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

張小雨

（安徽省醫(yī)藥設(shè)計(jì)院，合肥 230000）

1 前言

BIM技術(shù)是一種應(yīng)用于工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)與施工的數(shù)據(jù)化工具，其通過(guò)對(duì)各種工程項(xiàng)目的各種相關(guān)信息進(jìn)行整合，并在整個(gè)工程項(xiàng)目的規(guī)劃、運(yùn)行、維護(hù)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享與傳遞，使得設(shè)計(jì)與施工人員能夠準(zhǔn)確地了解和處理各類建筑信息，促進(jìn)工程項(xiàng)目各參與方的合作，這樣可以提高施工效率，節(jié)約設(shè)計(jì)費(fèi)用，縮短施工周期。綠色公共建筑設(shè)計(jì)作為一種新型的公共建筑，是近幾年來(lái)綠色公共建筑概念的重要體現(xiàn)。綠色公共建筑是指從建筑材料到施工都嚴(yán)格遵守綠色環(huán)保的理念，而公共建筑是城市建設(shè)中不可缺少的一部分，促進(jìn)其綠色發(fā)展有助于增強(qiáng)建筑行業(yè)的時(shí)代競(jìng)爭(zhēng)性。

2 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)本質(zhì)上是建筑設(shè)計(jì)信息建模技術(shù)，其可以通過(guò)建筑行業(yè)中的多種數(shù)據(jù)模型，直觀地反映出建筑的真實(shí)面貌。BIM技術(shù)能夠在建筑整體上進(jìn)行某種表達(dá)，并能反映出相當(dāng)客觀、精確的特點(diǎn)，建筑模型也會(huì)因局部的設(shè)計(jì)而發(fā)生相應(yīng)的變化，使建筑的嚴(yán)謹(jǐn)性和合理性得到加強(qiáng)。BIM技術(shù)可以利用專業(yè)的數(shù)字化信息技術(shù)，對(duì)建筑進(jìn)行精細(xì)地模擬，從而能直觀地反映模擬對(duì)象的特征。BIM技術(shù)在工程實(shí)踐中的應(yīng)用，既是對(duì)所收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的整合和管理，也是對(duì)數(shù)字信息進(jìn)行科學(xué)的運(yùn)用。BIM技術(shù)在公共建筑的綠色設(shè)計(jì)中的運(yùn)用，可以使工程建設(shè)的整體風(fēng)險(xiǎn)得到充分的減少，使施工單位在施工中的工作效率得到更大的提升，因此BIM技術(shù)在綠色公共建筑的設(shè)計(jì)中得到了廣泛的運(yùn)用[1]。

3 BIM技術(shù)應(yīng)用于綠色公共建筑設(shè)計(jì)工作的意義

3.1 具有可視性

在進(jìn)行BIM技術(shù)的施工環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)時(shí)，為了使施工組織更加科學(xué)合理，需要對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目進(jìn)行可視化，并按照傳統(tǒng)的施工方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而為施工方案的設(shè)計(jì)打下扎實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。然而，在工程建設(shè)中，由于技術(shù)水平的提高，施工環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)變得更加復(fù)雜。將BIM技術(shù)運(yùn)用到建筑設(shè)計(jì)中，能夠?qū)G色公共建筑項(xiàng)目進(jìn)行可視化管理，以三維的形式，科學(xué)地展示整個(gè)建筑的整體結(jié)構(gòu)，并通過(guò)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行互動(dòng)和反饋，從而達(dá)到信息可視化的目的。這樣不僅可以幫助設(shè)計(jì)人員全面理解建筑結(jié)構(gòu)的特性，還可以直觀的看到綠化施工的整體效果，從而更好地實(shí)施綠化施工方案。

3.2 具有結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)性

在綠色公共建筑工程項(xiàng)目中應(yīng)用BIM技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)在于其結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)，從而提高了施工質(zhì)量和總體管理水平。在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，可以促進(jìn)業(yè)主與施工單位之間的溝通與合作。與此同時(shí)，建設(shè)部與各單位、各部門之間進(jìn)行了有效的信息交流與協(xié)調(diào)，使施工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題得到了有效的預(yù)防與解決。利用BIM技術(shù)，可以對(duì)施工前期各個(gè)專業(yè)的內(nèi)部問(wèn)題進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)，從而為工程的整體施工提供最合理的協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)。BIM技術(shù)可以更直觀地反映工程建設(shè)的總體形象，為各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的觀點(diǎn)沖突提供更好的協(xié)調(diào)。同時(shí)，BIM技術(shù)也能讓設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個(gè)更直觀的認(rèn)識(shí)，保證建筑設(shè)計(jì)方案與建筑施工方案之間的聯(lián)系，并最終有效地建立起一個(gè)科學(xué)、合理的協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)，為設(shè)計(jì)人員選擇最優(yōu)的設(shè)計(jì)路徑，提供工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的技術(shù)支持。

