BIM技術(shù)在綠色公共建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

劉慧佳

天津市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 天津 300074

引言

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們的環(huán)保意識(shí)有了很大提升，對(duì)節(jié)能減排工作越來越重視。在公共建筑設(shè)計(jì)中，通過BIM技術(shù)應(yīng)用建立數(shù)字化模型，對(duì)各類建筑信息進(jìn)行呈現(xiàn)，然后利用這些模型對(duì)公共建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以促使公共建筑達(dá)到節(jié)能和環(huán)保效果，促進(jìn)我國綠色建筑行業(yè)的發(fā)展。

1 綠色建筑、BIM技術(shù)概念

1.1 綠色建筑定義

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的水平有了很大提升。但是亂砍濫伐的問題依然存在，造成了資源浪費(fèi)，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了很大影響。在建筑行業(yè)的發(fā)展中，通過綠色建筑設(shè)計(jì)，可以為人們的生活提供健康的生活空間，而且能夠達(dá)到節(jié)約材料和保護(hù)環(huán)境的效果。隨著人們生活水平的提升，對(duì)建筑生命周期越來越重視，通過樹立正確的綠色建筑理念，可以更好地促進(jìn)建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展[1]。

1.2 BIM 技術(shù)定義

所謂BIM技術(shù)主要指的是信息建筑模型，通過BIM技術(shù)能夠?qū)ㄖこ逃嘘P(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行充分利用。在BIM技術(shù)應(yīng)用中，主要分為以下三個(gè)部分。一是通過BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)信息資源共享，然后可以為相關(guān)建筑設(shè)計(jì)和應(yīng)用開展有效的數(shù)據(jù)支撐工作，能夠讓相關(guān)工作人員更好地了解道建筑結(jié)構(gòu)。二是通過BIM技術(shù)應(yīng)用，可以把建筑工程的物理特點(diǎn)和功能更好地體現(xiàn)出現(xiàn)。三是通過BIM技術(shù)應(yīng)用，相關(guān)工作人員可以對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行提取和修改，然后對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效更新，可以更好地對(duì)各部門工作進(jìn)行有效協(xié)調(diào)。另外在建筑工程中，通過BIM技術(shù)應(yīng)用，可以更好地促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展。在現(xiàn)階段的BIM技術(shù)發(fā)展中，我國BIM技術(shù)水平和發(fā)達(dá)國家水平達(dá)到了同一水平，逐漸成為了建筑行業(yè)的支柱力量。

2 BIM技術(shù)在綠色公共建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值

近年，綠色公共建筑的設(shè)計(jì)工作已經(jīng)開始重視對(duì) BIM 技術(shù)的應(yīng)用，采用相關(guān)技術(shù)不僅能夠提升建筑設(shè)計(jì)的合理性，還能從根本上預(yù)防節(jié)能設(shè)計(jì)的不足之處，具有重要意義。

2.1 能夠協(xié)調(diào)建筑設(shè)計(jì)工作與環(huán)境的關(guān)系

在應(yīng)用BIM技術(shù)過程中，可以利用建模的方式統(tǒng)籌建筑工程和環(huán)境之間的關(guān)系，通過自然環(huán)境控制技術(shù)來驗(yàn)算建筑功能的具體條件，便于為相關(guān)設(shè)計(jì)工作的實(shí)施與開展提供理論基礎(chǔ)。在應(yīng)用BIM技術(shù)的過程中，可以采用立體化建模功能，層層分析墻體導(dǎo)熱參數(shù)、室內(nèi)采光參數(shù)、幕墻光線折射參數(shù)等數(shù)據(jù)，并根據(jù)具體情況改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，應(yīng)用BIM技術(shù)還可以輸入當(dāng)?shù)貐^(qū)域的地質(zhì)、氣候、光照等環(huán)境信息，驗(yàn)證工程設(shè)計(jì)內(nèi)容是否有問題，并及時(shí)作出調(diào)整，這樣不僅可以協(xié)調(diào)工程和環(huán)境之間的關(guān)系，還能防止出現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)的相關(guān)問題[2]。

