基于BIM技術的綠色建筑一體化設計應用對策研究

摘要：本文針對傳統設計中存在的問題，提出建筑設計發展趨勢——綠色建筑一體化設計，并闡述什么是綠色建筑一體化設計及綠色建筑一體化設計的方法和過程。通過對比傳統設計，介紹了綠色建筑一體化設計的優勢。同時，筆者分析了實現綠色建筑一體化設計的難點，結合BIM技術的特點，運用BIM技術，提出了如何解決綠色建筑一體化設計難點的應用對策。

關鍵詞：BIM；綠色建筑；一體化設計；對策

中圖分類號：TU-023 文獻標識碼：A 文章編號：2096-2118（ 2017） 01-0024-03

Abstract：Aiming at the exisling problems in traditional design，this paper puts forward the development trend of architectural design-Green Building Integrated Design，and expounds the integration design of green building，and expounds the method and process of green huilding integrated design.Through the contrast of traditional design ，introducing the advantages of green building integrated design.At the same time， the author analyzes the difficulty of realizing green building integrated design，and puts forward he strategy how to solve the difficulties in the design of green building integrated design by using BIM technology，according to the characteristics of BIM technology.

Keywords ： BIM ； green building ； integrated design ； strategy

建筑設計從過去建筑匠師“一個人的智慧”，到如今建筑專業化設計的發展，建筑設計未米發展的趨勢在哪？歷經一代代建筑師的實踐與探索，讓人們明確了建筑設計一體化是未來建筑的發展趨勢，也是綠色建筑沒計的發展趨勢。同時，在探索中我們也發現，發展綠色建筑設計一體化存在一些困難，而BIM技術的特點是能解決問題，并促進綠色建筑設計一體化的發展。

1傳統設計存在的問題

在傳統的思維模式下，我們把建筑視為一個項目，當作一個個體，但每個建筑物其實是一個完整的系統，其中包含的每個部分都相互產生著作用。但在傳統的做法中，我們未曾考慮這種相互作用的關系。現在的綠色建筑設計工作屬于專業化，電力、供暖、制冷、通風、給排水等都是由不同專業技術人員獨立設計和完善的。可以說我們現有的設計方法是孤島式局部的優化，更像是集成化，而非一體化。和某種程度上，集成化的工作是肓日的，兇此我們會經常面臨許多重復的工作，消耗不必要的成本，浪費大量的時問、人力、資源。

傳統的設計很少考慮建筑與周圍生態系統之間關系。只是盲目地開發和索取自然資源，破環人類生存的自然環境。甚至現有一部分的綠色建筑設計，也只是減低了對環境的危害，沒有更好地把建筑項目融入到周圍生態系統當中。

2綠色建筑一體化設計

2.1 綠色建筑一體化設計概述

綠色建筑一體化沒計是鼓勵沒計團隊去深入了解項日中建筑物內在的各系統之問的關系，以及建筑物中各個系統之間的相互關聯，為此，召集各領域的專家、設計師、項目各階段參與者，相瓦交流、學習、了解各學科潛在的關系，進而將項目視為一個完整的系統進行優化設計匯總，確市一個最大限度節約資源，同時能與周邊生態系統和諧共生的可持續發展的綠色建筑項日。

如果沒計團隊了解建筑中各個系統相且關聯，并將其視為一個完整的體系去進行優化，每個組成部分就會執行多重的功能，產生級聯效應，這樣就以降低一些系統的規格，從而更好地節約成本和資源。下面可以通過一個實際問題來解釋：室內墻而涂料的顏色選擇會影響到暖通窄調系統的規格。選用適當的涂料顏色可以節省安裝燈具的數量，燈具的減少，降低了電力的消耗，發電所需的燃料也就減少了。還有，燈具除了發光還發熱，以一個學校建筑為例，照明系統每年消耗的電力占總電力的50%，而這些燈具產生的熱量又要消耗制冷系統40%的負荷.，機械工程師在計算空調冷量及暖通空調系統設備規格時，會將照明密度納入考慮因素。因為減少燈具的數量，照明功率密度就會降低，機械工程師也會相應的降低暖通空調系統的規格和標準。不僅如此，由于空調的冷量又決定了其他配套如風管、水管等，故這些配置設施的規格也會相應降低。這樣的改變小僅減低了初次建造安裝的費用，而日一在建筑物整個使用年限的都會降低運營成本。隨之消耗的能源也會減少。這就是考慮建筑相互之問的聯系的結果【l】。

綠色建筑一體化設計不僅能最大化的節約資源，減少成本，而且還可以用節省下來的成本，來彌補執行綠色建筑策略而增加的成本，使社會更加積極地發展綠色建筑。

2.2綠色建筑一體化設計方法

綠色建筑一體化設計方法是項日開始之前召丌集體會議，每個與項目有關的人員都參與其中，包括業主、建筑師、綠建咨詢師、結構師、暖通工程師、給水工程師、室內設計師、景觀工程師、施工方等等，共享他們的專業知識，和他們對項目的想法，在互動過程中大家確立共同的項目目標及項目構思方向，讓大家在最開始明確一個思想，使各個設計團隊演變成一個團隊，從而一體化地進行綠色建筑設計。

