基于BIM技术的城乡规划微环境管理平台研究和实践探索

金 若

(贵州大学建筑与城市规划学院，贵州 铜仁 554300)

0 引言

随着城乡建设不断推进，BIM技术凭借其在可视化、全生命周期、参数化、信息化等方面的独特优势逐渐得到了城乡规划工作的重视，并开始从建筑施工行业延伸到了城乡规划的微环境管理领域中来。BIM技术能够以建立三维信息模型的方式对居住环境与生态环境进行动态化的模拟，将城乡规划中的诸多影响因素量化为明确的指标，使规划设计的科学性大大提高，而城乡规划微环境管理平台则正是基于对BIM技术充分应用的微环境分析与模拟平台。

1 BIM技术在城乡规划微环境管理平台中的应用思路

BIM技术在城乡规划微环境管理平台中的主要功能是对各种情况下的三维信息模型进行构建，而三维信息模型构建的基础则是城乡规划中的部分设计方案。根据设计方案中的各项数据，微环境管理平台能够借助BIM技术将符合该方案预期的微环境模型构建出来，并输入不同的外部环境数据进行各种情况的模拟演算，从而使得不同外部环境下设计方案的表现能够通过模型变化清晰的表现出来。例如：在单体建筑的空间布局方面，微环境管理平台能够根据单体建筑的设计方案对其模型以及周围环境与建筑进行模拟，并将不同季节、天气、时间下建筑的光照情况展现出来，同时还可以将这些情况进行以量化指标的形式准确评估，从而让不同设计方案间的比对显得更加直观，这样一来，城乡规划决策自然也就会更加科学。此外，微环境管理平台还需要专门的数据库作为支撑，数据库可以存储各类城乡规划经常会涉及到的各类基础数据，同时也能够将城乡规划设计过程中的各类模型存储起来，用于后续规划中的对比评估与决策审核工作。

2 城乡规划微环境管理平台的模拟功能

2.1 日照分析

城乡规划微环境管理平台分为不同的功能模块，负责对城乡规划设计中的各类关键性因素进行模拟与评估，而日照分析正是其中之一。日照分析功能主要是针对建筑物采光权、建筑物遮挡日照时间、满窗日照几方面，需要以时间、地域、建筑造型等因素为基础建立模型，对建筑物的任意立面、地面进行显示，同时基于模型展开运算、外部环境模拟与结果分析，最后将分析结果以日照图、指标表、视频等不同的形式输出，使用户能够对日照情况拥有更加直观、深入的认识。例如建筑的日照累积时间就可以通过建筑模型的三维图示进行展示，不同的日照累积时间可以用不同颜色以及深浅变化来表示，并将颜色对应的具体数值做出准确标准，这样就可以将建筑不同区域的日照累积时间直观的展现出来。

2.2 通风分析

通风是建筑所必须要考虑的关键性因素，而通风分析功能则是微环境管理凭条的重要功能模块之一。通风可以理解为微环境的空气流动情况，因而通风分析一般会采用CFD软件来构建出流体力学模型，同时结合气象数据来真实模拟设计方案在不同外部环境下的风环境情况，并将风的流向、风速、空气龄和热岛区域等情况转化为量化指标，并以风速云图、指标表、颗粒升降图等形式输出，从而将建筑的流体环境进行准确描述。而在得到流体环境的情况下，平台就可以基于评估标准与类似模型对其通风性进行科学的评价。

2.3 热工分析

热工分析功能模块主要包括建筑物的太阳热量收集、反射与辐射情况，以及建筑物全立面和建筑物内在(考虑遮挡情况)的温度分布区域。这一功能模块的实现同样需要以规划数据为基础建立模型，其中对于规划区域内水系、道路、绿地的分布情况需要进行明确与重点考虑，之后结合气象数据、风环境情况来展示不同情况下的温度分布情况、热岛分布情况以及热工系数，并通过视频动画、温度场分布图、指标表格等形式输出。

2.4 能耗分析

能耗分析简单来说就是对规划区域内水、电、氧气等能量消耗情况以及二氧化碳排放情况的表示。能耗模拟除了需要区域内的规划数据，还需要明确建筑体量，并根据不同区域人口数量变化对能耗情况变化进行考虑，而其分析结果则需要通过能耗分布图、指标表格等形式进行具体表示。

2.5 噪声分析

噪声分析与其他功能模块相比差异较大，由于噪声在城乡规划中并不属于必然因素，因而想要对规划区域内的噪声情况进行分析、评估与表示，通常需要对建筑区域内的噪声污染源以及交通噪声进行仔细、全面的调查，并以这些数据为基础，结合依据规划数据建立的建筑群模型对区域内噪声传播情况展开模拟与分析。分析主要针对噪声影响的衰减情况，其分析结果需要通过指标表格、噪声影响衰减云图以及噪声具体影响的相关动画视频等形式进行输出。

2.6 景观可视度分析

景观可视度分析模块的功能实现需要以区域内的景观目标可视区域为基础，并对可视区域的边界条件进行具体设置，在明确边界条件与目标可视区域后，即可根据建筑群分布情况对各个建筑景观在目标可视区域的遮挡情况与可视度进行分析，并用指标图来对具体的视觉通透性进行表示。

2.7 其他因素分析

除日照、通风、热工、噪声等常规因素外，城乡规划的微环境还具有着其他较为关键的影响因素，如舒适度、光环境等等，这些因素对于城乡规划在设计、决策方面的科学性同样有着直接的影响，而针对这些因素进行分析的功能模块在城乡规划微环境管理平台中也是很可能出现的。同时不同功能模块所需的数据也是不同的，例如舒适度分析就需要多方面的生态评估数据。

3 城乡规划微环境管理平台的应用分析

3.1 基础功能应用

除多个功能模块以外，城乡规划微环境管理平台还设置了一系列较为完善的基本功能，从而为平台的实际应用提供更好的支持，如已输入数据并完成创建的项目场景模型可以进行快速检索与自主选择，而在观察场景模型时，则可以对外部环境参数进行自定义，并针对模型进行放大、缩小、移动、各角度转换等操作，以方便用户全面的了解模型情况。此外根据规划设计数据，还能够对规划区域的建筑功能、建筑层数、建筑体量、区域面积等信息进行自主统计与显示。

3.2 应用领域

在城乡规划中，微环境管理平台不仅能够对规划设计进行全方位的模拟计算与评估，从而为规划审批提供参考，同时还能够根据相关政策、标准、规定建立完整的指标体系，并将规划方案指标与指标体系进行对比，明确方案的不足，从而为后续的设计方案优化提供帮助。

4 结语

BIM技术对于城乡规划微环境管理平台的功能实现来说是非常关键的，而微环境管理平台的诸多功能模块也能够为城乡规划的设计、管理、决策起到很好的辅助性作用。而随着我国城乡建设的进一步深入，基于BIM技术的城乡规划微环境管理平台还将在未来发挥出更为重要的作用。