术等与其所在地的气候条件关系密切。利用气象数据,通过Weather Tool等工具进行建筑所在地的气象分析,给建筑设计提供数据支持。以上海气象数据为例,可以进行以下一些分析。
(1)最佳朝向分析
如图4所示,黄色部分表示最佳位置,绿圈表示全年各方向平均辐射量,红色箭头表示最热3个月最大辐射量的方向,蓝色箭头表示最冷3个月最大辐射量的方向,绿色箭头表示全年平均辐射量最大的方向,黄色箭头表示最佳朝向。由此可知:最佳朝向为东偏南67°,且可以明显看出哪个朝向适合利用太阳能。(2)太阳辐射分析图5为最佳朝向(东偏南67°)位置的太阳辐射:红色区域代表过热期,蓝色代表过冷期,粗黄线代表该方向上太阳直射的平均值,为太阳能的合理利用提供了数据支持。
(3)干湿球温度分析
图6为全年逐时干球温度图,图7为相对湿度图。由此可知:上海的最高温出现在7、8月,最低温度出现在12月和1月;温差、湿度均较大。
(4)辐射强度分析
图8为逐时法向直射辐射强度分析,图9为逐时水平面散射辐射强度分析。由此可知:全年晴日较多,特别是过渡季节,可以有利于太阳能利用。散射辐射在过渡季较多,冬季则较少。
4.2 舒适度分析与被动技术应用分析
图10为利用焓湿图进行室内舒适度和被动技术应用分析:黄色区域为热舒适区间,蓝色区域表示逐日的频率(以点形式绘制全年8 760h的温湿度数据)。图11为采用不同技术措施对于建筑内热舒适的影响。黄色柱表示没有采用相关技术的热舒适度百分比;红色柱是采用技术后的热舒适度比。由此可见:在上海,自然通风和增强围护结构是相对有效的技术手段。
4.3 采光分析
由图12可见:周边区域的房间采光效果较好;中庭和过道受周边房间墙壁的遮挡且无窗户与室外相连,采光率
几乎为0。
4.4 能耗模拟与分析
图13为5层的剖面图,对图中的房间1进行热工分析情况如下:
图14描述的是房间1的内部环境温度随时间变化的曲线图。由此可见:室内空调在8:00点开启后需要1个小时左右才能将室内制热至18℃,19:00点关闭后室内温度也要经1个小时后降到室外温度;冬至日围护结构传导得热
对建筑物的能耗影响最大。
图1 5 为房间1 的逐月能耗: 1 月的热损失最大, 为6 9 4523Wh;8月的得热最大,为1 798 198Wh。图16为房间1被动式得热分析,由图可见,76.3%的得热来自于直接辐射,76.2%的热损失来自于围护结构的传热。4.5 声环境分析图17和图18描述了6层会议室动态声波线,由图可知:经34ms后由主席座位发出的声波到达对面最远
的座位,声音到达最远处的座位时减弱了0.7dB。
4.6 热环境模拟
图19为室内气流流场分布,图20为室内二氧化碳浓度分布。由此可以判断室内热环境是否满足要求。
4.7 烟气模拟分析
图21为中庭火灾烟气模拟,可根据烟气流动情况判断是否满足消防要求。
4.8 人员疏散模拟
图22为人员疏散模拟,由此可以确定疏散时间,进行疏散路线优化,对辅助建筑设计起到重要的作用。
5 总结与建议
(1)建筑环境与性能分析是BIM的具体应用,而BIM软件平台和各专业分析软件是BIM应用的工具和数据核
心。软件及软件接口的成熟度和各数据格式的标准化是BIM发展的核心。
(2)软件的变革和发展直接影响了性能化分析的过程。比如,软件Sketchup是设计前期最受广大建筑师欢迎的建模工具之一,而它与能耗分析软件EnergyPlus的结合使建筑能耗模拟在设计前期更易实现,使BIM技术在建筑
环境领域的应用模式发生变化。建筑业与软件业的广泛交流与合作在推动BIM应用和普及方面非常重要。
(3)软件的使用不能代替专业知识的学习,BIM在建筑环境领域的应用应该以坚实的专业基础知识和实际工程
经验为根本。没有专业团队的支持,BIM无法在建筑性能分析方面真正发挥作用。
(4)鉴于目前很多软件的不成熟和软件接口的不完善,需要更多专业团队在此方面积极探索、交流,为建筑性能
软件分析标准化做出贡献。
参考文献
[1] Chuck Eastman. BIM Handbook[M]. John Wiley & Sons,Inc. ,2007. [2]云朋. ECOTECT 建筑环境设计教程[M] .中国建筑工业出版社,2007. [3]金招芬等.建筑环境学[M] .中国建筑工业出版社,2001.
