返回旧版首页
当前位置: BIM学院>>BIM学习>>BIM与设计

BIM在政府建筑性能分析中的优势

发布时间:2009年11月03日 11:47 来源:北纬服务论坛
摘要:

     在美国的总能耗及年温室气体排放量中,有近一半来自各类建筑。毫无疑问,提高建筑的资源效率是推行能源改革,实现可持续发展,落实经济刺激方案的基础。     由于掌握着大量建筑,联邦、州和当地政


      在美国的总能耗及年温室气体排放量中,有近一半来自各类建筑。毫无疑问,提高建筑的资源效率是推行能源改革,实现可持续发展,落实经济刺激方案基础

      由于掌握着大量建筑,联邦、州和当地政府部门在提高建筑能效方面有着得天独厚的优势,应该成为节约自然资源的典范。从降低能耗到创造新的工作岗位,计划周密且经济高效的政府建筑改造项目将带来巨大的环境、财务和社会效益。

      由于建筑的数量众多,进行全面的建筑性能分析并实施节能项目便成了一项艰巨的任务。陈旧过时或丢失殆尽的建筑规划,挂一漏万的能耗记录,这些都使得政府部门难以预测改造项目在整个生命周期内的实际性能,也难以对各家能源服务公司(ESCO)提供的备选方案进行评估和比较。此外,还有许多政治方面的挑战,例如在合同谈判过程获得利益相关人的支持,并与法律、采购和财务部门达成共识。为了应对这些挑战,美国“联邦能源管理计划”(Federal Energy Management Program)和“能源服务联盟”(Energy Services Coalition)提供了用于加速和优化总体流程的多种方案、工具和最佳实践。

      幸运的是,新技术将让这项庞杂繁琐的工作变得有条不紊——尤其是相对于传统的二维绘图工具而言。在应用于原有建筑时,三维建筑信息模型BIM)技术能够帮助您掌握建筑的几何特征和各种特性,以便进行多方面的能效分析并推动合同签订进程。例如,您可以创建一个基本的BIM模型,利用其进行节能效果和投资级别(investment grade)审计。

      负责实施节能项目的政府部门可以独立完成改造项目或与ESCO签订节能绩效保证合同(ESPC)。BIM是一种无与伦比的工具,用于评估ESPC并确保建筑业主制定明智的投资决策,在多年期项目和合同中实现建筑性能与风险间的平衡。此白皮书将概述如何使用基本的BIM模型和BIM分析工具来评估建筑的性能,确定投资优先级,评估备选方案,进而降低运营成本,节约能源,减少用水量并改进空气质量。

提高建筑性能的呼声

      在实现可持续设计和提高建筑性能方面,政府部门发挥着独有的带头作用。政府建筑每天都会消耗大量的能源、水、原材料和其它自然资源,并产生废物和污染。由于对环境影响巨大,建筑以及建筑管理便成为了许多政策法规关注的焦点。这些政策法规的目标就是要提高建筑性能,以便最大限度地降低能源消耗,减少对给排水基础设施的需求,提高空气质量并降低总体的碳排放量。与上世纪70年代能源危机时期不同的是,现在的技术能够帮助我们提高建筑性能,将有限的资本投资用于能够带来最大的环境和经济回报的项目。

      让我们首先来快速回顾一下旨在鼓励建筑运营商对建筑进行改造并提高建筑性能的主要法律法规、行政命令、可持续计划和经济刺激方案:

• 《2005年能源政策法案》(EPACT 2005) 强调能源效率和节约用水,并着力完善联邦建筑的问责机制。

• 《2007年能源独立与安全法案》(EISA 2007) 要求大幅降低化石能源的消耗,鼓励使用经济高效的太阳能热水器,并且延长了基本建设项目生命周期成本的计算期。

• 《第13423号行政令——加强联邦环境、能源和运输管理》(Executive Order 13423  - Strengthening Federal Environmental, Energy, and Transportation Management) 要求政府机构在2015年之前逐年降低3%的能耗和2%的用水量,同时减少温室气体排放。

