BIM技術(shù)在綠色住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

【摘要】綠色環(huán)保是住宅建筑設(shè)計(jì)的方向，綠色住宅建筑在建筑市場中占有一定的比重，現(xiàn)階段綠色住宅建筑施工中比較注重設(shè)計(jì)工作，綠色住宅建筑設(shè)計(jì)中采用了BIM技術(shù)，BIM技術(shù)有助于實(shí)現(xiàn)住宅建筑的綠色化和環(huán)?；?，同時(shí)降低綠色建筑的工程成本，保障綠色住宅建筑設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性及規(guī)范性。本文主要探討B(tài)IM技術(shù)在綠色住宅建筑設(shè)計(jì)中的相關(guān)應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);綠色;住宅建筑

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.15.041

經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展下，建筑工程的發(fā)展速度越來越快，建筑施工的過程中產(chǎn)生了大量的污染，如粉塵污染、造成污染、光污染等，嚴(yán)重破壞了周圍的生活環(huán)境。建筑行業(yè)中比較注重綠色住宅建筑，為了實(shí)現(xiàn)綠色住宅建筑的優(yōu)勢，設(shè)計(jì)中采用了BIM技術(shù)，BIM技術(shù)可以參與綠色住宅建筑項(xiàng)目的全周期工作，其在設(shè)計(jì)階段更是有著不可替代的優(yōu)勢。

1、BIM技術(shù)與綠色住宅建筑

綠色住宅建筑主要是圍繞居民、環(huán)境、資源展開的綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目，綠色住宅建筑為居民提供了健康的生活環(huán)境，為了實(shí)現(xiàn)住宅建筑的綠色化及環(huán)?；?，住宅建筑設(shè)計(jì)中引入了BIM技術(shù)，BIM技術(shù)能夠把居民、環(huán)境、資源這三項(xiàng)元素融合起來，評(píng)價(jià)綠色住宅建筑的設(shè)計(jì)方案[1]。綠色住宅建筑設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)參與了整合設(shè)計(jì)、分解設(shè)計(jì)等，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)方案的參數(shù)化，提高綠色住宅建筑的設(shè)計(jì)效率，最主要的是保障綠色住宅建筑的規(guī)范性。

2、BIM技術(shù)在綠色住宅建筑中的設(shè)計(jì)

BIM技術(shù)在綠色住宅建筑中的設(shè)計(jì)要確保最終的設(shè)計(jì)方案符合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，比較多個(gè)設(shè)計(jì)方案并選出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案[2]。BIM技術(shù)利用模擬、評(píng)價(jià)以及比較的方法確定最終的設(shè)計(jì)方案，BIM模型中不斷的分析綠色住宅建筑中的圖形、數(shù)據(jù)，調(diào)整住宅數(shù)據(jù)，BIM技術(shù)分析中涉及到很多軟件，這些都需要計(jì)算機(jī)軟件參與，在多個(gè)軟件基礎(chǔ)上BIM技術(shù)圍繞綠色住宅建筑構(gòu)建三維模型，BIM建模后具備規(guī)范的軟件接口，由軟件接口接入具備調(diào)整功能的模型，以免模型不符合綠色住宅建筑的實(shí)際情況，即使BIM模型中有不符合綠色住宅建筑的模塊也可以立即調(diào)整。本文重點(diǎn)分析了BIM技術(shù)在綠色住宅建筑設(shè)計(jì)中的幾個(gè)典型軟件，如下：

2.1 Revit軟件

BIM系統(tǒng)中Revit軟件為使用較廣泛的一類軟件，圍繞綠色住宅建筑構(gòu)建3D模型，Revit軟件能夠綜合綠色住宅建筑項(xiàng)目中的設(shè)計(jì)工作、施工工作以及運(yùn)營，維護(hù)綠色住宅建筑的設(shè)計(jì)方案[3]。Revit在BIM軟件中提供了運(yùn)行程序，其可保障設(shè)計(jì)信息的精確性，同時(shí)規(guī)范構(gòu)建設(shè)計(jì)參數(shù)，Revit為綠色住宅建筑提供了導(dǎo)入和導(dǎo)出的條件，設(shè)計(jì)人員可以導(dǎo)出綠色住宅建筑設(shè)計(jì)所需的信息。

