張燕文

在全球關(guān)注綠色建筑的背景下，普通公共建筑存在能耗高、保溫性能差、光污染和通風(fēng)不良等問題。為解決這些問題，綠色設(shè)計(jì)在公共建筑中變得越來越重要。建筑信息模型（BIM）作為一種成熟的技術(shù)，在建筑的全周期中發(fā)揮作用，包括優(yōu)化能源利用、熱工性能、采光和自然通風(fēng)等方面。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)通過BIM 技術(shù)整合各專業(yè)的信息，提高能源效率，改善室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，并減少對(duì)環(huán)境的影響，從而實(shí)現(xiàn)公共建筑的綠色化和可持續(xù)發(fā)展。

1 BIM 技術(shù)和綠色公共建筑設(shè)計(jì)相關(guān)概述

1.1 BIM技術(shù)

BIM 是一種基于數(shù)字化技術(shù)的建筑設(shè)計(jì)和管理方法，它通過整合多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)和信息，以三維模型為核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑全生命周期的可視化和集成化管理。BIM 技術(shù)通過建立一個(gè)虛擬的建筑模型，包括建筑的幾何信息、構(gòu)造信息、材料信息以及設(shè)備信息等，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維等各個(gè)階段的協(xié)同工作[1]。

BIM 技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。首先，BIM 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程的可視化，幫助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)更好地理解和評(píng)估設(shè)計(jì)方案。其次，BIM 技術(shù)能夠支持不同專業(yè)領(lǐng)域的協(xié)同工作，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以在同一個(gè)平臺(tái)上進(jìn)行信息共享和交流，減少信息傳遞的誤差和重復(fù)工作。最后，BIM 技術(shù)還能進(jìn)行碰撞檢測(cè)和沖突解決，幫助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在早期階段發(fā)現(xiàn)和解決問題，減少施工階段的變更和成本增加。

1.2 綠色建筑的概念和設(shè)計(jì)原則

綠色建筑是以減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響為目標(biāo)，通過整合設(shè)計(jì)、建筑材料選擇、能源利用、水資源管理和室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量控制等方面的策略，最大限度提高建筑的資源利用效率，減少能源消耗和排放，為人們提供健康舒適的室內(nèi)環(huán)境。

綠色建筑設(shè)計(jì)遵循一系列的基本原則，包括節(jié)能減排、資源循環(huán)利用、環(huán)境保護(hù)、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量和社會(huì)可持續(xù)性。節(jié)能減排是綠色建筑設(shè)計(jì)的核心原則，通過采用高效的建筑外墻隔熱、節(jié)能照明系統(tǒng)以及智能控制系統(tǒng)等技術(shù)手段，有效降低建筑的能耗和碳排放。

資源循環(huán)利用強(qiáng)調(diào)在建筑材料選擇和施工過程中的可持續(xù)性，包括使用可再生材料、推行廢棄物的回收和再利用。環(huán)境保護(hù)關(guān)注建筑對(duì)周圍環(huán)境的影響，以減少土地利用、水資源管理和垃圾處理等方面的不良影響[2]。

室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量注重創(chuàng)造健康舒適的室內(nèi)環(huán)境，包括良好的空氣質(zhì)量、采光和視覺舒適性、噪聲控制等。社會(huì)可持續(xù)性體現(xiàn)在建筑對(duì)社會(huì)的積極影響，如促進(jìn)社會(huì)公平、提高居住者的生活質(zhì)量和舒適度等。

1.3 綠色公共建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)

