BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

王 鋒

(大同市二院建筑設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司,山西 大同 037000)

0 引言

綠色建筑指的是在建筑工程項(xiàng)目中，通過利用科學(xué)合理的技術(shù)手段，讓能源資源得到優(yōu)化配置，起到節(jié)約能源資源的效果，并大力推廣清潔能源，讓污染物排放量大幅度降低，在給人們提供舒適宜居的居住空間時(shí)，有效保護(hù)自然環(huán)境。在綠色建筑發(fā)展進(jìn)行中，必須貫徹節(jié)能環(huán)保理念，在建筑工程項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)得到體現(xiàn)，特別是規(guī)劃設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。隨著建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)及功能要求越來越高，單純憑借主觀經(jīng)驗(yàn)，難以達(dá)到綠色建筑設(shè)計(jì)的要求。在綠色建筑設(shè)計(jì)中，科學(xué)利用BIM技術(shù)，一方面能夠快速有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，一方面能夠開展動(dòng)態(tài)模擬，并全面分析建筑物的相關(guān)性能，從而促進(jìn)綠色建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升。

1 綠色建筑設(shè)計(jì)面臨的困境

1.1 綠色工程建設(shè)體制尚不完善

通過分析我國綠色建筑發(fā)展現(xiàn)狀，可知綠色建筑在我國起步的時(shí)間相對較晚，整體發(fā)展時(shí)間相對有限，且受到來自市場經(jīng)濟(jì)的影響，使得工程建設(shè)體制有待進(jìn)一步完善和規(guī)范，使得我國建筑行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展受到制約。當(dāng)前，綠色建筑在我國得到發(fā)展和推廣，不少地區(qū)具備綠色建筑試點(diǎn)，但這些建筑多為追求政績，未能有效彰顯綠色建筑的實(shí)際價(jià)值。

1.2 評價(jià)體系有待進(jìn)一步健全

相較于其他發(fā)達(dá)國家，我國綠色建筑發(fā)展的時(shí)間相對較晚，不少發(fā)達(dá)國家已經(jīng)確立了相對健全和完善的綠色建筑評價(jià)體系，諸如美國的LEED、日本的CASBEE、英國的BREEAM等等。在現(xiàn)代化評價(jià)方式及體系的支持下，可以針對綠色建筑節(jié)能開展定量分析，對綠色建筑的經(jīng)濟(jì)性能、生態(tài)環(huán)境性能等進(jìn)行全面細(xì)致的分析，能夠?yàn)榫G色建筑設(shè)計(jì)提供科學(xué)有效的指導(dǎo)，為決策人員制定決策提供可行性參考依據(jù)，從而進(jìn)一步提升規(guī)劃方案的可行性及科學(xué)性。就我國綠色建筑評價(jià)體系而言，該體系商尚在不完善的環(huán)節(jié)。相較于舊版標(biāo)準(zhǔn)，于2015年實(shí)施的GB/T 50378—2014綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)得到調(diào)整和更新，進(jìn)一步突出了評價(jià)關(guān)鍵，但仍存在不足之處。舉例而言，新版標(biāo)準(zhǔn)在管理方面未予以高度重視，在指標(biāo)量化上存在一定不足，相較于發(fā)達(dá)國家，尚存一定差距。在軟件的輔助下開展節(jié)能計(jì)算，在現(xiàn)實(shí)中難以設(shè)計(jì)出理想的綠色建筑。

1.3 專業(yè)協(xié)同性有待增強(qiáng)

在建筑工程設(shè)計(jì)中，涵蓋了多方面內(nèi)容，與多個(gè)專業(yè)具有密切關(guān)聯(lián)，諸如建筑設(shè)計(jì)、機(jī)電設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在綠色建筑中，必須全面分析環(huán)保建材置換這一重大問題。然而。在建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，由于各個(gè)專業(yè)相互獨(dú)立，在專業(yè)協(xié)同性上存在不足，在信息交流及有效溝通上存在不足，這種情況極易導(dǎo)致設(shè)計(jì)出現(xiàn)漏洞。