2.2斯維爾軟件

斯維爾軟件在BIM技術(shù)中用于完成2D和3D模型的相關(guān)轉(zhuǎn)換，BIM軟件構(gòu)建模型時(shí)先要繪制出平面圖，如綠色住宅建筑的軸線、輪廓線，以2D平面圖為基礎(chǔ)再構(gòu)建3D模型圖，快速的設(shè)計(jì)出綠色住宅建筑的模型圖，提高設(shè)計(jì)效率。斯維爾軟件中所有的數(shù)據(jù)都要為綠色住宅建筑的真實(shí)數(shù)據(jù)，這樣才能保障BIM操作的規(guī)范性。

2.3 Ecotect軟件

Ecotect軟件實(shí)現(xiàn)了BIM在綠色住宅建筑的可視化設(shè)計(jì)和可持續(xù)性設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員利用Ecotect軟件檢查設(shè)計(jì)圖紙，Ecotect軟件中能夠給出不同的假設(shè)元素，這樣才能縮短Ecotect軟件設(shè)計(jì)綠色住宅建筑的時(shí)間。

3、BIM技術(shù)在綠色住宅建筑中的應(yīng)用

BIM技術(shù)在綠色住宅建筑設(shè)計(jì)中得到了充分的應(yīng)用，住宅建筑設(shè)計(jì)時(shí)從綠色環(huán)保的角度出發(fā)引入BIM技術(shù)，具體的應(yīng)用表現(xiàn)如下：

3.1 BIM技術(shù)在綠色住宅建筑標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

綠色住宅建筑標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)中BIM技術(shù)有著重要的作用，綠色住宅建筑設(shè)計(jì)中采用《綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證》，BIM軟件中與綠色住宅建筑標(biāo)準(zhǔn)有諸多結(jié)合點(diǎn)，BIM軟件為綠色住宅建筑設(shè)計(jì)提供了設(shè)計(jì)理論，BIM技術(shù)能夠評(píng)價(jià)綠色住宅建筑的環(huán)保價(jià)值及綠色程度，同時(shí)也為綠色住宅建筑提供大量的設(shè)計(jì)依據(jù)。

BIM技術(shù)參與了綠色住宅建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)，列舉綠色住宅建筑設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用表現(xiàn)，如：（1）BIM技術(shù)優(yōu)化綠色住宅建筑的選址，要求選址符合城鄉(xiāng)規(guī)劃、文物保護(hù)區(qū)等建設(shè)要求，做到土地的節(jié)約化和集約化[4];（2）BIM技術(shù)參與綠色住宅建筑的照明設(shè)計(jì)，預(yù)防照明中發(fā)生光污染;（3）BIM模型中優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，合理規(guī)劃綠色住宅建筑的停車場、綠化帶等，綠色住宅建筑周圍的地貌、地形都不受建筑影響，保持原有的自然水域和綠色植被。

3.2 BIM技術(shù)在綠色住宅建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用表現(xiàn)

本文從綠色住宅建筑的幾點(diǎn)設(shè)計(jì)內(nèi)容上分析BIM技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)綠色住宅建筑的優(yōu)質(zhì)化設(shè)計(jì)。

3.2.1能源利用與節(jié)能設(shè)計(jì)

