理论教育 BIM技术与建筑能耗评价分析

BIM技术与建筑能耗评价分析

时间:2023-09-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:图2-9绿色建筑评价相关学科绿色建筑评价体系是在建筑全生命周期内,通过建立评价指标体系和确定各指标的权重,来判断建筑的绿色化程度。通过评估的建筑可获得美国建筑委员会颁发的绿色建筑标志。表2-5EGBS绿色建筑等级划分此评价体系的突出优点是系统的灵活性,可根据不同的地域、天气和建筑形式减少一般项的数量或调整一般项的要求,以符合实际的评价情况。

BIM技术与建筑能耗评价分析

绿色建筑是一项复杂的系统工程,绿色建筑评价是在全面分析绿色建筑全生命周期的运作特点的基础上,针对工程项目全要素提出的系统模型评价方法,对定性问题采取了定量分析,是综合采用定性分析和定量分析的决策方法[68]。如图2-9所示,绿色建筑评价涉及多学科,建立健全绿色建筑评价体系有利于绿色建筑的实践和推广。

图2-9 绿色建筑评价相关学科

绿色建筑评价体系是在建筑全生命周期内,通过建立评价指标体系和确定各指标的权重,来判断建筑的绿色化程度。统一的绿色建筑评价体系具有以下几点价值:对于已建建筑来说,可作为识别和判断建筑绿色度的工具;对于新建建筑来说,参照评价体系可在设计阶段就有相应的绿色设计的建议和指导;评价体系的应用有利于倡导建设绿色建筑,促进建筑行业健康发展。

从20世纪90年代开始,世界上大部分国家建立了本国的绿色建筑评价体系,国内外常见的绿色建筑评价体系和规范如表2-2所示。已有的评价体系大部分采用打分制,根据评价原则和内容确定定性或定量指标,分级打分,确定权重,在此基础上设计综合评价方法。评价体系的实施和完善大大推动了绿色建筑的在全世界的发展,对资源节约和环境保护具有重要的意义。

表2-2 常见的各国绿色建筑评价体系和规范

续表2-2

目前国内外广泛参考采用的绿色建筑评价体系的有英国的BREEAM、美国的LEED、加拿大的Green Building Tool、我国的《绿色建筑评价标准》和《绿色奥运建筑评估体系》等。这些体系的指标架构和定量分析方法已经成为各国构建新评价体系时的参考标准,而表2-2中其他的评价指标体系也各具特点,可选择性参考。

1)英国的BREEAM

英国的建筑环境评估法设立于1990年,是世界上第一个绿色建筑评估体系。该体系由英国建筑研究所和英国建筑师学会共同参与制定的,因此其评价证书在英国具有较高的权威性。BREEAM的评价范围涵盖建筑主体从能耗到生态的各个方面,包括经济、社会和可持续发展等。评价对象既可以是已建建筑,也可以是新建建筑[69],以减少建筑物对环境的影响为目标,评价建筑在设计、建造、管理和运作全过程的核心表现。BREEAM的核心原理是,设立分类评价指标体系,对于每一类评价体系都规定评分细则和上限,最终汇总得分,判定评价对象的等级:优秀、优良、良好和通过,共四级。2004办公版的评价系统设定的各项指标及上限如表2-3所示,最高总分上限是996分。

表2-3 2004办公版BREEAM的指标分类及上限

此评价体系的突出优点是指标的分类设置体现出对建筑全生命周期活动的考量;评价指标体系框架清晰合理、简单透明。其突出的缺点是评价过程复杂,需由通过BRE认证的评价人员来进行,并且要求两位评价人员。据统计,到目前为止,英国25%~35%的新建建筑经由BREEAM来评价,其应用广泛。

2)美国的LEED

LEED准则由美国绿色建筑委员会于1995年制定,强调建筑的整体综合性能达到“绿色”的要求,较少设定硬性指标,且各指标之间可通过调整而相互补充的自愿采用的评价体系。通过评估的建筑可获得美国建筑委员会颁发的绿色建筑标志。其评价对象包括:新建建筑、既有建筑、商业装修建筑结构、住宅、社区开发等。此评价体系的指标分为六个类别:可持续的场地设计、能源与大气、有效利用水资源、原材料和资源、内环境质量、创新和设计[70]。每个类别下细分2~8个指标,每个指标可得1分或2分,全部指标得分的和为总得分。一共41个指标项,最高总分69分[71]。其中,分数最高的类别是“能源与大气”和“室内环境质量”,最高分值分别是17分和15分。LEED评价得分结果与认证级别的对应关系如表2-4所示。