*基金项目:国家“十一五”科技支撑计划课题(2007BAF23B02-01)。
BIM的绿色建筑之路 (上)
来源:知族常乐; 作者:Leo; 发布时间:2010-04-16; 本文点击量: 1211
什么是绿色建筑?
绿色建筑,无论在国内还是海外,早已是炙手可热的词汇。近年来,各种被动节能、低碳、零碳建筑鳞次栉比,绿
色建筑的评价标准也层出不穷。无论如何,在讨论继续之前,我们得弄清楚到底什么是绿色建筑。
(意大利建筑师 Renzo Piano设计的加州科学馆 California Academy of Science )
获取绿色建筑的定义,最容易的方法,到wikipedia获取:
Green Building, also known as green construction or sustainable building, is the practice of creating structures and using processes that are environmentally responsible and resource-efficient throughout a building’s life-cycle: from siting to design, construction, operation, maintenance, renovation, and deconstruction. This practice expands and complements the classical building design concerns of economy, utility, durability, and comfort.
从这段话中,我们可以得出以下几点 1. 绿色建筑 和 可持续建筑 是一回事
2. 绿色建筑强调的是在整个建筑生命周期中,在建造和使用流程上对环境负责(保护)和提高资源使用效率
3. 建筑的生命周期是指:选址、场地改造、建筑设计、建造、运行、维护、翻新和拆除。 可见,绿色冠于建筑,意在把绿色生命赋予建筑,使建筑和生态系统紧密联系在一起。
如果你希望了解更详细的关于绿色建筑的详细组成和评价标准,你可以访问这个页面(英文),LEED作为目前世界上具有最广泛认可的绿色建筑认证体系,成为绿色建筑师的必修课,有机会Leo将在今后的博文中做单独的介绍。
值得一提的是,目前业界对绿色建筑的探索,只是刚刚开始,虽然LEED中针对各评分点提供一些明确的措施标准,
但是针对具体项目、地域特征等因素,仍需要有非常多的创新方法来达到更好的可持续效果。
绿色建筑等于节能建筑吗?
这是初识者最常见的问题,也是不少人争论不休的问题。然而,Leo个人的理解是,从绿色建筑的概念,两者最大
的区别应该在两点:
1. 绿色建筑强调的是对整个建筑生命周期的控制, 而节能建筑仅仅着眼于运行阶段的能源消耗。
2. 除了提高资源的使用效率之外,绿色建筑还关注建筑对环境的全面影响。
因此可见,从概念上说,绿色建筑相比节能建筑,对自然资源的保护和可持续发展有着更大的外延,也意味着,对
建筑从设计到使用的全部阶段,有着更高的要求。
绿色建筑与BIM
BIM的最重要意义,在于它重新整合了建筑设计的流程,其所涉及的建筑生命周期管理 (BLM),又恰好是绿色建
筑设计的关注和影响对象。绿色建筑遇到同样如火如荼的BIM,又会擦出怎样的火花呢?
