建筑綠色節(jié)能設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用

王 軒

青科控股集團(tuán)有限公司

1 BIM技術(shù)的特點(diǎn)

很多人提到BIM 技術(shù)就認(rèn)為是一套軟件，但是其中BIM 技術(shù)的表現(xiàn)形式是一套軟件工具，但是更重要的是BIM 技術(shù)所涉及的管理范圍非常廣泛，而且還可以將建筑的所有管理信息用數(shù)字化的語(yǔ)言表達(dá)出來。在傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者通常使用CAD 軟件，呈現(xiàn)出來的建筑模式是2D，少數(shù)是3D 的，但是CAD呈現(xiàn)出來的建筑模型一般只有點(diǎn)、線、面等，這些元素與建筑實(shí)體還是存在一定的差距，尤其是一些復(fù)雜的模型，2D 視圖很難表達(dá)清楚，而設(shè)計(jì)圖之間可能也有一定的差異，這可能會(huì)給建筑施工和后期維護(hù)運(yùn)營(yíng)埋下隱患。BIM 技術(shù)利用數(shù)字化的3D 模型，將目標(biāo)建筑呈現(xiàn)得更加清晰，而且還涉及建筑的整個(gè)生命周期，很好地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的不足。

1.1 BIM技術(shù)的可視化與協(xié)調(diào)性

如今建筑設(shè)計(jì)依然以平面圖紙為主，這種表達(dá)形式很容易造成的問題就是圖紙與建筑實(shí)體存在差異，可能會(huì)導(dǎo)致施工隊(duì)伍與建設(shè)單位存在矛盾，而BIM 技術(shù)可以很好地規(guī)避掉這一問題，因?yàn)锽IM技術(shù)具有可視化的特點(diǎn)，其呈現(xiàn)出來的建筑模型是三維立體的，可以讓各個(gè)參與單位都能夠直觀的了解目標(biāo)建筑，不管是工程預(yù)算還是施工組織設(shè)計(jì)都能夠比較準(zhǔn)確，更加節(jié)省建設(shè)成本。眾所周知，一個(gè)建筑項(xiàng)目的完成需要多方力量，只有將各個(gè)參與方有機(jī)結(jié)合到一起，才能保證建筑項(xiàng)目順利竣工，因此保障各個(gè)部門和單位的協(xié)調(diào)交流也是非常重要的。BIM技術(shù)就具有協(xié)調(diào)作用，它可以將各個(gè)參與方和管理人員之間的溝通方式進(jìn)行優(yōu)化，讓他們之間的溝通變得更加順暢，效率更高。

1.2 BIM技術(shù)的可出圖性與一體化性

BIM 技術(shù)可以將建筑目標(biāo)直觀地展現(xiàn)在大家面前，具有一定的可出圖性，針對(duì)這一特性，業(yè)主方可以根據(jù)自身的需求對(duì)建筑設(shè)計(jì)提出改進(jìn)意見，從而更好地保證建筑項(xiàng)目的綠色環(huán)保性。BIM 技術(shù)不僅在設(shè)計(jì)過程中表現(xiàn)出很好的優(yōu)勢(shì)，而且還可以應(yīng)用到建筑的工程進(jìn)度、質(zhì)量以及成本管理中，具有一體化的特性。例如，目前建設(shè)工程主流預(yù)算軟件中，都需要將設(shè)計(jì)圖紙重新導(dǎo)入，或者進(jìn)行模型胡處理，才能進(jìn)行工程造價(jià)計(jì)算。但是在BIM 軟件中可以直接根據(jù)模型計(jì)算出工程造價(jià)，省去了很多時(shí)間和精力，而且計(jì)算的數(shù)值更加準(zhǔn)確。

2 建筑綠色節(jié)能設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)應(yīng)用的價(jià)值

2.1 有利于建筑綠色節(jié)能管理早日實(shí)現(xiàn)數(shù)字化

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化已經(jīng)是大勢(shì)所趨，數(shù)字化不僅可以提升管理的效率，而且還可以節(jié)省企業(yè)的管理成本。對(duì)于建筑設(shè)計(jì)而言，BIM 技術(shù)的有效運(yùn)用可以進(jìn)一步推動(dòng)建筑綠色節(jié)能管理早日實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。首先BIM技術(shù)本身就是將建筑實(shí)體用數(shù)字模型的形式表現(xiàn)出來，而且BIM技術(shù)將設(shè)計(jì)與施工、維護(hù)等其他建筑管理階段的工作內(nèi)容有效結(jié)合起來，打破了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中各個(gè)行業(yè)之間的壁壘，可以更好地將綠化節(jié)能的設(shè)計(jì)理念運(yùn)用到建筑設(shè)計(jì)中。設(shè)計(jì)過程中，BIM 軟件可以將所有的建筑信息反映出來，設(shè)計(jì)人員通過各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)來調(diào)整設(shè)計(jì)方案，從而更好地保障建筑項(xiàng)目的綠色節(jié)能。不管是從設(shè)計(jì)方法的有效性，還是從設(shè)計(jì)人員的工作效率方面看，BIM技術(shù)都能夠表現(xiàn)出很強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，有利于建筑綠色節(jié)能管理早日實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。

