BIM綠色建筑環(huán)境性能評價淺析
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摘要：在對比分析目前國內(nèi)外綠色建筑環(huán)境評價系統(tǒng)的基礎上，提出了核心為室內(nèi)環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、能源利用和資源消耗的綠色建筑環(huán)境性能評價體系，并基于bim模型提取量化指標，采用模糊層次分析法對建筑環(huán)境性能進行綜合、全面和準確的評價。最后依托某綠色住宅建筑工程實例對所提出的評價體系進行了驗證。結(jié)果表明，該評價體系具有較強的實用性和較廣的適用性，可為BIM應用至綠色建筑評價體系領域研究提供借鑒和參考。
關鍵詞：綠色建筑；BIM；模糊層次法；評價體系；節(jié)能
0引言
近些年，隨著環(huán)境污染和能源短缺等問題越來越嚴峻，各國均日益重視可持續(xù)發(fā)展，在此大環(huán)境下，綠色建筑越來越受到人們的推崇［1－2］。而BIM作為建筑信息化的重要集成技術(shù)，可實現(xiàn)工程全壽命周期內(nèi)的信息共享［3］。BIM技術(shù)可在建筑環(huán)境的能源消耗、環(huán)境節(jié)能等方面進行模擬、檢查和分析［4］，從而為建筑工程在全壽命周期內(nèi)提供科學決策，為方案優(yōu)化提供思路和依據(jù)，提高綠色建筑的環(huán)保性能［5］。本文將BIM技術(shù)引用于綠色建筑的性能評價中，構(gòu)建了以能源消耗和資源利用等指標的性能評價體系，并結(jié)合某綠色建筑實際工程項目，驗證了該評價方法的實用性和可行性。
1環(huán)境性能評價指標體系
目前國內(nèi)外被廣泛認可和相對完善的建筑評價體系有HKBEAM、EEWH、GOBAS、DGNB、SBTool、CASBEE、BREEAM、LEED等［6－9］，經(jīng)過對比分析可知，不同的評價體系制定的出發(fā)點和背景差異較大，其適用性相對較窄。此外，沒有充分考慮性能、產(chǎn)品、構(gòu)建等諸多信息，而這正是BIM的優(yōu)勢。因此，本文通過歸納整理，將綠色建筑評價體系劃分為室內(nèi)環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、能源利用和資源消耗4個一級指標，而每個一級指標又被細化為3－4個二級指標，具體如圖1所示。
2環(huán)境性能評價模型
Fuzzy－sets［10－11］最早由美國科學院查德教授提出，其主要用來評價不確定性。具體評價步驟如下。（1）構(gòu)建評估對象的評語合集［12］。V＝｛v1，v2，…，vn｝＝｛深綠，綠，淺綠，合格，不合格｝。對各個評估等級進行賦值，K＝｛優(yōu)，良，中，合格，不合格｝＝｛90，80，70，60，0｝。評估因素集為U＝｛u1，u2，…，un｝，其中ui（1，2，…，n）代表被評估的事物第i個影響因素。W＝｛w1，w2，…，wn｝，表示各個評估等級的權(quán)數(shù)分配，其中，0≤wi≤1，ni＝1wn＝1。（2）建立隸屬度矩陣R［13］如式（1）。（3）建立模糊綜合評估模型［14］如式（2）。在進行綜合評價時，專家可以對難以量化的指標進行打分。指標評價標準如表1所示。
3算例分析
3．1項目概況
某住宅樓共11層，總建筑面積為6512．66m2，住宅建筑總高度為34．12m。利用節(jié)能產(chǎn)品集成應用及主被動節(jié)能等方式實現(xiàn)節(jié)能減排的目標。本文基于Autodesk公司開發(fā)的EcotectAnalysis軟件建立三維模型，具體如圖2所示。
3．2信息的提取
基于EcotectAnalysis中模塊可提取信息評價評判指標并用于隸屬度判別。（1）日照時間分析根據(jù)建筑物所在的區(qū)域，實時計算大寒日日照的軌跡可知，11：20－16：30時間段內(nèi)沒有建筑區(qū)遮擋，日照時間符合規(guī)范要求。（2）室內(nèi)聲環(huán)境建筑材料、房間布局、周邊環(huán)境等因素均會影響室內(nèi)聲環(huán)境，本文基于賽賓公式［15－16］求得計算混響時間為0．61s。（3）室內(nèi)自然采光基于EcotectAnalysis軟件中的光環(huán)境分析模塊對該建筑進行室內(nèi)自然采光分析，采光的模式為大寒日全陰天的最不利條件，根據(jù)計算結(jié)果可知，室內(nèi)自然采光系數(shù)滿足規(guī)范要求。（4）室內(nèi)熱環(huán)境基于EcotectAnalysis軟件中的熱工分析模塊進行計算，對所有房間溫度在19－25℃段內(nèi)的時間進行統(tǒng)計，平均舒適溫度百分比為36．1％。（5）可循環(huán)材料使用本建筑作為綠色建筑，在修建時采用了較多的可循環(huán)材料，建筑材料使用明細表如表2所示，循環(huán)材料占所有材料的比重為18．02％。
3．3環(huán)境性能評價等級的確定
（1）判斷矩陣通過對該住宅建筑進行分析，邀請了各專業(yè)專家對各指標進行了打分，具體結(jié)果如表3－表7所示。（2）隸屬度矩陣構(gòu)建根據(jù)表1中各評價標準，可用于量化指標評價分析內(nèi)容如表8所示。（3）模糊綜合評估對單因素進行評估如下。B1＝WB1×RB1＝（0．29230．03670．671000）B2＝WB2×RB2＝（0．10070．83180．04010．02730）B3＝WB3×RB3＝（0．34010．45590．15860．03730．0080）B4＝WB4×RB4＝（0．64830．3517000）R＝B1B2B3B熿燀燄燅4＝0．29230．03670．67100．00000．00000．10070．83180．04010．02730．00000．34010．45590．15860．03730．00800．64830．35170．00000．00000．熿燀燄0000燅綜合評估如下。B＝W×R＝0．288，0．487，0．194，0．026，（0．004）D＝B×K＝82．0根據(jù)綜合評估可知該住宅環(huán)境性能評價得分為82．0，處于綠色和深綠色之間，因此可知該建筑環(huán)境性能較好。
4總結(jié)
本文對比分析了目前國內(nèi)外綠色建筑環(huán)境評價標準，結(jié)合BIM應用價值和綠色建筑評價標準，把BIM技術(shù)應用至綠色建筑環(huán)境性能評價體系中，構(gòu)建了核心為室內(nèi)環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、能源利用和資源消耗的綠色建筑環(huán)境性能評價體系。基于BIM模型提取量化指標分析的相關數(shù)據(jù)，由于評價體系中包含諸多量化難度較高的模糊問題，本文基于多決策、多方案和多準則的測度理論，利用模糊層次分析法進行綜合評價。最后依托某綠色住宅建筑，驗證了本文提出的評價體系的適用性和可行性，探索了綠色建筑環(huán)境性能評價的新方法，為完善了綠色建筑環(huán)境性能評價體系提供參考和依據(jù)。
作者:趙欣欣 王群 單位:延安職業(yè)技術(shù)學院 農(nóng)林與建筑工程系西安歐亞學院人居環(huán)境學院