让我们先来看看与传统的流程相比,BIM为绿色设计带来了哪些便利:
1. 真实的BIM数据和丰富的构件信息给各种绿色建筑分析软件以强大的数据支持,确保了结果的准确性。目前包
括Revit在内的绝大多数BIM相关软件都具备将其模型数据导出为各种分析软件专用的GBXML格式。 2. BIM的某些特性(如参数化、构件库等)使建筑设计及后续流程针对上述分析的结果,有非常及时和高效的反馈。 3. 绿色建筑设计是一个跨学科,跨阶段的综合性设计过程,而BIM 模型则正好顺应此需求,实现了单一数据平台上各个工种的协调设计和数据集中。同时结合Navisworks等软件加入4D信息,使跨阶段的管理和设计完全参与到
信息模型中来。
4. BIM的实施,能将建筑各项物理信息分析从设计后期显著提前,有助于建筑师在方案、甚至概念设计阶段进行绿
色建筑相关的决策。(这一点将在后面的博文中详细展开)
可以说,当我们拥有一个信息含量足够丰富的建筑信息模型的时候,我们就可以利于它作任何我们需要的分析。一
个信息完整的BIM模型中就包含了绝大部分建筑性能分析所需的数据。
从流程上来说,简而言之就是:用BIM软件将需要进行绿色建筑相关分析的数据导出为gbXML文件,然后使用专
业的模拟、分析软件进行分析,最后再导入BIM软件进行数据整合或根据分析结果进行必要的设计决策。
总之,结合BIM进行绿色设计已经是一个受到广泛关注和认可的系统性方案,也让绿色建筑事业进入一个崭新的
时代。
今天我们就先介绍到这里,在下篇里,Leo将继续就绿色建筑设计流程及相关软件、案例、及国内绿色建筑现状等
做介绍。欢迎大家继续关注。
BIM的绿色建筑之路(中) – 软件篇
来源:知族常乐; 作者:Leo; 发布时间:2010-04-20; 本文点击量: 1520
在上一篇文章中,已经提到BIM和绿色建筑分析软件进行数据交换的主要格式是gbXML,这个重要的东西绝对值
得我们花上短短的一些时间来了解它。
让我们来拆解gbXML ,gb=Green Building 而 XML 则为 Extensible Markup Language, 意为“可扩展的标记语言”,这是一种在软件行业中十分常见的语言,用以在两种或两种以上的程序之间的“自助式”交互,目标是尽量减少人为
干预的必要性。
GBXML已经成为行业内认可度最高的数据格式。使用包括Graphisoft 的 ArchiCAD, Bently 公司的 Bently Architecture 以及 Autodesk的Revit系列产品,均可BIM模型导出为GBXML文件。这为接下来在分析模拟软件中进行的计算提供了非常便利的途径。也有人认为,gbxml可以看做是BIM的aecXML一个绿色建筑的数据子集。 目前可进行绿色建筑相关分析的软件可以说是琳琅满目,每个软件也各有特色和其产生的背景,鉴于能力所限,恕我们无法一一介绍。在林林总总之中,我们选择了一些目前通用性很强、也是功能相对比较全面的软件进行简要的介绍,目的是希望大家能从特征角度总体的了解它们,便于今后在实际的项目中根据不同的需要选择和使用。
IES IES是总部在 英国的Integrated Environmental Solutions 公司的缩写,IES 它整合了一系列模块化的组件用以进行计算分析,包括: • ModelIT:三维建模工具;提供IDM (Integrated Data Model) 集合数据模型 • ApacheCal:供暖,制冷负荷计算工具 。使用CIBSE 制定的流程 • • ApacheSim:IES ApacheHVAC:建筑空调系统模拟工具 Flucs:采光分析,设计工具。分为FlucsDL 和 FlucsPro。前者只能进行日光分析。 • • RadianceIES:非常权威的建筑采光模拟组件,使用高级光追踪技术。 • • • • SunCast:日照分析工具 CostPlan:初投资分析工具 LifeStyle:运行费用分析工具 • • Simulex:疏散分析工具,模拟正常/紧急情况下的人流疏散行为 Lisi:电梯分析工具 IndusPro:管路尺寸计算 • • Pisces: 冷热水 管路尺寸计算 Taps:自来水管路尺寸计算 • Field:电线尺寸计算 • MicroFlo:室内外流体力学模拟 大家不难看出,IES 准(比如LEED)相结合,并提出相应评价内容。 IES 国内有关IES Ecotect Analysis (艺名:生态建筑大师) 这是一个神奇的软件,从它的诞生开始就挺传奇。它是由一位名叫Andrew Marsh的建筑师,同时也是西澳大学的 博士一个人“发明”的软件。据说在2008年被Autodesk收购之前,Ecotect的开发几乎是他一个人完成的。 Ecotect Analysis的主要功能分为: 环境模拟分析 • 阴影与反射: 直观显示模型所在地的太阳轨迹,并实时显示阴影效果。 • • 遮阳设计:可以根据遮阳需求自动生成经过优化的遮阳系统。 日照分析:将建筑物表面和窗口所接受的太阳辐射精确可视化。 • • 光伏板阵列尺寸与负荷匹配:用来决定太阳能光伏板的最佳安装位置和尺寸。 照明设计:计算模型内任意一点的日照采光系数和照度,并可计算节能潜力。 • • • Right-to-Light: 评估建筑物对邻近场地和建筑的影响。 声学分析:从简单的混响时间分析到复杂的粒子分析和线追踪技术。 热工分析:计算任意区域的冷热负荷,逐时分析全年各种热力学指标。 • 通风和气流分析:将模型相关内容导出到 CFD (流体动力学) 工具中,完成分析和计算后导入回Ecotect Analysis 并完成可视化。 和前文介绍的IES Ecotect和RADIANCE 、POV Ray 、VRML、EnergyPlus 、HTB2热分析软件均有导入导出接口。 Ecotect 以其整体的易用性、适应不同设计深度的灵活性以及出色的可视化效果以,在中国的建筑设计领域得到了 更广泛的应用。 云鹏是国内在Ecotect领域中研究比较有心得的同学,大家可以到他的博客围观学习。 Green Building Studio Green Building Studio (GBS) 是Autodesk公司的一款基于Web的建筑整体能耗、水资源和碳排放分析工具。在登入其网站并创建基本项目信息后,用户可以用插件将Revit等BIM软件中的模型导出gbXML并上传到GBS的服务器 上,计算结果将即时显示并可以进行导出和比较。在能耗模拟方面,GBS使用的是DOE-2计算引擎。 GBS的主要功能包括: • • 能耗和碳排放计算结果 建筑整体能耗分析 • 碳排放报告 光伏发电潜力 • 水资源利用和支出评估 • • Energy STAR 评分 • • 针对LEED进行自然采光评价 项目地理信息 • • 精确气象模拟 / 详细气候分析 风能潜力 • • • 自然通风潜力 方案比较 式的文件。 文件格式转换 : 在GBS中成功创建项目后,用户可以下载 gbXML, VRML, DOE-2, Energyplus, Weather File 等格 由于采用了目前流行的云计算技术,GBS具有强大的数据处理能力和效率。另外,其基于Web的特点也使信息共享和多方协作成为其先天优势。同时,其强大的文件格式转换器,可以成为BIM模型与专业的能量模拟软件之间 的无障碍桥梁。 目前订购了 Autodesk Ecotect Analysis的用户可以同时使用 GBS的服务。 EnergyPlus EnergyPlus 模拟建筑的供暖供冷、采光、通风以及能耗和水资源状况。它基于BLAST和DOE-2提供的一些最常用的分析计算功能,同时,也包括了很多独创模拟能力,例如模拟时间步长低于1小时,模组系统,多区域气流,热 舒适度,水资源使用,自然通风以及光伏系统等。 需要强调一下的是: EnergyPlus 是一个没有图形界面的独立的模拟程序,所有的输入和输出都以文本文件的形式 来完成。(听上去有点可怕,不是吗?) 