綠色公共建筑設(shè)計(jì)在很多方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)：第1，顯著降低能源消耗和碳排放。通過采用節(jié)能技術(shù)和可再生能源，綠色公共建筑能夠減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴和溫室氣體的排放，對(duì)氣候變化起到積極作用。第2，綠色公共建筑設(shè)計(jì)注重資源的循環(huán)利用，降低對(duì)原材料的需求，并鼓勵(lì)廢棄物的再利用。這有助于減少資源消耗和環(huán)境污染，并促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。第3，綠色公共建筑設(shè)計(jì)還能改善室內(nèi)環(huán)境的質(zhì)量，創(chuàng)造健康、舒適的室內(nèi)空間。采用適當(dāng)?shù)耐L(fēng)系統(tǒng)、室內(nèi)綠化和環(huán)境友好材料可以提供清潔的空氣、自然采光和舒適的溫度，對(duì)居住者的健康和生活質(zhì)量具有積極影響。第4，綠色公共建筑設(shè)計(jì)可以成為城市可持續(xù)發(fā)展的典范，能夠樹立良好的示范作用。通過推廣和應(yīng)用綠色公共建筑設(shè)計(jì)，能夠引導(dǎo)和激勵(lì)其他建筑項(xiàng)目追求可持續(xù)發(fā)展，推動(dòng)整個(gè)城市的綠色轉(zhuǎn)型[3]。

2 BIM 技術(shù)在綠色公共建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用形式

BIM 技術(shù)在綠色公共建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用形式多種多樣：通過建筑信息模型的創(chuàng)建，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的協(xié)同工作，優(yōu)化設(shè)計(jì)效率；能源分析與模擬功能可以支持能源消耗的評(píng)估和優(yōu)化；在材料選擇與循環(huán)利用方面的應(yīng)用可以促進(jìn)可持續(xù)材料的使用和管理；智能建筑系統(tǒng)集成則可以實(shí)現(xiàn)建筑的智能化控制和管理。通過這些應(yīng)用形式，BIM 技術(shù)為綠色公共建筑設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的支持，從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

2.1 建筑信息模型的創(chuàng)建

BIM 技術(shù)通過建立全面的建筑信息模型，將建筑的幾何形狀、結(jié)構(gòu)、材料和設(shè)備等各方面信息集成于一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)，使設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)能夠更好地協(xié)同工作，提高設(shè)計(jì)效率，為綠色公共建筑設(shè)計(jì)提供有力支持。

在綠色公共建筑設(shè)計(jì)中，BIM 技術(shù)可以幫助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行準(zhǔn)確的空間分析，優(yōu)化布局，提高能源效益。通過BIM 技術(shù)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以模擬建筑在不同季節(jié)、不同時(shí)間段的能耗情況，預(yù)測(cè)建筑的節(jié)能潛力，并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)綠色建筑設(shè)計(jì)的目標(biāo)。此外，BIM 技術(shù)還支持碳排放分析、水資源管理及室內(nèi)環(huán)境模擬等方面的工作，有助于設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)全面地評(píng)估綠色公共建筑設(shè)計(jì)的可行性和效果[4]。

2.2 能源分析與模擬

BIM 技術(shù)可以集成能源分析工具，幫助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)確分析建筑的能源消耗并進(jìn)行優(yōu)化。通過BIM 技術(shù)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以模擬建筑的能耗情況，評(píng)估不同設(shè)計(jì)方案的能源性能，如太陽能利用、天窗設(shè)計(jì)和外墻保溫等。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整和改進(jìn)方案，以實(shí)現(xiàn)更高效的能源利用，減少碳排放。BIM 技術(shù)還可以集成能源模擬工具，通過模擬建筑在不同氣候條件下的能源消耗為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提供全面的能源性能評(píng)估，并為決策提供科學(xué)依據(jù)。

2.3 材料選擇與循環(huán)利用

設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以利用BIM 技術(shù)進(jìn)行材料選擇和管理，促進(jìn)可持續(xù)的材料使用和循環(huán)利用。通過BIM 技術(shù)全面評(píng)估不同材料的性能、成本和環(huán)境影響，可以輔助決策選擇最合適的綠色建筑材料，并進(jìn)行材料的跟蹤和管理，以實(shí)現(xiàn)材料的可追溯性和循環(huán)利用。同時(shí)，BIM 技術(shù)還可以集成供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)，在建筑材料的全生命周期進(jìn)行管理，從材料采購(gòu)、運(yùn)輸?shù)绞褂煤突厥?，?shí)現(xiàn)材料最大限度的循環(huán)利用，減少資源的消耗和浪費(fèi)[5]。