綠色住宅建筑要做到節(jié)能降耗，就要注重能源的利用與節(jié)能設(shè)計(jì)，綠色住宅建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能指標(biāo)要比國家現(xiàn)行使用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)好，BIM軟件模型中設(shè)計(jì)綠色住宅建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，評(píng)價(jià)圍護(hù)的熱工性能，評(píng)分總值是10分，BIM軟件中評(píng)價(jià)綠色住宅建筑設(shè)計(jì)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，熱工性能指標(biāo)比國家規(guī)定指標(biāo)高5%，評(píng)分5分，高10%，評(píng)分10分，BIM軟件評(píng)估綠色住宅建筑的暖通空調(diào)，計(jì)算暖通空調(diào)全年運(yùn)行負(fù)荷，降低負(fù)荷的幅度降低5%，評(píng)分5分，降低幅度10%，評(píng)分10分，設(shè)計(jì)單位利用BIM評(píng)價(jià)綠色住宅建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的圖紙，確定綠色住宅建筑具備節(jié)能的條件[5]。BIM軟件編制綠色住宅建筑的外部圍護(hù)時(shí)還要合理選擇圍護(hù)的材料，優(yōu)先選擇具有保溫隔熱效果的外圍護(hù)材料。

3.2.2室外環(huán)境與節(jié)地設(shè)計(jì)

綠色住宅建筑室內(nèi)和室外都要有良好的通風(fēng)環(huán)境，室外需要有足夠的空間讓居民活動(dòng)，室內(nèi)要做到空間的南北通透，這樣才能節(jié)約用地，同時(shí)還能節(jié)約綠色住宅建筑的運(yùn)營能耗。綠色住宅建筑室外環(huán)境及節(jié)地設(shè)計(jì)中，BIM技術(shù)起到關(guān)鍵的作用，BIM技術(shù)會(huì)在室外環(huán)境與節(jié)地設(shè)計(jì)中打分，評(píng)價(jià)綠色住宅建筑室外環(huán)境與節(jié)地設(shè)計(jì)方案的可行性。冬季綠色住宅建筑處于典型風(fēng)速及風(fēng)向狀態(tài)下，根據(jù)規(guī)則完成評(píng)分并累計(jì)評(píng)分[6]。綠色住宅建筑周圍的人行區(qū)域，風(fēng)速<5m/s，室外的風(fēng)速放大系數(shù)<2，評(píng)分2分，綠色住宅建筑中迎風(fēng)位置的第一排建筑以外，所有建筑迎風(fēng)面和背風(fēng)面表面產(chǎn)生的風(fēng)壓總和<5Pa，評(píng)分1分。季節(jié)交替、夏季環(huán)境中典型風(fēng)速、風(fēng)向下，BIM模型根據(jù)規(guī)則給出評(píng)分，綠色住宅建筑人活動(dòng)的區(qū)域中沒有旋渦、無風(fēng)區(qū)，評(píng)分為2分，綠色住宅建筑有50%以上可開啟的窗戶，室內(nèi)外表面的風(fēng)壓差>0.5Pa，評(píng)分為1分。綠色住宅建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)單位提供規(guī)范的圖紙，第三方提供BIM模型獲取的室外通風(fēng)模擬報(bào)告，包括冬季、夏季的模擬風(fēng)向、風(fēng)速的報(bào)告。風(fēng)向和風(fēng)速模擬數(shù)據(jù)是綠色建筑設(shè)計(jì)時(shí)的理論依據(jù)，BIM軟件能夠準(zhǔn)確的模擬綠色住宅建筑所在環(huán)境的風(fēng)向和風(fēng)速，滿足綠色住宅建筑的設(shè)計(jì)需求。

3.2.3水資源與節(jié)水設(shè)計(jì)