在这里简要的介绍一下BLAST 和 DOE-2 BLAST是 Building Loads Analysis and System Thermodynamics 的缩写, 翻译过来就是 建筑负荷分析及系统热力学。 DOE-2是一个适用于所有类型建筑的能量分析和使用成本的能耗分析软件(免费软件)。他们都是上世纪70年代末80年代初诞生的。最初是用来帮助那些工程师和建筑师来为HVAC选型,研究建筑生命周期的能耗成本,优化能效比等工作。两个人软件是在上世纪70年代初的能源危机以及一份揭示建筑是美国最主要的能源消耗品的统计报告的背景下 应运而生的。每个软件各有优劣,也有各自的粉丝和批评者。可以看到,目前的很多能耗模拟和分 析软件都是基于这两个软件或其中的一个进行开发的。 回到Energyplus来,它的官方说明文档里有这么一段话说明了它“不是什么” 1. 它不是一个用户界面。 2. 目前还不是一个建筑生命周期费用分析工具。但它可以提供可供导入此类软件继续计算的数据。 3. 它不可以替代建筑师或工程师。 所以,EnergyPlus目标是成为一个计算核心,而其他的应用软件可以在其之上做封装。目前,事实上有相当多的软 件已经为EnergyPlus做了UI,或以它为引擎,包括: • CYPE-Building Services • • DesignBuilder Easy EnergyPlus • EFEN …… • EPlusInterface • 其中 Easy EnergyPlus是天津大学的团队进行的开发,有完整的中文版可供使用。 DeST DeST是Designer’s Simulation Toolkit 的缩写,意为设计师的模拟工具箱。 DeST是建筑环境及HVAC系统模拟的软件平台,该平台以清华大学建筑技术科学系环境与设备研究所十余年的科研成果为理论基础,将现代模拟技术和独特的模拟思想运用到建筑环境的模拟和HVAC系统的模拟中去,为建筑环境的相关研究和建筑环境的模拟预测、性能评估提供了方便实用可靠的软件工具,为建筑设计及HVAC系统的相关 研究和系统的模拟预测、性能优化提供了一流的软件工具。 目前DeST有两个版本,应用于住宅建筑的住宅版本(DeST-h)及应用于商业建筑的商建版本(DeST-c)。 住宅建筑热环境模拟工具包(简称“DeST-h”)为国家自然科学基金重点项目“住区微气候工程热物理问题研究”编号59836250的子课题,是在清华大学建筑环境与设备研究所十余年的科研成果的基础上,由清华大学建筑技术科学系 研制开发的面向住宅类建筑的设计、性能预测及评估并集成于AutoCAD R14上的辅助设计计算软件。 DeST-h主要用于住宅建筑热特性的影响因素分析、住宅建筑热特性指标的计算、住宅建筑的全年动态负荷计算、 住宅室温计算、末端设备系统经济性分析等领域。 DeST-c是DeST开发组针对商业建筑特点推出的专用于商业建筑辅助设计的版本,根据建筑及其空调方案设计的的阶段性,DeST-c对商业建筑的模拟分成建筑室内热环境模拟、空调方案模拟、输配系统模拟、冷热源经济性分析几个阶段,对应的服务于建筑设计的初步设计(研究建筑物本身的特性)、方案设计(研究系统方案)、详细设计(设备选型、管路布置、控制设计等)几个阶段,很好的根据各个阶段设计模拟分析反馈以指导各阶段的设计。 DeST-c具体应用主要体现在如下几个方面: • • 在建筑设计阶段,为建筑围护结构方案(窗墙比、保温等)以及局部设计为建筑师提供参考建议; 不满意率情况; 在空调方案设计阶段模拟分析空调系统分区是否合理、比较不同空调方案经济性、预测不同方案未来的室内热状况、在详细设计阶段通过输配系统的模拟指导风机、泵设备的选型以及不同输送系统方案的经济性。冷热源经济性分析 指导设计者选择合适的冷热源。 DeST-c现已广泛用于商业建筑设计过程中,先后应用于国家大剧院、深圳文化中心、西西工程等大型商业建筑的设计过程,并对中央电视台、解放军总医院、北京城乡贸易中心、发展大厦等多栋建筑空调系统改造进行模拟给出 改造方案。 