2.4 智能建筑系統(tǒng)集成

BIM 技術(shù)可以在建筑信息模型中集成各種智能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)建筑的智能化控制和管理。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)通過BIM技術(shù)在建筑信息模型中的集成照明控制系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、能源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等智能系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)控建筑的能耗，提高能源利用效率。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)通過BIM 技術(shù)與建筑自動(dòng)化系統(tǒng)的集成能夠模擬建筑設(shè)備的運(yùn)行情況，優(yōu)化設(shè)備配置和控制策略，實(shí)現(xiàn)綠色建筑的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

3 BIM 技術(shù)與綠色公共建筑設(shè)計(jì)的融合問題

BIM 技術(shù)與綠色公共建筑設(shè)計(jì)的融合面臨數(shù)據(jù)共享與整合、可持續(xù)性分析與評(píng)估、設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的合作與溝通以及技術(shù)應(yīng)用和培訓(xùn)需求等挑戰(zhàn)。但是，通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、建立協(xié)作平臺(tái)、加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)溝通和理解、培訓(xùn)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員以及支持政策和規(guī)范的制定，可以克服以上困難，實(shí)現(xiàn)BIM 技術(shù)與綠色公共建筑設(shè)計(jì)的有效融合。這種融合不僅能夠提高項(xiàng)目的效率和質(zhì)量，還能促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，為構(gòu)建更加環(huán)保和可持續(xù)的公共建筑做出積極貢獻(xiàn)。

3.1 數(shù)據(jù)共享與整合

在設(shè)計(jì)過程中，數(shù)據(jù)共享與整合是一個(gè)重要的問題。不同專業(yè)和類型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同軟件和文件中，數(shù)據(jù)格式和軟件差異導(dǎo)致數(shù)據(jù)共享困難。在設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)中，不同的成員可能需要訪問和共享敏感數(shù)據(jù)，如設(shè)計(jì)方案、技術(shù)細(xì)節(jié)等，因此適當(dāng)?shù)臋?quán)限設(shè)置和數(shù)據(jù)訪問控制是確保數(shù)據(jù)共享安全性和合規(guī)性的關(guān)鍵。另外，保證數(shù)據(jù)的一致性和準(zhǔn)確性也非常重要。設(shè)計(jì)過程中涉及大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可能在不同階段由不同的人員進(jìn)行更新和修改。如果數(shù)據(jù)更新和修改不一致可能導(dǎo)致信息丟失或錯(cuò)誤傳遞，影響設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的協(xié)作效率和效果。

解決上述問題需要考慮數(shù)據(jù)格式和軟件差異、數(shù)據(jù)安全和權(quán)限管理以及數(shù)據(jù)的一致性和準(zhǔn)確性，團(tuán)隊(duì)成員之間應(yīng)密切合作，采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)作平臺(tái)，加強(qiáng)溝通和信息交流，以確保數(shù)據(jù)能夠有效共享和整合。

3.2 可持續(xù)性分析與評(píng)估

可持續(xù)性分析與評(píng)估在綠色建筑設(shè)計(jì)中發(fā)揮著重要作用，但也面臨一些挑戰(zhàn)，主要包括能源效率、材料選擇、水資源管理和室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量等諸多問題。進(jìn)行可持續(xù)性分析與評(píng)估需要大量的數(shù)據(jù)支持，包括建筑的能耗數(shù)據(jù)、材料的環(huán)境性能數(shù)據(jù)等，但是這些數(shù)據(jù)不易獲取，而且數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也難以保證。同時(shí)，不同數(shù)據(jù)源的可靠性和一致性可能存在差異，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證和整合?？沙掷m(xù)性評(píng)估需要依據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)，但在實(shí)際操作中，不同國(guó)家和地區(qū)可能采用不同的標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)體系[6]，因此選擇適合的標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)存在較大困難。

