基于BIM技術的城鄉規劃微環境管理平臺研究和實踐

施雨君

（廣州市嶺南建筑研究中心，廣東 廣州 510000）

BIM在當前國內城鄉規劃微環境管理平臺建設過程中的應用，主要體現在三維信息模型的構建，其基礎是城鄉規劃過程中的設計方案。實踐中根據上述設計方案以及相關數據信息，微環境管理平臺可以利用BIM技術將該方案預期下的微環境模型有效地建立起來，并輸入各種外部數據信息進行模擬演算，使得各種設計方案通過模型變化表現出來，大大提高了城鄉規劃管理水平。

1 BIM技術應用基礎上的城鄉規劃微環境管理系統架構

BIM應用下的城鄉規劃微環境平臺以三維信息模型為根本，綜合利用多種外部數據信息對城鄉規劃進行三維展示，并且根據需要進行適當的擴展，從而對城鄉規劃過程中的微環境進行模擬以及分析和評估，并在此基礎上對控規指標下的結果進行修正，有效調控修建性詳細規劃空間布局，最終為城鄉規劃建設以及管理決策的做出提供服務。BIM下的城鄉規劃微環境管理系統是建立在SOA高度集成應用分析平臺基礎之上的，其以規劃數據庫作為基礎，各子系統以組件形式相互聯系在一起。

城鄉規劃微環境模擬系統主要包括兩部分，一是基礎功能，二是模擬功能，而且基礎頁面針對三維視圖的基本操作，其中包含了打開文件載入，并且選擇場景模型；同時，可以實現三維視圖移動以及縮放功能，進行三維視圖觀察以及漫游，各場景之間的距離測量和視圖窗口選擇也非常的重要，同時，還具有雙屏輸出、退出等功能。基于BIM技術的城鄉規劃過程中，微環境模擬頁面后采用飛行試點方式進行場景瀏覽，而且頁面上有功能介紹，比如日照、風環境、熱工以及噪音和景觀可視度等項目分析，舒適度也在其列。在上述系統中對模型進行瀏覽時，可以選擇統計按鈕，對模型中不同功能用地、建筑面積和建設屬性等進行分析。實踐中只需點擊微環境分析按鈕，即可瀏覽模型內各分析成果，并生成圖形、指標表以及視頻等。

1.1 日照分析

構建修建性城鄉詳細規劃的信息模型，并通過模型對各建筑立面日照時間進行計算，在遮擋條件下分析被遮擋情況，并且對詳細報建方案滿窗條件下的日照情況進行分析。其中包括滿窗日照分析，對任意日期、時間下的遮擋日照時間進行分析；同時，還要對建筑物的有效采光權進行分析，生成日照圖以及指標表和視頻，并輸出BIM 、GBXML 以及3ds模型等，可兼容導入。

1.2 風環境模擬

實踐中采用CFD技術軟件，并且結合氣象環境數據信息等對規劃建筑群風環境進行模擬，并且通過模擬熱島效應以及風速流場云圖等綜合分析，對建筑群空間關系做出科學合理布局建議。基于氣象數據以及空氣質量信息等，模擬區域范圍內的空氣質量情況，并且對空氣污染源擴散進行準確全面模擬，使指標參數更加的詳細具體，比如空間顆粒濃度、沉降物的降速等。在此過程中，對季風通過建筑物后的風速和溫度云圖等綜合分析，對熱島區以及建筑物的表面風壓載荷云圖等綜合分析。同時，還可以生產風速云圖以及溫度圖和大氣污染物沉降圖等，并且輸出相應的指標表。

1.3 熱工分析

對區域范圍內的日照下溫度場云圖進行模擬，對建筑物影響下的失熱量進行分析，并且通過城鄉規劃過程中涉及的建筑體量以及數據信息等，對建筑能耗進行科學預測，統計各區域范圍內的規劃單元能耗。其中，包括區域內的水系、綠地以及地塊和鋪地等在日照條件下的溫度場布局；基于風環境溫度進行分布結合，并對區域范圍內的熱島分布情況進行分析。

同時，還可以輸出成果圖以及指標表格和視頻動畫，支持BIM模型導入，對用地熱工系數進行適當調整并設置模型邊界。

1.4 景觀可視度分析

BIM技術下的模擬區域地標性建筑在某區域范圍內，可以實現空間可視度綜合分析，基于遮擋分析可以對地標性建筑物的可視面積進行解析。其中，可以對地標建筑以及景觀等在指定區域范圍內的視覺通透性進行分析，而且可以對建筑物內的某一個點對外指定區域范圍內的景觀視覺進行通透性分析。同時，還包括生成以及輸出指標圖表，支持模型導入以及可視區域內的邊界條件布設。

1.5 光環境模擬

基于BIM模型的城鄉規劃區模擬過程中，分析自然光照下建筑空間內的天光照度，為區域范圍內的照明系統合理布局給出合理的建議，并且對規劃區域內的各建筑立面采光權進行分析。通過對建筑物玻璃幕墻的光環境進行模擬，可得出建筑物表面的光污染數據信息。

1.6 噪音分析

基于調查區域范圍內的噪聲污染源以及交通噪音信息數據，可以有效模擬噪音源對建筑產生的不利影響，并且通過成果模擬確定噪音污染是否符合規范要求，這有利于為建筑隔音以及交通減噪等提供有效的輔助數據信息。其中包括指定噪音源對建筑物噪音產生的影響衰減進行模擬和分析；生成以及輸出噪音云圖、影響視頻以及表格等，而且支持噪音源信息數據導入，支持模型導入。

2 城鄉規劃過程中的微環境管理系統應用

BIM技術應用下的城鄉規劃微環境模擬平臺構建，對修建性規劃成果予以計算，并且將微環境系統中的各指標進行量化，規劃設計、研究以及決策，在指標體系上確定了完整的體系以及對照，滿足法定規劃指標的基礎上也可以實現規劃的微環境自然指標平衡。實踐中可以看到，微環境模擬平臺能夠對報建的方案微環境指標有效計算，其成果對城鄉規劃審批給予了數據信息輔助，三維報建信息數據的計算功能得以提升，從而使仿真系統能夠有效地融入規劃業務以及研究與城鄉規劃決策體系之中。

2.1 基礎功能

除功能模塊外，現階段城鄉規劃過程中的微環境平臺和管理系統中還增設了較為完善的功能，為平臺系統的應用提供了有力的支持。比如，已輸入信息數據并實現創建的場景模型，能夠快速檢索以及自主選擇。在場景模型觀察過程中，可對外部各種環境因素和參數等自定義，針對模型縮放以移動，而且可以實現各角度的自由轉換等，以便于用戶能夠全面了解BIM模型。同時，根據城鄉規劃設計方案，可對規劃區域范圍內的建筑功能、層數以及體量和區域范圍內的面積信息等，并對其自主統計以及清晰展示。

2.2 應用領域

在現階段國內城鄉規劃建設過程中，微環境管理系統不僅可以對規劃設計有效模擬計算以及評估，而且還可以將其作為城鄉規劃審批的重要參考。根據政策、規定以及相關標準等，建立健全指標體系，同時，對比分析規劃指標，準確定位方案不足之處，為后續規劃方案的做出以及優化提供有力支撐。

3 結語

總而言之，BIM技術在城鄉規劃微環境管理系統構建過程中起到了非常重要的作用，微環境管理平臺的功能模塊又對城鄉規劃起輔助作用。隨著國內城鄉規劃建設事業的快速發展，基于BIM的城鄉規劃管理系統將發揮重要作用。