1.4 未能和施工環(huán)節(jié)有效連接起來

在實(shí)際施工環(huán)節(jié)，可能和建筑工程設(shè)計(jì)出現(xiàn)一定偏差，導(dǎo)致這一問題的原因有很多，主要包括以下方面的原因。首先，不少設(shè)計(jì)人員對施工方面的知識了解甚少，在施工方面缺乏必要的經(jīng)驗(yàn)，故而在開展建筑工程設(shè)計(jì)時(shí)，容易導(dǎo)致難以有效的攻克施工問題；其次，我國施工人員的綜合能力參差不齊，不少施工人員未接受專業(yè)系統(tǒng)的技術(shù)培訓(xùn)，在建筑發(fā)展方向上沒有概念，且缺乏必要的識圖能力，對于設(shè)計(jì)要求難以全面準(zhǔn)確的了解。

2 在綠色建筑設(shè)計(jì)中運(yùn)用BIM技術(shù)的優(yōu)勢

2.1 滿足綠色建筑全過程的目標(biāo)

影響建筑能耗的要素有很多，建筑目的、單元形狀特征、內(nèi)部設(shè)備、外界環(huán)境等均是不可忽視的影響要素。為此，自建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)到廢棄物處理等各個(gè)環(huán)節(jié)，均應(yīng)貫徹落實(shí)綠色建筑設(shè)計(jì)理念。在BIM技術(shù)的輔助下，能夠讓建筑設(shè)計(jì)流程得以優(yōu)化，涵蓋了建筑選址、建筑設(shè)計(jì)、建筑施工等各個(gè)環(huán)節(jié)，而這些正是綠色建筑設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵。

其一，在建筑工程項(xiàng)目選址及場地改造環(huán)節(jié)，需要針對場地規(guī)模、建設(shè)條件、建筑功能、經(jīng)濟(jì)要求等要素進(jìn)行全面分析，并基于分析結(jié)構(gòu)在BIM技術(shù)的輔助下，實(shí)施場地開發(fā)、利用率分區(qū)等工作，讓土地利用率得以切實(shí)增強(qiáng)。

其二，在建筑工程項(xiàng)目初期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，需要在BIM技術(shù)的輔助下，從建筑結(jié)構(gòu)、材料屬性、平面規(guī)劃、外部圍護(hù)構(gòu)造等要素入手，對建筑能量進(jìn)行全面分析，在全面分析各要素后制定設(shè)計(jì)方案，以提升設(shè)計(jì)方案的可行性及適宜性。

其三，在選擇機(jī)械設(shè)備環(huán)節(jié)，在BIM模型的輔助下，能夠依據(jù)相關(guān)信息技術(shù)對機(jī)械設(shè)備運(yùn)用情況進(jìn)行科學(xué)模擬，將水、電、建筑材料等的用量科學(xué)計(jì)算出來，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。

其四，在建筑設(shè)計(jì)全過程中，設(shè)計(jì)人員可以在BIM技術(shù)的輔助下，對建筑能耗進(jìn)行綜合分析，為提升綠色建筑設(shè)計(jì)能力奠定基礎(chǔ)。

