基于BIM技術(shù)的綠色建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用探討

陳瑩

摘要：綠色建筑是建筑業(yè)的發(fā)展追求和發(fā)展理念，它強(qiáng)調(diào)的是保護(hù)環(huán)境和減少污染，與自然和諧共生。綠色建筑設(shè)計(jì)過(guò)程對(duì)建筑信息的處理要求較大，要滿足這種需求，只有依靠現(xiàn)代高科技的信息技術(shù)的發(fā)展。建筑信息模型BIM正是誕生于這樣一個(gè)信息時(shí)代，它是一種技術(shù)理念，可以為綠色建筑的實(shí)現(xiàn)提供強(qiáng)大的技術(shù)支撐。本文通過(guò)介紹BIM技術(shù)概念和特點(diǎn)，進(jìn)而探討了BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；綠色建筑；應(yīng)用

1BIM概念及特點(diǎn)

1.1BIM技術(shù)

BIM是Building Information Modeling的簡(jiǎn)稱，即建筑信息模型，最早提出于1975年，是一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)建筑管理的數(shù)字化技術(shù)手段。基于BIM的設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)參數(shù)模型整合各種項(xiàng)目的相關(guān)信息，在項(xiàng)目策劃、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期過(guò)程中進(jìn)行共享和傳遞，為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以及包括建筑運(yùn)營(yíng)單位在內(nèi)的各方建設(shè)主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)，為建筑物從建設(shè)到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)，以能夠?qū)崿F(xiàn)建筑工程的可視化和量化受到廣泛關(guān)注。在工程項(xiàng)目建設(shè)的不同階段中，不同利益相關(guān)方均可通過(guò)在BIM中更新、提取、插入、修改信息來(lái)支持或反映其各自職責(zé)和作業(yè)情況，促進(jìn)協(xié)調(diào)作業(yè)，保障工程的順利開展。BIM技術(shù)以各種數(shù)字技術(shù)為依托，以數(shù)字信息模型為工程建設(shè)的基礎(chǔ)，建筑信息儲(chǔ)存在BIM中。這些信息數(shù)據(jù)可用于建筑設(shè)計(jì)、建造、管理，實(shí)現(xiàn)了建筑信息集成化管理，為人們提供了一種便捷的工作方式。基于BIM技術(shù)的建筑模型利用仿真模擬技術(shù)，通過(guò)模擬建筑物模型來(lái)真實(shí)反映建筑信息，具有可視化、可出圖性、模擬性、協(xié)調(diào)性等特點(diǎn)，尤其是在復(fù)雜建筑中的應(yīng)用能夠有效提高建筑工程質(zhì)量，避免了反復(fù)更改。綠色建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)積極推廣和應(yīng)用BIM技術(shù)。

1.2特點(diǎn)

基于BIM工作環(huán)境是一個(gè)透明的、可持續(xù)環(huán)境，該設(shè)計(jì)方法在具體應(yīng)用中具有很多特點(diǎn)：（1）可視化，BIM能夠?qū)崿F(xiàn)可視化處理，為人們提供更加直觀、形象的空間情況，完成3DMAX 類似的建筑效果圖和建筑動(dòng)畫，可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算、綠色建筑分析、構(gòu)件參數(shù)注釋和建筑施工圖紙生成等功能；（2）協(xié)同性，BIM模型作為建筑各專業(yè)協(xié)調(diào)下的產(chǎn)物，利用該技術(shù)不僅能夠進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)，還能夠進(jìn)行多專業(yè)設(shè)計(jì)，且能夠配合專業(yè)知識(shí)更新，確保設(shè)計(jì)信息傳遞準(zhǔn)確性；（3）關(guān)聯(lián)性，BIM關(guān)聯(lián)性一般體現(xiàn)在專業(yè)信息變化后，在共同模型基礎(chǔ)上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)修改，提高修改關(guān)聯(lián)性的同時(shí)，避免設(shè)計(jì)信息量發(fā)生變化引發(fā)的各類問題，比如，在設(shè)計(jì)中，需要針對(duì)某一樓層橋架位置進(jìn)行調(diào)整，設(shè)計(jì)師僅需要調(diào)整期參數(shù)信息，相應(yīng)的模型便會(huì)發(fā)生變化，提高設(shè)計(jì)合理性。

2BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1在室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量方面

（1）分析室內(nèi)聲環(huán)境、進(jìn)行隔聲控制。綠色建筑設(shè)計(jì)中，利用BIM技術(shù)可以建立起非常詳細(xì)的建筑模型信息，模型中所輸入的構(gòu)件信息可以反映到每個(gè)房間、每道隔墻、樓板、門窗及每一層構(gòu)造材料，經(jīng)過(guò)BIM自帶程序的信息統(tǒng)計(jì)、外部信息條件的輸入及內(nèi)部運(yùn)算可以計(jì)算出主要功能房間的室內(nèi)噪聲級(jí)和主要構(gòu)件的隔聲性能。建筑師通過(guò)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》中相對(duì)應(yīng)的高要求限值和低要求限值進(jìn)行比較，判定室內(nèi)是否有噪聲干擾和進(jìn)一步采取相應(yīng)的方案調(diào)整措施來(lái)滿足規(guī)范相應(yīng)要求，并同時(shí)滿足《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中室內(nèi)噪聲控制方面的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。（2）室內(nèi)光環(huán)境和熱濕環(huán)境的控制。建筑師通過(guò)BIM技術(shù)把對(duì)周圍感性的認(rèn)知轉(zhuǎn)化為理性的運(yùn)算分析，可以準(zhǔn)確得出主要功能房間的采光系數(shù)、外窗的遮陽(yáng)系數(shù)和傳熱系數(shù)，并通過(guò)調(diào)整窗的尺寸來(lái)滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求。通過(guò)調(diào)整外窗材料性能、分隔方式或可控的遮陽(yáng)調(diào)節(jié)措施，提高建筑室內(nèi)熱濕環(huán)境。

