基于BIM技术的既有农房绿色改造

曹若楠 韦奕妃 杨舒涵

（大连民族大学土木工程学院，辽宁 大连 116650）

1 研究背景

城市城镇化的发展增速，很多企业以污染环境为代价来换取经济的高速发展。粗放式和低能效和低效能，高能耗、高污染、高排放的三高和两低企业逐渐增多，导致环境污染加剧和能源资源的紧缺。[1]党的十九大中也明确提出了要加快生态文明的体制改革，建设美丽中国，推进绿色发展。中央城市工作会议提出了要加强供给侧结构性改革，治理三高两低行业，淘汰落后产能，加快新旧动能的转化，培育新兴产业，改善环境质量。2018年国务院提出了打赢蓝天保卫战，也是加快京津冀周边、长三角地区为了改善环境而做出的政策，提出创新协调、绿色、开放、共享发展理念，也是希望我国在发展过程中秉承绿色可持续的发展中长期路径。

十三五时期重点提升了三条绿色建筑发展方向，首先是绿色建筑的倍增计划。什么叫倍增？绿色建筑发展达到10亿平米是我国截止到十二五时期需要达到的目标；到十二五期末，10亿平米圆满完成目标；十三五期间要完成20亿平米的目标，新建建筑超过20亿平米，同时要单到城区到园区，从单体到片区的推广，这便是绿色建筑的倍增计划，同时要提出质量提升的行动，加强全产业链和全过程的管理，这也是十三五时期我国绿色建筑的发展的重点方向和目标。

2 农村房屋研究现状

2.1 国外研究背景

在20世纪前期，国外的一些国家对绿色建筑的研究有了基本的雏形，并处于不断完善的过程。甚至外国很多发达国家已经拥有相对成熟的体系与先进的技术。

2.2 国内研究背景

以我国北方部分地区为例，北方的农村住宅大多建于上世纪，结构脆弱，居住条件差。且多年来受限的翻建、改建、新建政策使得农村居住水平长期难以改善，甚至催生了不少社会矛盾。另一方面，零散布局的农宅使田地破碎化，难以满足现代化、机械化耕作的需要。这样破旧的房屋和凌乱的农田自然无法体现人们心中诗意田园的景观画卷，也因而限制了乡村地区文化旅游等第三产业的发展。因此绿色农房的改造具有现实意义。

2.2.1 国内农房使用需求及存在问题

（1）农村自建房面积不大，楼层也较低，农房本身系统繁杂，农户们大多不懂设计，农房多为农民根据个人经验总结进行自建或是将建房所需的工程承包给施工团队。农房地质条件复杂，例如：池塘回填地、水田自留地、半山腰等等各种各样种类繁多的用地情况都不是一套没有任何实际依据的图纸就可以解决的。这也导致农村的自建房在下雨天经常会出现由于雨水浸湿使墙面的抹灰层发霉结块、大面积脱落等问题。在建造过程中就会导致返工，增加了建房成本和建房周期。乡村环境破坏严重、无排水系统、对于外界信息不敏感等等。

（2）房子的建设还需考虑自然万物对房屋的影响，对于房子的结构安全性要考虑抗震、荷载等，不同地方的情况也自然千差万别。

（3）在实现全年建成小康社会的奋斗目标中，生活家电已广泛使用家中，例如我国夏季酷暑的南方地区每家每户都会安装空调系统，严寒的北方地区屋内都会安装供暖设备﹐人们对生活物质水平有更高的要求，农村地区大部分农户家中都装上了空调。但是在墙体围护结构不隔热保温的情况下，采暖﹑制冷的损耗不断增加，导致大部分能源被浪费。

3 绿色改造的主要措施

3.1 绿色农房的概念

绿色农房是我国积极倡导的、用以替代传统农房的新型环保建筑。其含义是指在村镇建设中，要依据当地自然条件、历史、经济状况、气候特点等因素，善于利用当地资源，就地取材，物尽其用，建设出具有当地特色的绿色建筑。正确处理环境（节能、节地、节水、节材、环保）和建筑功能之间的关系，同时避免使用那些易破坏环境、产生废物的建筑材料，实现与自然和谐共生的建筑。农村房屋应根据具体的情况变化灵活地变化，运用现有的技术将具有当地特色的建造元素以及当地传统的建造技术相融合。

3.2 外墙存在问题及改造

以前的农村在建造房屋过程中，都会选择用“红砖”这种传统建材。根据农村盖房的传统习惯，这种一砖一瓦砌成的房屋，不仅符合传统观念，而且还更有安全保障。但因为红砖是用黏土制成的，而黏土是农耕种庄稼最需要的土壤物质。由于其本身是不可再生资源，一旦开采过度，甚至会对耕地造成不可逆的破坏，红砖在烧制过程中还会对空气造成严重污染等诸多弊端，国家已明令禁用生产红砖。从节能环保的角度出发，新农村绿色住宅结构体系应该控制实心黏土砖的使用，可以通过使用混凝土空心砌砖。其施工工艺彻底改变了传统的砌筑工艺，具有独特的外形和构造，在节约成本的同时，在整体上大幅度提高了墙体刚度。另外由于其物理力学性能良好，有利于提高墙体的抗震抗裂性能。