需要指出的是, Dest是一款基于AutoCAD平台的软件产品。同样也是免费软件。它的官方网站目前因为不可知原因 无法正常访问。 小结和预告 上面所列的5个软件只是目前市场上比较受广泛认可和关注的主流产品中的一部分,其他比较常用的软件如 TRNSYS、ESP-r、Radiance、eQUEST等,限于篇幅和本编能力,就无法在此一一介绍了。但Leo发现了一个非常好的文档,它描述了几乎所有成熟的绿色建筑模拟分析软件间区别。需要的朋友可以在本文后面留下您的email。 在最后一期文章中,我将介绍BIM结合绿色建筑设计的流程、中国绿色建筑设计实况 以及 绿色建筑设计分析趋 势 等内容,敬请继续关注。 • BIM的绿色建筑之路(下) 来源:知族常乐; 作者:Leo; 发布时间:2010-04-29; 本文点击量: 870 绿色建筑设计和分析的趋势 接着前两篇(BIM的绿色建筑之路 (上),BIM的绿色建筑之路(中) – 软件篇),我们来看看绿色建筑设计和分析 将会有哪些发展趋势: 1. 1. 分析越来越趋向于设计的前期,利用简单的模型进行模拟计算。在Graphisoft 出品的 Ecodesigner 页面 上有着这么一段话: “ 影响建筑能效的80%的决定都是在设计的初期作出的”。 2. 2. 从工具(软件)角度来说,将更多和灵活的支持本地化、以及各种绿色建筑评价标准。 3. 3. 绿色建筑将和BIM完成整合,充分利用BIM的全部优势。4. 建筑能耗、碳排放等的模拟将更注重建筑 全生命周期的计算。 4. 4. 建筑分析软件将走向精确化,专业化,可视化。 5. 5. 庞大的数据处理将导致“云计算”被更多的采用。 6. 6. 专业的绿色建筑评估和咨询机构的兴起,被作为专业人士引入到项目的设计流程中。 绿色建筑设计的流程 读到这里,大家也许还有一个感受,就是BIM和绿色建筑之间的联姻,也许只需要解决“互用性”(Interoperability) 就 可以了:只要数据可以相互导入导出 ,我们就能实现BIM的绿色建筑之路。 而以笔者之见,这种说法正确但不完整。 和BIM本身的概念一样,整合绿色建筑设计最大的挑战和改变同样在流程上。绝大多数影响建筑最终可持续性的重要决策都在建筑的早期作出。这要求我们在概念设计阶段,就引入整体设计流程(IDP)的概念,对方案的各种可能性从可持续性角度进行评价,从而在重要决策时作为考量依据。并随着设计的深入,迭代地不断深化评估,作出扩 初、施工图甚至建设和运营阶段的设计建议。 而这个流程的改变不仅意味着建筑信息模型数据管理的挑战,对项目进度协调、决策管理、风险评估以及资源分配 都提出了新的要求。 在一个标准的BIM设计流程中,嵌入可持续性的元素,就变得比较简单了:设计数据原本就是集中和整合的,所需要做的改变就是对各种阶段的BIM模型做不断的进行可持续性验证和方案调整,从这个意义上来说,互用性和 软件的迭代性功能就显得是唯一需要解决的问题了。 国内绿色建筑现状 在中国,绿色建筑也被国家建设和能源部门提高成为一个相当迫切和重要的议题。并提出了在2020年前,建筑节 能65%的重要战略目标。 然而,据了解,目前的中国建筑设计市场,对可持续设计仍然处在一个相对初期的阶段,这主要表现在以下几个方 面 1. 1. 一部分的建筑业从业人员还停留在 “绿色建筑=节能建筑=墙体保温隔热”这样一个老旧的片面传统认知 上。建筑全生命周期 ,碳排放等概念还没有深入人心。 2. 2. 由于缺乏相应的知识普及和实践,很多人将绿色建筑“符号化”,认为屋顶花园、太阳能热水器等等设备 就等于是绿色建筑。 3. 3. 国内还没有成熟的绿色建筑评价体系,虽然我们有《建筑节能设计标准》和《绿色建筑评价标准》但和 USGBC的LEED体系相比,无论从条目制定的科学性还是评价流程的合理性来说,都还是有很大的差距。 4. 4. 国内建筑设计单位使用常用的节能分析仍停留在为“验证”而做,并非为“设计”而做。其结果也只是是作 为一种局部措施被用在设计后期,而不是系统的整合在整个流程中。 5. 5. 