基于BIM平臺的被動式建筑研究

陳龍

【摘要】傳統建筑設計是單一流線型，在建筑師和工程師之間沒有可進行并行設計的平臺，因此交叉設計很少，這樣就無意間造成了建筑對資源的浪費，從而導致運行階段能耗的增加。BIM技術構建了在建筑設計過程中的這種平臺，加強了專業間協同合作，充分挖掘建筑本身節能潛力和可再生資源利用，實現最低資源和能源消耗最大限度地改善建筑熱工性能。

【關鍵詞】BIM平臺；被動式；建筑

一、建筑信息模型（BIM）

BIM 是“建筑信息模型”的簡稱，該信息模型綜合了所有的幾何模型信息、功能要求和構件性能，將一個建筑項目整個生命周期內的所有信息整合到一個單獨的建筑模型中。運用BIM 技術，建筑師在設計過程中創建的虛擬建筑模型已經包含了大量設計信息，只要將模型導入相關的能量分析軟件，就可以得到相應的能量分析結果。通過相應的 BIM 應用軟件，在方案設計的初期階段就能夠方便快捷地得到直觀、準確的建筑能量性能反饋信息，幫助建筑師及時對方案做出分析和調整。比如與 Ecotect 生態建筑大師設計軟件相結合，將BIM 模型輸入即可得出較為直觀的數字化的可視分析圖。可提供許多即時性分析，比如對模型的太陽輻射、熱、光學、聲學甚至建筑投資等綜合的技術分析；與 CFD 類軟件結合，則可迅速分析建筑內的自然通風及對周邊氣流造成的影響。

二、建筑信息模型BIM的特點

（一）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。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。

（二）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。

（三）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。

（四）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。

三、以BIM技術為基礎的被動式建筑設計

（一）氣候特征分析

BIM技術可以將繁雜的氣象數據信息以圖表的可視化方式表達出來，以幫助建筑師直觀地認識建筑基地所處地區的氣象資料。比如繪制出逐日的氣象參數數據；確定建筑最佳朝向；利用焓濕圖，分析各種被動式策略的組合效果，可以調節設計參數，觀察圖形變化，找到適宜的被動式策略。

（二）建筑采光分析

要想在根本上實現建筑的節能功能，建筑設計人員就必須在設計的初始階段處理好解決好建筑的日照和采光規劃，其是達到預期節能要求的關鍵環節和重點舉措。無論是基地的地形特征，還是建筑的布局方式都會對建筑的日照與采光條件產生一定程度上的影響，因而要對基地實行合理科學的模擬分析，特別是要對建筑的日照遮擋狀況進行具體分析。建筑設計師可依據基地的實際情況，應用 Virtual Environment 軟件對設計初期的日照時間和陰影遮蓋等方面進行模擬和分析，其后以模擬結果為依據對建筑的洞口和整體平面布局進行設計，以此來保證建筑在冬季時也能獲取最大限度的太陽能輻射，而在夏季時則盡量減少太陽能輻射對于建筑的影響。

（三）建筑通風分析

科學的室內自然通風，不僅可有效提升建筑的節能效果，而且也可進一步改善建筑內部的空氣質量。模擬建筑的風環境的最大目的乃在于對建筑內部的空氣流通情況進行模擬和對比，以此來實現對建筑內部空間環境的優化，降低建筑的能源消耗，實現對自然能源的充分利用。通過應用 BIM 技術，構建相對應的虛擬建筑模型，可根據 IFC 的相關數據規范將建筑模型導入到 CFD 軟件之中，以此來實現 CFD 技術與 BIM技術的有機融合，從而建筑設計人員便可對建筑物內外部環境中的氣流動向進行快速準確地模擬和分析，以對建筑的實際風環境做出精準地評估，實現建筑設計的優化處理。

四、結語

目前，BIM 技術已經深刻影響著建筑設計行業，其不但可以極大提高建筑設計行業的整體效率，而且還可以在建筑全生命周期內，優化設計、保證建筑設計質量。BIM 技術在建筑設計中的應用會是未來的發展趨勢并逐步走向成熟。

參考文獻

[1]秦以鵬.基于BIM平臺的被動式建筑研究[D].邯鄲：河北工程大學，2015.

[2]歐陽高明.以BIM技術為基礎的被動式建筑設計研究[J].低碳世界，2017（33）.