3.3 围护构建存在问题及改造

建筑物的外门窗直接与室外空气相接触﹐是围护结构中保温隔热最薄弱的部位。门窗的玻璃面积最多能占门窗总面积的75%，甚至更高，因此玻璃的作用对整窗保温隔热性能的影响越来越大。当出现凉风入内的情况时，将会对采暖能耗产生很大的影响。

在经济落后、环保意识缺乏、并且技术较为落后的年代，农村的农房都采用的玻璃保温隔热性能差，冷空气渗透严重，隔音效果差，与我国提出的建筑节能和居住舒适性的要求相差甚远。[2]现如今，门窗玻璃已经由采光、挡风、遮雨等传统性能慢慢发展为隔热、保温、安全、防噪音、装饰等复合性能。

能使原本没有隔热保温功能的窗户具有隔热防晒保温的功效，在隔绝90%红外线与紫外线的同时，不影响房子采光度。如果每家每户都为窗户进行隔热升级改造，每户家庭可以每年节省1000～2000元的制冷或供暖费用，因此既有农房中门窗存在的问题不容小觑。

3.4 保温系统存在问题及改造

农村居家生活使用能耗情况主要分为三个方面，即室内外照明、冬夏季的温度调控、热水的供应。农村住宅分布分散，独门独院，具备太阳能应用的得天独厚的优势。目前，光伏产业发展迅速，光伏发电技术在国内已开始推广普及，伴随着扶持政策的进一步出台，光伏发电住宅前期投入正逐年下降，配套光伏发电的新型农村住宅，产生的电能，既可以解决日常照明、冬季取暖、夏季降温、热水供应等需求，清洁、便利，可有效减少北方农村灶柴及煤炭的使用量，同时，多余的电力，可以反向输入国家电网，创造经济效益。

3.5 生活用水存在问题及改造

如何处理生活用水是村庄家庭住房绿色改造最重要的一个环节。

（1）生活给水系统：水质标准满足生活饮用水的卫生标准

（2）废水的二次利用和雨水的存储：每户将家庭用水进行加工处理用于冲洗卫生间等；每户安装雨水管收集雨水。

4 BIM技术的应用

4.1 BIM技术在建造初期应用于

以绿色理念为背景下，BIM技术在既有农房改造前期的规划阶段中发挥着巨大的优势。在前期规划设计中，既有农房改造项目的施工范围以及相应施工区域的选定是十分关键的步骤，需要将工程成本问题、对周边环境影响等问题考虑其中，确保不对周围环境造成无法挽回的影响。不仅如此，BIM技术可以模拟展示建筑建成之后的效果，通过此项技术工作人员可以了解到建筑的成效图，将建筑项目的建设对周围环境的影响和自身能源消耗情况进行一个综合的反映。通过这些数据的显示，设计人员则可以对建筑实现进一步的绿色改造，对之前的设计方案进行分析。并且通过此项技术可以合理规划建造前期的设计重点，在之后的建设过程中加以重视。

4.2 管道线路的优化

对于复杂的管线区域，我们采用与Revit具有实时关联性的软件进行协同调整，利用VR设备，此方式有利于技术人员更快速且更清晰地了解到空间结构，管线高度，管线之间的是否存在碰撞、重合等问题，得到最优的调整方案，进而加快建筑工程的施工进度。除此之外，在管线优化的过程中，BIM技术会生成问题报告。

4.3 BIM技术的质量控制

在项目施工阶段通过BIM技术建立虚拟样板间，降低成本，为绿色施工带来助力。将虚拟样板通过手机二维码扫描的方式，传达给每位施工人员手中，当施工人员对某道工序不清楚时，可通过手机扫描查看施工工艺方法，减少学习的成本。建立如此有效的施工标准，有助于提高施工质量，为现场规范施工提供证据

4.4 BIM技术的成本控制

BIM技术应用于图纸审查，可以及时发现图纸中存在的问题，例如标记出错、图纸不一致等问题，尤其是对于施工繁琐部位；整理后进行图纸会审工作，提前发现并解决图纸问题，减少因为图纸问题造成的返工、窝工。

5 结语

近年来，随着市场经济的高速发展，房地产行业不断升温，但人们的关注点大多侧重于城市建筑和新兴建筑这两个方面，却忽略了，既有农房的改造。

长年居住在年久失修农房的农民，并且大多都是社会的弱势群体，农民的收入低，缺乏金融资本，教育程度偏低，缺乏知识资本，户均占有耕地少，缺乏土地资本，致使贫富差距不断扩大，城乡发展不平衡问题不断加剧，农村建筑物破损没有更有效的方式进行修补。

改善农村人居环境的道路还很漫长，硬件、软件等多方面都需要同步提升，就目前实际情况来看，要充分利用农村绿色生态的优势，发展绿色产业。绿色本身就是人居环境的一种，农村丰富的自然生态资源可以给人清新的空气，愉悦的心情，是人们幸福生活的根本保障。而这些生态资源也是打造绿色产业的基础。