BIM技術(shù)應(yīng)用于綠色建筑設(shè)計的研究

摘 要：BIM對整個建筑設(shè)計過程本身的影響體現(xiàn)了綠色的可持續(xù)性，再加上目前市場上各種綠色建筑相關(guān)的分析軟件，可以使兩者結(jié)合起來，取得更好的效果。在整個設(shè)計過程中，通過一體化設(shè)計理念，在設(shè)計中結(jié)合外部環(huán)境，將各個要素和建筑系統(tǒng)有機的結(jié)合起來，從而實現(xiàn)優(yōu)化的設(shè)計。將規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)等結(jié)合在一起，由專門的團隊負責(zé)，完善項目研究的目標，完善建筑材料和構(gòu)件的選購，各個要素要配合整體的設(shè)計，從而達到節(jié)約能源的效果，這種設(shè)計理念與傳統(tǒng)的理念存在一定的差別。

關(guān)鍵詞：BIM；綠色可持續(xù)；設(shè)計理念

在中國，越來越多的問題，能源，可持續(xù)發(fā)展和建設(shè)，在未來的新建筑總面積達萬平方米，目前，市區(qū)現(xiàn)有建筑的整個社會的消費占原材料，其造成了環(huán)境的負面影響。所以，在建筑施工中，要結(jié)合可持續(xù)發(fā)展的模式。建筑的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，各個結(jié)構(gòu)的功能也多元化。傳統(tǒng)建筑的功能、形式和空間需要維護結(jié)構(gòu)和設(shè)備，如氣候、環(huán)境等。影響環(huán)境性能的考慮較少。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計方法很難滿足綠色建筑的要求。為此，有必要建立一個綠色的，新的設(shè)計方法。起源于建筑業(yè)。在項目實施前，以探討數(shù)字化項目實施前的功能的物理特性和過程集成的關(guān)鍵，它有助于更快，更便宜的項目的實施，以盡量減少對環(huán)境的影響，對改善居民生活和工作條件，在使用過程中不可見的信息更好的協(xié)調(diào)設(shè)計，創(chuàng)新設(shè)計，模擬真實世界的外觀，成本，和更精確的設(shè)計，創(chuàng)造。雖然我國仍在實施的第一階段的國家，但承認和信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)平穩(wěn)過渡的趨勢。

該項目的建設(shè)逐年增加。在建筑施工的環(huán)節(jié)中，首先要完善建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計，在對建筑工程的施工來說，一個好的設(shè)計項目十分必要。在進行建筑設(shè)計中，要充分的采用BIM技術(shù)，在建筑施工中的安全性更好，而且可以對建筑的形態(tài)進行模擬，從而可以使建筑的施工更加符合人們的要求。

建筑信息模型（建筑信息modelingbim）在美國，Charles Eastman、Jerry Laiserin從十年代末期的概念，對其概念進行了界定，作為一種新的理念和技術(shù)，國內(nèi)外學(xué)者共同關(guān)心的行業(yè)。在北美洲，歐洲北部，英國等發(fā)達國家或地區(qū)的代表，BIM技術(shù)和先進理念的傳播，在政府的大力推動下，BIM已經(jīng)在公共工程上的應(yīng)用示范，并逐漸波及到私人的項目。在發(fā)展過程中，學(xué)者們對BIM的研究也經(jīng)歷了探索性的理論研究、存在的問題和障礙，對研究變化的實際應(yīng)用進行了探索。近年來，越來越多的BIM應(yīng)用在各個行業(yè)中的十種思路研究BIM深化和完善BIM分類總結(jié)和提煉應(yīng)用經(jīng)驗的實際情況，國外學(xué)者，基于思想的具體分析，提出更有效的BIM優(yōu)化建議。將BIM的發(fā)展推向更成熟的方向。與國外十個國家相比，國內(nèi)對BIM的研究還處于十的初始階段，BIM的應(yīng)用還遠遠沒有達到，遠遠落后于國外十個國家。本文在借鑒國外近年來研究成果的基礎(chǔ)上，重點研究了國外BIM應(yīng)用的研究現(xiàn)狀和變化特點，為促進國內(nèi)BIM研究及其開發(fā)應(yīng)用提供指導(dǎo)。

BIM面臨的環(huán)境可以用下面三個維度來表示：1）成百上千項口參與方：一個工程項口的建設(shè)、運營涉及到業(yè)主、用戶、規(guī)劃、政府主管部門、建筑師、工程師、承建商、項口管理、產(chǎn)品供貨商、測量師、消防、衛(wèi)生、環(huán)保、金融、保險、法務(wù)、租售、運營、維護等幾十類、成百上千家參與方和利益相關(guān)方。 2）數(shù)十年上百年項口生命周期：一個工程項口的典型生命周期包括規(guī)劃和設(shè)計策劃、設(shè)計、施工、項口交付和試運行、運營維護、拆除等階段，時間跨度為幾十年到一百年甚至更長。 3）上百種軟件產(chǎn)品：一個工程項口整個生命周期內(nèi)，所有項口參與方和利益相關(guān)方需要用到的各類應(yīng)用軟件有多少種呢了雖然到截至口前還沒有看