2.2 能夠提升材料與資源的利用率

我國在綠色公共建筑方面已經(jīng)提出了環(huán)保設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，但是如果采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式，很難精確計(jì)算材料與資源的利用參數(shù)，容易出現(xiàn)浪費(fèi)材料、損耗資源的情況。而應(yīng)用BIM技術(shù)可以建立相關(guān)模型，精確計(jì)算材料和資源的應(yīng)用量，準(zhǔn)確推算工程材料使用量和資源消耗量。一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容中存在節(jié)能環(huán)保問題，可以及時(shí)提出相關(guān)建議，以確保材料與資源的利用率。

2.3 能夠提升室內(nèi)外設(shè)計(jì)的科學(xué)性

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式經(jīng)常會(huì)引發(fā)室內(nèi)外結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)的相關(guān)問題，不能確保節(jié)能性與環(huán)保性，影響各方面設(shè)計(jì)工作的有效實(shí)施和開展。而使用BIM技術(shù)，可以通過仿真日照環(huán)境、通風(fēng)環(huán)境等建模方式模擬室內(nèi)、室外環(huán)境，為室內(nèi)外設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確依據(jù)，便于在開展室內(nèi)外設(shè)計(jì)工作的過程中，合理進(jìn)行節(jié)能環(huán)保的處理，保證設(shè)計(jì)工作符合節(jié)能環(huán)保的基本要求，增強(qiáng)設(shè)計(jì)工作整體效率[3]。

2.4 避免錯(cuò)漏碰缺

在建筑的設(shè)計(jì)建造過程中，經(jīng)常會(huì)遇到“錯(cuò)漏碰缺”和“設(shè)計(jì)變更”。建筑設(shè)計(jì)反復(fù)修改是行業(yè)常見的現(xiàn)象，現(xiàn)階段基于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的平面圖紙，設(shè)計(jì)師會(huì)做專業(yè)技術(shù)綜合的工作，所花精力雖不少，實(shí)際效果卻不滿意。問題也非出自一個(gè)專業(yè)，出現(xiàn)問題最多的方面主要是設(shè)備管線綜合和結(jié)構(gòu)碰撞，也是目前BIM處理得最多的問題。在綠色建筑設(shè)計(jì)過程中，利用BIM軟件可以進(jìn)行3D漫游技術(shù)，發(fā)現(xiàn)“錯(cuò)漏碰缺”的情況出現(xiàn)，有效避免造成代價(jià)高昂的工程返工和資源浪費(fèi)。

3 BIM技術(shù)在綠色公共建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原則

3.1 經(jīng)濟(jì)性原則

在公共建筑設(shè)計(jì)中，由于綠色公共建筑維護(hù)必須復(fù)雜，如果在設(shè)計(jì)上存在不合理的問題，就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)成本高，影響建筑施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。所以在公共建筑設(shè)計(jì)中，通過BIM技術(shù)開展設(shè)計(jì)工作需要遵守經(jīng)濟(jì)性原則，可以更好地提升綠色公共建筑的效益。

3.2 節(jié)能性原則

在公共建筑設(shè)計(jì)中，需要遵循節(jié)能型原則，提高資源利用率。在公共建筑設(shè)計(jì)中，需要遵循因地制宜的原則，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蚝铜h(huán)境特點(diǎn)，對(duì)公共建筑進(jìn)行有效的節(jié)能設(shè)計(jì)，從而達(dá)到綠色建筑設(shè)計(jì)目的。

3.3 舒適性原則

在公共建筑設(shè)計(jì)中，通過BIM技術(shù)應(yīng)用，可以有效的提高建筑的舒適性。比如在夏季為了保證室內(nèi)的舒適性，需要打開空調(diào)進(jìn)行降溫，所以需要消耗很多電能，不符合環(huán)保要求。通過BIM技術(shù)應(yīng)用，可以對(duì)公共建筑空間進(jìn)行模擬，可以在增加建筑工程整體節(jié)能效果，而且提升舒適性，促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展[4]。

