BIM技術(shù)下的綠色建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用

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摘要:綠色建筑是我國建筑形式的主要發(fā)展方向，也是建筑行業(yè)的一大革新，其特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)就在于節(jié)能環(huán)保與減少污染，需要以更加先進(jìn)的技術(shù)予以支持。本文謹(jǐn)就bim技術(shù)下綠色建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用進(jìn)行分析，首先闡述了BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)，繼而從建筑與環(huán)境之間的關(guān)系、建筑與能源之間的關(guān)系及建筑材料預(yù)加工與預(yù)拼裝三個(gè)層面來說明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;裝配式建筑

隨著環(huán)保理念的不斷普及，綠色建筑作為一種充分利用自然資源、圍護(hù)生態(tài)平衡、追求建筑與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的重要概念逐漸進(jìn)入人們的視野，并在短期內(nèi)得以大力發(fā)展，近年來，綠色建筑項(xiàng)目在我國各大城市中都得以展現(xiàn)。而要想推動(dòng)綠色建筑的進(jìn)一步發(fā)展，減少以往建筑成本居高不下的問題，就需要提高建筑設(shè)計(jì)過程中的技術(shù)應(yīng)用水平，對(duì)BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用加以研究就十分有必要了。

1BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1．1可視化優(yōu)勢(shì)

BIM技術(shù)具有可視化優(yōu)勢(shì)，能夠以立體模型的方式模擬建筑物的真實(shí)情況，展現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)的效果，并以數(shù)據(jù)為依托對(duì)建筑進(jìn)行集成管理。同時(shí)，BIM技術(shù)的應(yīng)用還可以模擬建筑工程的建設(shè)活動(dòng)，模擬建筑物的日照、外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱能傳遞狀態(tài)等。這不僅能夠確保建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，還能夠確保一旦發(fā)生了設(shè)計(jì)變動(dòng)，BIM技術(shù)所構(gòu)建的模型能夠進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，大大縮短了設(shè)計(jì)人員的工作時(shí)間與勞動(dòng)成本。

1．2協(xié)調(diào)性優(yōu)勢(shì)

以往的建筑設(shè)計(jì)工作，是以紙質(zhì)繪圖或CAD繪圖的形式，并不能夠全面而充分地顯示全部建筑參數(shù)與信息，無法依據(jù)建筑信息來準(zhǔn)確判斷分析建筑結(jié)構(gòu)上的缺陷，也不能準(zhǔn)確判斷建筑工程的施工周期與進(jìn)度，而通過BIM技術(shù)的模型構(gòu)建，就能夠更加真實(shí)而詳盡地展現(xiàn)建筑信息。另外，利用BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)性優(yōu)勢(shì)，能夠在建筑設(shè)計(jì)階段，就建筑工程所涉及到的機(jī)電安裝、管道安裝等方面的問題進(jìn)行充分協(xié)調(diào)，就安裝工程生成協(xié)調(diào)與優(yōu)化數(shù)據(jù)。

1．3優(yōu)化性優(yōu)勢(shì)

BIM技術(shù)的應(yīng)用還具有優(yōu)化性優(yōu)勢(shì)，能夠顯示建筑設(shè)計(jì)的真實(shí)信息與數(shù)據(jù)，包括幾何參數(shù)、物理參數(shù)與空間參數(shù)等，能夠模擬建筑設(shè)計(jì)變更之后的真實(shí)情況。當(dāng)建筑設(shè)計(jì)具有一定的復(fù)雜性之后，無論是設(shè)計(jì)人員還是施工人員，都已經(jīng)無法全面掌握其中海量的數(shù)據(jù)，而BIM技術(shù)的應(yīng)用就彌補(bǔ)了這一缺陷，使得建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)化成為可能。BIM技術(shù)對(duì)于建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)化包含設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，在于將建筑設(shè)計(jì)與運(yùn)營(yíng)管理的投資回報(bào)相結(jié)合，便于業(yè)主選擇更加適合的設(shè)計(jì)方案;對(duì)于特殊施工環(huán)節(jié)的優(yōu)化，主要在于部分建筑項(xiàng)目中的異形結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)無論是設(shè)計(jì)還是施工都需要投入更高的成本，通過BIM技術(shù)就能夠?qū)Ξ愋谓Y(jié)構(gòu)的施工方式與進(jìn)度加以優(yōu)化［1］。

