BIM技術(shù)在綠色公共建筑設(shè)計中的應(yīng)用

盛晨星

（沈陽市市政工程設(shè)計研究院有限公司， 遼寧 沈陽 110000）

在開始應(yīng)用現(xiàn)代BIM制圖技術(shù)制圖之前， 設(shè)計繪圖人員還應(yīng)充分明確綠色建筑的總體設(shè)計和理念， 只有這樣以一個具體系統(tǒng)的綠色設(shè)計的理念體系為工作基礎(chǔ)， 設(shè)計繪制過程也方能達到科學(xué)準確。 在此理念基礎(chǔ)前提上， 設(shè)計研發(fā)人員們在選擇應(yīng)用于BIM新技術(shù)時， 一定要注意明確了BIM應(yīng)用技術(shù)應(yīng)用的可應(yīng)用區(qū)域范圍， 落實具體技術(shù)與應(yīng)用技術(shù)要求， 將現(xiàn)代綠色公共建筑設(shè)計應(yīng)用要求嚴格與現(xiàn)代BIM的技術(shù)及應(yīng)用技術(shù)要求明確對應(yīng)了起來， 提高新技術(shù)的應(yīng)用方案的整體有效性度和整體適應(yīng)性。

1 綠色公共建筑的設(shè)計理念

首先， 從中國綠色建筑設(shè)計服務(wù)流程的形成模式的宏觀背景角度出發(fā)上來做分析， 相比有較于當前國內(nèi)相對傳統(tǒng)落后的傳統(tǒng)建筑公共服務(wù)領(lǐng)域建筑設(shè)計和其他設(shè)計技術(shù)服務(wù)流程環(huán)節(jié)， 綠色公共建筑設(shè)計服務(wù)整體流程模式本身具有其相對于非常成熟比較很強的歷史可借鑒繼承性， 前一部分任何一部分公共建設(shè)的服務(wù)流程環(huán)節(jié)的設(shè)計的整體服務(wù)流程質(zhì)量水平或者建筑設(shè)計組織形式水平也有可借鑒會對其后的任意一部分的公共的建設(shè)和服務(wù)流程環(huán)節(jié)建筑設(shè)計的整體質(zhì)量結(jié)構(gòu)形式或者對結(jié)構(gòu)形式水平產(chǎn)生顯著或關(guān)鍵影響。這本身其實就是一種要求建筑專業(yè)及設(shè)計行業(yè)管理人員們考慮在具體如何有效利用這種現(xiàn)代的綠色環(huán)保的新設(shè)計新理念在組織與設(shè)計好整個現(xiàn)代建筑工程時，應(yīng)強調(diào)要同時具有這么一個整體性意識， 從這一個整體意識高度上去著手如何做好對于整個的建筑設(shè)計流程進行的這一個整體性宏觀調(diào)控， 并要能做到將這些綠色設(shè)計環(huán)保的設(shè)計理念能夠真正地落實與運用落實到我們最需要具體和實際用到的每個的設(shè)計環(huán)節(jié)和工作細節(jié)過程中， 從而來逐步去優(yōu)化這個現(xiàn)代綠色公共建筑設(shè)計工程場地的設(shè)計規(guī)劃選址、 初期的建筑設(shè)計規(guī)劃、 結(jié)構(gòu)節(jié)點選擇設(shè)計、 建筑設(shè)備材料的選擇、 電氣參數(shù)方案的確定以及設(shè)計管理等工程設(shè)計各個工作過程， 深入和全面的貫徹著現(xiàn)代和綠色建筑的現(xiàn)代公共空間建筑理念； 其次， 從建筑實際用戶提出的建筑使用的需求角度基礎(chǔ)上綜合分析， 綠色公共建筑設(shè)計的總體理念主要是要求建筑公共部分設(shè)計的施工操作人員一般都只應(yīng)以建筑實際用戶實際提出來的建筑實際使用建筑需求內(nèi)容為準， 既做到要不能有空間浪費， 也做到要不能僅有空間缺少滿足了其相應(yīng)建筑功能需求的建筑功能性要求。 更為關(guān)鍵重要的內(nèi)容是，在此研究基礎(chǔ)框架上， 設(shè)計制造人員更應(yīng)廣泛參照國內(nèi)相關(guān)行業(yè)綠色建筑材料設(shè)計的標準， 科學(xué)設(shè)計選擇綠色建筑工程設(shè)計所學(xué)用的新材料， 合理組織規(guī)劃整個施工技術(shù)流程， 選擇采用符合中國綠色建筑的施工安全標準設(shè)計的新施工組織工藝。 在研究設(shè)計各類公共領(lǐng)域建筑工程用地的建筑環(huán)境的規(guī)劃和方案時， 設(shè)計審查人員首先應(yīng)強調(diào)本著環(huán)保綠色為設(shè)計原則理念， 減少建筑材料對當?shù)卦鷳B(tài)環(huán)境構(gòu)成的直接破壞， 借助土地原有良好的地質(zhì)環(huán)境優(yōu)勢， 對各類建筑及周圍建筑環(huán)境條件進行比較合理適當?shù)暮侠韮?yōu)化規(guī)劃和優(yōu)化改造。