• 《能源与环境设计先锋》(LEED,又称绿色建筑评估体系) 列出了绿色建筑的五大评估标准:场地设计、室内环境质量以及能源、材料和水的有效使用。

      最后,《美国复苏与再投资法案》(American Recovery and Reinvestment Act)这一经济刺激方案将提高政府建筑的性能作为促进就业和实现长期发展的一条途径。这项计划的目的是对75%以上联邦建筑进行现代化改造,以此节省数十亿的能源支出。为了落实联邦和本地经济刺激方案,各级机构必须确定政府建筑改造项目,待资金到位便立即动工。

使用BIM制定建筑改造计划

       法案中的规定十分明确。然而,要制定一份覆盖全面且排定优先顺序的改造计划,将众多规模庞大、设计陈旧的政府大楼转变为可持续、高能效的建筑,这的确是一项非常困难的任务。您需要采用切实可行且经济高效的方法对建筑性能进行分析,根据经济和环境目标对项目和改造方案——涉及各式各样、分散在不同地点的建筑——进行优选。使用BIM和性能分析工具可以解决上述难题。

      BIM支持您更加轻松快捷地创建基本的建筑模型,借此对建筑的性能和改造成本进行仿真。此数字模型中包含的数据代表了建筑中的各种构件和特性,例如材质、重量、耐热性和其它物理属性。这些特性决定着建筑的性能。借助BIM,您可以对单个建筑的能源性能进行分析和评估。然后就各种改造方案的环境和财务影响进行评估、比较和排名。通过更加全面地了解每栋建筑的性能,您便可以排定优先顺序,提出一份整体性的建筑改造计划,重点关注影响最大的项目的详细设计和施工。无论是评估一栋办公楼、数十栋教育或医疗建筑、由5000栋联邦建筑组成的网络还是覆盖全球的防御工事,BIM都是一种切实可行的方法。

      利用一个基本的建筑模型,您可以根据自己的财务或环境标准对计划中的改造项目进行分析、比较或审核。BIM技术和分析工具支持您对同一建筑的多种改造方案进行比较。例如,哪种方案能够更有效地提高能效并带来更丰厚的经济回报:是安装R值更高的墙体隔热层还是改造供暖系统?BIM还能够用于在多个建筑之间进行横向比较,例如,确定不动产组合中的哪些建筑在进行HVAC升级后能够产生最大效益。利用基本的建筑信息,BIM能够帮助您以经济高效的方式制定切实可行的决策。


      BIM比您想象的更容易上手。只需按照以下5个基本步骤操作,便可以利用BIM提高建筑的能效和性能:
1.  收集基本的建筑信息——包括不动产组合中每栋建筑的墙体、地板、屋顶和天花板尺寸
2. 为不动产组合中的每栋建筑创建基本的BIM模型。仅需数分钟,您便能够根据最基本的建筑尺寸生成一个完整的BIM模型——包含平面图、立面图、剖面图和三维视图
3. 分析建筑模型,了解环境和经济方面的性能。对多种备选方案进行分析和仿真,实现智能化程度更高、可持续性更强的建筑性能。例如,在优化日照效果时,可以使用BIM模型和分析工具评估太阳位置、太阳辐射、阴影和采光。
4. 根据环保目标(如减少水资源或化石燃料的使用量)或财务目标,对各种项目或投资方案进行比较和优选。例如,评估水暖电(MEP)系统升级项目的经济和环境回报。
5. 选定并实施最重要的项目。

使用BIM提高建筑性能,实现多方面的效益

      利用BIM分析现有的政府建筑,这种方式还有助于实现多种经济、环境和社会效益——远远超过各种法案的规定。利用BIM模型对建筑进行分析后,政府机构可以发现多种途径来降低资源消耗、提高现场的资源利用率、达成共识、核查投资级别(investment grade)审计结果、赢得公众信任并提高雇员的工作效率。

