基于BIM技術(shù)的綠色建筑施工圖設(shè)計(jì)研究

賀燕

廣東省城市技師學(xué)院 廣東 廣州 510520

引言

在對綠色建筑工程項(xiàng)目進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)的過程中，充分運(yùn)用BIM技術(shù)平臺全面展現(xiàn)設(shè)計(jì)要素和施工技術(shù)方法之間的銜接效果，也能夠從側(cè)面體現(xiàn)出綠色建筑的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。在對施工圖進(jìn)行總體設(shè)計(jì)和局部設(shè)計(jì)的過程中，施工管理人員需要根據(jù)現(xiàn)場中的實(shí)際數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行反復(fù)校驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)分析，才能夠轉(zhuǎn)換和量化各項(xiàng)建造數(shù)據(jù)指標(biāo)，提升施工圖設(shè)計(jì)質(zhì)量。

1 BIM技術(shù)的基本概念和特點(diǎn)

BIM技術(shù)是建筑信息模型的簡稱，對建筑工程項(xiàng)目相關(guān)專業(yè)的信息資源以及功能性能標(biāo)準(zhǔn)非常敏感，能夠承接設(shè)計(jì)施工以及運(yùn)營管理等不同工作階段中的系統(tǒng)操作需求，并定向篩選和匯總分析各類工程建設(shè)項(xiàng)目中的關(guān)鍵性數(shù)據(jù)參數(shù)指標(biāo)。BIM技術(shù)平臺需要呈現(xiàn)信息集成模型的部署和應(yīng)用模式，并對建設(shè)項(xiàng)目的全生命周期進(jìn)行動態(tài)跟蹤和監(jiān)督管理。BIM技術(shù)的工程數(shù)據(jù)信息源比較單一，可以對接分布式以及異構(gòu)類工程數(shù)據(jù)信息的存儲和處理分析需求。在BIM協(xié)作辦公模式下，建設(shè)工程項(xiàng)目的運(yùn)營管理信息和操作用戶權(quán)限被實(shí)時(shí)監(jiān)控，并需要按照系統(tǒng)操作流程進(jìn)行自動計(jì)算和分組拆分，并保障各項(xiàng)數(shù)據(jù)視圖的完整性和功能解耦效率。

2 綠色建筑施工圖設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容

2.1 結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)

在綠色建筑工程項(xiàng)目中，施工圖的整體設(shè)計(jì)原則非常明確，需要平衡各項(xiàng)功能和性能評估指標(biāo)，也需要呈現(xiàn)清晰明了的施工技術(shù)要素[1]。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)的過程中，需要對綠色建筑工程項(xiàng)目的內(nèi)外尺度信息進(jìn)行嚴(yán)格校驗(yàn)，避免與施工作業(yè)現(xiàn)場中的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)存在較大偏差。在對建筑結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行平面以及三維立體設(shè)計(jì)的過程中，需要結(jié)合建筑體量和尺度等相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)指標(biāo)的精確度和合理閾值區(qū)間，綜合評估結(jié)構(gòu)模型是否科學(xué)合理。結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)方案，能夠精準(zhǔn)銜接施工技術(shù)資源的配置參數(shù)，但是需要緊密結(jié)合時(shí)間和空間兩個(gè)設(shè)計(jì)維度中存在的差異和共通之處，才能夠精準(zhǔn)管控各項(xiàng)施工技術(shù)指標(biāo)和施工質(zhì)量水平。結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)方案，需要與綠色建筑的基本設(shè)計(jì)思路保持一致[2]。

2.2 節(jié)能設(shè)計(jì)