2.2在節(jié)地和熱工性能方面

（1）通過(guò)日照分析達(dá)到節(jié)地目的。根據(jù)建設(shè)單位提供的規(guī)劃用地平面圖，在滿足道路退讓間距、樓宇之間視覺衛(wèi)生間距、建筑物之間消防間距等規(guī)劃相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的前提下，建筑師利用BIM技術(shù)建立場(chǎng)地各單體模型來(lái)模擬建筑物單體的日照情況，保證每棟建筑物的日照都滿足國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范對(duì)相關(guān)建筑日照時(shí)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，實(shí)現(xiàn)地塊合理布局和建設(shè)容積率的最大化，達(dá)到充分利用土地的目的。（2）在圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能方面。建筑方案在創(chuàng)作過(guò)程中，建筑師利用BIM技術(shù)可以同時(shí)建立起二維與三維模型，并在模型中賦予外圍護(hù)結(jié)構(gòu)如屋面、墻體和門窗的材質(zhì)、保溫材料、構(gòu)造層次及對(duì)應(yīng)的材料熱工性能參數(shù)，通過(guò)軟件中相應(yīng)計(jì)算功能輸出圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)值，并與國(guó)家現(xiàn)行相關(guān)的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)相比較，判斷所設(shè)計(jì)建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能和供暖空調(diào)全年計(jì)算負(fù)荷是否符合節(jié)能要求。在得到準(zhǔn)確參數(shù)信息的情況下，建筑師便可以通過(guò)修改構(gòu)造層次、材料熱工性能參數(shù)或方案設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能指標(biāo)和供暖空調(diào)全年計(jì)算負(fù)荷優(yōu)于國(guó)家現(xiàn)行相關(guān)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)5%或10%的目的，以此達(dá)到《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中相應(yīng)綠色設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3節(jié)約材料與利用材料

在綠色建筑的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中有建筑材料和使用比例的詳細(xì)要求。如果施工是安全的，施工環(huán)境的情況也能得到保證，可保證總體建材重量的10%以上可持續(xù)利用的要求。如果使用以前傳統(tǒng)的技術(shù)和手段，進(jìn)行如此迅速的精確計(jì)算是難以實(shí)現(xiàn)的，更不用說(shuō)應(yīng)用在一些比較復(fù)雜的工程項(xiàng)目中。如果運(yùn)用BIM技術(shù)，這些類型的問題將非常容易地得以解決。因?yàn)锽IM技術(shù)具有非常強(qiáng)大的數(shù)據(jù)信息和對(duì)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的功能，在一段相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)就可以計(jì)算出各建材的用量，給配置工程建材工作提供了一種可靠的指導(dǎo)，符合綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的需求。此外，BIM是建筑，結(jié)構(gòu)、給排水、電氣、暖通等不同專業(yè)的設(shè)計(jì)相結(jié)合在一起的，它擁有檢查管線碰撞和解決設(shè)計(jì)階段不同專業(yè)的方案沖突等功能，因此可以在施工階段有效地避免因此類沖突所帶來(lái)的浪費(fèi)及返工等問題。

2.4運(yùn)營(yíng)與管理分析

BIM技術(shù)的核心是參數(shù)化的三維可視化模型，這是各個(gè)相關(guān)專業(yè)信息的結(jié)合，可以把建筑物涉及到的不同專業(yè)中的各種參數(shù)加以可視化，并可以與整個(gè)建設(shè)過(guò)程中的信息保持一致，同時(shí)能實(shí)時(shí)提供相關(guān)的各種項(xiàng)目的資料。提供的這些數(shù)據(jù)具有極高的完整性而且可靠性，并能進(jìn)行實(shí)時(shí)協(xié)作、長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)提供經(jīng)營(yíng)管理現(xiàn)階段綠色建筑對(duì)工程信息的要求。例如項(xiàng)目運(yùn)行一段時(shí)間后需要清洗空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)，此時(shí)就要熟悉和掌握所有的空調(diào)系統(tǒng)規(guī)模、空調(diào)管道的位置、以及圍繞該系統(tǒng)的其他功能管線位置都要熟知，之后才能決定投入的相應(yīng)的人力物力和必要的工具。通過(guò)BIM模型就可以實(shí)現(xiàn)它并且能夠高品質(zhì)地滿足這些要求。BIM技術(shù)可以通過(guò)建立的模型快速準(zhǔn)確的了解出現(xiàn)問題的燈具的具體位置并且了解相關(guān)燈具的功率、高度以及接線等情況。

3結(jié)語(yǔ)

建筑設(shè)計(jì)不僅影響著建筑質(zhì)量和功能，更影響著周邊環(huán)境和建筑能耗，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式下，難以反映建筑能耗。而基于BIM技術(shù)下的建筑設(shè)計(jì)，通過(guò)模擬建筑信息便能夠反映建筑能耗等相關(guān)信息，對(duì)于優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)有著很大幫助，現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中積極推廣和應(yīng)用BIM技術(shù)，利用BIM技術(shù)的諸多優(yōu)勢(shì)，通過(guò)模擬建筑的風(fēng)、光、熱、聲四大建筑環(huán)境，有效控制建筑的布局和物理環(huán)境情況，不僅有利于建筑師全面、準(zhǔn)確、有效的設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的綠色建筑，也為國(guó)家推動(dòng)綠色建筑健康快速的發(fā)展提供了有力的技術(shù)支持和保障。

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