李 璐

(山西省建筑科學(xué)研究院，山西 太原 030001)

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綠色建筑設(shè)計運(yùn)營過程與BIM平臺配合應(yīng)用★

李 璐

(山西省建筑科學(xué)研究院，山西 太原 030001)

介紹了綠色建筑的定義及發(fā)展現(xiàn)狀，針對現(xiàn)在綠色建筑設(shè)計中單項發(fā)展的問題，從綠色建筑設(shè)計的多專業(yè)性角度出發(fā)，研究了BIM平臺在綠色建筑里的分項功能以及集成新鏈接信息的能力，提出了綠色建筑需要借助平臺把各個專項指標(biāo)多項發(fā)展?jié)B透的觀點(diǎn)。

綠色建筑，信息管理，BIM模型，設(shè)計優(yōu)化

1 概述

1.1 綠色建筑的定義

當(dāng)今，綠色建筑已成為熱議話題，不論是對設(shè)計師還是對普通人，都是一個熟悉而陌生的話題。而綠色建筑中的綠色，不是普通概念上可以看到的立體綠化、屋頂花園等等僅是帶有的綠色，而是隨著時間及資源的利用，逐漸演變成的一種概念。

在建筑行業(yè)中，定義上的綠色建筑，是在建筑的全壽命期內(nèi)，最大程度上的節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、降低污染，從而為人們提供健康、高效和環(huán)保的建筑使用空間。綠色建筑是與自然達(dá)到和諧共生的建筑，是目標(biāo)為發(fā)展可持續(xù)計劃的建筑。

1.2 綠色建筑的發(fā)展與國家戰(zhàn)略

2016年2月，國家在城市的綠色發(fā)展上進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了綠色建筑的意義，發(fā)展綠色建筑是國家戰(zhàn)略，在這個戰(zhàn)略指引下，節(jié)能與綠色建筑逐漸成為建設(shè)領(lǐng)域的重要方向，相關(guān)工作不斷深入，行業(yè)和產(chǎn)業(yè)持續(xù)進(jìn)步，表明各個行業(yè)領(lǐng)域都對綠色建筑的發(fā)展十分看重，此工作也穩(wěn)步有效的向前開展。

1.3 綠色建筑與人的健康意義

2016年2月，國家有關(guān)部門明確，到2020年綠色建筑推廣比例達(dá)到50%。相關(guān)部門制定的《健康建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》力求滿足人們?nèi)找嬖鲩L的健康需求，從與建筑使用者切身相關(guān)的室內(nèi)外環(huán)境、空氣品質(zhì)、水、設(shè)施、建材等入手，將建筑使用者的直觀感受和健康效應(yīng)作為關(guān)鍵性評價指標(biāo)，著眼于令使用者真正成為綠色健康建筑的受益群體。

2 綠色建筑設(shè)計的探討及應(yīng)用

2.1 綠色建筑的設(shè)計

綠色建筑設(shè)計是跨學(xué)科，跨階段，跨領(lǐng)域的綜合性設(shè)計過程，除了單純的建筑設(shè)計以外，也需要關(guān)注建筑物理，建筑結(jié)構(gòu)，暖通設(shè)備等等，可以輻射到幾乎所有的相關(guān)專業(yè)。綠色建筑就好像一顆樹，有著旺盛的生命力，在設(shè)計師的引導(dǎo)下與自然相融合，與外界相適應(yīng)。

綠色建筑設(shè)計與基礎(chǔ)的設(shè)計方法不同，是在設(shè)計過程中，將綠色建筑的概念滲透進(jìn)項目的每個階段，隨時關(guān)注各項綠色建筑評價的專業(yè)專項指標(biāo)，并通過相關(guān)信息，在設(shè)計過程中及時調(diào)整，從而完成讓建筑達(dá)到綠色建筑評估的預(yù)定指標(biāo)的目的。綠色建筑設(shè)計需關(guān)注到各個相關(guān)專業(yè)，規(guī)劃、園林、建筑等相關(guān)專業(yè)需要相互配合，這個過程也需多個專業(yè)專項設(shè)計相輔助。在這個過程中，綠色建筑有關(guān)的評價信息需要滲透進(jìn)每個階段，有關(guān)的信息應(yīng)及時記錄反饋，從而在設(shè)計中不同的階段，對建筑有全面的了解。