在綠色建筑工程項(xiàng)目的施工圖設(shè)計(jì)階段，需要對節(jié)能設(shè)計(jì)方案進(jìn)行嚴(yán)格審核，并從建筑物整體結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)中重點(diǎn)篩查是否影響到綠色建筑的節(jié)能性。因此在對施工圖進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)和模擬建造的過程中，需要針對節(jié)能設(shè)計(jì)層次中的關(guān)鍵應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)標(biāo)記和統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)合施工作業(yè)現(xiàn)場中的關(guān)聯(lián)性管控指標(biāo)，動態(tài)協(xié)調(diào)各項(xiàng)建造技術(shù)資源和人力資源[3]。在對綠色建筑施工圖進(jìn)行分層和整體設(shè)計(jì)的過程中，節(jié)能設(shè)計(jì)要素會詳細(xì)部署在不同層次之中，并且還會直接影響到相關(guān)功能系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的具體應(yīng)用狀態(tài)。很多綠色建筑工程項(xiàng)目的節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)數(shù)量相對比較多，但是能夠精準(zhǔn)適配施工圖紙中的層次化建造技術(shù)配置需求。節(jié)能設(shè)計(jì)的平面和立體造型會存在一定差異，但是也可以結(jié)合施工現(xiàn)場中的具體技術(shù)資源配置條件進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

2.3 空間裝飾設(shè)計(jì)

在綠色建筑的施工圖設(shè)計(jì)過程中，空間裝飾設(shè)計(jì)要素也必不可少，能夠整體呈現(xiàn)各個(gè)功能模塊之間的銜接成效，并能夠按照綠色建筑的整體建造需求進(jìn)行動態(tài)化調(diào)整和資源配置。很多綠色建筑工程項(xiàng)目的施工圖紙并不能全面覆蓋各項(xiàng)基礎(chǔ)功能結(jié)構(gòu)，很容易遺漏一些細(xì)節(jié)問題，因此，在對空間裝飾進(jìn)行平面以及立體設(shè)計(jì)的過程中，需要詳細(xì)闡述和分析各項(xiàng)空間裝飾標(biāo)識的具體應(yīng)用模式，并結(jié)合施工圖的具體設(shè)計(jì)尺度，緊密結(jié)合各項(xiàng)建造需求[4]?？臻g裝飾設(shè)計(jì)方案還需要涵蓋部分綠色建筑的光照和室溫調(diào)控等技術(shù)因素，還需要全面整合綠色建筑空間內(nèi)部的硬軟裝飾設(shè)計(jì)要素，才能夠進(jìn)一步呈現(xiàn)綠色建筑工程項(xiàng)目的節(jié)能環(huán)保建造需求和硬性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 環(huán)境和安全設(shè)計(jì)

在對綠色建筑工程項(xiàng)目的施工圖進(jìn)行全面設(shè)計(jì)的過程中，也需要及時(shí)構(gòu)建環(huán)境以及安全設(shè)計(jì)模型，并對相關(guān)聯(lián)的設(shè)計(jì)方案和數(shù)據(jù)信息進(jìn)行嚴(yán)格篩選，才能夠精準(zhǔn)把控各項(xiàng)設(shè)計(jì)要素之間的協(xié)調(diào)性和共通性。尤其對于綠色建筑工程項(xiàng)目而言，環(huán)境和安全設(shè)計(jì)方案的順利實(shí)施，需要建立在全面基礎(chǔ)的施工技術(shù)資源條件基礎(chǔ)之上，但是也需要創(chuàng)新整合各項(xiàng)人居環(huán)境指標(biāo)和自然環(huán)境資源指標(biāo)，才能夠呈現(xiàn)動態(tài)化和自然和諧的綠色建筑建造成效[5]。尤其對于空間密度相對比較高的綠色建筑物和建筑群而言，在進(jìn)行環(huán)境和安全設(shè)計(jì)的過程中，施工圖需要詳細(xì)闡述和說明分析各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)的合理區(qū)間范圍，并保障各項(xiàng)自然資源和環(huán)境安全性能指標(biāo)的可控性和可靠性。

3 基于BIM技術(shù)的綠色建筑施工圖設(shè)計(jì)方法

3.1 構(gòu)建結(jié)構(gòu)模型，分析建筑結(jié)構(gòu)