政府在绿色建筑优惠政策上缺乏力度的同时也同时缺乏管理和经验,不少政策在落实的过程中成了开发 商牟利的新手段。 可以看到,虽然我们有宏伟的目标,然而绿色建筑更多的仍是作为一个“概念”存在与开发商和相关管理部门的心里。在大多数发展中国家,绿色建筑都面临一个两难的境地,一方面快速发展带来对效率和“眼前利益”的夸大关注和对 环境的忽视,另一方面环境的破坏已开始对发展产生负面效应,拯救环境迫在眉睫。 在发达国家,绿色建筑所带来的社会和经济效益已被越来越多的人所强烈关注。2009年10月,McGraw-Hill Construction公司发布的一项研究报告称,未来五年绿色建筑在改装市场中的份额将增长到20%-30%,重大项目的市场机会将增长到101亿至151亿美元。目前,只有5%-9%的建筑物完成了改装,而重大项目(超过100万美元的 项目)的市场机会每年约为21亿至37亿美元。 如果说建筑设计行业即将迎来一场流程的革命,那么,在我看来,整合了绿色建筑的BIM必然是这场革命的最大 动力。 应用ECOTECT完成低能耗建筑中的采光设计 来源:云朋博客; 作者:admin; 发布时间:2010-09-21; 本文点击量: 1033 这里是两栋位于意大利南部的低能耗建筑,在方案设计过程中应用ECOTECT中的日照、采光等分析综合配置建筑 的采光、光电和遮阳设施。 ECOTECT模型 ECOTECT模型 ECOTECT中的剖面 本地水平照度的分布图,可以看出本地阴天较多,适合于用全阴天模型。 全阴天模型下的房间采光系数分布 夏至日时温室内的阴影分布 遮阳光电板的配置位置 遮阳光电板的日轨图分析(黄色区域) 人造天球中的自然采光模型(1:30) 【报告】绿色BIM: BIM如何推动绿色设计与施工 来源:中国BIM门户; 作者:admin; 发布时间:2010-09-28; 本文点击量: 796 麦克劳希尔建筑信息公司与近日发布了建筑行业调查报告——《绿色BIM:建筑信息模型如何推动绿色设计与施工》。报告显示:BIM在建筑节能分析中可发挥重要作用,同时绿色建筑也能促进BIM软件的应用。近一半(49%)的绿色建筑的从业人员在50%以上的项目中使用BIM。该报告是由美国绿色建筑委员会(US Green Building Council, USGBC)、美国机械承包商协会(Mechanical Contractors Association of America ,MCAA)和欧特克(Autodesk)以及13个其他行业组织共同合作完成。报告指出绿色建筑行业正在开始挖掘BIM的潜力以满足“绿色”的需求。 请登录如下页面下载该报告: http://www.chinabim.com/bbs/viewthread.php?tid=1892&extra=page%3D1 报告摘要: 案例要点:报告发现,只有17%的BIM从业人员在绿色建筑当中实现了BIM50%以上的潜力,而目前暂时没有在绿 色建筑中应用BIM的受访者当中有78%表示在三年内会利用BIM软件。 麦格劳希尔副总裁Harvey Bernstein说,正如绿色建筑在美国改变设计与施工流程一样,BIM具有提升创新、设计 和施工效率的潜力,能领导全球思想和业务发展。 根据该报告,随着绿色建筑在建筑业的份额越来越大,BIM的益处也能得到更广泛的认可。因此,BIM利用数字模 型能有效提高设计、施工和项目运营的效率,将得到更广泛的采用。 另一项调查结果显示,近一半(49%)的绿色建筑的BIM从业人员在50%以上的项目中使用BIM,相比之下,只有28%的非绿色建筑的BIM公司在50%以上的项目使用BIM。绿色建筑BIM从业人员也更多地使用软件,因为相对于非 绿色建筑BIM从业人员他们需要更多地创建和分析建筑模型。 麦克劳希尔的研究表明,绿色建筑最常提及的一个效益是能源效率,大大地节约了建筑物的整个生命周期的成本。 同样,绿色建筑的BIM研究表明能源损耗模拟工具将得到发展。