BIM技術(shù)在低碳綠色建筑中的節(jié)能應(yīng)用摘要：建筑行業(yè)發(fā)展迅速，自然環(huán)境問題亦日益暴露，過程中不斷形成了順應(yīng)社會進(jìn)步的必然理念技術(shù)，其中低碳建筑就是可持續(xù)發(fā)展理念施行的必然產(chǎn)物BIM技術(shù)則是建筑行業(yè)進(jìn)步的必然操作技術(shù)。將BIM技術(shù)應(yīng)用于低碳建筑則將更好響應(yīng)低碳號召、節(jié)能減排，實現(xiàn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。本文首先從BIM技術(shù)、低碳建筑2項基本概念著手分析其內(nèi)在本質(zhì)特征，分析BIM技術(shù)應(yīng)用于低碳建筑的幾大方面，明確BIM技術(shù)應(yīng)用于低碳建筑可達(dá)到節(jié)能降耗、建筑設(shè)計優(yōu)化等效果，并基于目前應(yīng)用情況為后續(xù)持續(xù)應(yīng)用做出總結(jié)。關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；低碳建筑；節(jié)能應(yīng)用我國城鎮(zhèn)化率近5年由2017年60.24%增長為2021年64.72%，增長趨勢穩(wěn)步提升，但較國外發(fā)達(dá)國家普遍80%以上水平仍有較大空間。2021年全國建筑業(yè)房地產(chǎn)業(yè)增加值比上年分別增加2.1%、4.4%，盡管2020至2021年受疫情影響較之前建筑業(yè)3%以上、房地產(chǎn)7%以上的增長態(tài)勢有所下降，但其體量巨大，仍是國家生產(chǎn)總值重要組成。在其巨大體量發(fā)展背景下，較發(fā)展之初建筑特征、類型等各方面伴隨人類生活需求、生活環(huán)境、社會科技進(jìn)步等諸多因素發(fā)生變化。其中氣候變化之一的溫室效應(yīng)成為目前自然生態(tài)環(huán)境棘手問題，環(huán)境惡化、能源緊缺逐步喚起人類對自然生態(tài)環(huán)境保護意識。占據(jù)二氧化碳排放量50%左右的建筑業(yè)近二十年因此也逐步“升級更新”，“低碳建筑”被廣泛應(yīng)用，成為國際主流建筑發(fā)展趨勢。同樣因社會生產(chǎn)需要而逐步發(fā)展起來的信息技術(shù)之一BIM技術(shù)，則成為了“低碳建筑”高效應(yīng)用的助力器，優(yōu)化了建筑生產(chǎn)方式，并促使“低碳建筑”節(jié)能效應(yīng)形成。低碳建筑低碳建筑概念建筑業(yè)能耗每年占全世界40%左右、排放的溫室氣體占全世界30%左右，作為碳排放頭部行業(yè)，其低碳節(jié)能行動迫在眉睫。建筑碳排放由建筑各元素能耗、二氧化碳排放量總和組成，學(xué)術(shù)界對低碳建筑碳排放指標(biāo)要求標(biāo)準(zhǔn)無明確界定。低碳建筑概念可追溯于低碳經(jīng)濟，能減少碳排放量并以低污染、低耗能替換高能耗、高污染的經(jīng)濟模式即為低碳經(jīng)濟。2021年版）因此，低碳建筑則可被認(rèn)定為在建筑全生命周期內(nèi)，以低污染、低耗能、低二氧化碳排放的產(chǎn)業(yè)建設(shè)模式建設(shè)的建筑空間，具體方式如建筑材料生產(chǎn)使用過程中、建筑施工過程中具備節(jié)能減排行為則可以創(chuàng)造更合理舒適的建筑環(huán)境。廣泛被提出的綠色建筑、生態(tài)建筑、可持續(xù)建筑均屬于低碳建筑。國內(nèi)外低碳建筑發(fā)展建筑理念層面，19世紀(jì)末開始萌芽“有機建筑論”，經(jīng)兩個世紀(jì)發(fā)展至今形成低碳建筑理念，全球自然環(huán)境日益惡化背景下，低碳建筑已演變成為建筑發(fā)展的主趨勢。Sit￡2V1SLW.aEKLaGK.* 211HfiXHWTftMfft EJItWHS.4<4*A*S-4tff<連稠*IH*：?■■?.H4I理dk￡?4444it*圖2低碳建筑發(fā)展理念國外低碳建筑發(fā)展主要為歐洲國家。英國最早于2003年提出“低碳經(jīng)濟”發(fā)展理念，并逐步被全球所接受，回溯其低碳建筑發(fā)展源頭為生態(tài)可持續(xù)性建筑即追溯崇尚自然生態(tài)的綠色精神，后續(xù)逐步演變形成技術(shù)綠色建筑、生態(tài)建筑、零能耗建筑、零碳社區(qū)等理念，具體表現(xiàn)為強化圍護結(jié)構(gòu)自保溫效果、利用風(fēng)能等低于優(yōu)勢、太陽能等可持續(xù)能源等方面。