2.2 增強(qiáng)設(shè)計(jì)各個(gè)專業(yè)的協(xié)同性能

在建筑設(shè)計(jì)模式中，由于在各個(gè)專業(yè)協(xié)調(diào)溝通上存在不足，致使建筑設(shè)計(jì)中極易出現(xiàn)沖突性問題。在BIM模型中，包含了拓?fù)湫畔?、幾何信息、物理信息?？梢园迅鱾€(gè)組件之間相關(guān)性展現(xiàn)出來的被稱之為拓?fù)湫畔?，可以把建筑三維空間特征展現(xiàn)出來的信息為幾何信息，而物理信息指的是能夠?qū)⒏鱾€(gè)組件的物理性質(zhì)展現(xiàn)出來的信息。為此，一個(gè)建筑模型能夠有效整合和展現(xiàn)與建筑工程項(xiàng)目相關(guān)的全部數(shù)據(jù)信息。在綠色建筑設(shè)計(jì)中，通過將BIM技術(shù)科學(xué)運(yùn)用其中，能夠全面細(xì)致地分析和研究建筑功能、技術(shù)經(jīng)濟(jì)等要素，并基于相關(guān)數(shù)據(jù)信息構(gòu)建相應(yīng)模型，并進(jìn)行模擬，為后續(xù)環(huán)節(jié)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。在這種設(shè)計(jì)模式下，關(guān)鍵點(diǎn)在于建筑模型，各個(gè)專業(yè)需要有效協(xié)調(diào)和溝通。此外，BIM模型能夠動(dòng)態(tài)模擬建筑工程的施工過程，讓施工環(huán)節(jié)存在的不足得到及時(shí)解決，讓設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和施工環(huán)節(jié)有效連接起來，讓建筑設(shè)計(jì)時(shí)間得以大幅度降低，對綠色建筑行業(yè)未來發(fā)展具有積極作用。

2.3 提升節(jié)能分析的全面性及有效性

通過利用BIM軟件，所呈現(xiàn)出的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)更具準(zhǔn)確性和可行性。通過在有關(guān)軟件的輔助下有效導(dǎo)入關(guān)于建筑工程項(xiàng)目的全部信息，并以此為前提進(jìn)行節(jié)能研究工作。在建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，通過科學(xué)運(yùn)用BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)人員能夠?qū)υO(shè)計(jì)方案的建筑物理性能、環(huán)境性能等進(jìn)行全面細(xì)致的分析及研究，對推動(dòng)生態(tài)節(jié)能建筑發(fā)展具有積極作用。憑借BIM技術(shù)集成化的特征，能夠讓建筑物的物理性能、功能等以數(shù)字化的方式呈現(xiàn)出來。另外，BIM模型內(nèi)的建筑信息具備一致性特征，在開展具體施工之初，設(shè)計(jì)人員、業(yè)主、承包方等均能對建筑后的建筑外觀、性能等具有一定了解。此外，在研究建筑能源性能情況時(shí)，通過利用BIM技術(shù)，能夠從多個(gè)層面入手，通過構(gòu)建BIM模型，相關(guān)工作人員能夠運(yùn)用建筑耗能軟件，對整個(gè)建筑環(huán)節(jié)的節(jié)能、能耗問題進(jìn)行全面分析。

3 結(jié)語

在我國城市化進(jìn)程中，建筑行業(yè)得到快速發(fā)展，建筑工程數(shù)量越來越多，建筑規(guī)模越來越大，推動(dòng)建筑行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。近年來，人們的環(huán)保意識日愈提升，對建筑設(shè)計(jì)模式提出了更高要求，促進(jìn)了綠色建筑設(shè)計(jì)理念的推廣及發(fā)展。在綠色建筑設(shè)計(jì)中，將BIM技術(shù)科學(xué)運(yùn)用其中，有利于增強(qiáng)各個(gè)專業(yè)之間的協(xié)同性，對落實(shí)建筑節(jié)能環(huán)保目標(biāo)具有不可忽視的作用。當(dāng)前，綠色建筑已然發(fā)展成為建筑行業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路，將BIM技術(shù)和綠色建筑設(shè)計(jì)有效結(jié)合起來，有利于推動(dòng)建筑行業(yè)朝著現(xiàn)代、信息、系統(tǒng)的趨勢邁進(jìn)。在現(xiàn)代化信息技術(shù)的輔助下，有利于增強(qiáng)綠色建筑設(shè)計(jì)能力，有效應(yīng)對當(dāng)前不可再生能源日愈緊缺、生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重的困境，對我國建筑行業(yè)及國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有積極作用。