BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

孫博勇 陳瑤

摘要：隨著我國(guó)建筑工程行業(yè)的迅速發(fā)展，工程的數(shù)量和規(guī)模都有很大提升，人們?cè)谧非蠊こ听嫶笠?guī)模和完工速度的同時(shí)，往往忽略掉建筑的環(huán)境資源問(wèn)題。我國(guó)資源日益稀缺，造成建設(shè)資源浪費(fèi)的巨大矛盾。對(duì)此，人們應(yīng)該注意到綠色建筑在現(xiàn)實(shí)生活中占比重越來(lái)越大。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；綠色建筑設(shè)計(jì)；可持續(xù)發(fā)展

引言

綠色建筑的理念是指在建筑項(xiàng)目開(kāi)發(fā)、建設(shè)、應(yīng)用、淘汰的全生命周期內(nèi)，盡可能的保障其整個(gè)過(guò)程中對(duì)于環(huán)境的污染和影響程度最低，因?yàn)榄h(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為我國(guó)可持續(xù)發(fā)展道路上最關(guān)鍵的影響因素，建筑行業(yè)作為支柱產(chǎn)業(yè)，其綠色環(huán)保的發(fā)展趨勢(shì)，有利于促進(jìn)綠色環(huán)保工作的進(jìn)一步推進(jìn)。

1 BIM技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 BIM技術(shù)的可視化與協(xié)調(diào)性

從現(xiàn)階段的建筑行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，秉持著可持續(xù)發(fā)展的原則將建筑項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)和建設(shè)導(dǎo)向綠色環(huán)保的方向上，是現(xiàn)階段這一行業(yè)發(fā)展的根本和重點(diǎn)要求，綠色環(huán)保的建筑類型，不但在建筑成本上能夠?qū)崿F(xiàn)合理的規(guī)劃和分配，而且對(duì)于居住者而言，其舒適度和安全系數(shù)也能夠得到一定程度的保障和提高。

將BIM技術(shù)在綠色建筑項(xiàng)目的建設(shè)中合理應(yīng)用，有助于提高建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量和整體水平。此外，設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)也能進(jìn)行更加直觀的了解，為施工項(xiàng)目設(shè)計(jì)的優(yōu)化提供了技術(shù)保障。施工部門以及各個(gè)單位和部門之間做好有效的溝通與協(xié)調(diào)工作，才能及時(shí)預(yù)防和解決施工中存在的問(wèn)題。應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠在施工前期對(duì)各專業(yè)之間的矛盾進(jìn)行協(xié)調(diào)，為解決問(wèn)題提供可靠的協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)。

1.2 BIM技術(shù)的模擬性與優(yōu)化性

在建筑項(xiàng)目的各個(gè)階段，BIM技術(shù)可以對(duì)建筑進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。例如：節(jié)能模擬、使用功能模擬、日照模擬等。同時(shí)也可以對(duì)施工情況進(jìn)行模擬，從而對(duì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化。此外，BIM技術(shù)還可以對(duì)緊急情況進(jìn)行模擬處理，例如：地震逃生、消防模擬等。BIM技術(shù)的優(yōu)化性表現(xiàn)在對(duì)施工方案的優(yōu)化方面。設(shè)計(jì)人員可以應(yīng)用BIM技術(shù)來(lái)準(zhǔn)確地掌握施工信息，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)對(duì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)于施工難度較大的特殊工程，有效地應(yīng)用BIM技術(shù)就可以對(duì)這些工程進(jìn)行方案優(yōu)化，為施工企業(yè)節(jié)約施工成本和施工時(shí)間。

1.3 BIM技術(shù)的可出圖性與一體化性

BIM技術(shù)的可出圖性是通過(guò)建筑的可視化展示、協(xié)調(diào)、優(yōu)化模擬之后，幫助業(yè)主出具管線、結(jié)構(gòu)等方面的圖紙，以及偵錯(cuò)報(bào)告和改進(jìn)方案等。為設(shè)計(jì)人員優(yōu)化施工方案提供合理的參考。另外，BIM技術(shù)的一體化性，能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)人員提供合理的建議，使建筑資源得到合理的應(yīng)用。