2綠色建筑設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用

2．1加強(qiáng)建筑與環(huán)境的聯(lián)系

建筑設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)在綜合環(huán)境因素的基礎(chǔ)上進(jìn)行，因時(shí)制宜，因地制宜。在綠色建筑設(shè)計(jì)中，如何與周邊環(huán)境相互協(xié)調(diào)，建筑外立面是采用玻璃質(zhì)的幕墻還是其他形式的裝飾、建筑室內(nèi)采光是采用自然采光還是采用照明設(shè)備，都可以通過BIM技術(shù)來加以確定，通過BIM軟件進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的模擬，以可視化技術(shù)展示建筑設(shè)計(jì)效果，并協(xié)調(diào)建筑與環(huán)境之間的關(guān)系。例如，上海的標(biāo)志性建筑———上海中心，就是一幢節(jié)能環(huán)保的綠色建筑，在設(shè)計(jì)過程中，充分考量了建筑外部因素的基礎(chǔ)上，以BIM軟件系統(tǒng)的三維模擬，構(gòu)建了建筑幕墻系統(tǒng)模型，將建筑現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量獲得的數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)加以比對(duì)，以確保幕墻安裝的精確性，在BIM技術(shù)的支持下，上海中心的玻璃幕墻按照4天一層的速度迅速搭建起來。在綠色建筑設(shè)計(jì)過程中，運(yùn)用BIM技術(shù)應(yīng)當(dāng)由建設(shè)單位提供建筑平面圖與設(shè)計(jì)水平，包括效果圖與立面圖等，在進(jìn)行了采光試驗(yàn)與光污染分析的基礎(chǔ)上提交試驗(yàn)與分析報(bào)告，通過BIM軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)與信息的錄入，可以模擬日照環(huán)境，模擬建筑采光情況，并可以再次基礎(chǔ)上加以優(yōu)化。另外，運(yùn)用BIM技術(shù)可以模擬綠色建筑室內(nèi)與室外的通風(fēng)情況，在這個(gè)過程中還需要建筑平面圖作為基礎(chǔ)支撐，確保建筑物內(nèi)部的空氣流動(dòng)與建筑外部人行區(qū)風(fēng)速能夠滿足人體的舒適性要求。

2．2能源的優(yōu)化配置

BIM技術(shù)具有參數(shù)化特征，能夠確保綠色建筑設(shè)計(jì)之中及設(shè)計(jì)之后，能夠在技術(shù)分析之后及時(shí)有效地進(jìn)行信息反饋，實(shí)時(shí)反映建筑質(zhì)量、建筑效果、施工進(jìn)度、建筑成本投入等信息，并以其數(shù)據(jù)的真實(shí)性與有效性為科學(xué)、合理、節(jié)能、環(huán)保的綠色建筑設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支撐。在綠色建筑設(shè)計(jì)中，運(yùn)用BIM技術(shù)可以分析建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加以優(yōu)化，以確保其能夠達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)的要求，而對(duì)于建筑物能源消耗情況，還需要以BIM技術(shù)在充分考量同類建筑的能耗與周邊環(huán)境的基礎(chǔ)上加以計(jì)算，如果經(jīng)過計(jì)算之后，確定設(shè)計(jì)建筑的模擬能耗高于同類建筑的能耗，則應(yīng)當(dāng)對(duì)建筑設(shè)計(jì)中的圍護(hù)結(jié)構(gòu)加以優(yōu)化，以確保其熱工性能參數(shù)能夠達(dá)到綠色建筑節(jié)約能源的需要。通過BIM軟件來計(jì)算建筑設(shè)計(jì)的參數(shù)可以減少設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)時(shí)間，并確保數(shù)據(jù)的真實(shí)精確［2］。BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計(jì)中還能夠?qū)ㄖ牟季峙c朝向加以調(diào)整，充分計(jì)算日照時(shí)間、日照系數(shù)、空氣流速等，確定合理的建筑朝向，以確保夏季自然通風(fēng)、冬季自然取暖，這樣就能夠保證綠色建筑最大限度地利用自然資源滿足人體的舒適性要求，減少不必要的熱能轉(zhuǎn)換，減少常規(guī)能源的消耗。另外，建筑規(guī)劃過程中，要全面考量建筑物的區(qū)位因素、交通因素、采光與朝向、建筑形態(tài)、樓間距、冬季主導(dǎo)風(fēng)向、日照系數(shù)等因素，運(yùn)用BIM技術(shù)的綠色建筑設(shè)計(jì)，能夠有效改善建筑物所在區(qū)域的區(qū)位環(huán)境，對(duì)于改善城市環(huán)境也有所貢獻(xiàn)。

