綠色BIM如何助力綠色設(shè)計(jì)和建造

廣西天藝建筑設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司

摘要：建筑的發(fā)展應(yīng)緊跟時(shí)代發(fā)展的腳步與時(shí)俱進(jìn)，當(dāng)今社會(huì)倡導(dǎo)節(jié)約資源、資源的可持續(xù)利用的發(fā)展理念，在這樣的背景下BIM技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，對(duì)資源、能源消耗巨大的建筑行業(yè)帶來(lái)綠色發(fā)展新方法。本文將對(duì)新興技術(shù)BIM的發(fā)展進(jìn)行概述，分析BIM在綠色設(shè)計(jì)中的工作原理、發(fā)展前景，并總結(jié)BIM在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題，希望對(duì)我國(guó)BIM技術(shù)研究提供幫助。

關(guān)鍵詞：BIM 綠色建筑；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1 BIM和綠色建筑概述

1.1 建筑信息模型BIM

BIM全名為建筑信息模型，即將與建筑項(xiàng)目相關(guān)的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)作為創(chuàng)建模型的基礎(chǔ)，通過數(shù)字信息仿真技術(shù)模擬建筑物所具有的信息，進(jìn)行建筑模型的建立。BIM具有模擬性、協(xié)調(diào)性、優(yōu)化性、可視化、可出圖性的特點(diǎn)。

BIM能夠參與運(yùn)用到整個(gè)建筑設(shè)計(jì)周期，并起宏觀調(diào)控作用，通過資源、行為、交付三個(gè)基本維度，給出設(shè)計(jì)企業(yè)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)的具體方法和實(shí)踐內(nèi)容。BIM在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用并非簡(jiǎn)單的數(shù)字信息集成，而是可以充分根據(jù)建筑工程的集成管理環(huán)境，對(duì)建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)、建造和管理的數(shù)字化方法。

對(duì)BIM技術(shù)的總結(jié)有三方面：為建筑項(xiàng)目設(shè)施物理和功能特性的數(shù)字表達(dá)；可分享設(shè)施信息的知識(shí)資源、參與項(xiàng)目開始到拆除的全生命周期，提供可靠執(zhí)行依據(jù)；在各個(gè)階段向BIM提取、插入、修改和更新信息，促進(jìn)各專業(yè)協(xié)同作業(yè)。

1.2 綠色建筑

綠色建筑是指在建筑設(shè)計(jì)全壽命周期內(nèi)最大限度節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境、減少污染、為人們提供高效、適用、健康的使用空間，使建筑與自然和諧共生。同以往普通建筑設(shè)計(jì)相比，綠色建筑更注重建筑物節(jié)能減排的效果。

1.3 BIM對(duì)綠色建筑的應(yīng)用

BIM模型是在三維環(huán)境中將建筑設(shè)計(jì)圖紙完整的以模型形式表達(dá)出來(lái)，在這個(gè)過程中可以模擬出真正施工中可能會(huì)遇到的問題、檢測(cè)出建筑設(shè)計(jì)中不合理處，不僅如此，對(duì)一些非幾何信息如建筑材料的性能、強(qiáng)度、造價(jià)、采購(gòu)信息等也都能進(jìn)行運(yùn)算和分析，對(duì)建筑設(shè)計(jì)整體流程進(jìn)行整合。應(yīng)用BIM對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)的全生命周期進(jìn)行管理，可以為其提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持，主要意義體現(xiàn)在：快速算量、提升精度；精確計(jì)劃、減少浪費(fèi)；多算對(duì)比、有效管控；虛擬施工，有效協(xié)同；碰撞檢查、減少返工；沖突條用、決策支持等。

