1、背景

在當(dāng)前建設(shè)可持續(xù)發(fā)展型社會的大背景下，建筑領(lǐng)域也積極倡導(dǎo)節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材、環(huán)保的理念。而設(shè)計作為建設(shè)項目全生命周期中的前期階段，往往以最小的消耗代價決定了一個項目在建設(shè)和使用乃至拆除的全過程中的資源消耗狀況。而目前建筑領(lǐng)域高能消耗使用的現(xiàn)狀，很大程度上源自“趕工設(shè)計”的結(jié)果。建設(shè)“綠色”建筑，除了具備先進(jìn)的理念和技術(shù)，如何提升設(shè)計質(zhì)量，走精細(xì)化設(shè)計的道路，也是建筑實現(xiàn)“四節(jié)一環(huán)?！蹦繕?biāo)的重要一環(huán)。

2、面臨的挑戰(zhàn)

2.1、如何滿足項目動態(tài)的研發(fā)需要

作為集設(shè)計、科研于一體的單位，設(shè)計項目往往需要在綠色可持續(xù)建筑設(shè)計領(lǐng)域進(jìn)行諸多探索性工作，這就決定了從建筑設(shè)計方案構(gòu)思階段，就需要伴隨著大量基礎(chǔ)科研工作同步進(jìn)行。而科研工作的結(jié)論又往往對建筑方案從布局到形態(tài)提出動態(tài)的指導(dǎo)和修改建議，建筑師需要對方案進(jìn)行多方面的調(diào)整、變化，要不停地在整體形象效果、綠色節(jié)能和具體實現(xiàn)間互動。而傳統(tǒng)設(shè)計工具的調(diào)整使工作量十分龐大，所以在有限的時間內(nèi)，難以達(dá)到最充分的協(xié)調(diào)結(jié)果。

2.2、如何為決策提供更快捷的分析數(shù)據(jù)

傳統(tǒng)的建筑設(shè)計只對建造成本負(fù)責(zé)，如何將傳統(tǒng)設(shè)計范圍擴(kuò)張到建筑策劃、定位、設(shè)計、建造、使用、管理、維護(hù)等整個生命周期中，在建筑體形的設(shè)計、材料設(shè)備的選擇、管理模式確定等方面均需要較為精確的數(shù)據(jù)統(tǒng)計作為依據(jù)，而這必然比傳統(tǒng)設(shè)計要求提供更頻繁的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和調(diào)整論證工作。

2.3、如何使有限的人員完成更精細(xì)化的設(shè)計

目前國內(nèi)大量的建設(shè)任務(wù)決定了各設(shè)計單位多數(shù)在超負(fù)荷運(yùn)行。設(shè)計工作量也逐年大幅度攀升。設(shè)計、科研人員工作量均非常飽和，項目組不可能依靠增加更多的設(shè)計人員來滿足為實現(xiàn)綠色建筑需要增加的龐大工作量。如何讓專業(yè)設(shè)計人員的工作精力和時間從一些低技術(shù)含量的重復(fù)勞動中解放出來，高效率、集中地用在更能體現(xiàn)價值的創(chuàng)造性勞動中，也是能否實現(xiàn)項目目標(biāo)的關(guān)鍵問題。

3、探詢解決方法

傳統(tǒng)的二維CAD制圖模式很難滿足綠色精細(xì)化的設(shè)計需要。要想實現(xiàn)真正意義的綠色、生態(tài)、可持續(xù)性建筑設(shè)計，除了具有先進(jìn)的設(shè)計理念、綜合運(yùn)用新材料、新科技能力，我們的設(shè)計工具，也迫切需要更新，以滿足新的工作目標(biāo)對“質(zhì)”和“量”的全新要求。期間，我院也在不停地探索運(yùn)用一系列國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的先進(jìn)設(shè)計工具軟件。Autocad針對建筑設(shè)計的三維信息化（BIM）的解決方案，“Revit”軟件的推出，該軟件所體現(xiàn)出三維精確化的設(shè)計模式，信息化的構(gòu)建系統(tǒng)，實時的數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能、完善的外部接口、高效的協(xié)同模式等符合我們對綠色建筑實現(xiàn)工具的目標(biāo)需求。為三維信息化設(shè)計工具在我院的全面推廣積累經(jīng)驗、數(shù)據(jù)，同時探索新工具可能帶來的全新的工作協(xié)調(diào)和運(yùn)行模式。

