基于BIM平台的被动式建筑研究

陈龙

【摘要】传统建筑设计是单一流线型，在建筑师和工程师之间没有可进行并行设计的平台，因此交叉设计很少，这样就无意间造成了建筑对资源的浪费，从而导致运行阶段能耗的增加。BIM技术构建了在建筑设计过程中的这种平台，加强了专业间协同合作，充分挖掘建筑本身节能潜力和可再生资源利用，实现最低资源和能源消耗最大限度地改善建筑热工性能。

【关键词】BIM平台；被动式；建筑

一、建筑信息模型（BIM）

BIM 是“建筑信息模型”的简称，该信息模型综合了所有的几何模型信息、功能要求和构件性能，将一个建筑项目整个生命周期内的所有信息整合到一个单独的建筑模型中。运用BIM 技术，建筑师在设计过程中创建的虚拟建筑模型已经包含了大量设计信息，只要将模型导入相关的能量分析软件，就可以得到相应的能量分析结果。通过相应的 BIM 应用软件，在方案设计的初期阶段就能够方便快捷地得到直观、准确的建筑能量性能反馈信息，帮助建筑师及时对方案做出分析和调整。比如与 Ecotect 生态建筑大师设计软件相结合，将BIM 模型输入即可得出较为直观的数字化的可视分析图。可提供许多即时性分析，比如对模型的太阳辐射、热、光学、声学甚至建筑投资等综合的技术分析；与 CFD 类软件结合，则可迅速分析建筑内的自然通风及对周边气流造成的影响。

二、建筑信息模型BIM的特点

（一）可视化

可视化即“所见所得”的形式，对于建筑行业来说，可视化的真正运用在建筑业的作用是非常大的，例如施工图纸只是各个构件的信息在图纸上的线条绘制表达，但是其真正的构造形式就需要建筑业参与人员去自行想象了。让人们将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前；现在建筑业也有设计方面出效果图的事情，但是这种效果图是分包给专业的效果图制作团队进行识读设计制作出的线条式信息制作出来的，并不是通过构件的信息自动生成的，缺少了同构件之间的互动性和反馈性，然而BIM提到的可视化是一种能够同构件之间形成互动性和反馈性的可视，在BIM建筑信息模型中，由于整个过程都是可视化的。

（二）协调性

这个方面是建筑业中的重点内容，不管是施工单位还是业主及设计单位，都做着协调以及相互配合的工作。一旦项目的实施过程中遇到了问题，就要将各有关人士组织起来开协调会，找各施工问题发生的原因，及解决办法，然后出变更，做相应补救措施等进行问题的解决。BIM的协调性服务就可以帮助处理这种问题，也就是说BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据，提供出来。当然BIM的协调作用也并不是只能解决各专业间的碰撞问题，它还可以解决电梯井布置与其他设计布置及净空要求之协调，防火分区与其他设计布置之协调，地下排水布置与其他设计布置之协调等。

（三）模拟性

模拟性并不是只能模拟设计出的建筑物模型，还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物。在设计阶段，BIM可以对设计上需要进行模拟的一些东西进行模拟实验。

（四）优化性

事实上整个设计、施工、运营的过程就是一个不断优化的过程，当然优化和BIM也不存在实质性的必然联系，但在BIM的基础上可以做更好的优化、更好地做优化。

三、以BIM技术为基础的被动式建筑设计

（一）气候特征分析

BIM技术可以将繁杂的气象数据信息以图表的可视化方式表达出来，以帮助建筑师直观地认识建筑基地所处地区的气象资料。比如绘制出逐日的气象参数数据；确定建筑最佳朝向；利用焓湿图，分析各种被动式策略的组合效果，可以调节设计参数，观察图形变化，找到适宜的被动式策略。

（二）建筑采光分析

要想在根本上实现建筑的节能功能，建筑设计人员就必须在设计的初始阶段处理好解决好建筑的日照和采光规划，其是达到预期节能要求的关键环节和重点举措。无论是基地的地形特征，还是建筑的布局方式都会对建筑的日照与采光条件产生一定程度上的影响，因而要对基地实行合理科学的模拟分析，特别是要对建筑的日照遮挡状况进行具体分析。建筑设计师可依据基地的实际情况，应用 Virtual Environment 软件对设计初期的日照时间和阴影遮盖等方面进行模拟和分析，其后以模拟结果为依据对建筑的洞口和整体平面布局进行设计，以此来保证建筑在冬季时也能获取最大限度的太阳能辐射，而在夏季时则尽量减少太阳能辐射对于建筑的影响。

（三）建筑通风分析

科学的室内自然通风，不仅可有效提升建筑的节能效果，而且也可进一步改善建筑内部的空气质量。模拟建筑的风环境的最大目的乃在于对建筑内部的空气流通情况进行模拟和对比，以此来实现对建筑内部空间环境的优化，降低建筑的能源消耗，实现对自然能源的充分利用。通过应用 BIM 技术，构建相对应的虚拟建筑模型，可根据 IFC 的相关数据规范将建筑模型导入到 CFD 软件之中，以此来实现 CFD 技术与 BIM技术的有机融合，从而建筑设计人员便可对建筑物内外部环境中的气流动向进行快速准确地模拟和分析，以对建筑的实际风环境做出精准地评估，实现建筑设计的优化处理。

四、结语

目前，BIM 技术已经深刻影响着建筑设计行业，其不但可以极大提高建筑设计行业的整体效率，而且还可以在建筑全生命周期内，优化设计、保证建筑设计质量。BIM 技术在建筑设计中的应用会是未来的发展趋势并逐步走向成熟。

参考文献

[1]秦以鹏.基于BIM平台的被動式建筑研究[D].邯郸：河北工程大学，2015.

[2]欧阳高明.以BIM技术为基础的被动式建筑设计研究[J].低碳世界，2017（33）.