2綠色建筑含義以及國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)

2.1含義

從狹義上講，綠色建筑也被稱為高性能建筑，符合綠色建筑認(rèn)證要求，并獲得相應(yīng)的評(píng)級(jí)。由于不同國(guó)家的文化和地理?xiàng)l件不同，每個(gè)國(guó)家的評(píng)級(jí)體系和標(biāo)準(zhǔn)也不同。定義、內(nèi)容甚至名稱也各不相同。從廣義上講，綠色建筑只是將可持續(xù)發(fā)展理論融入建筑實(shí)踐中。這主要涉及設(shè)計(jì)，施工和操作，使用更少的能源，減少環(huán)境影響，并改善在建筑物及周圍社區(qū)居住或工作的人的生活質(zhì)量。例如，中國(guó)將綠色建筑定義為節(jié)約資源，包括能源，土地，水和材料；保護(hù)環(huán)境；并在建筑物的整個(gè)生命周期內(nèi)盡量減少污染。我們的目標(biāo)是使用自然，和諧的結(jié)構(gòu)提供健康，舒適和節(jié)能的空間。綠色建筑是保護(hù)建筑能源的固有要求。

2.2國(guó)內(nèi)外建筑發(fā)展概述

（1）國(guó)內(nèi)

①大陸：中國(guó)對(duì)綠色建筑的探索始于建筑節(jié)能，這與中國(guó)的基本國(guó)情不可分割。節(jié)能是綠色建筑的基本要素。1996年到2005年的10年時(shí)間內(nèi)，我國(guó)綠色建筑進(jìn)一步發(fā)展，完善和頒布了一系列和綠色建筑有關(guān)的法律、準(zhǔn)則、規(guī)范，如《中華人民共和國(guó)建筑法》《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》《住宅建筑規(guī)范》《住宅性能評(píng)價(jià)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》等。2006年，《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》的頒布，從勘探研究到綜合促進(jìn)，逐步推動(dòng)了中國(guó)綠色建筑的發(fā)展。②香港地區(qū)：香港地區(qū)綠色建筑的發(fā)展在20世紀(jì)80年代開(kāi)始，1996年，制定了“香港建筑環(huán)境評(píng)估法”體系，簡(jiǎn)稱HK-BEAM體系。這個(gè)體系經(jīng)過(guò)多次更新升級(jí)，最終定稿為2004年的現(xiàn)行版本。自2008年以來(lái)，必須對(duì)所有政府建設(shè)項(xiàng)目和基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目進(jìn)行綠色建筑識(shí)別評(píng)估。

（2）國(guó)外

①美國(guó)：1962年，美國(guó)人發(fā)表了《沉默的春天》，這對(duì)促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了巨大影響。1969年，其提出了“生態(tài)建筑”的概念，并形成了綠色建筑的最初概念。2009年，美國(guó)綠色建筑發(fā)展迅速，美國(guó)綠色建筑委員會(huì)（USGBC）成員突破2000人。②英國(guó)：由于工業(yè)革命，英國(guó)社會(huì)生產(chǎn)力的快速發(fā)展也嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。1947年，英國(guó)頒布了《城市改善法》和《污染預(yù)防法》。目前，英國(guó)正在創(chuàng)造更加環(huán)保的“綠色家庭”。③其他國(guó)家和地區(qū)：日本的綠色建筑評(píng)價(jià)體系主要是CASEBEE建筑綜合環(huán)境績(jī)效評(píng)價(jià)方法。2000年，澳大利亞推出了AB-GRS國(guó)家綠色建筑評(píng)估系統(tǒng)。

