張金

（大同市二院建筑設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，山西 大同 037000）

0 引言

從目前看來，嚴(yán)重的環(huán)境污染和能源損耗等問題對自然環(huán)境及人類發(fā)展均產(chǎn)生了較大的影響，全球范圍內(nèi)各個(gè)國家開始重視環(huán)境的保護(hù)，多數(shù)國家將保護(hù)環(huán)境作為發(fā)展的基礎(chǔ)條件，以此來構(gòu)建出綠色、環(huán)保的生態(tài)環(huán)境。而在我國各領(lǐng)域之中，建筑行業(yè)為改善當(dāng)前環(huán)境，開始發(fā)展能夠達(dá)到節(jié)能減排目的的建筑物，并將BIM技術(shù)應(yīng)用其中，利用BIM技術(shù)能夠?qū)ㄖ母鞣N信息進(jìn)行分析及整合，為綠色建筑的設(shè)計(jì)提供幫助，進(jìn)而推動(dòng)我國建筑行業(yè)綠色建筑設(shè)計(jì)的良好發(fā)展。

1 BIM技術(shù)的概述

BIM技術(shù)作為一種在工程設(shè)計(jì)、建造和管理中應(yīng)用的數(shù)據(jù)化工具，能夠?qū)⒔ㄖ臄?shù)據(jù)化和信息化模型進(jìn)行整合，在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、維護(hù)等一系列過程中進(jìn)行共享和傳遞，讓工程技術(shù)人員能夠正確理解建筑的各種信息，然后根據(jù)建筑信息進(jìn)行應(yīng)對，可以為參與建筑工程的各方主體提供協(xié)同工作基礎(chǔ)，能夠在提供生產(chǎn)效率的同時(shí)進(jìn)一步縮短工期，進(jìn)而為工程項(xiàng)目節(jié)省不必要的成本支出[1]。BIM技術(shù)能夠創(chuàng)建出虛擬狀態(tài)的建筑工程三維模型，使用數(shù)字化技術(shù)為建筑工程三維模型提供真實(shí)性較高的建筑工程信息庫，信息庫中包括建筑物構(gòu)件的各種信息以及非構(gòu)件對象的信息。除此之外，BIM技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣，不但可以應(yīng)用在建筑工程的設(shè)計(jì)工作中，還能夠在建筑工程建設(shè)的全過程中應(yīng)用，對于建筑工程的設(shè)計(jì)和建設(shè)能夠起到重要作用。

2 BIM技術(shù)在綠色建筑設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

2.1 建筑規(guī)劃的設(shè)計(jì)

建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)也就是對于建筑群的規(guī)劃，在對土地資源進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，可以通過自身對于綠色建筑規(guī)劃的了解生成土地資源規(guī)劃后的平面圖紙。除此之外，利用BIM技術(shù)還可以為社會(huì)人民群眾公共服務(wù)系統(tǒng)的完善進(jìn)行充分保障，確保建筑群能夠?yàn)槿嗣袢罕姷慕煌ǔ鲂?、就醫(yī)等多方面提供便利服務(wù)。在使用BIM技術(shù)需要在規(guī)劃時(shí)需要將周圍的社會(huì)服務(wù)部門加入規(guī)劃方案，然后利用BIM技術(shù)強(qiáng)大的計(jì)算能力分析出當(dāng)前規(guī)劃是否存在缺陷，從而保證綠色建筑設(shè)計(jì)的合理性。

2.2 建筑水文地質(zhì)管理

在進(jìn)行綠色建筑的設(shè)計(jì)時(shí)，水文地質(zhì)作為影響建筑物質(zhì)量的重要因素之一，需要全面分析建筑地點(diǎn)的水文地質(zhì)，以免建筑物受到水文地質(zhì)的影響。如果建筑物受到水文地質(zhì)的影響，就會(huì)導(dǎo)致綠色建筑資源出現(xiàn)過度浪費(fèi)的情況，不符合當(dāng)前綠色環(huán)保的理念[2]。在對水文地質(zhì)進(jìn)行管理時(shí)，應(yīng)當(dāng)全面分析以往的水文地質(zhì)數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)中輸入分析后的重要數(shù)據(jù)，然后整合進(jìn)行計(jì)算，制定出合理的工程地基計(jì)劃，以便應(yīng)對各種因素形成的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 建筑和自然環(huán)境的設(shè)計(jì)

在進(jìn)行綠色建筑的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)將自然生態(tài)環(huán)境作為設(shè)計(jì)核心條件，設(shè)計(jì)出相對自然的綠色建筑。但在傳統(tǒng)建筑的設(shè)計(jì)過程中，無法將自然的生態(tài)環(huán)境融入其中，而使用BIM技術(shù)能夠合理規(guī)劃出建筑的形狀、方位及布局，還可以將氣候環(huán)境和建筑所形成熱島效應(yīng)加入設(shè)計(jì)過程中，使建筑能夠呈現(xiàn)出自然和諧的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)自然降熱系統(tǒng)的形成。