在綠色建筑工程建設(shè)項(xiàng)目的施工圖設(shè)計(jì)階段，需要充分運(yùn)用BIM技術(shù)構(gòu)建結(jié)構(gòu)模型，進(jìn)一步分析建筑結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)，才能夠精準(zhǔn)管控各項(xiàng)設(shè)計(jì)資源和施工技術(shù)資源。但是在運(yùn)用BIM技術(shù)平臺的過程中，相關(guān)工作人員和專業(yè)技術(shù)人員需要嚴(yán)格審核結(jié)構(gòu)模型中的相關(guān)數(shù)據(jù)指標(biāo)是否科學(xué)合理，并根據(jù)施工作業(yè)現(xiàn)場勘察報(bào)告中的相關(guān)數(shù)據(jù)指標(biāo)，及時(shí)篩查處于閾值范圍之外的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)指標(biāo)。在運(yùn)用BIM技術(shù)構(gòu)建結(jié)構(gòu)模型的過程中，需要根據(jù)綠色建筑工程項(xiàng)目的整體建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，重點(diǎn)實(shí)施和監(jiān)管相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型中的尺度信息和量化參數(shù)指標(biāo)，需要將結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行可視化模擬，并重點(diǎn)突出綠色建筑工程項(xiàng)目的施工圖設(shè)計(jì)要點(diǎn)。通過構(gòu)建結(jié)構(gòu)模型，分析不同建筑結(jié)構(gòu)的方式，能夠進(jìn)一步約束BIM建筑信息模型中的尺度和體量參數(shù)，并需要按照綠色建筑相關(guān)設(shè)計(jì)指標(biāo)，動態(tài)協(xié)調(diào)施工作業(yè)現(xiàn)場中的相關(guān)技術(shù)資源和管控工作，并進(jìn)一步凸顯綠色建筑結(jié)構(gòu)模型的基本實(shí)施特點(diǎn)。

3.2 總平面圖設(shè)計(jì)和功能系統(tǒng)劃分

在綠色建筑施工圖設(shè)計(jì)階段，需要根據(jù)BIM技術(shù)平臺的主要應(yīng)用模塊，對總平面圖進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，并詳細(xì)劃分各個(gè)功能系統(tǒng)的邊界以及內(nèi)部數(shù)據(jù)模型。根據(jù)BIM技術(shù)平臺的基本應(yīng)用流程，設(shè)計(jì)人員和施工技術(shù)管理人員都需要嚴(yán)格排查總平面圖設(shè)計(jì)方案中是否存在不完整的信息，并對各個(gè)功能系統(tǒng)之間的銜接狀態(tài)和隔離狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)格校驗(yàn)。根據(jù)綠色建筑工程項(xiàng)目的主體施工建造指標(biāo)，主平面圖中的設(shè)計(jì)圖紙以及設(shè)計(jì)方案內(nèi)容需要保持高度的一致性，并對各個(gè)功能系統(tǒng)的劃分和分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行重點(diǎn)闡述和分析。根據(jù)綠色建筑工程項(xiàng)目的主體建造原則，還需要及時(shí)引入低碳環(huán)保等技術(shù)資源，并保障各個(gè)功能系統(tǒng)之間的劃分標(biāo)準(zhǔn)符合主體建造需求。總平面圖的設(shè)計(jì)過程，能夠進(jìn)一步約束BIM技術(shù)平臺中的相關(guān)功能模塊操作流程，但是需要將二維設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成三維設(shè)計(jì)，并根據(jù)建筑工程項(xiàng)目的實(shí)際需求轉(zhuǎn)換成五維設(shè)計(jì)模型。在詳細(xì)劃分各個(gè)功能系統(tǒng)的過程中，還需要結(jié)合綠色建筑工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)原則，將各項(xiàng)施工設(shè)計(jì)要素進(jìn)行動態(tài)協(xié)調(diào)，并保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案之間不會存在較多沖突和矛盾問題。

