孫曉麗，喇海霞

(河北工程技術(shù)學(xué)院，河北 石家莊 050000)

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基于BIM的綠色住宅建筑設(shè)計(jì)

孫曉麗，喇海霞

(河北工程技術(shù)學(xué)院，河北 石家莊 050000)

在城市化和工業(yè)化進(jìn)程深入推進(jìn)的時(shí)代背景下，城市中土地使用壓力、能源使用壓力逐漸增大，建筑工程作為消耗能源、土地最主要的部分，也越來(lái)越受到人們的關(guān)注，綠色、節(jié)能理念成為設(shè)計(jì)住宅建筑過(guò)程的共識(shí)，也催生了多種綠色建筑設(shè)計(jì)技術(shù)，其中以BIM為代表，該技術(shù)不僅豐富了住宅設(shè)計(jì)表現(xiàn)手段，還可有效提升建筑設(shè)計(jì)的效率與質(zhì)量，基于此，本文以BIM技術(shù)的特征為基礎(chǔ)，重點(diǎn)探討其應(yīng)用于綠色住宅建筑設(shè)計(jì)過(guò)程的方式和效果。

綠色；住宅建筑；BIM技術(shù)；設(shè)計(jì)特征

“節(jié)能、環(huán)?！币呀?jīng)成為評(píng)估現(xiàn)代化住宅建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)綜合考慮建筑用途、工程規(guī)模、預(yù)算投資等多方面的因素，合理應(yīng)用綠色設(shè)計(jì)理念，優(yōu)化住宅建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)[1]，通過(guò)引進(jìn)BIM等先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)，科學(xué)創(chuàng)新住宅節(jié)能方式，在保障建筑質(zhì)量的前提下，節(jié)省建筑能源消耗，延長(zhǎng)其使用年限，將生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益相統(tǒng)一。

1 BIM技術(shù)的概念與特點(diǎn)

隨著我國(guó)建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，建筑設(shè)計(jì)要求越來(lái)越高，不僅要求設(shè)計(jì)師創(chuàng)新建筑外觀，還要求建筑具備節(jié)能價(jià)值、安全價(jià)值和舒適價(jià)值，基于此種背景下，建筑信息模型(BIM)產(chǎn)生[2]，為深入分析該模型應(yīng)用于綠色住宅建筑的途徑，應(yīng)先了解BIM本身的概念與特別，具體分為以下兩部分：

1.1 BIM技術(shù)。BIM技術(shù)分為三個(gè)模塊，即構(gòu)件功能設(shè)計(jì)、建筑功能要求設(shè)計(jì)和集合模型。以BIM為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)綠色住宅建筑時(shí)，應(yīng)合理整合建筑工程信息，尋找恰當(dāng)?shù)慕ㄖＰ?，科學(xué)制定工程運(yùn)營(yíng)方式、施工安排、施工工藝和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 BIM設(shè)計(jì)的特征。BIM作為現(xiàn)代化建筑設(shè)計(jì)表現(xiàn)方式與新型繪圖工具，具有以下特征：(1)可視化特征，BIM設(shè)計(jì)建筑的過(guò)程中，能夠直接看到建筑的外觀與內(nèi)部結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式相比，工作人員可觀察建筑構(gòu)造形式，通過(guò)立體化的技術(shù)，將圖形以三維空間的方式展示出來(lái)，可更加生動(dòng)、全面地說(shuō)明設(shè)計(jì)理念，使得建筑設(shè)計(jì)變得更具吸引力；(2)可進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，BIM以建筑模型為基礎(chǔ)，可在建筑施工前進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，如熱能傳導(dǎo)、節(jié)能性能、室內(nèi)采光、緊急疏散等，同時(shí)，在招投標(biāo)階段、建設(shè)階段，都可完成4D、5D模擬操作，達(dá)到科學(xué)控制建筑工程成本的目的；(3)實(shí)現(xiàn)資源共享，協(xié)調(diào)建筑各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)[3]，BIM技術(shù)為設(shè)計(jì)人員提供統(tǒng)一的操作平臺(tái)，其在相同的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下操作，避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)理念相沖突的問(wèn)題。此外，BIM技術(shù)可借助專業(yè)鏈，創(chuàng)建建筑工程的模型系統(tǒng)，及時(shí)更新建筑的數(shù)據(jù)信息，以確保建筑設(shè)計(jì)工作的順利進(jìn)行。

2 基于BIM技術(shù)設(shè)計(jì)綠色住宅建筑的途徑

為全面分析BIM技術(shù)應(yīng)用于綠色住宅建筑的途徑，本研究以某住宅為例，該建筑位于某市中心，總面積達(dá)2142m2，通過(guò)BIM技術(shù)中的Revit軟件設(shè)計(jì)該建筑工程的三維模型，具體分為以下三部分：