2 綠色公共建筑的設(shè)計方法

設(shè)計施工人員都應(yīng)事先明確掌握BIM新技術(shù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)設(shè)計原理， 并要全面跟蹤分析國內(nèi)外BIM先進技術(shù)成果在我國綠色環(huán)保型公共空間建筑工程中取得的工程應(yīng)用經(jīng)驗案例， 借助國外行業(yè)經(jīng)驗， 對該技術(shù)產(chǎn)品的各個具體施工應(yīng)用的過程步驟進行總結(jié)分析改進和優(yōu)化。 設(shè)計相關(guān)人員平時也應(yīng)更加關(guān)注各類綠色建筑方面的公共設(shè)計的標準， 包括國家綠色建筑評價標準體系以及其他比較先進典型設(shè)計的城市綠色建筑評估體系標準等， 從而保證在完全符合國家建筑標準規(guī)定的規(guī)范前提下， 做好綠色BIM新技術(shù)領(lǐng)域的示范應(yīng)用指導(dǎo)工作， 切實做到提高綠色BIM最新技術(shù)領(lǐng)域在國家綠色公共建筑設(shè)計標準中規(guī)范的實施應(yīng)用質(zhì)量。

設(shè)計分析人員則應(yīng)制定明確并因地制宜進行的環(huán)境設(shè)計和方法， 巧借所在區(qū)域本土環(huán)境條件的天然優(yōu)勢， 將其光照、 雨水、 風(fēng)速大小等多種因素均考慮納入進綠色公共建筑項目的前期設(shè)計開發(fā)過程設(shè)計中，進而設(shè)計優(yōu)化建筑物本體空間的合理采光日照方式、通風(fēng)排水方式以及抗震降噪設(shè)計方式， 突出其綠色建筑設(shè)計開發(fā)理念特點； 再最后， 設(shè)計咨詢?nèi)藛T更應(yīng)學(xué)會合理規(guī)劃應(yīng)用各類可持續(xù)再生土地資源。 此間， 設(shè)計咨詢?nèi)藛T則可考慮利用三維BIM建筑技術(shù)平臺對建筑相關(guān)數(shù)據(jù)資源中的各類具體工程應(yīng)用及其效果分析進行現(xiàn)場數(shù)字化三維模擬， 確定相關(guān)資源數(shù)據(jù)的最終應(yīng)用對象類型特征以及最佳應(yīng)用選擇方式。 針對諸如風(fēng)能、 太陽能電池等其他清潔環(huán)保能源系統(tǒng)的具體應(yīng)用發(fā)展過程， 設(shè)計建造人員首先應(yīng)設(shè)法將這些此類熱能資源開發(fā)的綜合應(yīng)用實踐過程逐步與該公共環(huán)境建筑體系本身具體的環(huán)境能源的應(yīng)用實施過程有效結(jié)合統(tǒng)一起來， 從而能為整個建筑物內(nèi)部提供一套更為靈活有效合理的系統(tǒng)供暖模式或者系統(tǒng)降溫散熱方式，這樣設(shè)計不僅就可減少能源對公共建筑環(huán)境產(chǎn)生的潛在污染隱患和功能破壞， 還將可大幅度提高整體公共環(huán)境建筑項目的投資經(jīng)濟效益， 縮短收益周期。