到這樣的研究資料，但估計平均應(yīng)該超過100種。有一個數(shù)據(jù)可以作為參考，美國服務(wù)于工程建設(shè)行業(yè)的軟件產(chǎn)品超過1 000種，當然，一個項口不需要用到所有的軟件產(chǎn)品。

BIM技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用

（1） 構(gòu)建模型。使用BIM技術(shù)的三維模型，通過與傳統(tǒng)平面圖模型轉(zhuǎn)換為三維建筑設(shè)計，更直觀，為人們?nèi)嬲归_建設(shè)實踐的過程。在設(shè)計階段，向用戶展示初期的構(gòu)建模型，讓用戶得到反饋，在基于反饋數(shù)據(jù)的修改后發(fā)送給用戶，直到滿意為止。采用先進的BIM技術(shù)，可以構(gòu)建動態(tài)的設(shè)計模型，可以借助三維圖形的方式，將建筑的細節(jié)展示給人們。

（2）參數(shù)分析。在建筑設(shè)計時，數(shù)據(jù)量大，根據(jù)傳統(tǒng)的集成、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，不僅需要大量的時間，而且也容易出差錯的，在整個建筑施工中會消耗大量的資源。損耗人力物力與資金。通過BIM數(shù)據(jù)，應(yīng)以信息集成體系結(jié)構(gòu)，在數(shù)據(jù)庫中的自動尺寸的計算方法，只需輸入數(shù)據(jù)和BIM系統(tǒng)可以完成的整合扣除數(shù)據(jù)計算過程復(fù)雜的工程人員得以解放提高數(shù)據(jù)的準確，以確保操作可以很大程度的精確性。在施工設(shè)計的數(shù)據(jù)庫中的調(diào)整相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，既完善了設(shè)計的實效性，也能對建筑設(shè)計的數(shù)據(jù)進行整合，確保建筑的設(shè)計更加的有效，充分的借助智能化的設(shè)計方案。

（3）鋼結(jié)構(gòu)建模。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為了提升其強度，一般都是采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)部連接非常關(guān)鍵，否則就不能更好的完善其支撐能力，采用的設(shè)計參數(shù)調(diào)整的BIM，在進行內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要充分的發(fā)揮螺栓的作用，控制好螺栓的數(shù)量，設(shè)計師將內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計展示出來，解決內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息傳遞不完全的困難. 利用BIM技術(shù)的優(yōu)勢來解決工程管理上的各方面問題是目前建筑業(yè)發(fā)展的一大趨勢。

在1973年的中東石油危機后，綠色建筑開始盛行，并結(jié)合生態(tài)環(huán)境建設(shè)的思路，現(xiàn)在也包含了全球環(huán)境保護的最新評價，生命周期評估發(fā)展成為全新的建筑科學(xué)體系。如今，綠色建筑不僅僅是傳統(tǒng)意義上的建筑，其不僅僅是完善綠化那么簡單，而且還包含了一定的象征意義，不會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生破壞，而且實現(xiàn)了環(huán)境的綜合利用，確保外部環(huán)境和建筑相得益彰。在世界范圍內(nèi)，很多國家都會根據(jù)自己的情況進行建筑的設(shè)計，而且一般都會融入綠色建筑的理念，我國的國情也實現(xiàn)了高速的發(fā)展，但是我國的人均資源占有率不足。中國每年約有20多億平方米的建筑，其中大部分屬于高能耗建筑。這座大樓的能源消耗占總能源的50%。消耗水資源的50%，原材料的40%。與此同時，我國在進行建筑施工中，50%的施工都存在大量的污染，并且產(chǎn)生大量的固體廢棄物和氟化物。我國建筑建設(shè)中能源消耗過多，而且污染量超標，導(dǎo)致我國的負荷量非常大。在對國外的先進經(jīng)驗進行分析中，完善綠色建筑的設(shè)計，可以促進我國的可持續(xù)發(fā)展。建筑施工中，要完善綠色建筑的理念，通過借助信息技術(shù)，完善服務(wù)模式。完善新型的材料使用，我國的綠色革命如今在不斷的發(fā)展。?！暗吞?，讓城市生活更美好”的主題，向世界展示的最新成果和成功案例，在發(fā)展領(lǐng)域的綠色建筑和建筑節(jié)能，促進科學(xué)和技術(shù)創(chuàng)新對中國的住房和在城鄉(xiāng)建設(shè)、綠色建筑與建筑節(jié)能領(lǐng)域的發(fā)展。大力發(fā)展綠色建筑，搞好綠色建筑全過程管理。

