基于BIM的綠色建筑設計的教學研究與實踐

周詣　宋雪飛

摘要：中國建筑行業即將進入信息化、綠色低碳化時代，本文從建筑行業的時代背景出發，分析了現代建筑設計教育的滯后性以及存在的問題，提出了基于BIM的綠色建筑設計的教學理論，并從設計思維到BIM應用，再到協同設計進行了系統的教育實踐，取得了較好的研究效果，為信息化綠色建筑設計教育教學累計了一定的經驗。

關鍵詞：BIM；綠色建筑設計；教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）28-0160-02

一、引言

習近平總書記在“十九大”報告中指出：“加快建設制造強國，加快發展先進制造業，推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合，在中高端消費、創新引領、綠色低碳、共享經濟、現代供應鏈、人力資本服務等領域培育新增長點、形成新動能。”[1]其中的“互聯網、大數據、人工智能”以及“綠色低碳”指出了建筑行業將來的發展方向。我國建筑行業到2017年初，“全國城鎮綠色建筑面積達12.5億平方米，其中2016年城鎮新增綠色建筑面積5億平方米，城鎮新建民用建筑比例超過29%”[2]早在2015年在住建部所印發的《關于推進建筑信息模型應用的指導意見》文件中就已明確指出在未來的五年內建筑行業的發展目標為行業中具有甲級資質的設計、施工等企事業單位應在項目的設計、施工中做到最大范圍應用BIM，實現BIM在建筑行業中的全面覆蓋[3]。中國建筑行業已然正在步入“信息化”、“綠色低碳化”的時代，但我國的建筑教育存在滯后性，跟不上時代的步伐。作為建筑學的重要課程——建筑設計的信息化、綠色化進程刻不容緩。

二、我國信息化、綠色化建筑設計教育現狀分析

1.缺乏科學的設計思維。建筑教育中傳統的建筑設計思維是“建筑設計主義”，即考慮空間、功能、造型、美觀等建筑本身的因素較多，往往很少會考慮綠色建筑中節能、節地、節水、節材以及與環境和諧共生等因素。在設計過程中較少考慮結構設計、給排水設計、暖通設計、電氣設計等問題，更不會去考慮造價以及后期運營等問題。在方案設計階段也不會考慮細節的數據信息，如窗的傳熱系數、墻的構造層次等。在課程作業評分中，效果表達好的學生更占優勢。這種教育狀況對于綠色建筑設計人才的培養及其不利。

2.設計手段缺乏信息化。現今建筑行業建筑設計手段多為電腦設計，“北京、上海、廣州、深圳等地區的設計單位以及施工企業較多運用了BIM進行設計及施工，但我國大部分地區還是應用二維電腦繪圖進行設計。高校更是滯后，90%的高校在低年級建筑設計課程中是手繪設計，80%的高校在高年級時是用二維（CAD系列軟件）進行設計，較少有高校利用建筑信息模型來進行建筑設計。

3.“獨立”工作方式與綠色建筑復雜且多方面設計存在矛盾。傳統建筑學教育提倡培養學生設計作品具有個性化以及在設計過程中學會獨立思考、分析與解決問題的能力。每個人的設計都不一樣，教師輔導時也需要進行一對一地修改，培養了學生獨立設計的能力，但卻忽視了團隊協作解決問題的能力，這對于綠色建筑設計人才培養極為不利。

三、基于BIM的綠色建筑設計教學研究與實踐

1.思維訓練——基于BIM的建筑設計思維。建筑設計課程在中國建筑學本科教育中占有重要地位，課程貫穿始終，由低年級的小型單一功能建筑設計到高年級的復雜多功能空間設計，難度遞增，深度遞加。綠色建筑的設計思維與傳統設計完全不同，考慮模式與方法也不盡相同，所以在進行綠色建筑設計教學中，注意發散性設計思維的訓練[4]。采用基于BIM的建筑設計思維在設計過程中事半功倍，首先要求學生掌握基本的BIM知識及相應的軟件，在設計過程中利用BIM軟件進行分析、模擬，進行綠建分析，放射性邏輯思維，考慮綠色建筑的不同方面，在綜合考慮找到最適合的解決方案。圖1為大二學生就“節能減排小住宅設計”的集裝箱建筑設計思維，對于集裝箱的選擇緊扣節能減排，同時考慮到環境和節能技術，最后得到了適合的建筑設計成果。

2.BIM技術與專業知識相輔相成。在綠色建筑設計中，扎實的專業知識是前提，熟練的BIM技術是條件，二者缺一不可。專業知識體系包括規劃、建筑、結構、暖通、給排水、電氣、運營管理等多方面的知識，隨著年級的增高，相關知識體系不斷完善，學生們的專業知識更加豐富，設計中考慮的問題也隨之增多。隨著設計題目難度的加大，思考與設計過程更加復雜。BIM技術提高了設計的效率，在BIM相關軟件的輔助下，很多問題迎刃而解，可以通過建筑信息模型模擬分析功能優化設計，所以在綠色建筑設計教學中，BIM技術的應用必不可少。

3.綜合能力與協同能力培養。綠色建筑設計涵蓋了多個專業，并非建筑專業獨立完成。在進行綜合綠色建筑設計時，要涉及規劃、建筑、結構、供熱、給水、電氣、管理等專業的綠色設計，并且要將各方面因素統籌考慮、綜合設計，各個專業要協同設計，共同完成，因此培養學生的綜合能力與協同能力非常重要。在畢業設計階段，我們進行了基于BIM的多專業聯合綠色建筑畢業設計，如圖2所示。建筑專業為項目的總負責，通過Revit軟件中的工作集或鏈接來完成協同設計，既鍛煉了學生的協同能力，又鍛煉了他們的綜合能力和組織交流能力。

四、結語

綠色低碳、可持續發展、大數據、集成化是建筑行業未來發展的趨勢，社會對BIM人才及綠色建筑設計師求才若渴，高校應緊跟時代步伐，適應市場要求培養人才。在基于BIM的綠色建筑設計研究的過程中，學生的進步明顯，收獲頗豐，并獲得了全國綠色建筑設計大賽三等獎以及全國廣聯達聯合畢業設計的一等獎、二等獎等獎項。雖然此次教學研究還存在許多不足之處，但可以為今后的綠色建筑教研教改之路打下堅實的基礎。

參考文獻：

[1]習近平.決勝全面建成小康社會奪取新時代中國特色社會主義偉大勝利——在中國共產黨第十九次全國代表大會上的報告[M].北京：人民出版社，2017.

[2]住房城鄉建設部辦公廳.關于2016年建筑節能與綠色建筑工作進展專項檢查情況的通報[OL].建辦科函[2017]491號.2017-07-17.

http：//www.mohurd.gov.cn

[3]住房城鄉建設部.關于推進建筑信息模型應用的指導意見[J].中國勘察設計，2015，（10）：22-26.

[4]周詣.基于BIM的建筑設計思維模式培養——以別墅建筑設計教學實踐為例[J].長春工程學院社科版，2017，18（1）：32-38.