2.2 有利于減少工程的施工費(fèi)用

建筑綠色節(jié)能理念不僅要運(yùn)用到設(shè)計(jì)過程中，而且在施工和后期維護(hù)中也應(yīng)該去貫徹綠色節(jié)能的思想，才能真正實(shí)現(xiàn)建筑綠色節(jié)能。在項(xiàng)目建設(shè)中，工程變更是時(shí)常發(fā)生的事情，但是這些突發(fā)狀態(tài)可能會(huì)增加項(xiàng)目的建設(shè)費(fèi)用，影響建筑的綠色環(huán)保性，但是在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員很難在短時(shí)間內(nèi)完成變更，并且保障設(shè)計(jì)方案的優(yōu)越性。如果將BIM 技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計(jì)變更中，不僅可以節(jié)省設(shè)計(jì)人員的工作時(shí)間，而且還能夠提升設(shè)計(jì)方案的可行性，保證項(xiàng)目順利進(jìn)行，有利于減少工程項(xiàng)目的施工費(fèi)用。

3 建筑綠色節(jié)能設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)準(zhǔn)備階段BIM技術(shù)的應(yīng)用

在設(shè)計(jì)準(zhǔn)備階段，設(shè)計(jì)人員需要進(jìn)行實(shí)地勘察，了解設(shè)計(jì)項(xiàng)目周邊的情況，分析項(xiàng)目的通風(fēng)、采光等信息，這樣可以讓設(shè)計(jì)方案更加精確，保證項(xiàng)目的綠色節(jié)能。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，一般設(shè)計(jì)項(xiàng)目都是二維設(shè)計(jì)方式，需要經(jīng)過大量的計(jì)算、驗(yàn)算、模擬等，因此，設(shè)計(jì)過程中所需要耗費(fèi)的資源是比較多的。如果將BIM 技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計(jì)準(zhǔn)備階段，BIM技術(shù)建立的三維模型，更加貼近實(shí)體。例如，建筑的通風(fēng)設(shè)計(jì)中，BIM 技術(shù)可以進(jìn)行通風(fēng)模擬，然后根據(jù)模擬結(jié)果進(jìn)行改進(jìn)，相比于傳統(tǒng)進(jìn)行人工驗(yàn)算，BIM技術(shù)模擬的通風(fēng)方案會(huì)更加環(huán)保節(jié)能。

3.2 綠色建筑節(jié)能方案設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)的應(yīng)用

