BIM技術下的被動式建筑設計淺談

楊波

(320111198506275219)

BIM技術下的被動式建筑設計淺談

楊波

(320111198506275219)

建筑信息模型涵蓋了幾何學、空間關系、地理信息系統、各種建筑組件的性質及數量，便捷的提取了建筑內材料的信息，使建筑內各個部分、各個系統都可以呈現出來，從而使得建筑信息模型能夠利用數字化的建筑組件，來表示真實世界中用來建造建筑物的構件，而這些特性恰好滿足了被動式建筑設計的需求。

建筑結構模型；被動式設計

施工文件對準確信息的需求來自多方面，包括圖紙、采購細節、環境狀況、文件提交程序和其它與建筑物品質規格相關的文件。BIM技術不僅可以為設計、承造、建筑物業主和經營者創建溝通的橋梁，提供處理工程專案所需要的實時相關信息，而且還能夠提供準確信息。而被動設計充分考慮自然原理，來規劃、設計、環境配置建筑手法，改善和創造舒適室內外環境的需求，正好能夠應用BIM 技術來提供。要想更好的實現BIM技術在被動式建筑設計中的應用，首先應該了解BIM技術的特點，然后結合建筑場地的實際情況，充分發揮BIM技術在被動式建筑結構中的應用價值。本文就BIM技術下的被動式建筑設計進行了研究。

一、建筑信息模型BIM的特點

1.1 可視化

可視化即“所見所得”的形式，對于建筑行業來說，可視化的真正運用在建筑業的作用是非常大的，例如施工圖紙只是各個構件的信息在圖紙上的線條繪制表達，但是其真正的構造形式就需要建筑業參與人員去自行想象了[1]。BIM讓人們將以往的線條式的構件形成一種三維的立體實物圖形展示在人們的面前；現在建筑業也有設計方面出效果圖的事情，但是這種效果圖是分包給專業的效果圖制作團隊進行識讀設計制作出的線條式信息制作出來的，并不是通過構件的信息自動生成的，缺少了同構件之間的互動性和反饋性，然而BIM提到的可視化是一種能夠同構件之間形成互動性和反饋性的可視，在BIM建筑信息模型中，由于整個過程都是可視化的，所以，可視化的結果不僅可以用來效果圖的展示及報表的生成，更重要的是，項目設計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態下進行[2]。

1.2 協調性

這個方面是建筑業中的重點內容，不管是施工單位還是業主及設計單位，都做著協調以及相互配合的工作。一旦項目的實施過程中遇到了問題，就要將各有關人士組織起來開協調會，找各施工問題發生的原因，及解決辦法，然后出變更，做相應補救措施等進行問題的解決。BIM的協調性服務就可以幫助處理這種問題，也就是說BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期對各專業的碰撞問題進行協調，生成協調數據，提供出來。當然BIM的協調作用也并不是只能解決各專業間的碰撞問題，它還可以解決電梯井布置與其他設計布置及凈空要求之協調，防火分區與其他設計布置之協調，地下排水布置與其他設計布置之協調等。面出效果圖的事情，但是這種效果圖是分包給專業的效果圖制作團隊進行識讀設計制作出的線條式信息制作出來的，并不是通過構件的信息自動生成的，缺少了同構件之間的互動性和反饋性，然而BIM提到的可視化是一種能夠同構件之間形成互動性和反饋性的可視，在BIM建筑信息模型中，由于整個過程都是可視化的，所以，可視化的結果不僅可以用來效果圖的展示及報表的生成，更重要的是，項目設計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態下進行[3]。

1.3 模擬性

模擬性并不是只能模擬設計出的建筑物模型，還可以模擬不能夠在真實世界中進行操作的事物。在設計階段，BIM可以對設計上需要進行模擬的一些東西進行模擬實驗，例如：節能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬、熱能傳導模擬等；在招投標和施工階段可以進行4D模擬（三維模型加項目的發展時間），也就是根據施工的組織設計模擬實際施工，從而來確定合理的施工方案來指導施工[4]。同時還可以進行5D模擬（基于3D模型的造價控制），從而來實現成本控制；后期運營階段可以模擬日常緊急情況的處理方式的模擬，例如地震人員逃生模擬及消防人員疏散模擬等。