2．3預(yù)加工與預(yù)拼裝

BIM技術(shù)能應(yīng)用能夠?qū)ㄖ膹?fù)雜形體設(shè)計(jì)加以模擬，對(duì)建筑形態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)整合與數(shù)據(jù)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)多維曲面設(shè)計(jì)。在綠色建筑設(shè)計(jì)工作中，運(yùn)用信息技術(shù)與BIM軟件，可以更加直觀而立體地展示現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)理念與建筑美學(xué)，更加充分地體現(xiàn)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)創(chuàng)意，設(shè)計(jì)者可以在BIM技術(shù)的支持下盡可能地展現(xiàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)意的張揚(yáng)與大膽，可以運(yùn)用BIM技術(shù)來對(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員運(yùn)用BIM技術(shù)的預(yù)拼裝功能，對(duì)復(fù)雜的建筑形態(tài)與建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬，構(gòu)建三維模型，在預(yù)拼裝之后對(duì)其進(jìn)行拆分，并進(jìn)行模塊設(shè)計(jì)，由材料生產(chǎn)單位進(jìn)行建筑模塊的生產(chǎn)與加工，運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝，可見基于BIM技術(shù)下的綠色建筑，是可以通過裝配式建筑形式完成施工的。例如，上海萬科地杰國際B街坊項(xiàng)目，就是三星級(jí)的綠色居住項(xiàng)目，其技術(shù)亮點(diǎn)就在于，采用PC結(jié)構(gòu)的裝配整體式住宅，有效減少了資源與能源的消耗。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠提高建筑材料生產(chǎn)的精確性，減少施工過程中不必要的材料損耗，在保證建筑質(zhì)量的同時(shí)，提高建筑效率，減少人工成本與材料成本的投入。另外，基于BIM技術(shù)將綠色建筑與裝配式建筑結(jié)合起來，還能夠減少施工過程中的粉塵與噪聲污染，切實(shí)體現(xiàn)環(huán)保降耗的效果［3］。

3結(jié)語

BIM技術(shù)是一種將幾何學(xué)、空間關(guān)系與信息技術(shù)相結(jié)合的建筑信息模型，在綠色建筑設(shè)計(jì)工作中，能夠有效提高建筑設(shè)計(jì)的合理性與科學(xué)性，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)加以優(yōu)化，提高建筑節(jié)能降耗的水平與效果，進(jìn)一步推動(dòng)建筑與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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［2］潘海清．對(duì)基于BIM技術(shù)的綠色建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用的幾點(diǎn)探討［J］．江西建材，2017(02):85，87．

［3］哈維•伯恩斯坦，斯蒂芬•瓊斯，米歇爾•羅素．綠色BIM如何助力綠色設(shè)計(jì)和建造［J］．土木建筑工程信息技術(shù)，2015，7(02):20－36．

作者:汪海濱 單位:淮安市現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司