3.3 圍護(hù)和日照節(jié)能設(shè)計(jì)

在綠色建筑工程項(xiàng)目中，圍護(hù)以及日照節(jié)能設(shè)計(jì)要素也是施工圖紙中的重點(diǎn)設(shè)計(jì)內(nèi)容之一，但是需要與建筑工程項(xiàng)目的具體建造需求進(jìn)行精準(zhǔn)適配，才能夠有效約束后續(xù)建造技術(shù)的實(shí)施進(jìn)展。在應(yīng)用BIM技術(shù)平臺進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及日照節(jié)能設(shè)計(jì)的過程中，需要對外部幕墻結(jié)構(gòu)的氣密性級別進(jìn)行評估和統(tǒng)計(jì)分析，并根據(jù)不同地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)規(guī)定，對建筑內(nèi)部空間的朝向進(jìn)行詳細(xì)分析。根據(jù)公共建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在BIM技術(shù)平臺中，建筑朝向窗戶（包括透明幕墻）與墻體之間的面積比不能夠大于0.7，并對建筑物的耗熱量指標(biāo)進(jìn)行實(shí)地測算和數(shù)據(jù)導(dǎo)入等操作。根據(jù)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性系數(shù)，在BIM技術(shù)平臺中，對內(nèi)外表面的換熱系數(shù)以及隔熱保溫材料表面導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及日照節(jié)能設(shè)計(jì)方案，需要涵蓋BIM技術(shù)平臺中的相關(guān)操作數(shù)據(jù)指標(biāo)，并對平面總施工圖紙中的部分設(shè)計(jì)要素和數(shù)據(jù)指標(biāo)產(chǎn)生一定影響。高層綠色建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要滿足消防安全需求，在合理規(guī)劃日照時(shí)間和強(qiáng)度指標(biāo)的基礎(chǔ)之上，也需要及時(shí)整合節(jié)能技術(shù)資源的配置條件。

3.4 模擬環(huán)境以及安全性能設(shè)計(jì)

在綠色建筑施工圖設(shè)計(jì)階段，需要充分運(yùn)用BIM技術(shù)平臺，及時(shí)模擬環(huán)境以及安全性能設(shè)計(jì)方案，并針對建筑施工圖設(shè)計(jì)方案中存在的理論以及施工偏差問題，及時(shí)整合到相關(guān)建筑信息模型中。根據(jù)某綠色建筑工程項(xiàng)目的總用地面積，在BIM技術(shù)平臺中，模擬室外風(fēng)環(huán)境以及聲環(huán)境，對墻體結(jié)構(gòu)進(jìn)行等比例拉伸，并對建筑位置的分布狀態(tài)進(jìn)行三維立體視覺分析，才能夠得出模擬環(huán)境設(shè)計(jì)參數(shù)和各項(xiàng)變化數(shù)據(jù)指標(biāo)。在BIM技術(shù)平臺中，及時(shí)構(gòu)建安全性能的設(shè)計(jì)視圖，并對安全通道和避難場所等建筑功能空間的基本布局進(jìn)行動態(tài)模擬和統(tǒng)計(jì)分析，并及時(shí)部署和應(yīng)用安全通道標(biāo)志物以及消防安全設(shè)備措施等資源。但是在模擬環(huán)境以及安全性能設(shè)計(jì)圖紙中，根據(jù)BIM技術(shù)平臺的程序化操作流程，還需要重點(diǎn)排查施工控制和現(xiàn)場監(jiān)管等相關(guān)工作的實(shí)施路徑是否存在明顯的偏差和數(shù)據(jù)誤差問題。在模擬設(shè)計(jì)環(huán)境的過程中，也需要結(jié)合綠色建筑的場景設(shè)計(jì)方案，并對安全性能指標(biāo)進(jìn)行正確性校驗(yàn)。