2.1 確定日照間距。首先，把BIM三維模型完整導(dǎo)入分析軟件中，可使用Ecotect軟件，為達(dá)到綠色節(jié)能、簡(jiǎn)單有效的目的，使用替代法確定建筑的日照間距；其次，通過(guò)分析軟件，建立與住宅面積、高度相符的框架，其窗戶設(shè)計(jì)位置也應(yīng)跟三維模型相符，并假設(shè)正南方的建筑高度與住宅相同[4]，按照建筑的日照標(biāo)準(zhǔn)，合理計(jì)算日照間距，如果結(jié)果顯示辦公樓會(huì)受到其他建筑的遮擋，則應(yīng)合理調(diào)節(jié)間距。

與傳統(tǒng)的計(jì)算方式相比，BIM技術(shù)在確定日照間距時(shí)具備以下優(yōu)點(diǎn)：以建筑區(qū)域的地勢(shì)高差為基礎(chǔ)，合理規(guī)劃住宅區(qū)的布局，在保障建筑充足日光的前提下，科學(xué)縮短住宅之間的間距，最大程度上利用土地資源；同時(shí)，住宅區(qū)通常都占地面積較大，可使用錯(cuò)位布局的方式，通過(guò)屋面山墻的空隙滿足建筑日照要求。

2.2 設(shè)計(jì)采光。BIM技術(shù)通過(guò)在住宅內(nèi)部窗戶處設(shè)置合理的陽(yáng)光反射板，陽(yáng)光可通過(guò)該反射板進(jìn)入到其他房間中，以改善建筑采光條件，同時(shí)，BIM技術(shù)中的軟件系統(tǒng)可根據(jù)建筑實(shí)際情況，確定反射板具體長(zhǎng)度和寬度，即可有效節(jié)省原材料，也有利于達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。對(duì)于沒(méi)有陽(yáng)光直射的住宅，需使用人工照明的方式，在BIM技術(shù)的支持下，可模擬建筑不同燈具的布置方式，形成對(duì)應(yīng)的照度，確保燈具設(shè)置達(dá)到最優(yōu)效果。

2.3 綠色建筑節(jié)能設(shè)計(jì)。BIM技術(shù)以3D軟件為基礎(chǔ)，工作人員能夠通過(guò)對(duì)應(yīng)的軟件，模擬分析住宅建筑的能源消耗方式，并將結(jié)果直接輸入到建筑模型中，有利于最大程度上優(yōu)化節(jié)能設(shè)計(jì)方案，不僅可幫助施工人員選擇恰當(dāng)?shù)谋夭牧?，還可合理設(shè)置中央空調(diào)系統(tǒng)，達(dá)到節(jié)約能耗的目的。

3 基于BIM技術(shù)設(shè)計(jì)綠色住宅建筑的可行性與效果

BIM技術(shù)是當(dāng)前建筑行業(yè)中應(yīng)用得較為廣泛的信息技術(shù)，與傳統(tǒng)輔助工具相比，BIM可準(zhǔn)確為設(shè)計(jì)師提供建筑數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行建筑模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)建筑工程的模擬反饋，以此選擇最優(yōu)的建筑方案。綠色住宅建筑中應(yīng)用BIM技術(shù)，有利于提升建筑方案的可行性，協(xié)調(diào)好建筑經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益之間的關(guān)系。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，綠色住宅建筑已經(jīng)成為當(dāng)前建筑領(lǐng)域的發(fā)展潮流，其具備節(jié)能、環(huán)保等多方面的特征，通過(guò)BIM技術(shù)設(shè)計(jì)綠色住宅建筑，與傳統(tǒng)方式相比，更具優(yōu)勢(shì)，不僅能夠有效節(jié)省建筑用材，還有利于優(yōu)化建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)建筑的低能耗。同時(shí)，BIM技術(shù)可在施工前完成模擬實(shí)驗(yàn)，一次性成功完成建筑建模環(huán)節(jié)，借助精準(zhǔn)的能耗、數(shù)據(jù)分析，以達(dá)到改善建筑內(nèi)部環(huán)境質(zhì)量的目的。

[1] 王文萱.基于SWOT模型的長(zhǎng)沙綠色住宅發(fā)展戰(zhàn)略研究[J].建筑經(jīng)濟(jì),2016,37(4):111-115.

[2] 張莉,蔡詩(shī)瑤,鄭思齊等.誰(shuí)更愿意購(gòu)買(mǎi)綠色住宅——居民特征對(duì)綠色住宅支付意愿的影響[J].中國(guó)房地產(chǎn)(學(xué)術(shù)版),2015,(6):23-31.

[3] 程灝,王琛,胡志明等.廣義Shapley區(qū)間直覺(jué)不確定語(yǔ)言Choquet積分在綠色住宅投資群決策中的應(yīng)用[J].土木工程與管理學(xué)報(bào),2016,33(5):82-90.

課題編號(hào)ZC2016080

孫曉麗(1963.3-)，女，滿族，河北平泉人，大學(xué)本科，正高級(jí)工程師、教授，研究方向:BIM技術(shù)及綠色建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用研究。 喇海霞(1978.09-)，女，漢族，河北張家口人，碩士，講師，研究方向:BIM技術(shù)在綠色建筑中的應(yīng)用。

TU201.5

A

1671-1602(2016)22-0049-01