為應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，可以采取以下策略：建立數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和共享性；開發(fā)適用于可持續(xù)性分析和評(píng)估的綜合分析工具，促進(jìn)各個(gè)可持續(xù)性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)之間的協(xié)調(diào)性和一致性；加強(qiáng)對(duì)BIM 技術(shù)與可持續(xù)性整合的培訓(xùn)，提高設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和相關(guān)專業(yè)人員的知識(shí)儲(chǔ)備和技能水平。

3.3 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的合作與溝通

合作與溝通是取得成功的關(guān)鍵，但是設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在合作與溝通中也面臨一些問題：第1，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)通常由不同學(xué)科背景的成員組成，如建筑師、結(jié)構(gòu)工程師、機(jī)電工程師等，不同學(xué)科之間的專業(yè)術(shù)語和方法論差異可能導(dǎo)致溝通障礙，增加合作的復(fù)雜性。第2，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)需要共享大量的設(shè)計(jì)資料和信息，但不同成員可能使用不同的軟件工具和文件格式，導(dǎo)致信息共享和訪問較為困難，還增加了錯(cuò)誤和沖突的風(fēng)險(xiǎn)。第3，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員往往分布在不同的地區(qū)，受時(shí)間和空間限制無法當(dāng)面溝通，導(dǎo)致出現(xiàn)信息傳遞不清、理解誤差或溝通方式不當(dāng)?shù)葐栴}，影響了團(tuán)隊(duì)協(xié)作效果。第4，團(tuán)隊(duì)中缺少明確的管理制度和領(lǐng)導(dǎo)結(jié)構(gòu)可能造成決策困難、任務(wù)分配不均或協(xié)調(diào)問題，導(dǎo)致團(tuán)隊(duì)合作中出現(xiàn)沖突?；诖?，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以通過建立明確的溝通渠道和協(xié)作平臺(tái)、跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)的溝通和理解機(jī)制以及配備專門的項(xiàng)目管理人員來解決以上問題，以提高團(tuán)隊(duì)的合作效果和工作效率。

3.4 技術(shù)應(yīng)用和培訓(xùn)需求

技術(shù)應(yīng)用和培訓(xùn)需求是BIM 技術(shù)與綠色公共建筑設(shè)計(jì)融合的重要問題。一方面，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)需要具備BIM 技術(shù)的相關(guān)知識(shí)和技能，包括BIM 軟件的操作、建模技巧以及BIM 協(xié)作平臺(tái)的使用。這需要進(jìn)行針對(duì)性的培訓(xùn)和教育，提高設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員對(duì)BIM 技術(shù)的理解和應(yīng)用能力。

同時(shí)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)還需要了解綠色建筑設(shè)計(jì)的原則和標(biāo)準(zhǔn)，掌握可持續(xù)性分析和評(píng)估的方法和工具。知識(shí)和技能的培養(yǎng)可以通過培訓(xùn)課程、研討會(huì)和實(shí)踐項(xiàng)目等形式進(jìn)行。另一方面，技術(shù)應(yīng)用需要支持和推動(dòng)政策與規(guī)范的制定。政府和相關(guān)機(jī)構(gòu)可以制定相關(guān)政策，要求使用BIM 技術(shù)和綠色設(shè)計(jì)原則進(jìn)行公共建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和施工，為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提供明確的指導(dǎo)和支持，推動(dòng)BIM 技術(shù)在綠色公共建筑設(shè)計(jì)中的廣泛應(yīng)用。同時(shí)，政府和行業(yè)組織可以提供技術(shù)支持和資源共享平臺(tái)，促進(jìn)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)之間的合作與交流，加強(qiáng)經(jīng)驗(yàn)的積累和分享。