      降低资源消耗——智能且可持续的建筑改造方案采用了专门用于降低能源、水资源和材料耗用量的现代化技术、系统和控制设备。

•  能源:BIM分析工具能够帮助用户分析采暖和制冷需求,确定采光量,并选择能够降低能耗的大型建筑设备。还可以结合本地的天气和电网数据评估建筑的能耗和碳排放量。

•  水资源:对建筑进行改造,以减少用水或使用更多再生水。对饮用水和非饮用水供给方案进行分析。对雨水系统进行评估,对雨水收集系统、池塘和地下管道的性能进行仿真。

•  材料:在建筑改造过程中选择可回收或可再生的材料或饰面。考虑引入再循环中心并采取能够减少废弃物的其它可持续性措施。

      提高现场的资源循环利用率——温度、降雨量和天气的变化可能影响雨量和雪量,进而影响每年的水源补给量。协调一致的BIM模型有助于设计可最大限度地降低用水量,保护现有湿地,实现零用水的系统。借助更多的可持续设计,您可以将更多再生水用于绿化灌溉,最大限度地去除废水中的污染物,研究收集、回收和循环使用现场水资源的可行性,从而降低成本,减少对给排水系统的影响。

      达成共识——在向法律、采购和财务部门的利益相关人和决策者进行演示时,BIM分析和可视化工具能够极大地提高改造方案的吸引力和清晰度。审核人员可以进行虚拟漫步或按照时间顺序查看改造效果,这样他们便能够加深对项目的理解,并就如何应对风险达成一致。例如,一个三维模型场地规划可以帮助用户快速确定某建筑改造方案是否会影响入口通道——如果有这样的影响将会使该改造方案变得不切实际。还可以为财务人员提供真实可靠的数据,以降低财务成本,提高项目回报。

      核查投资级别 (investment grade) 审计结果——能源服务公司(ESCO)可以对一栋建筑或其它不动产进行深入的分析,设计高能效的解决方案,并安装所需构件。节能绩效保证合同(ESPC)有助于提高政府建筑的能效,确保您在规定时间内获得投资回报。然而,政府机构或部门仍然有责任对改造方案进行认真核查,以保护纳税人的最大利益。在签订ESPC之前,可以使用BIM对ESCO提交的方案进行内部核查,确认其中的关键预期和设想能否实现。例如,对改造方案进行虚拟漫步,或使用能源分析工具对设计进行分析,由此提高对预期节能效果的信心,减少与这些长期合同有关的不确定因素。

      赢得公众对政府的信任——在建筑改造项目中进行明智的投资,使公众相信您有能力妥善管理公共基金。BIM分析工具能够帮助您更迅速地确定应该将有限的资金用于何处,从而提高整个流程的完整性和合理性。例如,在公开的听证会上演示经济高效的可持续设计方案,以加深听众对设
计和改造流程的理解,赢得公众的信任。

      提高雇员的工作效率——BIM有助于发现在建筑内增加自然采光或促进空气流通的途径。利用BIM,您可以就中庭或更好的通风环境对建筑性能的影响进行可视化和仿真,同时分析这些改进对雇员工作效率的积极影响和无形的效益。例如,工作满意度通常与更高的工作效率、更高的留职率和更少的病假天数密切相关。

总结
      无论您的不动产组合中包含的是办公楼、会议中心、维护设施、医疗设备、仓库、储藏设施还是飞机库,进行建筑性能建模或分析都能为您带来巨大收益。政府机构需要通过明确、一致和可靠的建筑分析详细了解建筑的预期性能。通过在审计协议、RFQ/RFP和节能绩效保证合同中引入BIM,政府机构可以更准确地了解多年期项目在整个生命周期内的预期性能以及相关风险创建基本的BIM模型,并使用此模型对单个建筑和整个不动产组合中的改造项目进行成本和效益

      平衡分析——这种能力对建筑性能分析事关重要。创新的设计产品可以为BIM提供有力支持,使其成为对建筑改造方案进行评估、优选和审核的经济有效途径。

来源:北纬服务论坛 http://bbs.beiweihy.com.cn


相关新闻

0
hackIE

网站合作联系方式:admin@chinabim.com,咨询热线:400-710-1358

CopyRight(C) 2008-2016中国BIM网(www.chinabim.com). All Rights Reserved.

可信网站身份验证