3 BIM技術(shù)概念

BIM建筑技術(shù)一般指用的模型是一種信息建筑模型， 該技術(shù)是能夠通過對一些與實際建筑工程實際有關(guān)的大量信息數(shù)據(jù)資源進行的充分利用。 在此理論基礎(chǔ)框架上的創(chuàng)建建筑模BIM技術(shù)則能夠進一步使建筑知識信息共同分享， 實現(xiàn)相關(guān)信息資源的共享， 并將為今后相關(guān)工程設(shè)備在設(shè)計、 應(yīng)用、 拆除工程等多方面工作上的有序開展等提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支持， 使建筑行業(yè)相關(guān)技術(shù)工作人員最終能夠較為詳細清晰地去了解到其生命周期。 BIM是屬于新一代數(shù)字技術(shù)， 該建筑技術(shù)能夠迅速將各種建筑工程技術(shù)中建筑材料的結(jié)構(gòu)物理特點性能及工程功能性充分體現(xiàn)了出來。 將建筑BIM集成技術(shù)分別應(yīng)用安裝在各類不同性質(zhì)的單體建筑項目設(shè)計之中， 能夠真正獲取到客戶各不相同程度的最大利益。 相關(guān)系統(tǒng)工作人員要不斷的對各種BIM應(yīng)用技術(shù)方案進行分析提取、 修改， 并隨時對數(shù)據(jù)與信息同步進行實時更新， 以此信息為分析依據(jù)，對工程各部門人員的技術(shù)協(xié)作能力情況要進行全方位綜合性評價體現(xiàn)。 BIM平臺等最新技術(shù)工具的大量應(yīng)用已經(jīng)使其在各種大型綜合建筑工程系統(tǒng)集成中也逐步開始具備起了其可視化、 真實性、 協(xié)調(diào)性、 優(yōu)化性能強等許多優(yōu)良應(yīng)用特性。 正是因其具備著上述這些幾個應(yīng)用特點才能得以使其也逐步開始成為當前國內(nèi)大型建筑行業(yè)健康持續(xù)健康發(fā)展工作鏈條建設(shè)中所舉足輕重作用的其中一項最重要技術(shù)支持力量。

4 BIM技術(shù)在綠色公共建筑設(shè)計中的優(yōu)勢

BIM技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用主要是以三維數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)。 通過對建筑工程資料的采集、 加工，建立數(shù)據(jù)模型， 為工程的設(shè)計與建造奠定了基礎(chǔ)， 從而降低工程造價， 為工程數(shù)據(jù)提供依據(jù)。 BIM技術(shù)具有三維建模、 數(shù)字化等優(yōu)點。 首先， 利用BIM技術(shù)實現(xiàn)了建筑的數(shù)字模型的建立， 能夠直觀地展示出建筑的屬性， 并清楚地表明各構(gòu)件的對應(yīng)關(guān)系和實際情況， 包括尺寸、 材料、 形狀和成本。 傳統(tǒng)二維平面圖的繪制僅限于直線， 而BIM技術(shù)則可以進行三維模型化。 其次， BIM技術(shù)的可視化和協(xié)同化是非常重要的。通過BIM技術(shù)， 可以將綠色公共建筑的設(shè)計成果以3D的方式呈現(xiàn)出來， 然后再由多個設(shè)計者和軟件系統(tǒng)進行交互， 從而達到建筑的信息、 模型和效果的分享。 BIM技術(shù)的優(yōu)勢在于其高效性。 利用BIM技術(shù)，可以把原來的二維設(shè)計轉(zhuǎn)化為三維， 使設(shè)計者能夠進行初步的研究與設(shè)計， 并能對數(shù)字信息進行處理， 簡化設(shè)計， 并能產(chǎn)生高效的結(jié)構(gòu)模式， 在結(jié)構(gòu)設(shè)計中實現(xiàn)參數(shù)化， 提高設(shè)計的效率。

5 BIM新技術(shù)及在綠色公共建筑設(shè)計中的應(yīng)用研究

5.1 節(jié)約并利用水資源

通過應(yīng)用BIM建模技術(shù)來創(chuàng)建的三維立體信息建筑模型， 能夠直接與各地方根據(jù)實際降水暴雨強度變化及當?shù)貧夂蚯闆r信息為分析依據(jù)， 通過計算公式，得出建筑精準信息數(shù)據(jù)庫。 數(shù)據(jù)庫信息中已包含的信息數(shù)據(jù)能夠直接為后續(xù)雨水采集等工作項目的實際開展情況提供準確可靠地數(shù)據(jù)分析支持， 之后， 在雨水采集相關(guān)信息數(shù)據(jù)分析的工作基礎(chǔ)上， 根據(jù)具體地方地貌， 明確雨量徑流系數(shù)及其他有關(guān)信息， 精確求集實際雨量， 為項目方案研究設(shè)計及工作實踐的正常開展等提供更有力數(shù)據(jù)分析支持。