4 BIM技術(shù)在綠色公共建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

4.1 BIM技術(shù)在綠色建筑方案設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

在建筑設(shè)計(jì)中，為了更好地提高建筑設(shè)計(jì)的環(huán)保性和節(jié)能性，需要從加強(qiáng)BIM技術(shù)在綠色建筑方案設(shè)計(jì)階段應(yīng)用。在綠色建筑方案設(shè)計(jì)中，通過BIM技術(shù)應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)模塊化的建筑設(shè)計(jì)，可以使用軟件中包含的功能模塊來分析建筑項(xiàng)目的形狀。在BIM系統(tǒng)中，通過對(duì)參數(shù)調(diào)整，可以促使項(xiàng)目更加一致化。另外在BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計(jì)中，通過BIM渲染器可以對(duì)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行多層次分析，可以更好地優(yōu)化設(shè)計(jì)效率。

4.2 BIM技術(shù)在綠色建筑施工階段的應(yīng)用

在綠色建筑過程中，使用BIM技術(shù)有助于及時(shí)分析和比較施工結(jié)果。實(shí)時(shí)研究和動(dòng)態(tài)評(píng)估整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)狀況，并提出適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施和解決方案。在建筑項(xiàng)目的實(shí)際施工過程中，BIM技術(shù)的應(yīng)用有助于系統(tǒng)全面的驗(yàn)證，因?yàn)锽IM技術(shù)可以顯示建筑模型的特征，例如建筑物的能耗狀態(tài)和空間的重疊狀態(tài)，因此更加直觀。例如，在機(jī)電管道的構(gòu)造中，BIM可以分析整個(gè)建筑物的機(jī)電管道，依據(jù)實(shí)際情況制定管道施工計(jì)劃，并在施工過程中進(jìn)行監(jiān)督檢查，掌握施工過程，以更高的質(zhì)量和效率完成綠色建筑工程[5]。

4.3 BIM技術(shù)在綠色建筑運(yùn)營維護(hù)階段的應(yīng)用

在綠色建筑設(shè)計(jì)中，促使公共建筑在運(yùn)營階段落實(shí)持續(xù)發(fā)展策略是設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。在進(jìn)行綠色建筑評(píng)價(jià)工作中，需要以綠色建筑設(shè)計(jì)作為基礎(chǔ)，然后對(duì)建筑成本和物業(yè)管理工作內(nèi)容進(jìn)行重視。在綠色建筑設(shè)計(jì)中，BIM技術(shù)能夠很好地預(yù)測(cè)綠色公共建筑的維修措施，可以更好地減少綠色建筑運(yùn)行消耗，有效地降低管理成本。另外在綠色建筑設(shè)計(jì)中，通過BIM職能運(yùn)行功能，可以對(duì)火災(zāi)事故發(fā)生進(jìn)行警報(bào)，然后采取針對(duì)性措施，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)綠色建筑高效管理。

除此之外，BIM技術(shù)所具備的建筑評(píng)估體系能夠?yàn)榫G色公共建筑的管理提供便利性，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)將公共建筑管理與BIM技術(shù)相結(jié)合[6]，能夠使設(shè)計(jì)人員對(duì)公共建筑進(jìn)行便捷式管理和監(jiān)督。

4.4 統(tǒng)籌環(huán)境

在綠色建筑設(shè)計(jì)中，通過BIM技術(shù)應(yīng)用，可以從墻體導(dǎo)熱和室內(nèi)采光數(shù)據(jù)報(bào)告，對(duì)其中一些細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化。另外在綠色建筑設(shè)計(jì)中，通過對(duì)建筑空間條件進(jìn)行分析，可以更好地對(duì)多種數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，提升綠色建筑設(shè)計(jì)效率。另外在進(jìn)行綠色建筑設(shè)計(jì)中，可以利用BIM中特有的共享平臺(tái)，解決設(shè)計(jì)中一些難題，可以更好地提升圖紙細(xì)節(jié)方面的設(shè)計(jì)效率，滿足城市發(fā)展的需要，促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步。