綠色住宅建筑中水資源的利用以及節(jié)水設(shè)計(jì)是很重要的工作，住宅建筑中居民比較多，用水量很大，綠色住宅建筑項(xiàng)目中運(yùn)用BIM軟件規(guī)劃水資源及節(jié)水設(shè)計(jì)。BIM軟件設(shè)計(jì)中評(píng)價(jià)綠色住宅建筑的管網(wǎng)，要求管網(wǎng)不能有破損、滲漏的問題，BIM軟件總評(píng)分為7分，根據(jù)評(píng)價(jià)規(guī)則評(píng)分并累計(jì)。BIM節(jié)水評(píng)價(jià)中，評(píng)價(jià)綠色住宅給排水系統(tǒng)中的設(shè)備、閥門、管材等，所有設(shè)施達(dá)到耐久性、耐腐蝕標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分1分，室內(nèi)室外給排水管道規(guī)劃時(shí)設(shè)計(jì)了保護(hù)管網(wǎng)的措施，具備這項(xiàng)措施評(píng)分1分，綠色住宅建筑中安裝的是分級(jí)計(jì)量水表，水表符合水平衡測試標(biāo)準(zhǔn)，住宅建筑運(yùn)營過程中檢測管網(wǎng)漏洞，提供整改報(bào)告，評(píng)分5分，BIM軟件中為綠色住宅建筑提供設(shè)計(jì)的施工圖紙，同時(shí)配合Revit軟件實(shí)行綠色住宅建筑的優(yōu)化設(shè)計(jì)，Revit軟件可編輯所有的信息，便于評(píng)估設(shè)計(jì)方案及施工技術(shù)，完善綠色住宅建筑的設(shè)計(jì)方案。

3.2.4材料資源與節(jié)材設(shè)計(jì)

綠色住宅建筑材料資源方面注重節(jié)材設(shè)計(jì)，此類設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)材料的循環(huán)利用，充分挖掘材料可循環(huán)使用的價(jià)值，避免造成材料浪費(fèi)以及環(huán)境污染。綠色住宅建筑設(shè)計(jì)時(shí)要求可循環(huán)利用材料在總材料中的占比不低于10%，BIM軟件評(píng)估時(shí)就要評(píng)估可循環(huán)利用材料的占比，BIM軟件評(píng)估綠色住宅建筑的所有施工材料，提供使用材料的證明和要求，給出的設(shè)計(jì)報(bào)告中要體現(xiàn)出每項(xiàng)材料的特殊性，BIM幫助設(shè)計(jì)單位提供施工圖紙，還要提供管材、管件清單以及造價(jià)，以明細(xì)表的方式統(tǒng)計(jì)所有的設(shè)計(jì)材料，以便選用綠色環(huán)保的設(shè)計(jì)材料。

3.2.5室內(nèi)環(huán)境的質(zhì)量控制

BIM技術(shù)參與綠色住宅建筑室內(nèi)環(huán)境的設(shè)計(jì)工作，目的是控制室內(nèi)環(huán)境的質(zhì)量。綠色住宅建筑室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)中，所有房間功能的采光系數(shù)都要符合《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中的規(guī)定，提高室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量水平。BIM軟件中評(píng)價(jià)綠色住宅建筑室內(nèi)環(huán)境時(shí)，總評(píng)分為8分，住宅建筑中的臥式、起居室窗戶與地面的面積比值達(dá)到1/7，評(píng)分6分，比值達(dá)到1/6，評(píng)分8分，BIM軟件中給出設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)圖紙、檢測報(bào)告以及施工圖紙。BIM軟件中Ecotect分析室內(nèi)環(huán)境采光，采光報(bào)告是綠色住宅建筑室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)的依據(jù)。

結(jié)語：

BIM技術(shù)改變了綠色住宅建筑傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，BIM技術(shù)更加注重綠色住宅建筑的評(píng)估，在投入施工之前給出評(píng)估結(jié)果，提前改正不符合綠色指標(biāo)的設(shè)計(jì)內(nèi)容。BIM技術(shù)在綠色住宅建筑中有著積極的作用，緩解了綠色住宅建筑的設(shè)計(jì)壓力，綠色住宅建筑案例中也體現(xiàn)出BIM技術(shù)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢和價(jià)值。

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作者簡介：

梅文婷，女，重慶，1982年8月生，本科，土木工程，高級(jí)工程師。