一體化設計的方法，它區別傳統的設計方法，區別于線性的設計方法，綠色建筑一體化設計過程是反復研究、分析和團隊討論。基本模式如圖1所示。

2.3 綠色建筑一體化設計與傳統設計比較

在綠建-體化設計過程中，雖然方案設計之前的時問花費比傳統設計時問長，但在深化設計階段所需的時問較短。

在傳統設計中，每個學科各自孤立分析，缺乏聯系，這種分散的狀態會一直持續到方案設計階段，這種情況的方案設計成本評估，往往會大幅超過預算限制，最后業主和設計方會不斷調整和修改，這時的改動就會很復雜很麻煩。而一體化在設計之初兇為和各個學科有密切的交流，形成統一的目標，并對為達到這些目標而實施的方法進行分析，這樣就不會出現傳統設計中出現的反復重大修改等問題，而是在不斷探討中一氣呵成的設計。

3 BIM技術

3.1 BIM技術的概念

BIM技術是一種多維（三維空間、四維時問、五維成本、N維應用）模型信息集成技術，可以使建沒項目的所有參與方（包括政府主管部門、設計、施工、造價、監理、業主等）存項目從概念產生到完全拆除的整個生命周期內，能夠在模型中操作信息和在信息中操作模型，從而從根本上改變從業人員依靠符號文字形式圖紙進行項目建沒和運營管理的工作方式，實現在建沒項目全牛命周期內提高工作效率和質量以及減少錯誤和風險的目標[2]。

3.2 BIM技術的特點

（1）可視化：建市BIM模型，可以使設計從二維的設計圖紙變成三維的設計模型，通過基于BIM設計的效果圖、虛擬漫游、仿真模擬等多種項甘展示手段，可以讓各個參與方對項日本身進行深度的了解，在項日沒計、施工、運營中進行溝通、討論；

（2）參數化：參數化設計是將建筑構件和設備的屬性和形狀，通過參數的形式進行模擬，并進行模擬分析計算和相關數據的統計。通過對參數的調整，可以快速的改變模型，方便模型間的比較，選出最優方案；

（3）協同設計：基于BIM設計平臺，多專業多團隊就一個信息模型進行協同設計，輔以實時協同、階段協同，重視專業之間的聯系和內存關系，及時解決各種疏漏碰缺，提高設計質量；

（4）性能分析：基于BIM模型，應用性能分析軟件可對BIM模型進行光照、風環境等環境模擬和能耗分析等；

（5）可出圖性：應用BIM技術，不僅可以產出三維立體模型，而且還能生成二維的建筑平、立、剖及詳圖。

4 BIM技術在綠色建筑一體化設計中的應用對策

（1）由于綠色建筑·體化設計需要經常性的溝通和信息交流，隨著傘球化的發展，建筑設計單位和施工單位很可能是在多個國家和地域。一體化的設計很可能會因為時問，地域等原囚產牛障礙。而BIM技術的協同設計的優點正好能解決這個問題。大家在一個共享的模型下參與討論和修改。在BIM共享云平臺利用網絡召集人家研究分析討論問題，當一方有修改時，把信息共享給各個設計團隊，讓各個設計團隊知道修改的地方，本著系統之問相互的聯系，做出最優方案，也讓后參與者實時了解項日的動態和項目的構思方向，使大家更好地為一個目標進行努力。避免到最后的重大修改，節省時間和成本；

（2）為了達到最大化節約資源，保護環境的綠色建筑的最優方案，需經過大家不斷地分析和討論，多次改動，為了在討論中選取最優方案，對于大型綠色建筑模型，設計團隊可以使用BIM技術參數化設計，使之更為方便的修改；傳統二維設計中修改圖元位置或大小，需要再次畫圖，或通過拉伸命令調整大小，而且各建筑元素間沒有相互關聯，而應用BIM技術修改就不需要那么復雜費時。一是建筑設計時，設計者利用BIM參數化設計，可以快速的建立模型，并簡單的改變模型中的參數值就能建立和分析新的模型。設計者應用“參數化修改引擎”修改問題（“參數化修改引擎”指可以在參數更改技術，使用戶對建筑設計或文檔部分作的任何的改動，都可以自動地在其他相關要求下，系統能夠自動維護所有的不變參數），可以大大提高模型生成率和修改的速度；

（3） -體化設計對項目開始時的生態系統之間的聯系、水系統、日照等非常看重，只有了解結合生態系統來創建綠色建筑，才能最大程度地節地、節能、節材、節水。而BIM技術能對建筑方案進行生態模擬分析。應用BIM技術結合地理信息系統（GIS），對場地周圍環境進行分析，并對場地模擬建模，從而選擇最適合的建筑場地，達到建筑節約土地的目的。應用BIM能耗分析軟件，分析項目能耗，優化方案；對模擬建筑進行采光分析，優化建筑外表面，選擇適當朝向，利用自然光照明，從而減低不必要的照明及空調能耗；通過風環分析，優化設計，實現有效的被動制冷，減少能耗、降低污染。

5 結語

BIM和綠色建筑都是未來建筑的發展趨勢，而綠色建筑一體化設計也是綠色建筑設計的發展趨勢，實現綠色建筑設計一體化存在的難點，正好由BIM技術和現代的信息化完美地解決，可以說綠色建筑為BIM提供了寬闊的展示舞臺，而BIM則為綠色建筑的實現提供強大的技術支撐。

參考文獻

[l]John Boecker.The Integrative Design Guide to Green Building：Redefining the Practice of Sustainability[M].北京建筑工業出版社.2016.

[2]劉占省.BIM技術概論[M].北京：中國建筑工業出版社，2016.

編輯：付強