BIM趋势及节能分析之实务应用

◎ 中兴工程顾问股份有限公司BIM中心副主任 陈志文

提及“BIM”，很多人的第一反应是“BIM能够带给我们什么？它的效益到底是什么？为什么我们要使用它？”。实际上，BIM一个基本的组成就是“建筑结构跟机电”，我们希望能够将整个建筑行业里面不同领域的信息做一个完美的结合，在这个“结合”过程中，我们面临的主要问题就是——如何在正确的地方找到合适的信息，并让合适的人去使用他所需要的信息。

总的来说，BIM的组成首先一定要根据业主的需求对空间进行规划，然后再根据建筑法规的一些要求去建置它的房间规划，当整个模型构建出来以后有了相关数据就可以作一个环境的模拟。在这个模拟的过程中，可以得到一个比较好的解决方案，有了这个模型的信息，事实上就很容易在模型中做一些适度的模拟。而有了建筑的信息之后，就可以将模型传递转换为结构模型做施工配置，当配置完之后再转到分析里面去做分析，如果改建有变动的话设计师可以再回到模型中做修正。

以台湾地区为例，台湾属于地震频发的地区。在梁跟柱的结合时要注意做切削，甚至于在施工的时候，设计师要考虑到一些隔板的需求，这些需求要在设计的时候就建置出来。有了建筑、结构之后，当然少不了机电，MEP整合完之后会有各个环节的细节，接下来设计师就会考虑这些信息中既然包括结构、建筑、机电，而当这些信息能够做完美整合的时候其实需要考量几个方向。以BIM技术来讲，中兴工程顾问股份有限公司建置了一套所谓的执行计划，这个执行计划会有建置指南。除了BIM应用这些信息的定义之外，还有整个BIM脱离不了的原来各个专业的设计，这些专业的工程师才是设计的精髓。所以一开始的时候设计师就会去定义，这些管线在布置的时候哪些是跑上面、哪些跑左边、哪些跑右边，大家要有一个共识才能做整个系统的模型，从而当模型建置完了以后才能做整合。这些流程需要设计师经过开会讨论，研究哪些管线或者是哪些冲突应该用哪个专业去做修正。比如：空调系统跟结构有一些冲突，修正完之后在SEM的时候要告诉钢结构工程师“这个污水管会传梁”。其实在BIM模型中除了软体的操作以外，最重要的就是流程的制定，这必须要非常明确。

以一栋全台湾第一个全程应用BIM技术建造的大楼为例，这栋大楼里有环境工程研究中心、土木水电研究中心等，地下有三层、地上有七层。当初设计的目标是希望能够做一些设计使振幅降低40%，并在整体设计中达到节能24%，节水75%。于是中兴工程顾问股份有限公司按照IPD的专案模式做整个交付，希望能够在设计阶段把所有的问题统统都找出来。设计团队以BIM的专业整合交付模式从初步设计着手，然后做设计的发展。在设计发展的过程中，设计团队就会做一些策略，然后再到细部的系统整合跟能源的模拟，将最后的信息汇总到后期的运营阶段。

在设计初期，设计团队会在初步设计的阶段做一些机电、气侯、环境分析，然后根据这些分析去决定哪一种方案是设计团队要使用的，最后团队经过讨论，初步分析后决定采用哪个方案作为整个造型的量体，有了造型的量体以后再逐步的对细部进行优化考量。在设计发展阶段的时候，设计团队可以将各个楼层，所有房间的大小、规划全部都统计出来，然后通过GPS做专项工作，最后再去做一些太阳能耗的分析以及节水分析，甚至是空调系统的效能分析等。通过这些前期工作决定哪一种空调系统对整个建筑物最适用，使用效果最节能。

在这一过程中，设计团队要经过系统的整合才能继续往下进行，再去做详细效能的评估，而在这个评估中设计团队就可以去做一些细节的定案。有了建筑的模型，就可以直接用IFC格式输出汇总到结构的模型中，结构工程师再把所有的这些模型汇总到应力分析模型中去做应力分析，之后再针对应力分析做一些详细的设计。这一环节少不了图片的输出以及数量的计算，有了这些在设计阶段的数据之后，可以在设计阶段时做第一次系统统和。这个“统和”会涉及电力系统、空调系统、消防跟排水系统等，然后根据这些系统去做一个平景路线的规划，在这个规划过程里再做一些碰撞的排除，经过碰撞排除后可以选择一个最优化的管道间。而接下来的施工单位也有BIM施工的能力，设计团队将建筑结构跟机电模型直接交付给施工单位，施工单位在作业的过程中就直接利用这些模型去做管线优化检讨，甚至于直接利用这个模型做一个工务沟通。