2021年世界十大建筑排名英國占據(jù)3項，作為標(biāo)桿之一的英國貝丁頓零化石能源發(fā)展社區(qū)（BedZED））更是提出以社區(qū)低碳規(guī)劃建設(shè)為理念，建設(shè)延長建筑壽命至120年的“永續(xù)建筑”，其所需的電能、采暖等基礎(chǔ)能源均為綠色能源，雨水、生態(tài)水可循環(huán)，不僅建筑物本體可低碳，更將低碳凝聚于生活方式與社區(qū)，達(dá)到低碳交通、家居節(jié)能精細(xì)至每戶的效果。德國被動式新型房屋，如德國“漢堡之家”，基本屬于模塊化預(yù)制，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)以上基本可直接組裝完成，其材料運用基本為節(jié)能材料，建設(shè)時間較短且節(jié)約能源，以自然條件為基礎(chǔ)獲取建筑能耗最小，節(jié)能減排成效顯著。改革開放以來，高耗能、高排放基礎(chǔ)上我國經(jīng)濟快速發(fā)展，持續(xù)增加的能源需求、碳排放量一定程度上制約著經(jīng)濟發(fā)展進(jìn)度，我國每年向大氣中排放二氧化碳超60億噸，居世界各國之首，其次為美國、俄羅斯，2020年我國碳排放增加0.6%，在全球碳排放總量份額增加至31%，控制溫室氣體排放面臨較大壓力。我國低碳建筑應(yīng)用主要指建筑節(jié)能，發(fā)展始于20世紀(jì)80年代，初期在北京、哈爾濱等地小型試點，到90年代初期以北京為代表多個城市推行，制定建筑節(jié)能率30%標(biāo)準(zhǔn)，21世紀(jì)初全國范圍內(nèi)開始逐步施行節(jié)能建筑，以節(jié)能50%為標(biāo)準(zhǔn)，后續(xù)逐步發(fā)展至65%節(jié)能率，目前部分國家甚至建設(shè)形成“零碳建筑”，我國仍需不斷提高完善節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，大力推行建筑節(jié)能發(fā)展。BIM技術(shù)基本理論建筑信息模型即BIM（BuildingInformationModeling）技術(shù)廣泛應(yīng)用于制造業(yè)、建筑業(yè)，是目前建筑行業(yè)較常見的應(yīng)用技術(shù)，可逐步解決建筑生產(chǎn)效率較低問題。BIM概念最早由20世紀(jì)80年代美國的ChuckEastman提出，21世紀(jì)初期BIM技術(shù)開始運用于工業(yè)，我國最早于2006年香港地區(qū)推行BIM標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，在2011年制定頒布BIM技術(shù)應(yīng)用大綱，2014年逐步印發(fā)各項BIM指導(dǎo)意見，BIM市場規(guī)模從2014年4.1億元增長至2020年12.5億元，目前國內(nèi)已形成了良好的BIM應(yīng)用市場環(huán)境，BIM技術(shù)應(yīng)用得到重視，了解、使用并促使其發(fā)展是我國建筑行業(yè)信息化轉(zhuǎn)型必然趨勢。BIM技術(shù)是由信息化數(shù)據(jù)庫、全生命周期、多維模型多項特征概念組成的龐大的集合，具備信息完備性、對象參數(shù)化、可視化3D模型、導(dǎo)出成果多元化4大特點。實施過程中通過數(shù)字化表達(dá)建設(shè)項目全部信息、建立建筑3D模型虛擬表現(xiàn)建筑物、協(xié)同共享信息分析模型、提供數(shù)據(jù)支撐參與建筑項目全過程。圖3BIM基本特征BIM技術(shù)應(yīng)用具體形式主要是BIM軟件，常見主要有Sketchup、Revit、CATIA等，區(qū)別于建筑初期使用較多的CAD軟件，在點、線、面的二維構(gòu)件基礎(chǔ)上升級為柱、梁、墻、板等基礎(chǔ)建筑及結(jié)構(gòu)構(gòu)件，通過編程構(gòu)建建筑數(shù)字化，模擬建筑物理、功能特征，將具體的建筑或結(jié)構(gòu)構(gòu)件用一系列參數(shù)屬性來表示，具體的BIM軟件可通過建筑設(shè)計、可持續(xù)分析、造價管理、模型檢查管理、維護管理、可視化分析等環(huán)節(jié)達(dá)到對建設(shè)全過程優(yōu)化控制。