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1、BIM 的绿色建筑之路 (上)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
2、creating structures and using processes that are environmentally responsible and resource-efficient throughout a buildings life-cycle: from siting to design, construction, operation, maintenance, renovation, and deconstruction. This practice expands and complements the classical building design conc
3、erns 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
4、 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
5、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 BIMBIM 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
6、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 BI
7、M 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
8、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
9、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 是旗下建筑性能模
10、拟和 分析软件。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 的核心组件。动态负荷计算工具，可逐时模拟分析建筑的负荷 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：
11、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 正如其名：集成化的软件模块非常灵活并且适应性强，因此也更容易和各种绿色建筑标准（比如 LEED）相结合，并提出相应评价内容。IES已经成为英国以至于欧洲市场占有量最大的生态建筑模拟分析软件，在美国也取得了骄人的业绩。需要特别指出的是，IES 除了兼容 gbXML 以外，
12、同时提供 Revit 和 Sketchup 的插件，用来精确传递模型信息。国内有关 IES的讨论和介绍大多在这个论坛可以找到。另外 此博客也介绍了许多相关资料。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
13、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类似，E
14、cotect 也提供自己的建模工具，分析结果可以根据几何形体得到即时的反馈。这样，建筑师可以从非常简单的几何形体开始进行迭代性 (iterative) 地分析，随着设计的深入，分析也逐渐越来越精确。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 StudioGreen Build
15、ing 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 水资源利用和支出评估 光伏发电潜力 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
16、案比较 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 等格式的文件。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。EnergyPlusEnergyPlus 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