如今建筑設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜，對(duì)綠色環(huán)保的要求越來越高，因此建筑設(shè)計(jì)技術(shù)也需要不斷進(jìn)化。對(duì)于綠色建筑節(jié)能方案的設(shè)計(jì)，首先要保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，其次是保證建筑構(gòu)建的合理性和舒適性，最后是要實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保的設(shè)計(jì)理念，這些賦予了建筑設(shè)計(jì)承擔(dān)了更多的責(zé)任和目標(biāo)。如果仍然使用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)，那么可能需要耗費(fèi)的時(shí)間和人力資源都是非常巨大的，分工合作也可能會(huì)導(dǎo)致技術(shù)和理念的而不同，導(dǎo)致各個(gè)模塊之間的配合不夠契合。因此，需要應(yīng)用BIM技術(shù)，對(duì)建筑設(shè)計(jì)實(shí)行模塊化設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)目標(biāo)分為若干個(gè)模塊，委派專業(yè)人士進(jìn)行相應(yīng)模塊的設(shè)計(jì)，一方面可以節(jié)省項(xiàng)目整體的設(shè)計(jì)時(shí)間，另外一方面BIM 軟件中本身就包含了很多的功能模塊，各個(gè)模塊的合成也會(huì)非常的緊密。在BIM 軟件中有參數(shù)設(shè)計(jì)模塊，這個(gè)模塊能夠給設(shè)計(jì)目標(biāo)給予一定的參考數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的細(xì)化和分解，其次設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)這些參考數(shù)據(jù)來修改自身的設(shè)計(jì)方案，提高方案的合理性。BIM軟件中的可視模塊在綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)階段發(fā)揮很大的優(yōu)勢(shì)。一般項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，業(yè)主方通過設(shè)計(jì)圖紙很難想象出項(xiàng)目的實(shí)體情況，因而不能根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方案提出自己的參考意見，導(dǎo)致在建設(shè)施工過程中業(yè)主方或者施工單位會(huì)提出變更設(shè)計(jì)方案的情況，不僅會(huì)給設(shè)計(jì)工作增加負(fù)擔(dān)，同時(shí)也會(huì)影響項(xiàng)目的正常開展。如果將BIM 軟件中的可視模塊應(yīng)用到設(shè)計(jì)階段，通過立體的三維圖形顯示，不僅可以將建筑的外觀呈現(xiàn)在業(yè)主方面前，而且一些內(nèi)部結(jié)構(gòu)或者復(fù)制的設(shè)計(jì)內(nèi)容也可以讓業(yè)主方看得非常清楚，這樣不僅可以讓業(yè)主方更加了解建筑，而且對(duì)于設(shè)計(jì)人員自身來說，也會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)方案有新的認(rèn)識(shí)，多維度、多層次的分析設(shè)計(jì)方案，在不斷改進(jìn)中提高設(shè)計(jì)方案的合理性。此外，BIM 技術(shù)通過數(shù)字來表現(xiàn)設(shè)計(jì)建筑的特性，設(shè)計(jì)人員進(jìn)行通過修改相關(guān)數(shù)據(jù)來進(jìn)行對(duì)比方案的優(yōu)劣勢(shì)，直觀方便，也可以進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

3.3 綠色建筑節(jié)能施工階段BIM技術(shù)的應(yīng)用

在綠色建筑節(jié)能施工階段，涉及的參與方很多，涉及的工程類別也比較多，因此各方面的協(xié)調(diào)統(tǒng)一對(duì)于施工項(xiàng)目的順利開展非常重要。綠色建筑施工階段機(jī)電設(shè)備的管線施工是非常重要的組成部分，現(xiàn)代建筑中機(jī)電管線的數(shù)量是非常龐大的，施工難度比較大，如果設(shè)計(jì)人員之前未能及時(shí)預(yù)見機(jī)電管線的布置，那么會(huì)導(dǎo)致施工存在問題，從而影響建筑的綠色環(huán)保。通過BIM 技術(shù)，設(shè)計(jì)人員可以提前進(jìn)行模擬，了解項(xiàng)目的能耗需求、建筑的通風(fēng)采光以及空間的重疊問題，這樣就可以機(jī)電管線的布置進(jìn)行反復(fù)的分析，最終得出一個(gè)比較合理的設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)建筑的環(huán)保設(shè)計(jì)要求。

3.4 綠色建筑運(yùn)營(yíng)管理階段BIM技術(shù)的應(yīng)用

綠色建筑運(yùn)營(yíng)管理階段是建筑發(fā)揮價(jià)值的重要階段，建筑項(xiàng)目的數(shù)據(jù)信息對(duì)于建筑的運(yùn)營(yíng)管理很有價(jià)值，可以為管理人員的工作提供數(shù)據(jù)支撐。如果項(xiàng)目出現(xiàn)了建筑病害，那么通過BIM技術(shù)也可以快速建模，找到解決病害的辦法，降低病害造成的損失。除了建筑的維修以外，能耗管理中也可以使用BIM 技術(shù)，管理人員可以通過BIM技術(shù)計(jì)算建筑的能耗情況，針對(duì)性提出節(jié)能降耗的措施，不僅可以降低管理人員的工作壓力，而且還可以節(jié)省能源，從而達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

如今綠色節(jié)能建筑深受人們的喜歡，國(guó)家也鼓勵(lì)支持實(shí)行建筑綠色節(jié)能設(shè)計(jì)，而BIM 在建筑綠色節(jié)能設(shè)計(jì)中所發(fā)揮出來的優(yōu)勢(shì)也是不可忽視的，因此，加強(qiáng)BIM技術(shù)的推廣與應(yīng)用是非常有必要的。在未來建筑設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)將會(huì)慢慢被淘汰，BIM技術(shù)將會(huì)成為了每個(gè)人設(shè)計(jì)人員都必須掌握的技能，希望設(shè)計(jì)人員能夠不斷學(xué)習(xí)，加強(qiáng)BIM 技術(shù)的學(xué)習(xí)與實(shí)踐，讓BIM 技術(shù)早日應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，提高我國(guó)建筑的綠色環(huán)保效果。