用精細(xì)化的規(guī)劃設(shè)計和全壽命成本的總體控制來提升建筑設(shè)計的綜合性能，嘗試應(yīng)用三維信息化的設(shè)計工具，將綠色節(jié)能技術(shù)有效地整合起來，以實現(xiàn)以下目標(biāo)：

（1）信息化設(shè)計工具符合并能幫助我們實現(xiàn)以精細(xì)化設(shè)計應(yīng)對建筑全生命周期的設(shè)計理念；

（2）三維信息化模型設(shè)計模式，在保證工程設(shè)計的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性的基礎(chǔ)上，為建筑師提供直觀且高效操作環(huán)境，有效提升設(shè)計品質(zhì)；

（3）動態(tài)更新技術(shù)和雙向關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)模型，為工程設(shè)計人員節(jié)省大量因綠色建筑研究而同步修改設(shè)計的時間、有效避免因頻繁修改而導(dǎo)致設(shè)計中的錯漏碰缺，提高了工作效率。

4、BIM解決方案的嘗試使用

BIM軟件的人機(jī)交互界面比較符合建筑師的工作習(xí)慣，相比較傳統(tǒng)的“制圖”工具更接近去“設(shè)計”，甚至是“搭建”一座建筑，這大大提升了大家對應(yīng)用好這一工具的信心，大家普遍感覺新的設(shè)計工具在很多方面能解決長期困擾我們的問題。

4.1、實現(xiàn)建筑設(shè)計與技術(shù)模擬的同步化

實現(xiàn)綠色建筑設(shè)計，首先決定了一個項目未來的發(fā)展走向，而傳統(tǒng)的方案構(gòu)思設(shè)計階段只能依賴建筑師對綠色、節(jié)能問題的理解做粗略分析，而模擬技術(shù)的發(fā)展，使得在設(shè)計初期對規(guī)劃布局、空間分布、體型關(guān)系選擇等方面進(jìn)行定量的更加精確的模擬分析成為可能。但以往的方案設(shè)計中，考慮到項目有限的設(shè)計周期和投入的人力、成本等因素，都是建筑師先進(jìn)行構(gòu)思設(shè)計，再根據(jù)計算結(jié)果調(diào)整設(shè)計，經(jīng)常被迫要在有限的時間里做出并不經(jīng)濟(jì)的選擇，而新的設(shè)計工具、設(shè)計方案從開始便在三維空間中進(jìn)行體量分析，對象日照間距、體形系數(shù)、窗墻面積比、外墻傳熱系數(shù)等初步數(shù)據(jù)生成統(tǒng)計數(shù)據(jù)，而通用的三維數(shù)據(jù)模型也可方便的轉(zhuǎn)換到節(jié)能通風(fēng)模擬軟件中進(jìn)行計算。

4.2、從頻繁修改中解放出來

傳統(tǒng)模式中修改往往牽一發(fā)而動全身，為了完善某個小細(xì)節(jié)而需要對大量相關(guān)設(shè)計進(jìn)行調(diào)整，隨之而來的煩瑣的重復(fù)修改，使得大多數(shù)情況下不得不放棄對細(xì)節(jié)上完善的追求，而去應(yīng)對那些不得不改的龐雜而又單調(diào)的修改工作。參數(shù)化設(shè)計工具首先確定了項目所有構(gòu)件之間的關(guān)系，這些關(guān)系可實現(xiàn)協(xié)調(diào)和修改管理的功能。這些關(guān)系由軟件自動創(chuàng)建，也可以由設(shè)計者根據(jù)項目進(jìn)行情況進(jìn)行個性化定義，這使設(shè)計工具有了基本的設(shè)計協(xié)調(diào)能力，任何時間在項目中的任何位置進(jìn)行修改，軟件都會在整個項目內(nèi)按照既定的規(guī)則進(jìn)行協(xié)調(diào)和修改。有些錯誤到了施工中才發(fā)現(xiàn)，而那些已經(jīng)成為永久的“遺憾”，在BIM的模型里，設(shè)計師能很方便地創(chuàng)建透視效果來驗證不同位置的視覺效果， 能有效避免可能的損失。