3.5 場地設(shè)計(jì)和體型設(shè)計(jì)

根據(jù)綠色建筑施工圖設(shè)計(jì)的相關(guān)要點(diǎn)，需要對場地設(shè)計(jì)方案和體型設(shè)計(jì)方案進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃和全局管控，并針對綠色建筑的全壽命周期特點(diǎn)，動態(tài)協(xié)調(diào)相關(guān)自然資源和人造技術(shù)資源?；贐IM技術(shù)平臺進(jìn)行場地設(shè)計(jì)和體型設(shè)計(jì)，需要對此類工程項(xiàng)目建筑物和基礎(chǔ)設(shè)施的空間位置進(jìn)行詳細(xì)標(biāo)定，并對安全消防以及保衛(wèi)環(huán)保設(shè)施的具體配置參數(shù)進(jìn)行明確錄入。根據(jù)綠色建筑工程項(xiàng)目施工場地中的加工運(yùn)輸存儲以及供電供水供熱等基礎(chǔ)設(shè)施的配置條件，對臨時(shí)施工道路進(jìn)行容量統(tǒng)計(jì)分析。在對BIM技術(shù)平臺中的體型設(shè)計(jì)方案進(jìn)行視圖轉(zhuǎn)換操作的過程中，還需要對輕量級數(shù)據(jù)指標(biāo)與工程數(shù)據(jù)資源進(jìn)行同步處理，并對建筑空間的體型和尺度參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一錄入。在對綠色建筑工程項(xiàng)目進(jìn)行場地設(shè)計(jì)和體型設(shè)計(jì)的過程中，還需要充分考量建筑施工場地中是否存在不可控的設(shè)計(jì)要素，并對施工圖紙進(jìn)行多方面的正確性檢驗(yàn)。

3.6 布局設(shè)計(jì)以及模擬分析

在綠色建筑工程項(xiàng)目的施工圖設(shè)計(jì)過程中，還需要充分運(yùn)用BIM技術(shù)平臺，呈現(xiàn)整體布局設(shè)計(jì)結(jié)果以及模擬分析結(jié)果，并重點(diǎn)呈現(xiàn)綠色建筑在施工作業(yè)期間需要重點(diǎn)管控的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)和施工技術(shù)資源。在對BIM技術(shù)平臺中的工程數(shù)據(jù)資源進(jìn)行模擬分析和整體布局設(shè)計(jì)操作的過程中，需要重點(diǎn)約束和限制建筑設(shè)施的平面與空間設(shè)計(jì)參數(shù)，并運(yùn)用建筑環(huán)境評估方法和人員活動分析方法，對施工現(xiàn)場中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)參數(shù)同步到集成管理平臺之中，并對可視化展示頁面進(jìn)行重點(diǎn)標(biāo)注和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。在綜合評估綠色建筑工程項(xiàng)目的布局設(shè)計(jì)指標(biāo)過程中，充分運(yùn)用BIM技術(shù)平臺進(jìn)行透視模擬分析，還需要重點(diǎn)落實(shí)相關(guān)設(shè)計(jì)質(zhì)量控制指標(biāo)和施工技術(shù)資源配置參數(shù)。

4 結(jié)束語

在當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)過程當(dāng)中進(jìn)行綜合性的應(yīng)用，本文對綠色建筑以及綠色建筑施工圖的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行綜合性的分析，使建筑在布局過程當(dāng)中且在進(jìn)行施工圖的構(gòu)建過程當(dāng)中，相應(yīng)的設(shè)計(jì)人員需要充分地將綠色建筑設(shè)計(jì)理念進(jìn)行分析，并且展開各類創(chuàng)新型的設(shè)計(jì)工作，充分運(yùn)用BIM技術(shù)平臺詳細(xì)規(guī)劃與設(shè)計(jì)施工圖紙中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)參數(shù)，保障施工現(xiàn)場各項(xiàng)技術(shù)資源條件的可用性和可靠性。