2.2 綠色建筑設(shè)計專項與模擬

綠色建筑的設(shè)計中要考慮讓建筑最大程度上的與外界形成自然的生態(tài)，讓建筑的存在最小化，所以在這個過程中需考慮很多與自然相關(guān)的條件及外界已知的需要被解決的條件，如日照，風(fēng)，河流等自然條件，場地噪聲，建筑能耗等需要被解決的問題。綠色建筑的專項模擬是通過各種單項模擬軟件來模擬建筑的一些狀態(tài)，主要包括，光環(huán)境的模擬，日照環(huán)境的模擬，風(fēng)環(huán)境的模擬，聲環(huán)境的模擬，能耗測評、建筑節(jié)能模擬等等，即輔助了節(jié)能設(shè)計、能耗分析、建筑采暖，通風(fēng)，給排水、自然采光、自然通風(fēng)設(shè)計分析。這些專項模擬和評估可以穿插在建筑設(shè)計以及建筑完成后的各個過程中，隨時對建筑的狀態(tài)進(jìn)行評估與分析，能針對建筑的節(jié)地，節(jié)水，節(jié)能，節(jié)材及室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量等做針對性的專項模擬，從而通過這些數(shù)據(jù)，完成對綠色建筑的評價。

現(xiàn)在的工作平臺中經(jīng)常用到的相關(guān)的軟件有Pkpm，Design builder，Ecotect analysis等等，但是它們大部分都是相對單純的分析軟件，在建筑的整個系統(tǒng)中，信息雖然得到了有效的反饋，卻仍是割裂的狀態(tài)，在綠色建筑的發(fā)展來說，將專項模擬整合成整體運(yùn)行進(jìn)度亟待優(yōu)化。使用Ecotect分析不同形態(tài)高層住宅輻射見圖1。

2.3 BIM平臺與綠色建筑的探討

建筑設(shè)計是有序的，隨著每步設(shè)計的進(jìn)行不斷修改，并且不斷向前一步反饋信息的過程，在這過程中，每個不同階段需要解決的問題都有區(qū)別，在各個階段的起始和結(jié)束時，已知和未知的條件也都不同。隨著設(shè)計的不斷向前推進(jìn)，前一階段設(shè)計運(yùn)行獲得的結(jié)果將轉(zhuǎn)變?yōu)楹罄m(xù)設(shè)計階段已知的條件，來更好的解決項目的問題。

BIM(Building Information Modeling)，以建模的直觀形式，在項目進(jìn)行過程中以及項目完成之后，在單平臺上由多個功能的配合來進(jìn)行建筑物的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)做一個評估，是通過具體可觀的模擬分析對建筑物物理和功能特性的一個綜合的觀感。在BIM平臺，建筑生命周期的各階段能輕易的產(chǎn)生層次關(guān)系，而把各個階段的建筑設(shè)計接合成一個有機(jī)生態(tài)的建筑整體，見圖2。

以下為BIM的特點(diǎn)：

1)信息鏈接與流通。BIM模型是包含大量的真實(shí)有效建筑相關(guān)信息的虛擬模型，該模型不僅集成了關(guān)于建筑材料，結(jié)構(gòu)，工藝等等信息，也包含有設(shè)計、規(guī)劃、節(jié)能等設(shè)計信息，更可以把施工進(jìn)度，物業(yè)管理信息記錄在其中，將信息集成，讓所有的信息不再是單個的，而是如齒輪一樣緊密配合相互鏈接的。BIM模型的建立，能把建筑空間的構(gòu)造，功能，材料，設(shè)備，裝修等各參與進(jìn)來的專業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息一體化的集成，這些信息在設(shè)計，施工以及綠色建筑的評估中都可以綜合各項指標(biāo)且作為依據(jù)。

2)信息管理。BIM模型完成后，可作為建筑的信息數(shù)據(jù)庫來看待，數(shù)據(jù)庫的信息可以綜合且應(yīng)用于與建筑相關(guān)的建筑設(shè)計，結(jié)構(gòu)設(shè)計，設(shè)備管理，施工統(tǒng)計，物業(yè)管理等，可以綜合管理建筑整個生命周期的全部信息。在這個信息庫中我們可以將所有的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，并將數(shù)據(jù)可視化，同時可以優(yōu)化建筑方案，分析在方案進(jìn)行中的各個階段的運(yùn)行狀態(tài)，從而更好的解決能源消耗問題，降低各類污染。

3)設(shè)計優(yōu)化。BIM包含建筑的所有有效信息，可以給建筑專項分析提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)信息，就可以把建筑的各項摸不著的物理信息變成可觸的，把后期的分析穿插在設(shè)計的階段內(nèi)，從而更好的對方案進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化，隨時評估上一步的方案的問題，在方案階段甚至設(shè)計概念提出時都能滲透進(jìn)行綠色建筑相關(guān)決策。BIM策略便可以概括為，通過計算實(shí)現(xiàn)建筑的最優(yōu)化。