1.4 BIM應(yīng)用現(xiàn)狀

BIM技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)擁有較好的運(yùn)行環(huán)境，美國(guó)已建立了BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，以指導(dǎo)行業(yè)更好的運(yùn)用，并在BIM軟件開發(fā)、業(yè)務(wù)流程實(shí)踐、數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)等方面的研究有了很好的積累，BIM在實(shí)際工程中的應(yīng)用情況已超過建筑項(xiàng)目的1/2。BIM對(duì)我國(guó)而言仍是一門新技術(shù)和新的理念，部分大型城市現(xiàn)有較多應(yīng)用BIM技術(shù)的成功實(shí)踐，如北京奧運(yùn)村，香港地鐵項(xiàng)目、南水北調(diào)工程等，也有越來(lái)越多的BIM建筑設(shè)計(jì)競(jìng)賽和BIM培訓(xùn)工作正在展開，但總體而言，我國(guó)對(duì)于BIM技術(shù)的研究和應(yīng)用仍處于起步階段，在應(yīng)用中仍存在技術(shù)方向單一、深度不夠、普及程度不夠等方面的問題。

2 綠色BIM在綠色設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 項(xiàng)目管理中的應(yīng)用

項(xiàng)目管理中最重要的是對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確獲取，BIM技術(shù)可以及時(shí)準(zhǔn)確的分析計(jì)算項(xiàng)目管理所需數(shù)據(jù)，提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，同傳統(tǒng)項(xiàng)目管理相比，BIM的應(yīng)用可以在項(xiàng)目早期依據(jù)設(shè)計(jì)方案對(duì)項(xiàng)目性能做分析比較，優(yōu)化方案，提高項(xiàng)目質(zhì)量與性能；構(gòu)建的BIM模型可以隨項(xiàng)目進(jìn)度、完成情況、方案調(diào)整等及時(shí)更新模型和相關(guān)數(shù)據(jù)，協(xié)助指導(dǎo)項(xiàng)目施工管理；以3D形式審核確認(rèn)項(xiàng)目變更并判斷其可行性，合理掌控項(xiàng)目變更行為；涵蓋整體工程資料、方便調(diào)閱，整合散落的工程信息。

2.2 規(guī)劃選址、場(chǎng)地分析中的應(yīng)用

規(guī)劃選址和場(chǎng)地分析是建筑設(shè)計(jì)的重要階段，決定建筑設(shè)計(jì)定位，這一階段主要任務(wù)和目的是確定建筑物的方位、外觀造型、將建筑物與周圍場(chǎng)地與環(huán)境有機(jī)結(jié)合。傳統(tǒng)方法進(jìn)行該階段分析存在弊端，如設(shè)計(jì)師依靠主觀意識(shí)、定量分析不足、大量數(shù)據(jù)信息處理不當(dāng)?shù)?。BIM技術(shù)可以通過自帶地理信息系統(tǒng)對(duì)場(chǎng)地和建筑方案模型數(shù)據(jù)相結(jié)合，通過計(jì)算快速得到客觀的分析結(jié)果，對(duì)規(guī)劃階段的場(chǎng)地評(píng)估、最理想場(chǎng)地規(guī)劃、建筑布局、交通流線組織等決策性的因素也能準(zhǔn)確分析。同時(shí)，BIM的性能分析還將傳統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與評(píng)審階段結(jié)合起來(lái)，在可建設(shè)用地中選擇出最優(yōu)地塊，這在傳統(tǒng)分析中也是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，BIM技術(shù)在該階段的應(yīng)用對(duì)我國(guó)城市規(guī)劃編制科學(xué)化、城市規(guī)劃可持續(xù)發(fā)展等方面有促進(jìn)作用。

2.3 建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

建筑設(shè)計(jì)階段是建筑方案的實(shí)施階段，涉及到建筑、結(jié)構(gòu)、水、暖、電多個(gè)專業(yè)，綠色BIM技術(shù)在該階段的應(yīng)用效果更為直觀，運(yùn)用BIM技術(shù)建立的信息模型描述了建筑及各專業(yè)的模型信息，為施工圖設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供原始數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)階段更注重建筑單體的各種功能和性能，因此建筑本身的信息模型是其他相關(guān)設(shè)計(jì)軟件分析的基礎(chǔ)，也是BIM技術(shù)核心，所有性能化設(shè)計(jì)如日照分析、節(jié)能設(shè)計(jì)、通風(fēng)設(shè)計(jì)、暖通空調(diào)設(shè)計(jì)計(jì)算、給排水計(jì)算分析、綠色建筑評(píng)價(jià)等都與建筑本身信息模型數(shù)據(jù)緊密相關(guān)，建筑施工圖在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生，通過BIM對(duì)方案的多維度分析計(jì)算，使施工圖更加準(zhǔn)確。