4.5 結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用

在綠色建筑設(shè)計(jì)中，通過BIM技術(shù)應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)從建模階段就開始演算，更好地為后期綠色建筑設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。通過BIM技術(shù)應(yīng)用，可以更好地對(duì)一些細(xì)節(jié)問題進(jìn)行交流，提升綠色建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)性。另外在BIM技術(shù)應(yīng)用中，由于BIM技術(shù)具有不能隨意修改的特點(diǎn)，所以需要盡量降低修改設(shè)計(jì)行為出現(xiàn)，可以更好地對(duì)綠色建筑施工進(jìn)行管理。最后在BIM技術(shù)應(yīng)用中，通過BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，可以對(duì)工程進(jìn)行監(jiān)督，從而更加高效地進(jìn)行綠色建筑施工[7]。

4.6 日照分析的應(yīng)用

建筑物中的玻璃幕墻有很大的影響，特別是能對(duì)保溫隔熱有所影響，但是綠色建筑的設(shè)計(jì)目的是降低建筑物的耗能，降低排放的氣體，進(jìn)而運(yùn)用建筑物本身來有效實(shí)現(xiàn)保溫的作用。所以，在設(shè)計(jì)階段必須要對(duì)日照有詳細(xì)的分析，再選擇最適合的方案，以此實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。使用BIM技術(shù)可以在設(shè)計(jì)的過程中對(duì)日照進(jìn)行分析，還可以用一些軟件分析輻射狀況，按照分析的結(jié)果來設(shè)計(jì)活動(dòng)的區(qū)域以及建筑的材料，與此同時(shí)還可以按照植物特點(diǎn)來選擇合適的位置，植物有降低噪音并且提供好環(huán)境的積極作用，可以運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)植被的作用進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，對(duì)采光進(jìn)行分析的時(shí)候，盡量將采光的全過程進(jìn)行模擬，并真實(shí)展現(xiàn)出來，之后再對(duì)采光的百分比進(jìn)行計(jì)算，設(shè)計(jì)出合適的窗戶大小和位置，與此同時(shí)還要考慮到窗外的景色?？梢赃\(yùn)用模擬技術(shù)對(duì)噪音進(jìn)行模擬，設(shè)計(jì)出合適的降噪方法，還要通過模擬技術(shù)對(duì)房間進(jìn)行模擬，將房間中受到的噪音進(jìn)行模擬，這樣就可以有效的將房間內(nèi)的功能進(jìn)行完善，比如可以把需要安靜的會(huì)議室建在噪音較小的位置，一些娛樂場(chǎng)所可以安置在噪音較大的位置[8]。

4.7 貫徹新能源

建造綠色建筑，是現(xiàn)在我們國家可持續(xù)發(fā)展中所提出來的有積極意義的構(gòu)筑角度，對(duì)于建筑的功能以及綠色環(huán)保等方面提出了一些要求，不僅能夠?yàn)橐院蟮纳钐峁┌l(fā)展的條件，還能在經(jīng)濟(jì)和建筑方面奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。所以，廣泛應(yīng)用新能源，對(duì)于構(gòu)建建筑環(huán)境，可以起到穩(wěn)定并且促進(jìn)的作用。對(duì)于建筑體系的3D模型有審核和改進(jìn)的概念，可以按照有關(guān)軟件對(duì)新能源的效率進(jìn)行完善。

5 結(jié)束語

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平有了很大提升，對(duì)生活生產(chǎn)環(huán)境有了更高的要求，同時(shí)也給環(huán)境造成了極大的負(fù)擔(dān)和破壞，若不加控制會(huì)嚴(yán)重影響社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。將BIM技術(shù)應(yīng)用到綠色公共建筑設(shè)計(jì)工作中，能顛覆傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)的局限性，因此，BIM技術(shù)必將成為公共建筑綠色設(shè)計(jì)的新常態(tài)，促進(jìn)綠色建筑設(shè)計(jì)的快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)社會(huì)資源的優(yōu)化配置，提升公共建筑的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。