BIM在LEED中的实证分析

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　　【摘要】本文结合美国绿色建筑评估体系（LEED），采用层次化分析模型，探索施工单位在未来建筑行业中的可持续发展道路。
　　【关键词】节能减排，绿色施工，BIM,LEED
　　绿色建筑与色施工
　　推进“绿色建筑”的目的是为人类提供舒适、健康、安全的居住、工作和活动空间，“绿色建筑”要求在建筑的全生命周期内（物料生产、建筑规划、设计、施工、运营维修及拆除过程中）实现高效率地利用能源和资源（土地、水、材料）和最低限度地影响环境。其含义有二：
　　 第一，从效果特征上看，绿色建筑对于使用者来说，应该是舒适、健康和安全的；
　　 第二，从运行特征上看，绿色建筑对于社会来说，应该是资源节约和环境友好的。
　　 “建筑施工”是建筑产品生产过程中的重要环节，是建筑企业组织按照设计文件的要求，使用一定的机具和物料，通过一定的工艺过程将图纸上的“建筑”进行物质实现的生产过程。“绿色施工”实质上是以保持生态环境和节约资源为目标，对工程项目施工采用的技术和管理方案进行优化，并严格实施，确保施工过程安全和高效、产品质量严格受控的方式方法；具体的说，就是在保证施工过程安全文明高效优质的条件下，做到“节能、节地、节水、节材和环境保护”。所以，“绿色施工”不再只是传统施工过程所要求的质量优良、安全保障、施工文明、CI形象等，也不再是被动的去适应传统施工技术的要求，而是要从生产的全过程出发，依据“四节一保”的理念，去统筹规划施工全过程，改革传统施工工艺，改进传统管理思路，在保证质量和安全的前提下，努力实现“施工过程中降耗、增效和环保效果的最大化”。
　　 当前绿色施工的做法主要有以下几种：
　　 一是材料替代。将高资源消耗、高能耗材料替换为更为绿色的工程材料和施工材料；
　　 二是加强循环。模板、施工用水，通过更过循环次数使用，减少了施工资源消耗；
　　 三是用新施工技术、施工工具代替老技术、老工艺。减少工程材料损耗与浪费，如：NZ高分子内置管模；
　　 四是资源利用。如：地源热泵。
　　 其他类似方法较多，不一而足。以上方法都是用较传统的方法在做绿色建造，存在几点不足：
　　 一是某些方法成本较高，一次性投入较大（上海东盟项目地源热泵总造价为1.2亿），往往只存在于示范工程在用，难于推广；
　　 二是绿色建造很大的一个突破口未予以重视，即通过信息化技术改善整个施工建造过程，通过信息技术实现类似于制造业的精细化施工，从而减少更多的资源、能源消耗，减少排放，这样的一个策略，可以获得比以往传统方法更好的效率。
　　二、BIM在LEED中的实证分析
　　 下面将采取层次分析法来进行分析，以实现绿色施工为目标，绿色施工做法作为操作层，LEED评分准则为基准层论证建立层次模型（见下页）。
　　 根据《LEED-NC 绿色建筑评估体系》2.2版（适用于新建和重大改建工程）中工程检查表中：可持续性场址（SS）-14分，节水（WE）-5分，能源和大气（EA)-17分，材料与资源（MR)-13分，室内环境（IEQ）-15分，创新设计（IDP）-5分。建立判断矩阵如下：
　　
　　 层次分析模型：
　　
　　
　　 表一 基准层判断矩阵
　　 可持续性场址 节水 能源循环 材料与资源 室内环境 创新设计
　　可持续性场址 1.00 2.80 0.82 1.08 0.93 2.80
　　节水 0.36 1.00 0.29 0.38 0.33 1.00
　　能源循环 1.21 3.40 1.00 1.31 1.13 3.40
　　材料与资源 0.93 2.60 0.76 1.00 0.87 2.60
　　室内环境 1.07 3.00 0.88 1.15 1.00 3.00
　　创新设计 0.36 1.00 0.29 0.38 0.33 1.00
　　
　　采用和积法计算最大特征值 λmax=5.91，最大特征向量为Wi =(0.2,0.07,0.25,0.19,0.22,0.07)T ;
　　 C.I.＝(λmax－n)/(n－1)＝(5.91－6)/5＝-0.018，
　　 RI查相关表，n=6时RI=1.24，
　　 C.R.＝|C.I.|/R.I＝0.018/1.24＝0.015<0.1，通过一致性检验。
　　 再进一步评价上述5中绿色施工方法在不同指标下的优劣评价顺序，用LEED工程检查表中6个评分指标按其影响程度分别构建判断矩阵。具体见表二、表三、表四、表五、表六和表七。
　　
　　 表二 可持续性场址（SS）的层次单排序
　　SS 材料替代 循环利用 新技术、新工艺 资源利用 BIM
　　材料替代 1.00 1.00 0.50 0.50 0.25
　　循环利用 1.00 1.00 0.50 0.50 0.25
　　新技术、新工艺 2.00 2.00 1.00 1.00 0.50
　　资源利用 2.00 2.00 1.00 1.00 0.50
　　BIM 4.00 4.00 2.00 2.00 1.00
　　
　　最大特征值向量 WSS=(0.1,0.1,0.2,0.2,0.4)T ;
　　λmax=5，C.I.＝0，CR=0<0.1，通过一次性检验。
　　
　　表三 节水（WE）的层次单排序
　　WE 材料替代 循环利用 新技术、新工艺 资源利用 BIM
　　材料替代 1.00 0.25 0.50 0.50 0.33
　　循环利用 4.00 1.00 2.00 2.00 1.33
　　新技术、新工艺 2.00 0.50 1.00 1.00 0.67
　　资源利用 2.00 0.50 1.00 1.00 0.67
　　BIM 3.00 0.75 1.50 1.50 1.00
　　
　　最大特征值向量 WWE=(0.08,0.33,0.17,0.17,0.25)T ;
　　λmax=5.01，C.I.＝-0.001，CR=0.001<0.1，通过一次性检验。
　　表四 能源和大气（EA）的层次单排序
　　EA 材料替代 循环利用 新技术、新工艺 资源利用 BIM
　　材料替代 1.00 0.20 0.50 1.00 0.33
　　循环利用 5.00 1.00 2.50 5.00 1.67
　　新技术、新工艺 2.00 0.40 1.00 2.00 0.67
　　资源利用 1.00 0.20 0.50 1.00 0.33
　　BIM 3.00 0.60 1.50 3.00 1.00
　　
　　最大特征值向量 WEA=(0.08,0.42,0.17,0.08,0.25)T ;
　　λmax=5.01，C.I.＝-0.001，CR=0.001<0.1，通过一次性检验。
　　
　　表五 材料和资源（MR）的层次单排序
　　MR 材料替代 循环利用 新技术、新工艺 资源利用 BIM
　　材料替代 1.00 1.00 0.25 0.50 0.50
　　循环利用 1.00 1.00 0.25 0.50 0.50
　　新技术、新工艺 4.00 4.00 1.00 2.00 2.00