在BIM中項目需要配合調(diào)整優(yōu)化建筑布局時，可以同時在平面、立面、剖面乃至任何角度的三維透視空間中與研發(fā)人員一起分析最佳的效果。

4.3、數(shù)據(jù)信息的實時統(tǒng)計

傳統(tǒng)上，由于與項目相關(guān)的各項技術(shù)統(tǒng)計工作量十分繁雜，只能在項目大部分完成時，進(jìn)行必要的統(tǒng)計和經(jīng)濟(jì)核算，而構(gòu)件參數(shù)化設(shè)計工具，提供了一種可以實現(xiàn)隨設(shè)計隨統(tǒng)計的同步數(shù)據(jù)采集匯總功能，使設(shè)計人員可以在項目的不同階段就能依據(jù)設(shè)計或研究工作的需要，把通常只有到最后才做的面積計算、材料用量統(tǒng)計、表格編制等提前進(jìn)行，而配合一定的單價計算，可以對項目的經(jīng)濟(jì)因素進(jìn)行更有效的分析和控制，而不必?fù)?dān)心因某個修改而使這些“提前”的工作前功盡棄。實現(xiàn)更有效的“經(jīng)濟(jì)”設(shè)計，使建筑師的每一步工作都能同時落到實處，有效避免出現(xiàn)那種設(shè)計是很不錯但由于投資偏差太大而成了不可能實現(xiàn)的“空中樓閣”的情況。

設(shè)計師有條件充分利用建筑材料、結(jié)構(gòu)框架和設(shè)備排布本身的美，大大減少需要二次裝修的空間，體現(xiàn)了精細(xì)化設(shè)計帶來的經(jīng)濟(jì)適用和簡約美觀的統(tǒng)一。

4.4、三維信息化設(shè)計工具實現(xiàn)與配合人員更有效溝通

三維的設(shè)計環(huán)境給設(shè)計師和業(yè)主在設(shè)計的各個階段多角度地觀察、體驗建筑的機(jī)會，傳統(tǒng)的設(shè)計模式只是在方案階段有主要角度的三維效果圖，而隨著設(shè)計深入進(jìn)行的眾多調(diào)整，就只有建筑師自己在腦海里靠空間感覺去想象了。往往出現(xiàn)業(yè)主只有項目建成了才看到“真實”效果。BIM的工作環(huán)境使任意角度的三維效果生成變成一個簡單操作，而且可以在生成的效果上進(jìn)行相關(guān)部件的實時調(diào)整。各專業(yè)的工程師可同時在三維構(gòu)件設(shè)計中找到自己關(guān)心的內(nèi)容，這對傳統(tǒng)設(shè)計工具而言幾乎是一項不可能完成的事情，而在BIM里，建筑師可以在計算機(jī)屏幕上的三維空間里進(jìn)行討論和同步修改。

5、結(jié)語

信息化的設(shè)計過程，使我們可以更積極地控制建筑設(shè)計的各種經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，同時與通風(fēng)、日照、能耗等技術(shù)實現(xiàn)跟蹤模擬，實現(xiàn)更加準(zhǔn)確和精細(xì)化的節(jié)能生態(tài)設(shè)計。

利用三維信息化設(shè)計工具，我們可以隨時從更真實的角度對設(shè)計成果進(jìn)行評價和調(diào)整，避免更多可能建成后才發(fā)現(xiàn)的遺憾，提高工作效率，大大減少頻繁調(diào)整給設(shè)計人員帶來的工作量。

三維信息化設(shè)計工作的使用使我們更加堅定了走全面提升設(shè)計品質(zhì)、實現(xiàn)精細(xì)化綠色建筑設(shè)計的道路，以更高的生產(chǎn)效率和設(shè)計質(zhì)量，來提升企業(yè)的市場競爭力。我們相信，在我國高速發(fā)展的建筑市場對精細(xì)化設(shè)計、綠色生態(tài)設(shè)計和全壽命周期設(shè)計的需求日益增強(qiáng)的情況下，隨著這一全新理念設(shè)計工具的推廣應(yīng)用，配合國家大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、綠色建筑、努力提升建筑品質(zhì)的政策環(huán)境，必將為我國的建筑設(shè)計水平的全面提升提供新的契機(jī)。