4)施工管理。BIM可以將3D的建筑模型和成本、時間相鏈接，由于BIM系統(tǒng)匯總了建筑物所有的信息數(shù)據(jù)，就可以在模擬基礎(chǔ)上“建造”項目，進(jìn)而進(jìn)行施工管理。從BIM模型獲得準(zhǔn)確的工程量，鏈接時間，成本的數(shù)據(jù)，能夠較為準(zhǔn)確預(yù)測施工工序，并論證其合理性，同時也可以自動將施工模型與工程量工程進(jìn)度對接。在這個模擬過程中，在施工的任意階段，設(shè)計，成本，時間進(jìn)度三部分是相互關(guān)聯(lián)的，每個部分的微小動作都會直接的反映在另兩個因素上，有助于提高工程進(jìn)度的準(zhǔn)確性，提升整個施工過程的可預(yù)見性，降低施工中可能存在的隱患發(fā)生概率(見圖3)。

2.4 BIM軟件平臺與綠色建筑的應(yīng)用

現(xiàn)在常用且較為完備的BIM軟件有Autodesk公司的Revit和Graphisoft公司ArchiCAD，這些軟件不僅可以建模，更是一個平臺，可以把各個專項的信息數(shù)據(jù)置于這個平臺上，讓這些數(shù)據(jù)和模

擬再不是一個簡單的圖像和報告，而是一個綜合的信息數(shù)據(jù)庫，可以觀察整個建筑物運(yùn)行的狀態(tài)平臺。

在Revit等的大多數(shù)BIM軟件中，可以實(shí)時的將數(shù)據(jù)變成信息轉(zhuǎn)入模型中，從而將各專業(yè)的專項模擬整合在一個平臺上，類似單專業(yè)的工程師組合一個團(tuán)隊，更綜合整體的處理數(shù)據(jù)和信息，又再將模型導(dǎo)出為各個分析軟件通用的GBXML格式，進(jìn)一步轉(zhuǎn)移到各平臺上繼續(xù)優(yōu)化數(shù)據(jù)，實(shí)時在一個可視化的信息表上監(jiān)控建筑的整個生長過程。整個建筑生命變成一個協(xié)作的集成化工具，將已經(jīng)割裂開的任務(wù)匯總成一個待處理的整體。這個平臺不僅是像設(shè)計軟件類似于CAD，Sketch up等建模軟件，在BIM模型中，各個不同階段的設(shè)計和管理運(yùn)行，都可以在一個信息模型中運(yùn)行，所有與建筑相關(guān)的人員都能夠在同一個可視的虛擬平臺上工作，乃至在建筑物開始運(yùn)行之后，管理施工人員仍可在平臺上跟蹤管理建筑的設(shè)備資產(chǎn)以及運(yùn)行。

和傳統(tǒng)的基于圖形圖像的單純建模系統(tǒng)相比，BIM建模是靈活協(xié)調(diào)的可穿插數(shù)據(jù)運(yùn)算三維系統(tǒng)，應(yīng)用BIM平臺，也就意味著在每個設(shè)計軟件的設(shè)計工具階段，都要將三維的信息數(shù)據(jù)滲透到模型中，才可以使BIM模型在每一步都發(fā)揮最大的作用。

3 結(jié)語

對綠色建筑，使用BIM系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是，不僅可以在建筑生命周期的任意階段查看綠色建筑的相應(yīng)專項單項指標(biāo)，也可以通過綜合信息系統(tǒng)，評估建筑物運(yùn)行的整體指標(biāo)。BIM平臺可有效并靈活的管理數(shù)據(jù)信息，優(yōu)化設(shè)計方案，使信息在專項平臺和BIM平臺中都能進(jìn)行處理，可以根據(jù)規(guī)劃目標(biāo)，合理的調(diào)整方案，考慮到綠色建筑發(fā)展的多項條件，并在將綠色的節(jié)水、節(jié)地、節(jié)能等指標(biāo)均控制在整個階段，還可以在施工竣工中及時調(diào)整出現(xiàn)的問題，從而完成綠色建筑的整個階段的設(shè)計與評估。

[1] 張 雷,姜 立，葉敏青，等.基于BIM技術(shù)的綠色建筑預(yù)評估系統(tǒng)研究[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2001,3(1)：31-36.

[2] 程斯茉.基于BIM技術(shù)的綠色建筑設(shè)計應(yīng)用研究[D].長沙：湖南大學(xué)，2013.

[3] 趙志安,邱相武，姜 立，等.BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計系列軟件中的應(yīng)用探討[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2012(4)：115-118.

On operation of green architectural design and BIM platform★

Li Lu

(ShanxiAcademyofBuildingResearch,Taiyuan030001,China)

The paper introduces the definition of the green building and its development, researches the functions of the BIM platform in green buildings and integrated new link from the multiple profession of the green building design according to the problems in the single development of the green building design, and points out the multiple development of the green buildings with the platforms of various indexes.

green building, information management, BIM model, design optimization

1009-6825(2017)17-0167-02

2017-03-03★：山西省農(nóng)村建筑節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)合作研究(中歐合作項目)(項目編號：2013DFE63170)

李 璐(1991- )，女

TU201.5

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