BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

王銘謖

摘 ? ?要：當(dāng)前隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域傳統(tǒng)的運(yùn)營方式已經(jīng)越來越難適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)協(xié)同發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需求，為了實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)生態(tài)化和節(jié)能化的目標(biāo)，綠色建筑設(shè)計(jì)的理念應(yīng)運(yùn)而生。本文基于BIM技術(shù)的典型特征，分析BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用策略，目的是將先進(jìn)的BIM技術(shù)應(yīng)用到綠色建筑實(shí)踐中，推動(dòng)建筑設(shè)計(jì)走向生態(tài)文明與經(jīng)濟(jì)收益雙贏發(fā)展的新臺(tái)階。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);綠色建筑;建筑設(shè)計(jì)

1 ?前言

當(dāng)前，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展到動(dòng)力機(jī)制轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵時(shí)期，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)文明之間的矛盾日漸深化。在建筑行業(yè)中，近年來我國建筑行業(yè)發(fā)展迅速，建筑發(fā)展導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境壓力也逐步邁向高峰期，在這一關(guān)鍵歷史階段，通過綠色建筑設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與綠色生態(tài)的策略勢(shì)在必行。而將BIM技術(shù)這一數(shù)據(jù)化管理工具引入到綠色建筑設(shè)計(jì)中，是創(chuàng)新技術(shù)與建筑設(shè)計(jì)發(fā)展實(shí)際需求相結(jié)合的有益嘗試，能夠充分提升綠色建筑設(shè)計(jì)工作推進(jìn)效率，提升綠色建筑設(shè)計(jì)水平，從而實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展[1]。下文將從BIM核心技術(shù)特征入手，分析BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，進(jìn)而探討B(tài)IM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用策略。

2 ?BIM技術(shù)特征概述

當(dāng)前，BIM技術(shù)已經(jīng)成為建筑領(lǐng)域新興活躍的重要技術(shù)之一，我國相比于發(fā)達(dá)國家而言雖然起步較晚，但是對(duì)于這一技術(shù)的推廣實(shí)踐應(yīng)用十分廣泛，已經(jīng)在建筑設(shè)計(jì)和建筑施工等建筑相關(guān)領(lǐng)域儲(chǔ)備了一定經(jīng)驗(yàn)。BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，充分提升了建筑設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，為后續(xù)建筑施工等環(huán)節(jié)奠定了良好基礎(chǔ)[2]。具體而言，BIM技術(shù)具有技術(shù)完備性、信息關(guān)聯(lián)性以及數(shù)據(jù)模型化等特征。

2.1 ?技術(shù)完備性

當(dāng)前，BIM技術(shù)在世界范圍內(nèi)已經(jīng)發(fā)展接近20年，結(jié)合3D技術(shù)以及數(shù)據(jù)庫技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，BIM技術(shù)已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)公認(rèn)的較為完備的建筑設(shè)計(jì)技術(shù)之一，能夠?qū)G色建筑具體項(xiàng)目開展3D資料信息描述，同時(shí)針對(duì)不同項(xiàng)目的具體特征開展針對(duì)性分析，能夠?qū)罄m(xù)建筑施工的全流程開展邏輯分析[3]。

2.2 ?信息關(guān)聯(lián)性

在BIM系統(tǒng)中，建筑項(xiàng)目信息都是標(biāo)簽化存儲(chǔ)的，這一技術(shù)能夠高效辨別信息，抓住信息之間的內(nèi)在聯(lián)系，并且利用系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)信息的關(guān)聯(lián)性，通過可視化的方式展現(xiàn)給適用對(duì)象，一旦信息由于環(huán)境因素發(fā)生變化，那么與這一信息所有相關(guān)信息都能夠通過BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)修正。