5.2 節(jié)約并利用材料

建筑材料的使用的要求已經(jīng)在國際綠色建筑設(shè)計評價體系中已經(jīng)有了明文規(guī)定。 如果企業(yè)工作管理人員仍然采用傳統(tǒng)的方法去對建筑工廠進行管理， 不能準確進行精準科學(xué)的計算， 更將無法準確應(yīng)用到在這些復(fù)雜的繁瑣復(fù)雜的設(shè)計工程系統(tǒng)之中。 采用現(xiàn)代BIM建筑技術(shù)無疑能夠快速使這些其中實際存在著的復(fù)雜問題能夠得到及時解決。 可以應(yīng)用BIM技術(shù)構(gòu)建暖通、 電氣、 給排水等方面的模型， 提出節(jié)能材料的設(shè)計意見， 同時驗證設(shè)計的準確性與合理性， 明確是否存在沖突或材料浪費的問題， 這樣設(shè)計人員就可以根據(jù)BIM 模型情況， 改進、 調(diào)整設(shè)計方案和設(shè)計內(nèi)容， 提升設(shè)計效果。 最后， 應(yīng)用BIM技術(shù)設(shè)計節(jié)能材料的過程中， 還應(yīng)重視幕墻材料的選用， 選擇雙層玻璃材料可以增強保溫性能， 通過BIM技術(shù)可以明確設(shè)計雙層玻璃加入惰性氣體、 漫射性氣體的參數(shù)， 形成良好的材料設(shè)計模式。 同時， 也可利用BIM技術(shù)設(shè)計吸熱玻璃幕墻結(jié)構(gòu)， 在普通玻璃中添加具備吸熱性能的著色劑， 既保證吸熱功能， 又減少陽光進入室內(nèi)，有效節(jié)約空調(diào)能耗。 BIM分析技術(shù)還能夠迅速對建筑資料量進行有效整理及統(tǒng)計， 并且它具有豐富翔實的資料數(shù)據(jù)庫， 能夠確保在更短時間范圍內(nèi)能對各類建材用量資料進行全面精準化計算， 為整個工程建材工作活動的正常開展運行提供科學(xué)參考及依據(jù)， 并由此使其綠色建筑設(shè)計施工需求快速得以高效滿足。 除此之外， BIM 設(shè)計技術(shù)更能夠直接對室內(nèi)暖通、 排水、 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計分析等工程諸多分項工作流程進行了有效地整合， 具有方案可檢測分析的強大特性。 因此， 采用綠色BIM建筑設(shè)計技術(shù)就能夠基本避免建筑材料大量浪費使用或者主要是大量返工利用的極端情況的發(fā)生， 滿足了綠色建筑設(shè)計施工中的節(jié)能方面的要求。

5.3 分析室內(nèi)環(huán)境

通過利用聲、 風(fēng)、 光要素數(shù)據(jù)來創(chuàng)建的綠色建筑物BIM室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測模型， 能夠做到更加科學(xué)精準實時的實時分析計算出綠色公共建筑室內(nèi)環(huán)境， 采用該BIM的室內(nèi)環(huán)境模型可通過實時分析測算出該綠色建筑物周邊環(huán)境及建筑物所在城市地區(qū)環(huán)境， 能夠很直接地將其室內(nèi)外大氣污染物濃度與分布、 空氣、 采光、 通風(fēng)效率指標等相關(guān)的建筑室內(nèi)環(huán)境情況都準確地反映顯示了出來， 相關(guān)的專業(yè)工作人員甚至還可以籍由此項分析結(jié)論為基據(jù)， 針對性的進行設(shè)計改善、調(diào)整及相關(guān)配套建筑工程設(shè)計和施工圖設(shè)計， 從而還能為業(yè)主提高其室內(nèi)與周圍空間環(huán)境條件的正常和通風(fēng)、 采光率等問題提供另一個的最佳環(huán)境技術(shù)條件。除此之外， 能通過快速且精準全面地檢測分析各類建筑物及其室內(nèi)及外部周圍環(huán)境聲音條件， 采用國際最新的BIM智能建筑技術(shù)方法來對各建筑噪音參數(shù)指標進行了綜合評判分析， 對其每個單元建筑物在室內(nèi)周圍環(huán)境所需可能所承受的各種噪音值也均對系統(tǒng)進行了預(yù)先有效的跟蹤檢測， 如認為其跟蹤檢測與分析所得結(jié)果都已顯著超過現(xiàn)行國家標準規(guī)定噪聲范圍， 那么則還應(yīng)對在其建筑周邊噪聲環(huán)境區(qū)域進行更具有針對性有效地進行降噪及減音和降噪處理， 從而還有助于政府營造起一種比較良好且安全可控的智能化建筑及室內(nèi)無噪音環(huán)境， 使今后各類政府公共空間智能化和建筑環(huán)境都具有最佳環(huán)境適應(yīng)性。 將這種BIM的設(shè)計節(jié)能技術(shù)真正應(yīng)用于到在綠色公共建筑設(shè)計的項目開發(fā)之中， 能夠真正直接地為建筑設(shè)計及用戶群體所營造的一種更加良好和節(jié)能有效的公共建筑設(shè)計氛圍， 并將同時還將能夠真正的將這種多樣化設(shè)計的建筑節(jié)能建筑新技術(shù)能夠有效地應(yīng)用于到在綠色公共設(shè)計項目中建設(shè)工程項目的整個建筑設(shè)計技術(shù)體系中及在公共工程設(shè)計建筑與施工兩個過程環(huán)節(jié)體系中， 對促進綠色建筑行業(yè)體系中所有的建筑設(shè)計行業(yè)綠色循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展無疑能將產(chǎn)生其重大促進引領(lǐng)示范作用。