BIM技術(shù)在低碳建筑的應(yīng)用3.1BIM技術(shù)在應(yīng)用于綠色建筑BIM技術(shù)應(yīng)用廣泛，應(yīng)用層面主要有節(jié)能分析、建材分析、環(huán)境分析，具體如園林綠化設(shè)計、綠色建筑評價、綠色材料施工監(jiān)測、規(guī)劃設(shè)計、可持續(xù)運維等涉及建筑、結(jié)構(gòu)、水、暖、電多專業(yè)。本文對綠色建筑的BIM應(yīng)用主要從綠色建筑設(shè)計、綠色建筑評價、綠色建筑運營階段三方面分析。3.1.1BIM技術(shù)應(yīng)用于綠色建筑設(shè)計綠色建筑設(shè)計主要指綠色建筑節(jié)能設(shè)計，從環(huán)節(jié)上分為設(shè)計前期、概念設(shè)計初步設(shè)計、深度設(shè)計（施工圖）、運營維護5階段，通過BIM技術(shù)應(yīng)用于設(shè)計階段，合理有效確定建材用量、分析建筑室內(nèi)外環(huán)境設(shè)計，資源合理優(yōu)化配置。圖4綠色建筑設(shè)計環(huán)節(jié)設(shè)計前期為節(jié)能需求及節(jié)能目標(biāo)確定階段，如室內(nèi)溫度、空氣、聲音、照明等生活需求，采暖制冷、通風(fēng)、采光等節(jié)能目標(biāo)。概念設(shè)計即對設(shè)計前期內(nèi)容確定初步概念性方案并評估，此階段開始使用軟件模型模擬建筑結(jié)構(gòu)形式、平面布局、圍護結(jié)構(gòu)等因素，整合專業(yè)信息，考慮室內(nèi)外環(huán)境平衡優(yōu)化等因素，對初步建筑圍護、采光通風(fēng)、建材、被動措施等方面提出初步設(shè)想。初步設(shè)計階段即在概念基礎(chǔ)上落實明確，從主要建筑能耗影響因素如建筑圍護結(jié)構(gòu)、建筑材料設(shè)備及人為因素等方面著手，通過軟件測算模型計算，敲定落實具體設(shè)計方案，此環(huán)節(jié)和概念設(shè)計環(huán)節(jié)緊密相關(guān)。深度設(shè)計最終呈現(xiàn)具體的施工圖方案報告，并對初步設(shè)計進(jìn)行細(xì)節(jié)上優(yōu)化，形成最終建筑節(jié)能設(shè)計成果。最后運營維護即為建筑使用過程中的維護，對后期相關(guān)設(shè)備調(diào)試等工作。3.1.2BIM技術(shù)應(yīng)用于綠色建筑評價綠色建筑評價是基于綠色建筑全生命周期運作特點、針對工程項目全要素范圍提出的系統(tǒng)模型評價方法，通過定性、定量分析方法，明確所需評價維度，確立評估指標(biāo)及相關(guān)權(quán)重的評價體系，如分析建筑綠色采光、能效利用、可持續(xù)材料使用等綜合指標(biāo)體系，不斷探索綠色建筑方向，滲透建設(shè)全過程。針對評估體系標(biāo)準(zhǔn)，國外主要有英國BREEAM、美國LEED、加拿大GreenBuildingTool等,我國主要是《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》和《綠色奧運建筑評估體系》等，各具特點，實際應(yīng)用具備一定參考性。3.1.3BIM技術(shù)應(yīng)用于綠色建筑運營運營階段占比建筑全生命周期時間最長，綠色建筑運維區(qū)別于傳統(tǒng)建筑運維的項目竣工開始，其滲透于建筑全生命階段，前期目標(biāo)制定設(shè)計、日常運維均需可持續(xù)發(fā)展理念滲透。BIM技術(shù)應(yīng)用于運營階段，其信息化、精確化、可視化多項特點對綠色建筑特別是綠色公共建筑運維節(jié)能管理提供技術(shù)支持，如BIM控制平臺可統(tǒng)一調(diào)控空調(diào)、新風(fēng)、照明、電梯等電力設(shè)備，通過相關(guān)控制可實現(xiàn)水資源精確轉(zhuǎn)化，同時可監(jiān)控物業(yè)管理信息數(shù)據(jù)，合理調(diào)配利用資源減少浪費。BIM技術(shù)在建筑材料低碳減排的應(yīng)用廣義講，建筑碳排量分為建造碳排量、使用碳排量和拆除碳排量三部分，建筑全生命周期階段大致包括設(shè)計階段、建造階段、運維階段、拆除階段、廢物處置階段，均與碳排放密切聯(lián)系。設(shè)計階段指導(dǎo)低碳實施，其碳排放占比較低；建造階段則主要是建筑材料準(zhǔn)備及其施工過程產(chǎn)生碳排放；運維則主要是空調(diào)、采暖、采光等各項設(shè)備碳排放；拆除及廢物處置則產(chǎn)生于具體動作實行過程中。除設(shè)計階段、運維階段外，各階段碳排放均與建筑材料有關(guān)，區(qū)別僅在于建筑材料種類、數(shù)量、范圍差異，因此研究建筑材料低碳有其必然意義。