BIM技術(shù)對綠色建筑發(fā)展的作用研究

劉穎

摘 要：隨著科技的進步，在建筑應(yīng)用領(lǐng)域衍生出的新技術(shù)——BIM，而BIM技術(shù)是建筑生命全周期應(yīng)用平臺與綠色建筑的全壽命周期內(nèi)的節(jié)能減排相契合。本文探討B(tài)IM技術(shù)綠色建筑生命周過程的運用，分析不同階段BIM對綠色建筑的作用，利用BIM的應(yīng)用軟件分析和評估建筑物理環(huán)境，以及BIM技術(shù)應(yīng)用對綠色建筑帶來的新的思路和解決方法。

關(guān)鍵詞：建筑全生命周期 BIM技術(shù) 綠色建筑

1、綠色建筑

綠色建筑是近幾年來隨著環(huán)境污染、生態(tài)破壞、能源危機等問題的日益突出，而提出的新概念，指能夠達到節(jié)能減排目的的建筑物，即建筑物能夠在全壽命期內(nèi)，最大限度的節(jié)約資源、保護環(huán)境、減少污染，為人們提供健康、舒適的生活空間，以實現(xiàn)人與自然、人與人、人與建筑、建筑與自然的和諧共生。綠色建筑并不是單純地對建筑進行立體綠化，而是一種概念上的“綠色”，指建筑對環(huán)境無害，在不破壞原有生態(tài)平衡的條件下，充分利用自然資源，建造建筑，盡可能減少對合成材料的使用，充分利用自然條件，來實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。

2、BIM技術(shù)

BIM是Building Information Modeling的縮寫，直譯為建筑信息模型。它也可以理解為是一種基于數(shù)字化技術(shù)的新型“工作模式”，此模型包含了建筑物在項目周期中都有相關(guān)信息，不僅包含了建筑模型內(nèi)部和外部空間結(jié)構(gòu)的三維幾何信息，還包含建筑構(gòu)件材料屬性、價格、進度、施工等非幾何屬性信息，同時還為建筑師、結(jié)構(gòu)工程師、設(shè)備工程師、施工方、開發(fā)商以及最終用戶等各環(huán)節(jié)人員提供“模擬和分析”的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。BIM存儲項目全生命周期所有的物理屬性和功能特性，不同專業(yè)的設(shè)計人員、施工人員以及運營維護人員可以通過BIM建筑信息模型進行日照、熱工、建筑環(huán)境等分析，確保建筑達到綠色建筑的性能，同時利用這些信息對建筑物，乃至整個城市的管理和維護帶來方便并減少不必要的財力和物力，提升質(zhì)量，控制成本，整合社會有效資源實現(xiàn)可持續(xù)設(shè)計。

3、BIM技術(shù)與綠色建筑相互融合

BIM建筑信息模型不是一個簡單的立體三維模型，它是一個信息的載體，正是這個載體為實現(xiàn)綠色建筑提供了一種全新的技術(shù)平臺。同時BIM技術(shù)融合與綠色建筑設(shè)計其價值所體現(xiàn)的就是節(jié)能措施的選擇和優(yōu)化，這也是達到低碳零能耗的目標的重要條件。而BIM技術(shù)過程中所涉及的建筑全生命周期管理，又是綠色建筑設(shè)計的關(guān)注和影響的對象，將BIM和綠色建筑設(shè)計相結(jié)合形成綠色BIM的概念。

在實現(xiàn)綠色建筑過程中，BIM技術(shù)為綠色設(shè)計帶來了如下作用：

（1）真實的BIM數(shù)據(jù)和豐富的構(gòu)件信息給各種綠色建筑分析軟件以強大的支持，確保結(jié)果的準確性。目前絕大多數(shù)BIM相關(guān)的軟件都具備導(dǎo)出模型數(shù)據(jù)，即為各種分析軟件專用的GBXML通用格式。 （2） BIM的某些特性（如參數(shù)化、構(gòu)件庫等）使建筑設(shè)計及后續(xù)流程針對上述分析的結(jié)果有非常及時和高效的反饋。（3） BIM的實施，可以將建筑各項物理信息分析顯著提前，有助于建筑師在方案或概念設(shè)計階段進行綠色建筑的相關(guān)決策。 （4）綠色建筑設(shè)計是一個跨階段、跨學(xué)科的綜合性設(shè)計過程，而BIM模型則正好滿足此需求，能夠?qū)崿F(xiàn)單一數(shù)據(jù)平臺上各專業(yè)的協(xié)調(diào)設(shè)計和數(shù)據(jù)集中。同時結(jié)合Navisworks等軟件加入4D信息，使跨階段的設(shè)計和管理完全參與到信息模型中。（5） BIM強大的能耗模擬功能，使建筑師與工程師可以在項目設(shè)計階段通過模擬能耗數(shù)據(jù)并在此基礎(chǔ)上進行充分對比，得到更加合理的項目設(shè)計方案，這對施工階段資源的高效利用將產(chǎn)生十分重大的影響。