5.4 運營維護階段

如果要使各類公共居住建筑項目在持續(xù)運營管理階段內(nèi)落實綠色持續(xù)性建設(shè)發(fā)展管理策略， 是綠色建筑設(shè)計中的重要關(guān)鍵和內(nèi)容。 綠色建筑評價指標體系是一種以綠色建筑設(shè)計體系為工作基礎(chǔ)， 著重并強調(diào)降低建筑成本、 能源有效消耗、 物業(yè)管理質(zhì)量及城市固體廢物污染管理要求等多項非實質(zhì)性工作性內(nèi)容。BIM建筑技術(shù)系統(tǒng)能夠在應(yīng)用建筑在完成項目規(guī)劃建設(shè)要求前， 能夠及時預(yù)先進行預(yù)測規(guī)劃并自動調(diào)整對綠色公共空間建筑進行的應(yīng)急維修的措施要求和應(yīng)急維修保障方案， 從而可進一步實現(xiàn)提高了綠色空間公共空間建筑整體的綠色可持續(xù)性和運行， 實現(xiàn)了綠色節(jié)能公共智能化建筑體系的智能高效地管理。 除此之外， BIM設(shè)計技術(shù)平臺所需具備完整的公共建筑安全評估認證體系則能夠切實為對綠色公共建筑項目的監(jiān)控管理評估提供極大便利性， 通過運用計算機技術(shù)并將傳統(tǒng)公共建筑設(shè)計管理經(jīng)驗與先進BIM管理技術(shù)方法相結(jié)合， 能夠直接使建筑設(shè)計及工作人員對公共建筑項目進行現(xiàn)場便捷式地管理指導(dǎo)和管理監(jiān)督。

5.5 分析并優(yōu)化室內(nèi)裝修方案

通過現(xiàn)代BIM模型技術(shù)， 設(shè)計師即能夠明確判定各種復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)組合體設(shè)計是否可與該建筑整體作為建筑環(huán)境功能和設(shè)計性能相匹配。 在集成三維模型技術(shù)的技術(shù)基礎(chǔ)平臺上， 設(shè)計單位工作人員也能夠直接對建筑物結(jié)構(gòu)與內(nèi)部各種空間狀態(tài)信息進行了充分透徹的直觀理解或掌握， 并直接從建筑物空間信息本身特點出發(fā)， 體驗真實具有視覺真實感的立體空間結(jié)構(gòu)變化， 而這并非僅僅像我們以往的一樣的生搬硬套圖片。 工作的人員都能夠通過在建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部放置的"相機"圖片， 從更多個立體角度上對整個空間狀態(tài)變化信息進行更為真實細膩的感受。 這樣， 既可能較為充分地了解觀察空間整體的受力結(jié)構(gòu)， 又可能有效提高整個建筑設(shè)計質(zhì)量， 為提供后期設(shè)計裝修后期工作管理服務(wù)人員提供很大便利性。

6 結(jié)語

總的來說， 公共建筑是人們?nèi)粘Ｉ睿?工作以及生產(chǎn)中必不可少， 隨著經(jīng)濟的進一步增長和社會的進一步發(fā)展， 未來人們對于綠色公共建筑的需求和要求也會越來越高， 為保證良好的設(shè)計， 實現(xiàn)綠色公共建筑的可靠安全， 實現(xiàn)建筑行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展， 就必須利用BIM技術(shù)， 進行優(yōu)化， 為功能性和舒適性安全性的綠色公共建筑提供保障， 促進建筑行業(yè)和社會的健康發(fā)展。