2.3 ?數(shù)據(jù)模型化

BIM技術(shù)不僅能夠高效儲(chǔ)存和管理綠色建筑設(shè)計(jì)相關(guān)信息，而且能夠?qū)?shù)據(jù)信息模型化，處理相同類型的綠色建筑設(shè)計(jì)，不需要多次重復(fù)輸入信息，而是通過輸入部分關(guān)鍵信息數(shù)據(jù)的方式，將數(shù)據(jù)模型化，利用數(shù)據(jù)模型自動(dòng)轉(zhuǎn)化所需信息，實(shí)現(xiàn)綠色建筑設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的延伸。

3 ?BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計(jì)中的作用

在綠色建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐中應(yīng)用BIM技術(shù)，也有助于提升綠色建筑設(shè)計(jì)的效率，在推動(dòng)建筑能源節(jié)約的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)，提升人類居住環(huán)境舒適性，促進(jìn)當(dāng)?shù)厝伺c自然的協(xié)同可持續(xù)發(fā)展。與此同時(shí)，當(dāng)前綠色建筑設(shè)計(jì)理念不斷深入到建筑施工實(shí)踐的過程中，綠色建筑設(shè)計(jì)的規(guī)模飛速擴(kuò)張，BIM技術(shù)能夠滿足建筑設(shè)計(jì)規(guī)模擴(kuò)張的需求，通過數(shù)據(jù)庫的制定與完善，規(guī)劃出綠色建筑設(shè)計(jì)路徑，從業(yè)者在做好現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查以及數(shù)據(jù)整理的基礎(chǔ)上，通過BIM技術(shù)的科學(xué)利用，能夠更加高效準(zhǔn)確地完成綠色建筑設(shè)計(jì)。因此，BIM技術(shù)能夠在綠色建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)揮出工程設(shè)計(jì)、建造以及管理的優(yōu)勢(shì)，構(gòu)筑綠色建筑設(shè)計(jì)信息模型。

4 ?BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

4.1 ?綠色建筑設(shè)計(jì)初始階段的應(yīng)用

在綠色建筑設(shè)計(jì)初期，需要對(duì)項(xiàng)目所處區(qū)位地理信息特征進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，針對(duì)地形地勢(shì)、光照、風(fēng)向等地理信息開展收集分析工作，在此基礎(chǔ)上才能夠充分利用當(dāng)?shù)靥柲?、風(fēng)能等清潔能源實(shí)現(xiàn)綠色建筑設(shè)計(jì)。BIM技術(shù)在這一階段的主要應(yīng)用首先是信息的電子化收集與整理，進(jìn)而為建筑初步體量設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)，有效縮短初始設(shè)計(jì)耗時(shí)，其次BIM技術(shù)能夠模擬日照和通風(fēng)數(shù)據(jù)，保障建筑設(shè)計(jì)初期工程的朝向以及間距等更趨于合理化，最后保障整體綠色建筑設(shè)計(jì)的布局更加科學(xué)合理。

4.2 ?綠色建筑設(shè)計(jì)建模階段的應(yīng)用

當(dāng)前，由于建筑需求日益?zhèn)€性化，建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜性逐步提升，因此建筑設(shè)計(jì)也隨之走向復(fù)雜化，在綠色建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐中，不僅需要針對(duì)建筑地理信息進(jìn)行計(jì)算分析，更要保障建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和生態(tài)性，這樣才能夠真正實(shí)現(xiàn)綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的目標(biāo)。而BIM技術(shù)中的參數(shù)設(shè)計(jì)功能模塊，就能夠通過建筑工程數(shù)據(jù)建模的方式精準(zhǔn)描述建筑工程形體，使原有的復(fù)雜建模過程變得更加簡(jiǎn)潔高效，通過建模的質(zhì)量也能夠獲得保證。與此同時(shí)，BIM技術(shù)還能夠通過數(shù)據(jù)庫聯(lián)動(dòng)等技術(shù)，自動(dòng)修改完善實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫參數(shù)的優(yōu)化，保證部分建模參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，其他參數(shù)根據(jù)建模需求以及數(shù)據(jù)原理實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，保障綜合系統(tǒng)內(nèi)具有良好的模型協(xié)調(diào)性，不僅如此，BIM技術(shù)也能夠通過可視化的方式，將模型以更容易理解的方式展示出來，與傳統(tǒng)的2D圖紙展示方式相比，可視化的設(shè)計(jì)能夠讓項(xiàng)目相關(guān)人員以透視的方式觀察項(xiàng)目設(shè)計(jì)模型，并且可以從不同角度、不同光照水平等差異化視角審視綠色建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)性，讓綠色建筑設(shè)計(jì)模擬效果更加接近真實(shí)施工情況，提早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中可能存在問題。

