基于BIM的公共建筑低碳设计

针对公共建筑低碳设计和碳排放计量的需要，构建了基于BIM的公共建筑低碳设计分析方法和碳排放计量模型。

建立了公共建筑低碳设计分析流程，以一栋样本公共建筑为实例，进行了建筑地理环境影响分析和建筑本体节能效果分析，包括建筑热工性能和建筑光环境分析，提出了低碳设计的优化对策。建立了公共建筑碳排放计量清单构成和分析流程，分别对样本建筑的建造、运营和拆除三个阶段的碳排放量进行了计算，进而得出了建筑生命周期的碳排放总量数值，分析了公共建筑生命周期的碳排放贡献比例，指出降低公共建筑生命周期运营阶段的能耗是控制和减少公共建筑碳排放量的最重要措施。本研究成果为进一步开展公共建筑低碳设计和建立公共建筑碳排放计量标准提供了实证参考。

　　引言

　　建筑、工业和交通是城市能源消耗的三大重点领域，也是温室气体排放的主要来源。联合国环境署 （ United Nations Environment Programme，UNEP）2009年公布的《建筑与气候变化》报告指出，建筑部门能源消耗占全球能源消费的40%，全球温室气体排放的1/3与之相关。随着经济和城镇化建设快速增长，我国已成为世界上新建建筑最多、建材产量和消耗最大的国家。建筑在其建造、使用和拆除过程中，对能源和资源的消耗及固体废物的处理已经和将继续带来巨大的温室气体排放量。我国的建筑能耗约占社会总能耗的27%，且公共建筑单位面积能耗是住宅建筑的5～15倍。因此，研究公共建筑的低碳设计和碳排放计量方法，对降低公共建筑能耗和控制减少碳排放具有重要意义。

　　建筑信息模型 （ Building Information Model-ing，BIM） 是通过数字表达建设项目的物理和功能特性，为项目生命周期中的决策优化提供平台和依据。不同的利益相关方可在项目的不同阶段通过导入和导出更新及修改信息，支持和反馈各自负责的协同工作。本文结合作者承担的国家十二五科技计划子课题《武汉市江岸区典型建筑信息模型及建筑碳排放清单指标体系研究》，以武汉市江岸区科技创业园某公共建筑为样本，研究提出了基于BIM的公共建筑低碳设计分析与碳排放计量方法。

　 　1.公共建筑低碳设计

　　1.1 设计阶段建模技术的应用

　　1.1.1 确定建模及分析流程

　　降低公共建筑碳排放强度的主要途径是通过优化设计和管理，降低建筑生命周期的能源消耗。低碳设计的目的是针对建筑、结构及设备等对碳排放影响程度大的部分进行节能优化设计，控制和减少公共建筑的生命周期碳排放总量。基于BIM技术选择适当的专业分析软件如Ecotect、GBS以及IES＜VE＞等，可在建筑设计初步阶段对建筑进行绿色设计和评价，相对传统的建筑设计具有明显优势，也适用于进行建筑低碳设计分析。本文研究提出了公共建筑低碳设计分析流程（ 图 1）。

　　图1 公共建筑低碳设计分析流程

　　1.1.2 选择样本建筑

　　本文研究选择的典型样本建筑位于武汉市江岸区科技创业园，为一栋高科技企业的综合办公楼，建筑用地3000m2，设计建筑面积12259m2，绿地率30%，2011年建成投入使用，具有典型代表性，见图 2。

　　图2 样本建筑效果图

　　1.1.3 构建信息模型

　　根据公共建筑的能耗和碳排放特点，公共建筑的低碳设计分析信息模型应包括建筑构件、建筑机电、管道等基本元素的几何数据、物理特性、施工要求、价格资料等相关信息，据此建立建筑模型、结构模型和设备模型。根据样本建筑的设计数据和建筑特征，本研究使用Autodesk Revit全系列软件，分别建立了样本建筑的建筑、结构及设备的数字化模型（图3～图4） 。

　　图3 样本建筑的建筑模型（左）