4 BIM 技術(shù)在綠色公共建筑設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

4.1 項(xiàng)目概述

寶安區(qū)人民醫(yī)院整體改造工程（二期）裝修裝飾工程，總建筑面積為661692 m2，主要包括新建醫(yī)療區(qū)門急診部、住院部、醫(yī)技用房、醫(yī)院專業(yè)工程、保障系統(tǒng)等配套用房以及地下室等。包括新建地下3 層、局部4 層，A 棟和B 棟裙樓及1 ～4#、6#塔樓，其中1 ～4#塔樓為23 層，6#塔樓為31 層。

4.2 BIM技術(shù)具體應(yīng)用

4.2.1 在項(xiàng)目協(xié)作中的應(yīng)用

在寶安區(qū)人民醫(yī)院整體改造工程（二期）裝修裝飾工程中，BIM 技術(shù)被廣泛應(yīng)用于項(xiàng)目協(xié)作。通過BIM 技術(shù)，各單位可以在同一平臺(tái)上進(jìn)行信息共享和協(xié)作，提高設(shè)計(jì)和施工的效率與準(zhǔn)確性。BIM 模型作為一個(gè)全面的項(xiàng)目信息庫(kù)，記錄了所有相關(guān)的建筑信息，包括結(jié)構(gòu)、設(shè)備及材料等，使得各方可以實(shí)時(shí)查看和更新項(xiàng)目進(jìn)展情況。

此外，BIM 技術(shù)還能進(jìn)行沖突檢測(cè)和協(xié)調(diào)，幫助各專業(yè)之間解決交叉干涉的問題，減少了施工中的錯(cuò)誤和糾正成本。

4.2.2 綠色設(shè)計(jì)要素與能源分析

綠色設(shè)計(jì)是綠色公共建筑的核心理念，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)通過BIM 技術(shù)可以在建筑模型中嵌入綠色設(shè)計(jì)要素，包括可持續(xù)材料選擇、節(jié)能技術(shù)應(yīng)用以及室內(nèi)環(huán)境舒適度等。BIM 模型可以模擬建筑在不同條件下的能源消耗情況，進(jìn)行能源分析和優(yōu)化，幫助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)制定合理的節(jié)能措施和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。在寶安區(qū)人民醫(yī)院整體改造工程（二期）裝修裝飾工程中，BIM 技術(shù)可以模擬不同供暖、通風(fēng)和照明方案對(duì)能源消耗的影響，通過比較分析選擇最佳的設(shè)計(jì)方案。

4.2.3 BIM技術(shù)在施工和運(yùn)維階段的應(yīng)用

在寶安區(qū)人民醫(yī)院整體改造工程（二期）裝修裝飾工程的施工和運(yùn)維階段也應(yīng)用了BIM 技術(shù)。在施工階段，BIM 模型可以生成施工圖紙和施工工序計(jì)劃，提供精確的施工信息，減少施工過程中的錯(cuò)誤和浪費(fèi)問題。同時(shí)，BIM 模型還可以用于施工進(jìn)度的管理和監(jiān)控，幫助項(xiàng)目管理人員實(shí)時(shí)掌握項(xiàng)目進(jìn)展情況，及時(shí)調(diào)整資源和解決問題。在運(yùn)維階段，BIM 模型可以作為設(shè)備管理和維護(hù)的工具，記錄設(shè)備的詳細(xì)信息和運(yùn)行情況，為維護(hù)計(jì)劃和故障排除提供指導(dǎo)。

5 結(jié)語

雖然BIM 技術(shù)在綠色公共建筑設(shè)計(jì)中具有巨大的應(yīng)用潛力和優(yōu)勢(shì)，但是在二者融合過程中還存在一些問題和挑戰(zhàn)。未來需要進(jìn)一步探索BIM 技術(shù)的發(fā)展，以提高綠色公共建筑設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。通過不斷創(chuàng)新和實(shí)踐，可以更好地利用BIM 技術(shù)來推動(dòng)綠色公共建筑的發(fā)展，為社會(huì)進(jìn)步和環(huán)境保護(hù)作出更大的貢獻(xiàn)。