我國水泥、鋼鐵等高能耗高碳材料年產(chǎn)量曾多次位居世界第一，萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放下降率也越來越少，而每年建筑行業(yè)則有大量碳排放，作為建筑碳排放重點之一建材低碳效果則需要重點關(guān)注。圖52017?2020年全國萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放下降情況（％）圖6不同建筑材料碳排放量建筑行業(yè)主要建材消耗有水泥、鋼鐵、混凝土、磚、玻璃等幾大類，各類建材在不同階段碳排放不同。從建材使用全過程看，建材碳排放追蹤不僅要跟蹤生產(chǎn)過程，還要追蹤前期選擇及后續(xù)施工過程，這期間往往環(huán)節(jié)、流程繁復(fù)，種類數(shù)據(jù)量龐大。建筑信息化技術(shù)即BIM技術(shù)，是在早期由美國提出的BEES軟件的延申，通過建立3D模型、4D甚至ND模型發(fā)揮模型信息關(guān)聯(lián)、信息數(shù)字化、信息完備特點,可跟蹤從建筑材料產(chǎn)品最初的生產(chǎn)制成運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場施工、使用及報廢全過程碳排放。BIM技術(shù)應(yīng)用于建材低碳還具有經(jīng)濟性，其數(shù)據(jù)集成特點可幫助企業(yè)形成信息數(shù)據(jù)綜合平臺，數(shù)據(jù)共享，可省去調(diào)取查閱數(shù)據(jù)工作量，并且可監(jiān)測跟蹤建材節(jié)能指標(biāo)，優(yōu)化現(xiàn)場施工及機械設(shè)備，達(dá)到降低工程成本的經(jīng)濟效益。建筑使用功能角度分析，建筑裝飾與人類居住生活的直觀感受聯(lián)系緊密，建筑裝飾材料按照使用部位可分為墻體、地面、頂部、裝飾線、頂部材料、緊固件、連接件和膠粘劑等幾大類。建筑裝飾材料較主要建材使用量雖占比不高，但在建筑使用部位、施工環(huán)節(jié)、材料類型等方面有著突出的復(fù)雜性，且涉及下游行業(yè)分散、涉及專業(yè)較多，并且有的建筑裝飾材料生產(chǎn)、施工至使用過程會對環(huán)境不利，影響低碳減排。BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑裝飾材料低碳主要側(cè)重于建筑裝飾設(shè)計，結(jié)合建筑裝飾工程特征，設(shè)計匹配的信息數(shù)據(jù)并明確構(gòu)架，構(gòu)造形成建筑裝飾材料使用階段各類模型，以模型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)分析各項節(jié)能指標(biāo)，同時結(jié)合綠色低碳節(jié)能需求目標(biāo)對相關(guān)數(shù)據(jù)信息分類整理優(yōu)化，建設(shè)綠色低碳的建筑裝飾。結(jié)語低碳建筑不是憑空出現(xiàn)的概念，是建筑行業(yè)自身特點順應(yīng)低碳能源可持續(xù)發(fā)展的必然產(chǎn)物。在國外倡導(dǎo)建設(shè)“零碳建筑”、“零碳社區(qū)”的背景下，我國建筑行業(yè)低碳化勢在必行，在已被廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)建筑建設(shè)的BIM技術(shù)加持下，低碳建筑發(fā)展將得到顯著成效。在實際應(yīng)用中本文強調(diào)在軟件使用基礎(chǔ)上充分發(fā)揮BIM技術(shù)全面數(shù)據(jù)集成能力、持續(xù)數(shù)據(jù)更新能力、靈活數(shù)據(jù)處理能力、可視化數(shù)據(jù)管理能力，將綠色建筑應(yīng)用、建筑材料碳排放監(jiān)測作為重點，著重關(guān)注碳排放嚴(yán)重環(huán)節(jié)，從各層維度上節(jié)能減排、減碳降耗。參考文獻(xiàn)1.李州揚.BIM技術(shù)在綠色建筑運營階段的效益分析[D].大連理工大學(xué)，2021.D0I:10.26991/ki.gdllu.2021.000113.2.金海，楊靜，李曉輝，劉洪麗,宣玉杰?基于BIM的建筑材料碳排放計量與實例分析[J].水泥技術(shù)，2020(02):54-58.D0I:10.19698/ki.l001-6171.20202054.3.王金