4、BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計中的作用

4.1前期規(guī)劃階段

在前期規(guī)劃階段，首先要分析場地及周邊環(huán)境條件。在項目規(guī)劃之初就引入BIM技術(shù)，利用BIM技術(shù)對規(guī)劃場地進行多項分析比較。首先將復(fù)雜的場地環(huán)境運用Revit軟件制作成數(shù)據(jù)模型，然后通過ECOTECT軟件對其進行風(fēng)環(huán)境和太陽輻射分析模擬，以及周邊建筑對地塊的日照影響分析，通過分析得出精確、多樣化的參數(shù)。建筑師及規(guī)劃師通過參數(shù)進行比較得出合理的規(guī)劃布局及建筑形體，這里所謂的合理的規(guī)劃是指合理的建筑朝向、建筑高度、建筑組成、建筑數(shù)量、建筑形態(tài)及大小等，為方案設(shè)計階段提供有力的依據(jù)。

4.2方案設(shè)計階段

方案設(shè)計階段采用BIM技術(shù)軟件，邊設(shè)計、邊分析、邊推敲、邊優(yōu)化模型，再進行一系列組織空間、功能布局、立面造型的確定，從而得出可持續(xù)發(fā)展和低耗能的建筑空間。

在方案設(shè)計過程中，邊設(shè)計邊建模型，利用建筑信息模型，導(dǎo)入BIM能量分析軟件，提出滿足可持續(xù)設(shè)計的指導(dǎo)意見。例如：對模型各個立面的日照進行分析，得出各立面的窗墻比建議值。對地塊內(nèi)風(fēng)環(huán)境進一步模擬，分別分析不同高度的風(fēng)速及風(fēng)壓等數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上確定建筑空間和造型，有效避免了方案設(shè)計的重大變化。

4.3施工圖設(shè)計階段

在施工圖設(shè)計階段，進行模型詳細深化設(shè)計，在此模型基礎(chǔ)上，利用Ecotect， IES， Revit等節(jié)能分析軟件。不同專業(yè)選擇合適的節(jié)能措施，每項措施均由數(shù)據(jù)加載到BIM模型中模擬驗證節(jié)能與空間舒適度。分析建筑天然采光、遮陽、自然通風(fēng)、外圍護結(jié)構(gòu)體系的保溫性能、氣密度等，細部構(gòu)造優(yōu)化則防止結(jié)構(gòu)外露及門、窗等處形成“冷熱橋”。使得設(shè)計滿足綠色建筑標準要求，運用Revit能量分析得出結(jié)果。同時對空調(diào)等暖通設(shè)備、照明設(shè)備等設(shè)施通過分析加以整合并深入優(yōu)化，同時通過分析量化數(shù)據(jù)對于建筑可持續(xù)再生能源利用提供更好的依據(jù)。這時能在所完成的綠色建筑模型成果中得出每個圖元的量化的數(shù)據(jù)表格，通過模型信息數(shù)據(jù)所提供的工程量清單，再結(jié)合構(gòu)件的市場定額價，做出相對于傳統(tǒng)較為準確的預(yù)算，從而減少不必要的資源讓費。

4.4施工階段

在施工階段，BIM主要應(yīng)用有：

（1）可以將復(fù)雜工程可視化，利用BIM三維模型，導(dǎo)入Navisworks軟件模擬各專業(yè)協(xié)同工作，檢測各專業(yè)之間三維碰撞，及時發(fā)現(xiàn)調(diào)整設(shè)計，避免施工浪費，以降低風(fēng)險；同時還能模擬施工進度，控制施工工期。 （2）通過BIM，得到最準確的工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，將工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分解到構(gòu)件級、材料級，有效控制施工成本，清楚項目該花多少錢，實現(xiàn)全過程的造價管理。（3）通過BIM，可以輕松完成工程數(shù)據(jù)的共享和重復(fù)利用，做到真正意義上的施工現(xiàn)場—項目部—分公司—集團總部的從基層到高層信息共享。通過BIM技術(shù)在是施工階段做到方便、安全、高效、節(jié)約能源、減少污染等符合綠色施工要求。

4.5運營和維護階段

在建筑全生命周期中，運營維護階段在整個階段中占的時間最長，消耗的費用也是最高的，雖然運營維護階段非常重要，但是在二維設(shè)計時期所能應(yīng)用的數(shù)據(jù)與資源卻是卻很少。二維設(shè)計時期的工作流程中，設(shè)計、施工建造階段的數(shù)據(jù)資料往往無法完整的保留到運營維護階段。BIM技術(shù)出現(xiàn)，讓建筑運維階段有了新的技術(shù)支持，大大提高了管理效率。當BIM導(dǎo)入到運維之后，可以利用BIM模型對項目整體進行直觀可視化的了解，模型中各個設(shè)施的空間關(guān)系，建筑物內(nèi)設(shè)備的尺寸、型號、口徑等等具體數(shù)據(jù)，也都可以從模型中完美展現(xiàn)出來，這些都可以作為運維的依據(jù)，并且合理、有效的應(yīng)用在建筑設(shè)施維護與管理上。大大縮減了維護的成本和時間，同時為后期運營提供有效的數(shù)據(jù)，降低不必要的浪費。

5、結(jié)語

通BIM平臺下的綠色建筑設(shè)計可謂積極影響與問題共存，但毋庸置疑，已成為建筑領(lǐng)域的主要發(fā)展趨勢。而有效推動綠色建筑發(fā)展，實現(xiàn)節(jié)能減排目標，將是中國建設(shè)領(lǐng)域未來發(fā)展的重要任務(wù)。在此過程中，引入BIM并充分借鑒其在國外發(fā)展所積累的成熟經(jīng)驗，將起到至關(guān)重要的作用。

參考文獻

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