1.4 優化性

事實上整個設計、施工、運營的過程就是一個不斷優化的過程，當然優化和BIM也不存在實質性的必然聯系，但在BIM的基礎上可以做更好的優化、更好地做優化。優化受三樣東西的制約：信息、復雜程度和時間。沒有準確的信息做不出合理的優化結果，BIM模型提供了建筑物的實際存在的信息，包括幾何信息、物理信息、規則信息，還提供了建筑物變化以后的實際存在。復雜程度高到一定程度，參與人員本身的能力無法掌握所有的信息，必須借助一定的科學技術和設備的幫助。現代建筑物的復雜程度大多超過參與人員本身的能力極限，BIM及與其配套的各種優化工具提供了對復雜項目進行優化的可能。

二、基于BIM技術的被動式建筑設計

被動式設計綜合考慮了陽光、風力、溫濕度等自然界的因素，規劃設計與環境相配合的建筑，并且改善和創造了更為舒適的建筑內外環境，有效減少了常規資源。其目的是盡量減少甚至不使用城規的熱能源供應和制冷消耗，同時不減少室內外環境的質量。設計原則是結合當地氣候特征進行設計，使建筑需求盡量來源于自然環境，滿足實際建筑的功能和形式需求。BIM技術在被動式設計中主要考慮了氣候特征、日照采光。風環境和場地需求。

2.1 氣候特征分析

BIM技術通過可視化方式，將繁雜的氣象信息以圖表的形式表現，幫助建筑師直觀的了解建筑當地的氣象資料，幫助回執逐日的氣象數據，確定建筑的朝向，進而在選擇被動式策略時，提供有價值的參考[5]。而且這種協調性強的設計參數，可以根據實際需求進行調節，方便尋求最佳的被動式策略。另外，通過可視化的界面，建筑師可以定性的分析最適宜當地氣候特征的被動式設計策略。

2.2 日照采光分析

在被動式建筑設計階段，科學合理的應用日照和采光，能夠顯著的提高建筑節能的效果，它也是實現建筑節能的重要環節。所以，對于建筑進行合理的模擬分析是十分有必要的。BIM的超強模擬性能能夠幫助建筑師對施工場地的日照及遮擋情況進行準確的分析，根據模擬情況進行建筑平面布局以及洞口設計，在很大程度上保證了冬季接受太陽輻射的限度和夏季減少輻射的限度。

2.3 風環境分析

科學合理的通風條件不僅能夠顯著的提升建筑節能效果，而且對于室內居住的空氣質量有很好的改善作用。應用BIM技術進行風環境模擬就是為了更好的保證室內的空氣流動，優化建筑空間環境，節約建筑在使用中的能耗，從而發揮自然資源的價值，充分利用自然資源。通過將IFC數據標準導入CFD軟件，將BIM和CFD技術結合應用，可以方便快捷的對室內外的氣流流動進行模擬分析，對不同效果進行分析評價，從而選擇最佳的方案，優化建筑設計。

三、結束語

BIM技術能夠在被動式建筑結構中良好的應用，首先取決于它的強大功能和可視性、協調性、模擬性，從而達到優化被動式建筑設計方案的目的。所以，想要更好的在被動式建筑設計中應用BIM技術就要先詳細的了解BIM技術的特點，結合實際建筑場地的環境，這樣才能夠發揮BIM技術的價值。

[1]李慧敏,楊磊,王健男. 基于 BIM 技術的被動式建筑設計探討[J]. 建筑節能,2013,01：62-64.

[2]譚澤迅. 基于 BIM 技術構建工程項目信息管理模式探討[J]. 現代商貿工業,2013,07：171-173.

[3]周滔,王笛. 基于 BIM 的建筑單元被動式得熱分析[J]. 建筑節能,2013,10：49-53+65.

[4]羅智星,謝棟. 基于 BIM技術的建筑可持續性設計應用研究[J]. 建筑與文化,2010,02：100-103.

[5]劉覓. 淺談BIM技術的建筑節能設計應用[J]. 中國建筑金屬結構,2013,20：61.

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1007-6344（2015）08-0093-01