3具體應(yīng)用分析

3.1前期規(guī)劃階段的應(yīng)用

在綠色建筑的背景下，建筑項(xiàng)目的前期規(guī)劃階段中，BIM技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值在于，在前期的規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，建筑項(xiàng)目的施工范圍和施工區(qū)域的選定，需要考慮對(duì)周邊環(huán)境的影響，這種影響包括道路交通、城市規(guī)劃建設(shè)，自然環(huán)境等多個(gè)方面。而B(niǎo)IM技術(shù)的應(yīng)用，可以對(duì)建筑建成后的整體效果和造型進(jìn)行模擬展示，在此基礎(chǔ)上，再融入GIS等專業(yè)數(shù)據(jù)軟件的支持，可以將建筑項(xiàng)目的建設(shè)對(duì)環(huán)境的影響以及其自身的能源消耗情況通過(guò)數(shù)據(jù)化的信息得以反映，這些信息的價(jià)值在于，幫助設(shè)計(jì)人員對(duì)于綠色建筑方案的可行性進(jìn)行分析。并抓住前期的規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)，對(duì)綠色建筑設(shè)計(jì)后期實(shí)施做出一個(gè)合理的規(guī)劃。

3.2具體設(shè)計(jì)方案中的應(yīng)用

這一環(huán)節(jié)的應(yīng)用更加具體和細(xì)致，所謂的綠色建筑，除了在成本的控制和資源的有效利用的基礎(chǔ)上完成建筑工程項(xiàng)目外，最大程度地對(duì)自然環(huán)境中的綠色環(huán)保元素進(jìn)行科學(xué)的分析和有效的應(yīng)用也是體現(xiàn)綠色建筑設(shè)計(jì)理念的一個(gè)重要途徑。對(duì)于建筑主體來(lái)說(shuō)，其內(nèi)部的布局形式、采光效果、聲學(xué)原理以及色彩應(yīng)用都是與綠色建筑設(shè)計(jì)有密切關(guān)系的要素。且都決定著建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中實(shí)踐綠色環(huán)保的效果。有了BIM技術(shù)的支持，則整個(gè)方案設(shè)計(jì)中的折現(xiàn)元素，都可以應(yīng)用BIM技術(shù)中的相關(guān)系統(tǒng)模塊和軟件對(duì)其相應(yīng)效果進(jìn)行模擬觀察，有了在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)對(duì)綠色環(huán)保設(shè)計(jì)的效果的真實(shí)觀察，就能夠?yàn)橄鄳?yīng)設(shè)計(jì)的科學(xué)合理提供更有效的支持。

3.3施工環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

在綠色建筑設(shè)計(jì)的整體過(guò)程中，施工環(huán)節(jié)無(wú)疑是最核心的環(huán)節(jié)。在建筑施工階段，也同樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工操作環(huán)節(jié)的可視化模擬。有了這種功能，建筑施工環(huán)節(jié)的工程量技術(shù)統(tǒng)計(jì)和相關(guān)的檢查，就可以直接在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中將其結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)和反饋。從而對(duì)一些綠色環(huán)保原材料和技術(shù)的應(yīng)用實(shí)際效果有一個(gè)明確的把握。為后期的資源消耗和環(huán)保效果的評(píng)估提供依據(jù)。

3.4對(duì)施工項(xiàng)目管理的應(yīng)用

施工項(xiàng)目的管理工作，是保障整個(gè)工程穩(wěn)定、有序推進(jìn)的前提和基礎(chǔ)。從BIM技術(shù)的特點(diǎn)分析，其對(duì)于施工項(xiàng)目中的各個(gè)環(huán)節(jié)的信息都能夠完成數(shù)字化的、可視化的模擬過(guò)程，這對(duì)于管理人員來(lái)說(shuō)，無(wú)疑可以提高管理效率，降低管理成本，這也是綠色建筑設(shè)計(jì)所追求的一個(gè)重點(diǎn)。

結(jié)語(yǔ)

總之，在建筑行業(yè)中，綠色建筑設(shè)計(jì)已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑的一個(gè)主流的要求和發(fā)展趨勢(shì)，技術(shù)人員一方面應(yīng)當(dāng)明確綠色建筑設(shè)計(jì)的核心內(nèi)涵，并找到其與BIM技術(shù)應(yīng)用的合理切入點(diǎn)，確保兩者的結(jié)合取得良好的應(yīng)用效果。

參考文獻(xiàn)

[1]湯闖，李曉琳.BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2017（1）：101-103.

（作者單位：1、北京一禾建筑設(shè)計(jì)有限公司；

2、沈陽(yáng)城市建設(shè)學(xué)院）