2.4 建筑形狀和內(nèi)部設(shè)計(jì)

從目前看來，綠色建筑的設(shè)計(jì)需要充滿創(chuàng)意，建筑只有具有創(chuàng)意才能夠給人良好的第一印象，使綠色建筑能夠成為城市的標(biāo)志性建筑。在對建筑形狀和內(nèi)部進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以使用計(jì)算機(jī)設(shè)備來收集附近建筑的形狀信息，然后在系統(tǒng)中輸入建筑形狀信息，BIM程序就會(huì)全面分析建筑形狀，進(jìn)而生成特殊的形狀設(shè)計(jì)計(jì)劃，能夠使建筑形狀呈現(xiàn)出獨(dú)一無二的效果。如今，我國建筑行業(yè)發(fā)展迅速，對于人才的從業(yè)要求越來越高，在競爭激烈的情況下，是否具有造型創(chuàng)意能夠直接決定人才的從業(yè)競爭處境，但是，由于BIM技術(shù)的不斷普及，使建筑設(shè)計(jì)人員對于建筑造型創(chuàng)意具有了充足的設(shè)計(jì)思路。在建筑進(jìn)行招標(biāo)時(shí)，特殊的建筑造型能夠在一定程度上提高中標(biāo)概率，是多數(shù)建筑企業(yè)采用BIM技術(shù)的主要原因之一。

2.5 能源利用設(shè)計(jì)

在以往的設(shè)計(jì)過程中，通常會(huì)使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行各類圖紙的設(shè)計(jì)工作，并且在能源設(shè)計(jì)中也可以提供一定幫助，這種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)大多用于建筑物的門窗以及承重構(gòu)件等部分，但卻不能對建筑排水系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及能源利用進(jìn)行科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)。從實(shí)際情況能夠看出，使用BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對能源的設(shè)計(jì)，尤其是風(fēng)能源和光能源的利用，利用BIM技術(shù)能夠在系統(tǒng)中輸入獲取的數(shù)據(jù)信息，然后生成虛擬模型，根據(jù)綠色建筑選擇適當(dāng)?shù)哪茉崔D(zhuǎn)化計(jì)劃。

2.5.1 排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

采用BIM技術(shù)能夠?qū)ε潘到y(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，模擬出高層水壓，使高層的居民住戶的水流量能夠得到充分保障，確保高層居民住戶的日常生活不會(huì)受到影響。在選擇排水系統(tǒng)的材料時(shí)，BIM技術(shù)能夠提供豐富的排水材料信息，使設(shè)計(jì)人員能夠?qū)⒆顬榍‘?dāng)?shù)牟牧蠎?yīng)用到排水系統(tǒng)之中。除此之外，在對排水系統(tǒng)的管道進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，使用BIM技術(shù)能夠掌握排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案中的不足之處，然后進(jìn)行合理的修改，以此來保證高層居民住戶的正常用水。不僅如此，在安裝排水的附屬設(shè)施時(shí)，利用BIM技術(shù)可以對安裝過程進(jìn)行模擬，以免安裝過程中出現(xiàn)沖突情況。在使用BIM技術(shù)進(jìn)行安裝時(shí)，能夠通過3D模型的構(gòu)建生成排水附屬設(shè)施的安裝流程表，充分保證安裝的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)性。

2.5.2 采光設(shè)計(jì)

如今，社會(huì)人民群眾的生活質(zhì)量正在不斷提升，與此同時(shí)，人民群眾對于居住環(huán)境提出了更高的要求。建筑窗戶的材質(zhì)和大小關(guān)系到采光狀況，以往在對建筑設(shè)計(jì)采光時(shí)，使用的軟件或程序不能表現(xiàn)出房間內(nèi)的光線層次及光線的逼真效果。而利用BIM技術(shù)能夠?qū)⒋皯舨馁|(zhì)、窗戶大小以及房間布局等信息進(jìn)行充分獲取，然后根據(jù)要求將各種信息組織起來，構(gòu)成協(xié)調(diào)完成的畫面，設(shè)計(jì)人員就可以通過BIM技術(shù)來對畫面中的虛擬光源進(jìn)行調(diào)節(jié)，對房間內(nèi)的采光情況進(jìn)行充分了解。除此之外，燈具光線設(shè)計(jì)也是采光設(shè)計(jì)中的重要組成部分，在此階段，設(shè)計(jì)人員通常會(huì)將效果圖提供給業(yè)主，多數(shù)設(shè)計(jì)人員會(huì)根據(jù)自身的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行效果圖的數(shù)據(jù)輸入，但是，這種方式往往會(huì)與實(shí)際情況產(chǎn)生較大出入，并不能呈現(xiàn)出較好的效果。采用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，能夠通過自身收集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行制圖，從而呈現(xiàn)出非常逼真的效果圖。

