基于BIM的綠色建筑設計課程體系研究與實踐

周盼 馮世成

北京構力科技有限公司上海分公司 上海 200023

習總書記在“十九大”報告中指出：“加快建設制造強國，加快發(fā)展先進制造業(yè)，推動互聯(lián)網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合，在中高端消費、創(chuàng)新引領、綠色低碳、共享經濟、現代供應鏈、人力資本服務等領域培育新增長點、形成新動能?！逼渲械摹盎ヂ?lián)網、大數據、人工智能”以及“綠色低碳”指出了建筑行業(yè)將來的發(fā)展方向。中國建筑行業(yè)已然正在步入“信息化”、“綠色低碳化”的時代，但我國的建筑教育存在滯后性，跟不上時代的步伐。作為建筑學的重要課程——建筑設計的信息化、綠色化進程刻不容緩。

1 綠色建筑設計和BIM結合的必然性

《綠色建筑評價標準》（GB/T50378-2014）包含了節(jié)地與室外環(huán)境、節(jié)能與能源利用、節(jié)水與水資源利用、節(jié)材與材料資源利用、室內環(huán)境質量、施工管理、運營管理7類指標。綠色建筑技術涉及規(guī)劃、設計、施工、運營等諸多建設環(huán)節(jié)。在綠色建筑評價中，包含有對建筑整體特性的量化指標，如果不依托計算機技術，完成這些建筑指標的量化計算幾乎是不可能的。如以建筑的節(jié)能分析為例，必須借助相關節(jié)能分析軟件，將建筑圍護結構的構造及熱工性能賦予建筑模型，才能完成建筑節(jié)能性能的模擬[1]。這種對建筑物的模擬方法，就是利用了BIM技術。BIM技術是多維數據信息模型、信息集成、協(xié)同工作以及可視化等理論和技術的綜合體。利用BIM技術，可方便、快速、準確地完成對諸如建筑節(jié)能、光環(huán)境、聲環(huán)境等的模擬、分析及優(yōu)化。這就要求在建筑學專業(yè)的培養(yǎng)計劃中，應將BIM技術和綠色建筑設計要求有效結合起來，建立基于BIM的綠色建筑設計課程體系。

2 我國綠色化建筑設計教育現狀分析

2.1 缺乏科學的設計思維

建筑教育中傳統(tǒng)的建筑設計思維是“建筑設計主義”，即考慮空間、功能、造型、美觀等建筑本身的因素較多，往往很少會考慮綠色建筑中節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材以及與環(huán)境和諧共生等因素。在設計過程中較少考慮結構設計、給排水設計、暖通設計、電氣設計等問題，更不會去考慮造價以及后期運營等問題。在方案設計階段也不會考慮細節(jié)的數據信息，如窗的傳熱系數、墻的構造層次等。在課程作業(yè)評分中，效果表達好的學生更占優(yōu)勢。這種教育狀況對于綠色建筑設計人才的培養(yǎng)及其不利。

2.2 設計手段缺乏信息化

現今建筑行業(yè)建筑設計手段多為電腦設計，“北京、上海、廣州、深圳等地區(qū)的設計單位以及施工企業(yè)較多運用了BIM進行設計及施工，但我國大部分地區(qū)還是應用二維電腦繪圖進行設計。高校更是滯后，90%的高校在低年級建筑設計課程中是手繪設計，80%的高校在高年級時是用二維（CAD系列軟件）進行設計，較少有高校利用建筑信息模型來進行建筑設計。

3 基于BIM的綠色建筑設計課程體系實踐

為達成培養(yǎng)綠色建筑設計能力的目標，基于BIM的綠色建筑設計課程體系應包含理論主線和實踐主線，整體上采用“理論課程+實踐操作+課程設計”的模式。整個課程體系貫穿建筑學五年的教學全過程，使學生一步一步建立基于BIM的綠色建筑設計的知識和能力架構。

技術類課程是基礎：綠色建筑設計涉及面廣，對設計者相關的建筑技術理論要求高，它要求設計者具有多專業(yè)的理論基礎，同時又要掌握綠色建筑的特點及綠色建筑設計的原理、方法，才能完成綠色建筑設計的任務。計算機應用能力是支撐：基于BIM的綠色建筑設計綜合能力需要有較強的計算機輔助設計（CAD）基礎，學生除了能夠使用傳統(tǒng)的繪圖軟件如Autocad、Photo-shop、Sketchup軟件外，還必須掌握對建筑性能進行綜合分析的軟件，如Ecotect，斯維爾建筑性能分析的相關的軟件等，才能進行綠色建筑性能的模擬分析。建筑設計系列課程是綜合：建筑設計系列課程是建筑學專業(yè)的主干課，在建筑學專業(yè)培養(yǎng)計劃中占有重要的地位。傳統(tǒng)的建筑設計系列課程的教學中，建筑的平面功能組織能力和建筑的造型設計能力是課程關注的重點?；贐IM的綠色建筑設計課程體系應將綠色建筑的設計理念融入建筑設計系列課程當中，我國已頒布了不同類型的綠色建筑設計標準，如《綠色辦公建筑評價標準》（GB50908-2013）、《綠色醫(yī)院建筑評價標準》（GB/T51153-2015）等，在不同類型的建筑設計教學中，應將不同類型的建筑的綠色建筑設計要點與建筑設計結合起來，以改善建筑設計課程與建筑技術課程脫節(jié)的狀況。畢業(yè)設計是綜合能力的檢驗：畢業(yè)設計是建筑學培養(yǎng)過程的最后一個階段，是一種總結性的實踐教學環(huán)節(jié)。在畢業(yè)設計教學中，應對綠色建筑設計提出相應的要求。通過畢業(yè)設計，對學生所學的各種理論知識和技能進行全面、系統(tǒng)的檢驗[2]。學科競賽是補充：當前我國已有不少全國性或地方性的與綠色建筑設計相關的設計競賽，如由全國高等學校建筑學學科專業(yè)指導委員會主辦“谷雨杯全國大學生可持續(xù)建筑設計競賽”等。這些學科競賽是綠色建筑設計教學的必要補充，它不但可以起到較好的導向作用，還可以激發(fā)優(yōu)秀學生學習的積極性、主動性與創(chuàng)造性，從而起到以點帶面的效果。

4 結語

綠色建筑設計涉及建筑設計、場地設計、結構設計、景觀設計、給排水設計、電氣設計等多個專業(yè)，因此綠色建筑的設計不是建筑設計一個專業(yè)能完成的，但建筑師作為建筑設計的龍頭專業(yè)，能夠全面把握綠色建筑的體系要求仍顯得十分重要。構建基于BIM的綠色建筑設計課程體系，就是促使學生建立綜合建筑設計觀，培養(yǎng)能夠進行綠色建筑策劃、設計的綜合性人才，以適應新型城鎮(zhèn)化對建筑設計與管理的需求。