BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用研究

2015-11-04吴俊

建材与装饰 2015年30期

关键词：公共建筑建筑设计利用

吴俊

（上饶市城乡规划建筑设计院）

BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用研究

吴俊

（上饶市城乡规划建筑设计院）

随着我国经济技术的发展，人们对建筑设计的要求提出了更高的要求。由于绿色建筑设计能够很好的协调人类生活和生态环境的和谐发展，因此绿色建筑受到广大人们的青睐。本文从绿色建筑设计角度分析BIM技术在绿色建筑设计中的应用。BIM技术在绿色建筑设计领域中凸显了强大的辅助设计优势，为绿色建筑的设计提供了强有力的信息数字支持。

绿色建筑；BIM技术；建筑设计

1　引言

在建筑行业中，尤其是公共建筑，推进建筑节能、减排，发展绿色建筑是我国实施能源和资源发展战略的先进举措，绿色建筑设计理念包括：资源节约、回归自然、营造健康、舒适、环保的生活环境。

绿色建筑的设计需要建筑设计师跨学科、综合性、全过程的设计，然而BIM技术在建筑设计中的应用很好的解决了这个难题，通过工程建筑信息模型能够在真实的环境中对建筑的朝向、日照、温湿度、遮阳、太阳辐射进行模拟，以及对能量消耗、建筑环境噪声、风场等对环境的影响的评估，保证建筑从方案阶段开始，就将绿色、环保、节能、低碳概念贯穿在建筑设计的全过程中。

2　BIM技术

BIM是通过数据直接的关系来完成信息的传递，因此在建筑模型中就需要建立各种单位之间的关系，从而详尽全面的表达建筑模型或构件信息的一种理想设计工具，BIM技术在建筑设计中的应主要体现在利用数字模型进行建筑规划、设计、出图等。BIM技术具有：信息集成化、全过程的可传递性、设计协同性的特点。BIM技术利用数据化的管理模式，改变了以往建筑平面设计的理念，开始了从立体三维层面上进行建筑设计。BIM技术和BIM软件能让建筑设计师更加直观的了解和剖析建筑本身，BIM软件建立的建筑模型能够真实的表达实际情况，更加真实的反应出建筑信息，这些信息包括从建筑设计到施工，到项目投入使用后的物业管理等，信息量大、BIM建筑建模的软件是BIM软件的核心部位，主要用于街接其他软件的主体结构，也称之为BIM平台的核心。

3　建筑信息模型（BIM）在建筑信息传递过程中的作用

对于不同类型的公共建筑，其建设过程各不相同。但是它们之间都存在一个共同的流程，这个流程大提上可划分为六个阶段：可行性研究、初步设计、验收施工成果、投入使用、管理和维护、销毁，如图1所示。对于任何公共建筑业包括其他建筑这六个阶段都必须存在的，不同的阶段，其参与的人员和参与的活动都不相同，但是他们之间却存在着千丝万缕的联系，进而确保工程项目的顺利实施。建筑设计数据信息是整个建筑工程的核心，工程整个过程中的细节部分是否准确、是否到位直接关系到工程能否达到设计目标要求，这也是重要的审核依据。

4　BIM在绿色公共建筑设计中的应用

4.1节能与能源利用分析

节能与能源利用是绿色建筑设计评价标准的一项重要内容，将采用BIM技术建立的建筑三维可视化模型直接导入到能耗分析软件中，根据公共建筑对节能技术的标准要求，结合工程项目所在地的气象数据，然后进行公共建筑能耗分析模型的完善、分析数据生成、数据的处理以及直观可视化模拟，根据模拟计算结果进行相关参数的设置，对公共建筑的围护结构方案进行优化调整，进而实现在建筑设计的过程中有效的控制公共建筑节能标准。利用BIM模型还可以进行公共建筑室外太阳辐射的分析，对太阳辐射的强度和分布进行分析，用对公共建筑太阳能设备方案的设计和优化，最大化的利用可再生能源，此外利用BIM技术还能够实现公共建筑室外植被的优化配置，比如室外喜阳植物、中性植物、喜阴植物种植位置的确定。利用BIM技术还能够对室内自然采光进行分析，实现充分利用自然采光，降低人工照明能耗的目标。