3.3 實(shí)現(xiàn)信息的統(tǒng)一管理

BIM技術(shù)可以將工程建設(shè)過(guò)程中的各種工作信息、不同專業(yè)的工作信息整合為獨(dú)立的工作信息模塊，將工程的初始平面圖轉(zhuǎn)化為三維模型，在BIM系統(tǒng)中展示工程的最終效果，同時(shí)也為工程項(xiàng)目的最后市場(chǎng)調(diào)研和方案設(shè)計(jì)提供了支撐。不同的信息系統(tǒng)的完全儲(chǔ)存和相互連接，可以很大程度上減少跨時(shí)間等信息系統(tǒng)的丟失，減少由于產(chǎn)業(yè)中數(shù)據(jù)分散導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失，同時(shí)也減少不同專業(yè)之間的沖突和差錯(cuò)，使信息系統(tǒng)得到了數(shù)字化，方便設(shè)計(jì)人員對(duì)信息的查詢和歸類，同時(shí)還可以建立起合理的建筑設(shè)計(jì)模式，使其具有參數(shù)化、信息化、高效的特點(diǎn)。

3.4 覆蓋綠色公共建筑全生命周期

傳統(tǒng)的綠色公共建筑往往基于現(xiàn)實(shí)環(huán)境，在排水、構(gòu)造、電氣等方面存在著信息不對(duì)稱的問(wèn)題。應(yīng)用BIM技術(shù)，將不同階段、不同學(xué)科領(lǐng)域的各類綠色公共建筑的工作信息集成起來(lái)。通過(guò)集成后，將其集成到同一工作信息模型中，各信息之間可以相互關(guān)聯(lián)，從而解決了設(shè)計(jì)軟件存在的性能差異，避免了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的信息丟失、專業(yè)劃分帶來(lái)的資源浪費(fèi)，以及對(duì)設(shè)計(jì)信息的統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理[2]。

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

近年來(lái)，BIM技術(shù)在綠色公共建筑中的應(yīng)用越來(lái)越受到關(guān)注，運(yùn)用BIM技術(shù)，既可以提高建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)性，又可以促進(jìn)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)。

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

在BIM技術(shù)的應(yīng)用中，可以將建筑與環(huán)境的關(guān)系進(jìn)行模型化，同時(shí)，運(yùn)用自然調(diào)控技術(shù)來(lái)檢測(cè)建筑的功能，為以后的設(shè)計(jì)工作提供理論基礎(chǔ)。在BIM技術(shù)中，可以通過(guò)三維模型來(lái)分析和優(yōu)化墻體的導(dǎo)熱參數(shù)、室內(nèi)采光參數(shù)、光線折射參數(shù)。

同時(shí)，通過(guò)BIM技術(shù)，將地質(zhì)、氣候、光照等信息錄入到該模型中，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí)，利用BIM技術(shù)，可以將施工場(chǎng)地的地質(zhì)、氣候、光照等信息輸入到模型中，對(duì)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行檢驗(yàn)，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的修正，這樣既能使工程項(xiàng)目與環(huán)境的關(guān)系得到協(xié)調(diào)，又能避免出現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)有關(guān)的問(wèn)題。

4.2 能夠提升材料與資源的利用率

目前，我國(guó)對(duì)綠色公共建筑的環(huán)保設(shè)計(jì)已有一定的規(guī)范，但若按常規(guī)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行材料和資源的使用，會(huì)浪費(fèi)材料，浪費(fèi)資源。BIM技術(shù)可以通過(guò)建立相應(yīng)的模型，對(duì)材料、資源的利用進(jìn)行精確的計(jì)算，并能準(zhǔn)確地估算出工程材料的用量和消耗。若發(fā)現(xiàn)有節(jié)能環(huán)保等方面的問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)提出相應(yīng)的意見(jiàn)，以保證材料和資源的利用。