在美國，接近一半的綠色建筑設(shè)計中，都充分的采用了BIM技術(shù)，如果僅僅借助二維技術(shù)進行設(shè)計，僅僅可以進行簡單的數(shù)據(jù)模型的分析，但是如果在施工中方案得到調(diào)整，就不能對實際的施工情況進行把握，容易在具體的施工中產(chǎn)生誤差，而且施工人員也不能按照改進的方案施工。通過相關(guān)的數(shù)據(jù)分析，得到結(jié)果會存在很大的偏差。但是借助BIM技術(shù)的應(yīng)用，用戶對建筑的實際消耗可以準確的分析，對建筑的形態(tài)更加了解。運行和維護中的能耗，使用技術(shù)來監(jiān)測BIM，用戶可以調(diào)整建筑能耗，如照度和空調(diào)器的溫度等。BIM的最大優(yōu)勢，靈活運用綠色建筑設(shè)計進行了分析，從設(shè)計階段實時對建筑節(jié)能性能，環(huán)保性能的建筑日益增多，尤其是從在綠色建筑的設(shè)計中，融入外部的自然景觀。

BIM對整個建筑設(shè)計過程本身的影響體現(xiàn)了綠色的可持續(xù)性，再加上目前市場上各種綠色建筑相關(guān)的分析軟件，將兩種技術(shù)有機的統(tǒng)一，獲得更好的設(shè)計理念。在整個設(shè)計過程中，通過一體化設(shè)計理念，其結(jié)合了自然環(huán)境，在進行外墻的設(shè)計中，外墻的設(shè)計與自然環(huán)境相得益彰，從而實現(xiàn)優(yōu)化。在進行設(shè)計和建設(shè)中，各個團隊要綜合的考慮各類問題，團隊之間要經(jīng)常的溝通與合作，完成設(shè)計和施工的目標。在對建筑材料和建筑構(gòu)件的選擇中，應(yīng)該與施工部門進行溝通，各個要素之間應(yīng)該有機的統(tǒng)一，形成一個完善的整體。過去，不同領(lǐng)域的專家都有自己的能力，在設(shè)計的環(huán)節(jié)中，溝通不暢，綠色建筑與傳統(tǒng)的建筑相比而言，其實現(xiàn)了一體化的設(shè)計，節(jié)能了大量的能源。在設(shè)計中，更加注重技術(shù)的使用，確保技術(shù)的合理性。在進行圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計環(huán)節(jié)中，可以完善可再生資源的投資效益，完善對水資源的處理，使企業(yè)的經(jīng)濟效益更高。在施工中結(jié)合自動化技術(shù)，完善經(jīng)濟性的運營和管理，在綠色建筑設(shè)計中，不僅僅是對各類新技術(shù)的使用，而應(yīng)分析該技術(shù)的可行性、經(jīng)濟和有效的技術(shù)，隨著綠色建筑設(shè)計與成本相結(jié)合，真正貫徹綠色理念。在設(shè)計上，以綠色建筑技術(shù)的成熟為基本理念，體現(xiàn)了綠色建筑的“共同性”；在進行概念設(shè)計中，應(yīng)該遵循其特征，完善綠色建筑設(shè)計的特征，完善建筑的個性發(fā)展。在建筑施工中，完善了各類綠色技術(shù)，現(xiàn)在在對技術(shù)進行推廣中，應(yīng)該完善保溫材料、隔音材料等技術(shù)的使用，從而對設(shè)計進行優(yōu)化。在建筑施工中，有效的控制成本，提升施工效率，完善本地化技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)技術(shù)的精細化發(fā)展。在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合當?shù)氐淖匀画h(huán)境，完善施工的方案，實現(xiàn)難度和不同的技術(shù)組合方案的經(jīng)濟特性進行了分析，并對技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)化的實施策略確定。

目前二維到三維的BIM技術(shù)的設(shè)計，建筑設(shè)計都是運用計算機輔助來完成的。世界著名建筑師和企業(yè)越來越多地使用BIM技術(shù)軟件設(shè)計建筑物。在設(shè)計和企業(yè)已經(jīng)注意到最先進的CAD技術(shù)，建筑能耗的綠色和形式的基礎(chǔ)上，分析設(shè)計和自動化的平臺。對BIM的意義在于它是建筑設(shè)計過程集成，建筑生命周期管理（BLM建筑生命周期是指：場地選擇、場地裝修、建筑設(shè)計、施工、運行、維護、改造和拆除），是專注于綠色建筑的設(shè)計和目標的影響。這些信息包括數(shù)學(xué)、物理和生長模型的幾何信息的信息，直接在建筑物的形狀在三維空間中，描述的物理性質(zhì)的物理部件，如熱傳導(dǎo)拓撲信息；各成員之間的關(guān)系。一個建設(shè)項目的所有信息的整個生命周期為一個單一的建筑模型，也要完善相關(guān)的施工技術(shù)，對施工過程進行詳細的分析，對施工現(xiàn)場進行維護和管理。BIM的數(shù)據(jù)可以真實的反應(yīng)現(xiàn)場施工情況，為建筑施工提供科學(xué)的指導(dǎo)。[3]

參考文獻：

[1]彭寶榮，楊志杰，李娜.淺析BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用田.四川水泥，2015 .

[2]游子健.淺析BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用田，江西建材，2016.

[3]吳靖.BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的合理應(yīng)用田，江西建材，2015.

作者簡介：劉迎（1985-），女，漢族，河南三門峽人，本科，講師，研究方向：建筑設(shè)計。