图1　BIM在建筑全生命周期中的应用

4.2节材与材料资源利用分析

绿色建筑评价标准对公共建筑设计中采用的建筑材料和使用百分比都给出了详细规定，比如：建筑施工现场500km以内建筑材料重量占建筑材料总重量的60%；在确保安全和环保的情况下，可再生循环材料使用重量占所用建筑材料总重量的10%。采用传统的技术方法是很难进行准确、快速的计算，特别是复杂的公共建筑项目。然而BIM技术能够很好的解决这类问题，BIM不但具有强大的数据信息功能还具有强大的材料统计功能，对各种材料的用量都能够快速准确的进行计算，进而指导工程材料的配置，使其满足绿色建筑评价标准要求。此外，BIM技术可以将建筑、结构、水、暖、电、动等各专业的设计内容综合起来，更加碰撞检查功能，在设计阶段就解决各专业可能出现的冲突问题，从而避免了由于冲突而造成的材料浪费，这样能够大大的节省材料的使用。

4.3节水与水资源利用分析

采用BIM技术建立的三维信息模型，结合当地的暴雨强度系数和暴雨强度计算公式，建立一个完整的数据库，作为建筑设计中雨水采集计算的重要依据，然后根据工程所在地的地貌和材质确定径流系数的影响关系，根据建筑、道路和绿地面积进行集雨量的计算，然后对建筑设计方案进行适时的调整优化。

4.4室内环境质量

室内环境质量是为了给使用者提供一个健康、舒适、高效、适用的使用空间，这也是绿色建筑的功能需求。室内环境的设计，BIM软件也能够对建筑室内环境进行信息模拟，主要包括：风环境、热环境、声环境、光环境、日照、环境影响与可视度、经济性等建筑物理环境。

绿色公共建筑的可持续性重点强调“建筑的全寿命周期内”，在这个过程中包括了工程项目的规划、设计、施工、使用和维护等，然而BIM技术的核心是将整个建筑的全生命周期内的所有信息都整合到一个建筑模型中，而且还包括建筑的施工进度、建造过程以及后期的维护管理等的信息。BIM的未来发展方向包括建筑的各个环节都融入到BIM模型中。因此，BIM技术能够贯穿整个绿色建筑设计中，为实现建筑的绿色节能提供了强大的技术支持。BIM技术在绿色建筑设计中的应用，极大的提高了建筑项目整个过程中的效率，绿色建筑设计从2D到3D的转换及各种建筑物理能量分析等的信息，实现了多种绿色技术在建筑设计中的统筹安排、灵活运用。

4.5运营维护阶段

建筑物使用阶段的耗能与成本也是绿色建筑设计的重点，如何在公共建筑运营阶段体现可持续是BIM关注的重点。建筑在投入使用前，可以利用BIM对公共建筑进行先期的测试与调整，资料文档的移交也可以跟随BIM模型一起转移，接着利用BIM对公共建筑制订一套科学的维护方案，进而提高公共建筑的运行性能并降低能耗和维护费用，最终降低公共建筑的总体运营成本，对一些重要设备还可以进行跟踪记录，以便对这些设备的使用状态提前做出判断，利用BIM智慧运行维护功能能够实现对突发事件快速响应的能力，包括预防、报警和处理，保证对公共建筑做出有效的管理。BIM还能够为公共建筑提供一个绿色建筑评估体系，将BIM和公共建筑联网结合，将传感器和终端控制器连接起来，对公共建筑物进行健康监测，利用云计算平台，将公共建筑的每层能耗计量和建筑节能管理系统组合起来，形成一个总的管理系统，方便工建筑管理人员进行操作管理。