例如,2年内在绿色建筑中应用BIM的企业有95%进行能源损耗模拟,而目前在绿色建筑中进行能源损耗模拟的企业只有79%,对于非绿色建筑企业,只有21%进行能源 损耗模拟。 应用BIM的非绿色建筑企业在未来两年内最想进行模拟的关键领域是:整体建筑使用(80%),照明和采光(69%) 以及能源规范(65%)。 绿色建筑的BIM应用者发现技术在绿色改造项目中十分重要。27%的调查者认为BIM非常适用( highly applicable ) 于绿色改造项目,49%的调查者认为BIM一般适用(medium applicability)于绿色改造项目。 之前麦格劳希尔的报告预测绿色改造项目将从2009年的5~9%增加至2014年的20~30%,BIM的绿色建筑市场将 有快速的增长。 绿色建筑设计与BIM(一) 来源:中国BIM门户; 作者:曹尚; 发布时间:2010-12-01; 本文点击量: 847 绿色Design的潮流 绿色生长作为最大的话题浮现,为了从设计界找寻对环境问题的解决对策正在进行多样的努力。设计对制品的依赖,设计,生产,使用,排弃,再活用的全过程的资源的消耗,水和空气的污染,排弃物的发生有着直接的影响。即,应该使用怎样的素材,怎样的去设计制品才能够成为亲环境的制品。相反,环境破坏的主犯也能够败落。然而对于环境有着深刻性的认识并找寻解决对策的设计者的作用比任何时候都显得重要。对于反应出的这一趋势并使得环境问题变得最小化的绿色设计的关注也在不断地增加。设计对于环境的影响也是因为达到了这种程度。 通过从企业研究开发在市场出售新制品是这一设计的结果物。然而,担负着制品的设计和出售而作为主体的企业的作用和责任比任何时候都更重要。最近兴起的绿色设计潮流正反映了这种趋势。同时,绿色设计也正在不断地接受着挑战的变化和机会。从制品的全过程能够实践的绿色设计的方案是什么,有怎样的条件,为了实现绿色设 计得怎样努力等总体的估计时机的到来。‘ Triple Bottom Line ’,即 通过经济,环境,社会一起协调的发展创造出可持续发展的生活空间而想出的解决环境问题的方案的主张。每当想到 ‘可持续发展’ 这个词语就会让我们想到子孙后代。 已经是1970年代初,从罗马俱乐部报告的<生长的界限(The Limits to Growth)>开始对最近UN报告的地球温暖化IPCC的最后4次报告书中,我感觉现在地球生态界的未来可持续的的末路解决不了的水平几乎到来了。能够传给下一代明亮的空气和干净的水,肥沃的土地的绿色设计开发倾注所有努力地同时,幸好现在通过从各部分正在活跃进行的绿色设计事例中可以看出对环境问题最小化的多种努力。 表1中以看出在建筑分样中绿色设计的一些试用事例。 同时与建筑分样一起的 从Landscape和街路施设物对绿色设计的关注也开始变高。通过从法国的 (Saday,Frence,2007)的 Landscape 事例和西班牙的BCOBOULEVAR OF VALIECAS 的街路施设物的事例也能够想象到从设计界越过绿色设计潮流带来新的蓝色海岸 。设计Active Nature的Agenoe Babylone 主要属于Landscape 设计组并在法国设计了多数的公园设计案。 Active Nature是以凝聚了49个村子并设计绿地轴的现状设计案,展望30年的,能够35万人口受用的设计绿地的设计案。自然原态的自然轴和耕作轴以及居住地区的循环是以周的概念来设计的。 而设计BCOBOULEVAR OF VALIECAS的Ecosisteam urbano和英国同期的Belinda Tato和Jose Luis Vallejo 以设立的设计组在欧洲多数的亲环境征召前当选的建筑家。BCOBOULEVAR OF VALIECAS是用放置街路施设物来转换成的亲环境的模式,简单的说就是将植物的概念导入的人为的构造物。这种构造物内培植的植物做成树荫向城市中心提供树荫,而从植物生出 的氧气提供给市民继而维持舒适的城市环境。 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容