基于BIM技術綠色建筑的結構設計應用研究

■盧練英

百色市綜合規(guī)劃設計院

我國發(fā)展綠色建筑結構設計已經(jīng)近10年，隨著信息化技術和智能技術取得的巨大進步，建筑信息化模型即BIM建模已經(jīng)被成功應用到諸多實例中。在綠色建筑工程建筑設計的過程中，設計人員能夠利用BIM更高效的完成結構設計工作。

1 BIM技術的概念及特點

1.1BIM技術的概念

BIM技術又名建筑信息模型，是把三維的數(shù)字技術作為基礎，建立詳細的三維空間信息模型收集在建筑項目中結構設計、組織施工、項目運營的詳細信息，并將建筑的整個建筑設計周期聯(lián)系到一起。

1.2BIM技術的特點

BIM技術是應用于建筑的結構設計、施工組織、運營管理等整個項目周期中的，它是技術信息化在建筑業(yè)中的有效應用，與此同時，也為綠色建筑的結構設計及節(jié)能設計提供了強有力的支持。BIM技術在綠色建筑結構設計中具有一下特點：

（1）可視化操作。傳統(tǒng)的CAD繪圖技術中，設計院只負責提交2D的設計圖紙，這對于看不懂專業(yè)圖紙的業(yè)主來說很難接受，而BIM技術很好的解決的這一個問題，將建筑的三維立體效果完美的展現(xiàn)出來。

（2）完備化信息。BIM技術包含了整個建筑項目的全部工程信息，從建筑的結構設計到建筑材料的選擇，再到建筑施工進度計劃及安全性分析等和工程相關的信息都能在BIM模型中呈現(xiàn)出來。

（3）協(xié)調性信息。協(xié)調性從兩個方面表現(xiàn)出來：第一創(chuàng)建的數(shù)據(jù)具有實時關聯(lián)性，數(shù)據(jù)庫中又任一個數(shù)據(jù)發(fā)生改變和它相關的數(shù)據(jù)就會發(fā)生相應的變化；第二實體之間的關聯(lián)性，在模型中有二維建模信息發(fā)生改變時，對應輸出的平面、立面、剖面圖也會自動發(fā)生相應的改變。

（4）信息的共享性。使用BIM建?？梢詫崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的共享性，不管是在項目中的哪個階段，只要最初建模是數(shù)據(jù)是對的，在后續(xù)的設計及施工工作中都不再需要重新輸入數(shù)據(jù)，避免了因數(shù)據(jù)輸入前后不一致的錯誤。

2 綠色建筑的概念及特點

2.1 綠色建筑的概念

“綠色建筑”最初的概念是2006年我國建設部在《綠色建筑評價標準》中給出的：“在建筑的生命周期內，最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材)、

保護環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑”[1] 。

2.2 綠色建筑的特點

與傳統(tǒng)建筑相比，綠色建筑能夠結合周圍的環(huán)境，就地取材，盡可能的利用周圍的環(huán)境和自然資源，推崇可持續(xù)發(fā)展理念，盡可能做到有效的利用空間，保護環(huán)境減少污染。

3 BIM技術在綠色建筑的結構設計的應用及實例

3.1 在綠色建筑設計中應用BIM技術應用的優(yōu)勢

（1）協(xié)同化設計

綠色建筑的設計是一個綜合性較高的學科，在設計過程中往往需要建筑的業(yè)主、建筑設計師、綠化工程師、建構工程師、室內及景觀設計師等共同參與，這樣才能有利于建筑形成一個大家都認同的綠色建筑設計理念。在綠色理念形成的過程中，大家可以通過BIM模型的共享，隨時隨地對建筑的綠色節(jié)能理念進行跟蹤及方案修改，使整個項目從開始到結束都具有緊密的關聯(lián)性，各部門形成協(xié)同合作的整體。

（2）進行性能分析對比

普通的建筑分析方案對比，必須要求有專門的軟件通過專門的工作人員輸入對比數(shù)據(jù)，而且操作過程比較麻煩。如果使用不同的分析軟件，則需要再一次重新建模輸入數(shù)據(jù)。而利用BIM技術可以有效的解決這個問題，因為在BIM初始建模時，設計師已經(jīng)存入大量的設計信息，例如材料性質，環(huán)境分類等信息。這樣要對結構進行性能分析時，只需要把模型轉換到性能分析的模式即可，如下圖1所示，就是進行數(shù)據(jù)交換時的界面。

3.2 綠色建筑設計中應用BIM技術應用的設計方法

以BIM技術為基礎進行綠色建筑設計時，應該參考傳統(tǒng)的建筑設計理念，將綠色建筑設計理念融入到各個設計環(huán)節(jié)中。首先應該建立優(yōu)秀的綠色建筑團隊，團隊中應該包括建筑、結構、環(huán)境等各個學科領域。然后由團隊經(jīng)理明確項目的建設目標，達成一致的設計理念。最后建立工作流程，由各學科的工程師完成本領域的BIM建模。

3.3 BIM技術在綠色建筑的結構設計的應用實例

本文將以東北師范大學圖書館為例進行BIM技術在綠色建筑的結構設計應用問題的研究。東北師范大學圖書館充分體現(xiàn)了綠色建筑理念及BIM理念，BIM設計貫穿整個工程的設計及施工階段，通過對環(huán)境及節(jié)能材料的利用，充分體現(xiàn)出建筑的節(jié)能特性。結構建筑設計過程中，應用BIM模型對建筑的日照條件及風能等條件進行建筑性能模擬，有效地解決了圖書館與周圍建筑的采光與通風問題，實現(xiàn)了綠色建筑的節(jié)能理念。BIM模型的建立，使用對建筑進行承載力分析，能夠快速的發(fā)現(xiàn)設計中的錯誤，并能在三維模型中直觀的體現(xiàn)出來，且設計人員可以直接在三維模型上進行結構的修改，這顛覆了傳統(tǒng)的二維設計理念，為設計人員提供了巨大的幫助和支持。東北師范大學圖書館利用BIM技術在綠色建筑的結構設計的應用向我們證明了BIM技術的可行性與快捷性，這對未來實現(xiàn)綠色建筑理念與BIM技術的良好結合奠定了良好基礎。

總結

目前我國綠色建筑理念及BIM技術的發(fā)展仍不夠完善，但是卻呈現(xiàn)出良好的發(fā)展趨勢。綠色建筑理念中性能模擬需要以建立模型為基礎，而BIM技術的關鍵就是建立三維模型。所以BIM技術與綠色建筑設計相結合將會對建筑行業(yè)發(fā)展具有重大作用。

[1]聶倩倩.基于BIM技術的綠色建筑設計探究[J].住宅與房地產(chǎn),2017(26):69.