表2-4 LEED评分认证级别

LEED评价体系的突出优点是操作过程简单便捷,总得分直接是各指标得分的总和,省去权重计算的繁琐过程;应用范围广,对绿色建筑评价产生深远的影响,成为其他国家构建评价体系的参考标准。其突出的缺点是,LEED并未关注建筑从设计到运营维护整个生命周期的所有过程。

3)加拿大的GBTool(www.daowen.com)

绿色建筑挑战[72]最初由加拿大于1996年发起,当时有英国、美国、法国等14个国家共同参加,各个参与国家对超过35个的项目进行交流和研究,GBTool最终于1998年制定。此体系可评价新建建筑和翻新建筑,依托于Excel计算平台,综合定性分析和定量分析方法,对建筑的环境性能进行全生命周期评价。GBTool的指标体系细化为4个层次,涵盖七大领域,分别是环境的可持续发展指标、资源消耗、经济性、运行管理、环境负荷、可维护性、室内空气质量,共有120多个子项。每个子项的评分范围是:-2~5分,其中负分值表示建筑性能不达标;0分表示行业的平均水平,也是评价的基准标准;1~4分表示高于行业水平;5分表示不考虑成本可达到的最佳效果[73]

此评价体系的突出优势是采用其他软件来计算建筑物的能耗、污染物排放、室内热环境和室内空气质量等;采用基准评价法,将评价建筑的各项环境性能子项分别与基准作比较,给出相应子项的打分,其他国家在应用时需根据实际情况作出调整。其缺点是指标体系的设置较详细,实施起来相对复杂,计算模拟建筑性能的软件在国际上不具有通用性,因此目前尚未得到应用。

4)《绿色建筑评价标准》(EGBS)

《绿色建筑评价标准》是我国于2006年发布的第一部综合性绿色建筑评价的国家标准[74]。适用于新建、扩建和改建的住宅建筑和公共建筑,其中公共建筑包括办公楼、商场、旅馆等。指标体系涉及节能、节地、节水、节材、室内环境和运营管理六个方面,每个方面的细分指标如图2-10所示。

图2-10 EGBS指标体系

每类指标细分为控制项、一般项、优选项三个层次。控制项是基本指标,优选项是拔高要求的指标,如表2-5所示。

表2-5 EGBS绿色建筑等级划分

此评价体系的突出优点是系统的灵活性,可根据不同的地域、天气和建筑形式减少一般项的数量或调整一般项的要求,以符合实际的评价情况。其缺点是只能评价建成的项目,评价时间是项目建成运行一年后,对于处于设计阶段的建筑并没有实际的价值,只能作为历史经验累计到下一个项目中去。

5)《绿色奥运建筑评估体系》(GBCAS)

2008年北京奥运会的一个宗旨即是绿色奥运,绿色建筑的实践和推广是其中很重要的一项工作。指标体系根据建筑生命周期的特征来划分,分为规划、设计、建造、运行四大类,每个类别下的指标细又分为Q级和L级:4个Q级指标和5个L级指标,Q级指标下有15个子项,L级指标下有18个子项,共33个子项。Q(Quality)表示建筑的环境质量和提供给使用者的服务水平;L(Load)表示消耗的能源、资源和对环境的负荷[75]。L值越小、Q值越大的建筑,绿色度越高。采用分级打分制并设置权重体系,每个指标的打分范围为0~5分,每大类(阶段)总分100分,评价的综合得分公式参见式(2-1),评估原理参见图2-11。

图2-11 绿色奥运建筑评估原理图

此评价的一大特点是,根据项目开发的顺序依次对每个阶段进行评价,得分大于60分时,才能评价下一个阶段[76]。绿色奥运建筑评价体系在建筑全生命周期的各阶段既可独立评价,又可综合全生命周期评价。其相比于《绿色建筑评价标准》的突出优点是可在项目开发过程中进行评价,尤其是设计阶段的评价对此评价建筑具有重要价值,可对设计过程提供指导和建议。同时,量化指标在体系中的比重高,提高了系统的科学性。

对比分析国内外绿色建筑评价体系可知,各国对绿色建筑的认知和定位不同,导致设置的评价指标和评价体系的操作方法也有所不同,各有利弊。但绿色建筑的发展目标是一致的,即在满足人类对环境舒适健康的需求下,建造有利于节约资源、保护环境、符合可持续发展理念的建筑。绿色建筑评价体系的构建需要具备科学、实用的特征,对比评价指标的分类思路和评价操作过程,并参照借鉴,具有一定的价值,如表2-6所示。

表2-6 各国绿色建筑评价指标内容对比表

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