4.3 能夠提升室內(nèi)外設(shè)計(jì)的科學(xué)性

由于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式，導(dǎo)致室內(nèi)、室外建筑的節(jié)能效果不佳，不利于節(jié)能和環(huán)境保護(hù)，影響了各方面設(shè)計(jì)工作的有效實(shí)施。利用BIM技術(shù)，通過(guò)對(duì)室內(nèi)、室外環(huán)境的模擬，可以為室內(nèi)、室外的設(shè)計(jì)提供科學(xué)的參考，同時(shí)對(duì)建筑的節(jié)能環(huán)保進(jìn)行合理的處理，使設(shè)計(jì)工作達(dá)到節(jié)能環(huán)保的基本要求，提高設(shè)計(jì)工作的整體效率。

4.4 避免錯(cuò)漏碰缺

“錯(cuò)漏碰缺”、“設(shè)計(jì)變更”是建筑設(shè)計(jì)施工中常見(jiàn)的問(wèn)題。建筑設(shè)計(jì)的反復(fù)修改是業(yè)內(nèi)普遍存在的問(wèn)題，目前的設(shè)計(jì)方案都是以傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)師們會(huì)進(jìn)行專業(yè)的綜合設(shè)計(jì)，雖然花費(fèi)了大量的時(shí)間，但并沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的效果。這是因?yàn)閱?wèn)題并不是來(lái)自一個(gè)專業(yè)，最常見(jiàn)的問(wèn)題就是設(shè)備的管道組合和結(jié)構(gòu)碰撞。在綠色公共建筑的設(shè)計(jì)中，應(yīng)用BIM軟件進(jìn)行3D漫游，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)“錯(cuò)漏碰缺”現(xiàn)象，有效地防止了造價(jià)昂貴的返工和資源的浪費(fèi)。

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

5.1 經(jīng)濟(jì)性原則

在公共建筑的設(shè)計(jì)中，綠色公共建筑的維護(hù)工作是非常繁瑣的，若在設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)不合理的問(wèn)題，將會(huì)造成工程造價(jià)過(guò)高，從而影響到工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行公共建筑的設(shè)計(jì)，需要遵循經(jīng)濟(jì)性的原則，才能更好地提高綠色公共建筑的經(jīng)濟(jì)效益。

5.2 節(jié)能性原則

在公共建筑的設(shè)計(jì)中，應(yīng)堅(jiān)持節(jié)能型的原則，以達(dá)到更好的資源利用效率。在公共建筑的設(shè)計(jì)中，應(yīng)堅(jiān)持因地制宜的原則，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂?、環(huán)境特征，合理地進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，以達(dá)到綠色公共建筑的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

5.3 舒適性原則

BIM技術(shù)在公共建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用，能有效地改善建筑的舒適性。比如夏天的時(shí)候，要開(kāi)著空調(diào)來(lái)降溫，這樣就會(huì)消耗大量的電能，這是不符合環(huán)保要求的。利用BIM技術(shù)，可以模擬公共建筑的空間，不僅提高建筑的整體節(jié)能效果，還提高建筑的舒適度，從而推動(dòng)了建筑行業(yè)的發(fā)展。

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

6.1 BIM技術(shù)在綠色公共建筑方案設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，要從強(qiáng)化BIM技術(shù)的角度出發(fā)，將BIM技術(shù)引入綠色公共建筑的方案設(shè)計(jì)中，以達(dá)到更好的環(huán)保、節(jié)能的目的。在綠色公共建筑的方案設(shè)計(jì)中，采用BIM技術(shù)，可以進(jìn)行模塊化的建筑設(shè)計(jì)，利用軟件所提供的功能模塊，對(duì)工程項(xiàng)目的外形進(jìn)行分析。BIM系統(tǒng)可以通過(guò)調(diào)整參數(shù)來(lái)促進(jìn)工程項(xiàng)目一致化。此外，BIM技術(shù)應(yīng)用于綠色公共建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可以利用BIM技術(shù)進(jìn)行多層次的分析，從而達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)效果。

6.2 BIM技術(shù)在綠色公共建筑施工階段的應(yīng)用

BIM技術(shù)在綠色公共建筑建設(shè)中的應(yīng)用，可以對(duì)施工成果進(jìn)行及時(shí)的分析與對(duì)比。對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)時(shí)的分析和動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)，并給出相應(yīng)的防范和對(duì)策。同時(shí)，BIM技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用，能夠較好地反映出建筑的各種特性，比如建筑的能量消耗狀況以及空間的交迭狀況，從而使其更為直觀。比如，在機(jī)電管線建設(shè)方面，利用BIM技術(shù)對(duì)建筑物的機(jī)電管線進(jìn)行分析，根據(jù)實(shí)際情況制訂管線施工方案，并對(duì)施工全過(guò)程進(jìn)行全面的監(jiān)控，從而達(dá)到更高的施工質(zhì)量和效益。

