BIM趨勢及節(jié)能分析之實(shí)務(wù)應(yīng)用

◎ 中興工程顧問股份有限公司BIM中心副主任 陳志文

提及“BIM”，很多人的第一反應(yīng)是“BIM能夠帶給我們什么？它的效益到底是什么？為什么我們要使用它？”。實(shí)際上，BIM一個(gè)基本的組成就是“建筑結(jié)構(gòu)跟機(jī)電”，我們希望能夠?qū)⒄麄€(gè)建筑行業(yè)里面不同領(lǐng)域的信息做一個(gè)完美的結(jié)合，在這個(gè)“結(jié)合”過程中，我們面臨的主要問題就是——如何在正確的地方找到合適的信息，并讓合適的人去使用他所需要的信息。

總的來說，BIM的組成首先一定要根據(jù)業(yè)主的需求對(duì)空間進(jìn)行規(guī)劃，然后再根據(jù)建筑法規(guī)的一些要求去建置它的房間規(guī)劃，當(dāng)整個(gè)模型構(gòu)建出來以后有了相關(guān)數(shù)據(jù)就可以作一個(gè)環(huán)境的模擬。在這個(gè)模擬的過程中，可以得到一個(gè)比較好的解決方案，有了這個(gè)模型的信息，事實(shí)上就很容易在模型中做一些適度的模擬。而有了建筑的信息之后，就可以將模型傳遞轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)模型做施工配置，當(dāng)配置完之后再轉(zhuǎn)到分析里面去做分析，如果改建有變動(dòng)的話設(shè)計(jì)師可以再回到模型中做修正。

以臺(tái)灣地區(qū)為例，臺(tái)灣屬于地震頻發(fā)的地區(qū)。在梁跟柱的結(jié)合時(shí)要注意做切削，甚至于在施工的時(shí)候，設(shè)計(jì)師要考慮到一些隔板的需求，這些需求要在設(shè)計(jì)的時(shí)候就建置出來。有了建筑、結(jié)構(gòu)之后，當(dāng)然少不了機(jī)電，MEP整合完之后會(huì)有各個(gè)環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)，接下來設(shè)計(jì)師就會(huì)考慮這些信息中既然包括結(jié)構(gòu)、建筑、機(jī)電，而當(dāng)這些信息能夠做完美整合的時(shí)候其實(shí)需要考量幾個(gè)方向。以BIM技術(shù)來講，中興工程顧問股份有限公司建置了一套所謂的執(zhí)行計(jì)劃，這個(gè)執(zhí)行計(jì)劃會(huì)有建置指南。除了BIM應(yīng)用這些信息的定義之外，還有整個(gè)BIM脫離不了的原來各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)，這些專業(yè)的工程師才是設(shè)計(jì)的精髓。所以一開始的時(shí)候設(shè)計(jì)師就會(huì)去定義，這些管線在布置的時(shí)候哪些是跑上面、哪些跑左邊、哪些跑右邊，大家要有一個(gè)共識(shí)才能做整個(gè)系統(tǒng)的模型，從而當(dāng)模型建置完了以后才能做整合。這些流程需要設(shè)計(jì)師經(jīng)過開會(huì)討論，研究哪些管線或者是哪些沖突應(yīng)該用哪個(gè)專業(yè)去做修正。比如：空調(diào)系統(tǒng)跟結(jié)構(gòu)有一些沖突，修正完之后在SEM的時(shí)候要告訴鋼結(jié)構(gòu)工程師“這個(gè)污水管會(huì)傳梁”。其實(shí)在BIM模型中除了軟體的操作以外，最重要的就是流程的制定，這必須要非常明確。

以一棟全臺(tái)灣第一個(gè)全程應(yīng)用BIM技術(shù)建造的大樓為例，這棟大樓里有環(huán)境工程研究中心、土木水電研究中心等，地下有三層、地上有七層。當(dāng)初設(shè)計(jì)的目標(biāo)是希望能夠做一些設(shè)計(jì)使振幅降低40%，并在整體設(shè)計(jì)中達(dá)到節(jié)能24%，節(jié)水75%。于是中興工程顧問股份有限公司按照IPD的專案模式做整個(gè)交付，希望能夠在設(shè)計(jì)階段把所有的問題統(tǒng)統(tǒng)都找出來。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以BIM的專業(yè)整合交付模式從初步設(shè)計(jì)著手，然后做設(shè)計(jì)的發(fā)展。在設(shè)計(jì)發(fā)展的過程中，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)就會(huì)做一些策略，然后再到細(xì)部的系統(tǒng)整合跟能源的模擬，將最后的信息匯總到后期的運(yùn)營階段。

在設(shè)計(jì)初期，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)會(huì)在初步設(shè)計(jì)的階段做一些機(jī)電、氣侯、環(huán)境分析，然后根據(jù)這些分析去決定哪一種方案是設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)要使用的，最后團(tuán)隊(duì)經(jīng)過討論，初步分析后決定采用哪個(gè)方案作為整個(gè)造型的量體，有了造型的量體以后再逐步的對(duì)細(xì)部進(jìn)行優(yōu)化考量。在設(shè)計(jì)發(fā)展階段的時(shí)候，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以將各個(gè)樓層，所有房間的大小、規(guī)劃全部都統(tǒng)計(jì)出來，然后通過GPS做專項(xiàng)工作，最后再去做一些太陽能耗的分析以及節(jié)水分析，甚至是空調(diào)系統(tǒng)的效能分析等。通過這些前期工作決定哪一種空調(diào)系統(tǒng)對(duì)整個(gè)建筑物最適用，使用效果最節(jié)能。

在這一過程中，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)要經(jīng)過系統(tǒng)的整合才能繼續(xù)往下進(jìn)行，再去做詳細(xì)效能的評(píng)估，而在這個(gè)評(píng)估中設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)就可以去做一些細(xì)節(jié)的定案。有了建筑的模型，就可以直接用IFC格式輸出匯總到結(jié)構(gòu)的模型中，結(jié)構(gòu)工程師再把所有的這些模型匯總到應(yīng)力分析模型中去做應(yīng)力分析，之后再針對(duì)應(yīng)力分析做一些詳細(xì)的設(shè)計(jì)。這一環(huán)節(jié)少不了圖片的輸出以及數(shù)量的計(jì)算，有了這些在設(shè)計(jì)階段的數(shù)據(jù)之后，可以在設(shè)計(jì)階段時(shí)做第一次系統(tǒng)統(tǒng)和。這個(gè)“統(tǒng)和”會(huì)涉及電力系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、消防跟排水系統(tǒng)等，然后根據(jù)這些系統(tǒng)去做一個(gè)平景路線的規(guī)劃，在這個(gè)規(guī)劃過程里再做一些碰撞的排除，經(jīng)過碰撞排除后可以選擇一個(gè)最優(yōu)化的管道間。而接下來的施工單位也有BIM施工的能力，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)將建筑結(jié)構(gòu)跟機(jī)電模型直接交付給施工單位，施工單位在作業(yè)的過程中就直接利用這些模型去做管線優(yōu)化檢討，甚至于直接利用這個(gè)模型做一個(gè)工務(wù)溝通。