2.5.3 暖通設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，暖通設(shè)計(jì)通常不具備立體性，如果是專業(yè)能力不足的工作人員就會(huì)很難了解其中的細(xì)節(jié)，一旦在理解錯(cuò)誤的情況下進(jìn)行設(shè)計(jì)，就會(huì)嚴(yán)重影響后續(xù)的安裝工作。在對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)用BIM技術(shù)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：①利用BIM技術(shù)能夠在系統(tǒng)中輸入空調(diào)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，然后構(gòu)建出立體的三維模型，能夠讓施工人員輕易了解施工內(nèi)容和施工要求；②因空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝相對隱蔽，利用BIM技術(shù)能夠標(biāo)注出其中的重要內(nèi)容，保證空調(diào)系統(tǒng)安裝順序的規(guī)范性，以免出現(xiàn)返修情況[3]；③設(shè)計(jì)人員對于BIM技術(shù)有較大的需求，使用BIM技術(shù)能夠?qū)υO(shè)計(jì)方案進(jìn)行不斷優(yōu)化，生成更加科學(xué)的設(shè)計(jì)方案，使用BIM技術(shù)還可以找尋出設(shè)計(jì)方案中的缺陷和不足，然后對其進(jìn)行修改，進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)方案；④將BIM技術(shù)應(yīng)用在冷熱源設(shè)計(jì)中，能夠提醒設(shè)計(jì)人員及時(shí)了解工程地點(diǎn)的天氣環(huán)境，針對工程地點(diǎn)的天氣環(huán)境進(jìn)行冷熱源的設(shè)計(jì)。

2.5.4 外墻保溫設(shè)計(jì)

如今，綠色建筑的外墻保溫主要采用外墻保溫磚和擠塑板兩種方式，需要在全面計(jì)算后來保證材料的充分利用。除此之外，外墻保溫磚模式對墻體的承載能力具有較高要求，導(dǎo)致傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式無法實(shí)施該模式。將BIM技術(shù)應(yīng)用到外墻保溫設(shè)計(jì)中，能夠使外墻保溫形成保溫層和外層，可以為錨件的合理配置提供幫助，對墻面磚的穩(wěn)定性進(jìn)行充分保障。

2.6 施工環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)

2.6.1 施工環(huán)境

在對綠色建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)對各方因素進(jìn)行充分考慮，達(dá)到節(jié)約資源、減少污染、保護(hù)環(huán)境的目的。設(shè)計(jì)人員利用BIM技術(shù)能夠通過全面的信息庫制定出完善的施工計(jì)劃，比如，設(shè)計(jì)人員使用BIM技術(shù)創(chuàng)建出立體的三維模型，然后分析影響正常施工的各方因素，進(jìn)而設(shè)計(jì)出防護(hù)方案，以免施工環(huán)境受到嚴(yán)重影響。

2.6.2 施工過程

在設(shè)計(jì)綠色建筑的過程中，施工階段是相對薄弱的部分，應(yīng)當(dāng)對工程的施工進(jìn)行充分考慮。BIM技術(shù)所提供豐富的數(shù)據(jù)信息能夠幫助設(shè)計(jì)人員完成施工階段的設(shè)計(jì)工作，還可以對施工人員制定出完善的管理體系，達(dá)到信息共享的目的。除此之外，在進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)全面計(jì)算材料的利用率，以免出現(xiàn)建筑材料過度浪費(fèi)的情況，減少不必要的成本支出。不僅如此，還要根據(jù)施工圖進(jìn)行人力資源的計(jì)算，然后進(jìn)行合理配置，使人力資源能夠在合理的崗位上發(fā)揮出自身的價(jià)值和作用。為保證施工過程的安全，需要演示個(gè)別的隱蔽工程，從而了解隱蔽工程中的要點(diǎn)，能夠幫助管理人員對施工質(zhì)量進(jìn)行把控，而且通過BIM技術(shù)創(chuàng)建出的安全管理模型能夠?yàn)榘踩芾眢w系的構(gòu)建打下基礎(chǔ)，以便對施工現(xiàn)場進(jìn)行更加規(guī)范的管理。

3 結(jié)語

綜上所述，通過BIM技術(shù)能夠創(chuàng)建出立體的三維模擬模型，能夠幫助設(shè)計(jì)人員找尋出綠色建筑設(shè)計(jì)計(jì)劃中的缺陷和不足，從而進(jìn)行完善和優(yōu)化。由此可見，在綠色建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)可以對建筑的布局和施工環(huán)節(jié)進(jìn)行充分管控，為設(shè)計(jì)人員的綠色建筑設(shè)計(jì)工作提供幫助，保證綠色建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)性及合理性，進(jìn)而推動(dòng)我國綠色建筑良好的發(fā)展腳步。