2.4 建造施工中的應(yīng)用

BIM的碰撞檢測(cè)、工程量統(tǒng)計(jì)、施工模擬等功能，可以使建筑在建造施工過程中達(dá)到節(jié)約資源、減少或避免浪費(fèi)的綠色目標(biāo)。碰撞檢測(cè)主要是通過三維建模所包含的模型信息，對(duì)各專業(yè)管線布置直觀的呈現(xiàn)，檢測(cè)其布置是否有沖突并提出碰撞后的優(yōu)化方案，對(duì)復(fù)雜建筑建筑而言，這種檢測(cè)可以避免實(shí)際施工不合理設(shè)計(jì)的產(chǎn)生，節(jié)約成本、減少返工節(jié)約時(shí)間、避免材料的浪費(fèi)，具有諸多綠色性能。

2.5 運(yùn)行維護(hù)中的應(yīng)用

項(xiàng)目建成后進(jìn)入使用階段，真正實(shí)現(xiàn)綠色建筑項(xiàng)目的意義——運(yùn)營(yíng)。該階段BIM技術(shù)的作用是運(yùn)行管理、維護(hù)保養(yǎng)，提高建筑物的運(yùn)作和維護(hù)水平，為使用者提供舒適、安全的工作與生活的場(chǎng)所空間，也可以在一定程度上提高人們生活舒適度、工作效率和處于建筑物期間的健康狀況。

3 綠色BIM應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題

1.政府對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用重視程度不夠，導(dǎo)致綠色BIM在規(guī)劃和場(chǎng)地分析階段所需要數(shù)據(jù)與資料的獲得受到相關(guān)部門的限制，進(jìn)而導(dǎo)致其無(wú)法全面進(jìn)行規(guī)劃選址和場(chǎng)地分析；

2.國(guó)內(nèi)BIM技術(shù)應(yīng)用和分布范圍不集中，大多數(shù)中小型城市仍沒有將BIM技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際工程的建設(shè)中，一些設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)和許多設(shè)計(jì)師，因?yàn)楦鞣N主觀與客觀原因，不重視綠色建筑的可持續(xù)發(fā)展，缺乏對(duì)BIM軟件的使用能力。

3.BIM技術(shù)支撐的建筑運(yùn)行維護(hù)環(huán)節(jié)需要發(fā)展成熟的設(shè)施運(yùn)營(yíng)管理企業(yè)的配合，我國(guó)需要加快設(shè)施運(yùn)營(yíng)管理企業(yè)的建設(shè)，使綠色建筑的可持續(xù)發(fā)展得到有力的保障；

4.我國(guó)對(duì)BIM軟件應(yīng)用缺乏執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，軟件在各地區(qū)使用的本土化程度不高，許多規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)都沒有列入模型信息當(dāng)中，這些因素往往導(dǎo)致綠色BIM技術(shù)無(wú)法得以全面的發(fā)揮。

4 結(jié)語(yǔ)

BIM建筑信息模型的建立，是建筑領(lǐng)域的一次革命。掌握BIM技術(shù)，才能在建筑行業(yè)更好地發(fā)展。建造綠色建筑是每一個(gè)從業(yè)者的使命。建造綠色建筑是建筑行業(yè)的責(zé)任。

參考文獻(xiàn)：

[1] 何關(guān)培.BIM總論[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011

[2] 綠色BIM：建筑信息模型如何推動(dòng)綠色設(shè)計(jì)與施工[R].麥克勞希爾建筑SmartMarket.2010.