　　资源利用 2.00 2.00 0.50 1.00 1.00
　　BIM 2.00 2.00 0.50 1.00 1.00
　　最大特征值向量 WMR=(0.1,0.1,0.4,0.2,0.2)T ;
　　λmax=5.0，C.I.＝0，CR=0<0.1，通过一次性检验。
　　表六 室内环境（IEQ）的层次单排序
　　IEQ 材料替代 循环利用 新技术、新工艺 资源利用 BIM
　　材料替代 1.00 2.00 0.50 1.00 1.00
　　循环利用 0.50 1.00 0.25 0.50 0.50
　　新技术、新工艺 2.00 4.00 1.00 2.00 2.00
　　资源利用 1.00 2.00 0.50 1.00 1.00
　　BIM 1.00 2.00 0.50 1.00 1.00
　　最大特征值向量 WIEQ=(0.18,0.09,0.36,0.18,0.18)T ;
　　λmax=5.0，C.I.＝0，CR=0<0.1，通过一次性检验。
　　表七 创新设计（IDP）的层次单排序
　　IDP 材料替代 循环利用 新技术、新工艺 资源利用 BIM
　　材料替代 1.00 2.00 0.50 1.00 1.00
　　循环利用 0.50 1.00 0.25 0.50 0.50
　　新技术、新工艺 2.00 4.00 1.00 2.00 2.00
　　资源利用 1.00 2.00 0.50 1.00 1.00
　　BIM 1.00 2.00 0.50 1.00 1.00
　　
　　最大特征值向量 WIDP=(0.08,0.17,0.17,0.17,0.42)T ;
　　λmax=5.0，C.I.＝0，CR=0<0.1，通过一次性检验。
　　表八 综合评分表
　　 SS WE EA MR IEQ IPD 综合评分
　　材料替代 0.10 0.08 0.08 0.10 0.18 0.08 0.128
　　循环利用 0.10 0.33 0.42 0.10 0.09 0.17 0.088
　　新技术、新工艺 0.20 0.17 0.17 0.40 0.36 0.17 0.361
　　资源利用 0.20 0.17 0.08 0.20 0.18 0.17 0.188
　　BIM 0.40 0.25 0.25 0.20 0.18 0.42 0.369
　　(备注：上表造表依据为各指标层次单排序的最大特征值，综合评分为上述举证与基准层判断矩阵Wi相乘得出。）
　　
　　 综上所述，在LEED体系中各方法得分为：BIM > 新技术、新工艺 > 资源利用 > 材料代替 > 循环利用。故采用BIM技术使用最小投入产生最大效益，不失为绿色施工的有效保证。
　　三、结论
　　 综上所述，BIM在绿色施工时代潮流中起着举足轻重的作用，也符合国家建筑业十二五规划关于企业信息化的相关要求。将算量过程中建好的BIM为项目管理全过程创造巨大价值，为进一步深化ERP打好基础，BIM技术将为建企总部改进项目体管理模式，提高建企总部利润率起到重要作用。
　　
　　参考文献
　　杨宝明.信息化是绿色建造一大突破点.鲁班咨询.2011(1)
　　耿跃云.李勤.朱洲江.BIM在建筑环境领域的综合应用.建筑技艺杂志.2011(3)
　　建设部政策研究中心.发展绿色建筑存在的问题及对策建议.中国建设报.2011(27)
　　Paul Teichols.BIM Handbook 2nd.2010
　　U.S. Green Building Council. LEED-NC V2.2 .2005
　　 注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。823

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