6.3 BIM技術(shù)在綠色公共建筑運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的應(yīng)用

在綠色公共建筑設(shè)計(jì)中，推動(dòng)公共建筑在運(yùn)行過(guò)程中的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略是其設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分。在進(jìn)行綠色公共建筑評(píng)估時(shí)，應(yīng)以綠色公共建筑的設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，進(jìn)而關(guān)注建設(shè)成本與物業(yè)管理工作的內(nèi)容。BIM技術(shù)可以對(duì)綠色公共建筑的維護(hù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并能有效地降低綠色公共建筑的運(yùn)營(yíng)損耗，從而達(dá)到節(jié)約管理費(fèi)用的目的。

6.4 統(tǒng)籌環(huán)境

在綠色公共建筑設(shè)計(jì)中，利用BIM技術(shù)，可以根據(jù)墻體的熱傳導(dǎo)特性和室內(nèi)光線的數(shù)據(jù)，對(duì)部分細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化。此外，在綠色公共建筑的設(shè)計(jì)中，對(duì)建筑的空間狀況進(jìn)行分析，可以更好地利用各種數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，從而提高綠色公共建筑的設(shè)計(jì)效果。在進(jìn)行綠色公共建筑的設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過(guò)BIM技術(shù)的共享平臺(tái)，來(lái)解決設(shè)計(jì)中的某些問(wèn)題，從而提高設(shè)計(jì)的效率，滿足城市的發(fā)展需求，推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展。

6.5 結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用

在綠色公共建筑設(shè)計(jì)中，運(yùn)用BIM技術(shù)，使其從模型建立的初期就能進(jìn)行計(jì)算，從而為以后的綠色公共建筑的設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。運(yùn)用BIM技術(shù)，可以使某些具體問(wèn)題能夠更好的溝通，使綠色公共建筑的設(shè)計(jì)更加科學(xué)。此外，利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)工程項(xiàng)目的遠(yuǎn)程監(jiān)控，使其能夠有效地實(shí)施綠色公共建筑的施工。

6.6 日照分析的應(yīng)用

建筑物中的玻璃幕墻具有顯著的效果，尤其是能夠?qū)ㄖ谋匦Чa(chǎn)生一定的影響。因此，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要對(duì)日照進(jìn)行細(xì)致的分析，然后才能做出最優(yōu)的選擇，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。利用BIM技術(shù)，可以分析日照的變化，利用軟件對(duì)建筑的輻射情況進(jìn)行分析，根據(jù)分析的結(jié)果，設(shè)計(jì)出適合活動(dòng)范圍和材料，同時(shí)，根據(jù)植物的特性來(lái)選擇合適的位置，通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)植物的影響進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行采光分析的時(shí)候，要盡可能地模擬整個(gè)采光過(guò)程，然后根據(jù)采光的比例來(lái)確定最佳的窗口尺寸和位置，同時(shí)還要考慮到窗外的風(fēng)景?？梢岳媚M技術(shù)對(duì)噪聲進(jìn)行模擬，并設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)慕翟敕桨?，并利用模擬技術(shù)對(duì)室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行模擬，將室內(nèi)的噪聲進(jìn)行模擬，從而使室內(nèi)的各項(xiàng)功能得到有效的改善，比如要求安靜的會(huì)議室可以設(shè)置在噪聲比較低的地方，而娛樂(lè)場(chǎng)所可以設(shè)置在噪聲比較大的地方。

7 結(jié)論

總之，隨著綠色公共建設(shè)工程的不斷增加，對(duì)這類工程的建設(shè)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。BIM技術(shù)在我國(guó)的綠色公共建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的運(yùn)用，既能彌補(bǔ)我國(guó)傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)觀念上的不足，又能豐富我國(guó)現(xiàn)有的建筑設(shè)計(jì)環(huán)境管理系統(tǒng)，并能為今后的城市建設(shè)活動(dòng)提供全面的管理思路和綠色施工經(jīng)驗(yàn)。BIM技術(shù)在確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的同時(shí)，也能有效地提高施工效率。隨著時(shí)間的推移，BIM技術(shù)將會(huì)更加廣泛地應(yīng)用于公共建筑的綠色設(shè)計(jì)。隨著B(niǎo)IM技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)綠色公共建筑的開(kāi)發(fā)也會(huì)有很大的促進(jìn)作用。