4.3 ?綠色建筑環(huán)境模擬分析中的應(yīng)用

綠色建筑設(shè)計(jì)過程中，除了初始階段的數(shù)據(jù)分析和建模以外，綠色建筑環(huán)境的參數(shù)模擬分析也十分重要，多樣化的參數(shù)模擬能夠模擬不同環(huán)境條件下綠色建筑的節(jié)能水平，是綠色建筑節(jié)能水平估算和評(píng)價(jià)的重要參考。一方面，積極模擬分析建筑物的光照情況，尤其是當(dāng)?shù)氐淖匀徊晒馇闆r，通過充分利用自然光照的方式實(shí)現(xiàn)太陽能的利用;另一方面，模擬室內(nèi)外自然通風(fēng)情況，充分利用自然通風(fēng)能夠提升居住的舒適程度，同時(shí)能夠在降低能源消耗的基礎(chǔ)上起到控制室溫的效果，可以根據(jù)室內(nèi)自然通風(fēng)情況決定建筑內(nèi)部風(fēng)口的設(shè)置方式。除了基礎(chǔ)的光照和通風(fēng)情況外，在較為大型的建筑群內(nèi)，也可以通過BIM技術(shù)模擬建筑內(nèi)外部綠植覆蓋情況對(duì)于整體環(huán)境的影響，設(shè)置不同的綠色植被覆蓋比例，分析其對(duì)于溫度濕度以及居住舒適度的影響，有助于進(jìn)一步完善綠色建筑設(shè)計(jì)。

4.4 ?綠色建筑設(shè)計(jì)項(xiàng)目運(yùn)行中的應(yīng)用

綠色建筑設(shè)計(jì)項(xiàng)目運(yùn)行過程中，同樣也少不了BIM技術(shù)的應(yīng)用。前期BIM系統(tǒng)內(nèi)部已經(jīng)儲(chǔ)存了大量的項(xiàng)目相關(guān)數(shù)據(jù)，構(gòu)筑成有效的數(shù)據(jù)庫以及運(yùn)算模型，在設(shè)計(jì)項(xiàng)目運(yùn)行的過程中，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控運(yùn)行的進(jìn)度，通過可視化的技術(shù)精準(zhǔn)查詢所需的數(shù)據(jù)資料。同時(shí)，BIM建筑的仿真模擬能夠有效降低實(shí)際綠色建筑工程中的試錯(cuò)成本，尤其對(duì)于構(gòu)造復(fù)雜的綠色建筑，在設(shè)計(jì)運(yùn)行的過程中通過反復(fù)模擬參數(shù)的方式可以得出最為安全并且節(jié)能的建筑方式，有效提升綠色建筑設(shè)計(jì)的運(yùn)作水平。

5 ?結(jié)束語

總而言之，BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計(jì)的初始階段、建模階段、環(huán)境模擬階段以及項(xiàng)目運(yùn)行階段都能夠起到提升效率、降低成本的積極作用，因此在綠色建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)積極引入BIM技術(shù)，加強(qiáng)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性，實(shí)現(xiàn)綠色建筑設(shè)計(jì)生態(tài)目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)目標(biāo)雙贏，推動(dòng)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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