摘 要：隨著社會的進步，城市公共建筑的數(shù)量越來越多，對公共建筑的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)提出了更高的要求。隨著綠色建筑的興起，公共建筑的綠色設(shè)計越來越受到人們的關(guān)注，傳統(tǒng)的設(shè)計方法已經(jīng)不能滿足綠色公共建筑設(shè)計的需要。將BIM技術(shù)應(yīng)用于綠色公共建筑設(shè)計中，可進一步完善綠色公共建筑設(shè)計，促進綠色公共建筑的發(fā)展。本文著重闡述了BIM技術(shù)應(yīng)用于綠色公共建筑設(shè)計的意義、原則和具體應(yīng)用，以期對未來綠色公共建筑的發(fā)展起到一定的參考作用。

關(guān)鍵詞：綠色公共建筑；BIM技術(shù)；建筑設(shè)計

1 前言

隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，推動建筑行業(yè)綠色化發(fā)展模式已成為一個重要方向，這一點也應(yīng)在公共建筑中貫徹，綠色公共建筑已是目前較為重要的發(fā)展方向，需在具體的設(shè)計中進行全面的分析。為了更好地優(yōu)化綠色公共建筑的設(shè)計水平，將BIM技術(shù)引入到具體的設(shè)計工作中是比較有效的，BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠更好地提高設(shè)計的便利性，降低設(shè)計的難度，促進公共建筑的綠化效果，同時提高整個綠色公共建筑的系統(tǒng)性。

2 BIM技術(shù)的概念與應(yīng)用優(yōu)勢概述

2.1概念

BIM技術(shù)是建筑信息模型技術(shù)的簡稱，其屬于Building Information Modeling的縮寫。通常，這類技術(shù)以數(shù)字化模型為核心，直觀地展示建筑項目實體和功能特性，能夠為設(shè)計規(guī)劃過程提供重要參考，有助于強化項目過程的緊密性。在BIM技術(shù)框架下，充分整合不同建筑項目的數(shù)據(jù)信息，進而實現(xiàn)精確化、直觀化描述目標(biāo)，降低設(shè)計成本，具有重要的應(yīng)用價值。BIM技術(shù)經(jīng)過長時間的發(fā)展和應(yīng)用，已逐步擺脫了軟件和信息技術(shù)的局限，開始向綜合性規(guī)劃的方向發(fā)展。最終，該技術(shù)可以為建筑項目規(guī)劃與建設(shè)、應(yīng)用全周期提供信息支持，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計層面的技術(shù)轉(zhuǎn)變，為未來社會落實規(guī)劃需求夯實基礎(chǔ)條件[1]。

2.2應(yīng)用優(yōu)勢

2.2.1可視化程度高且能夠展現(xiàn)多項專業(yè)參數(shù)

與傳統(tǒng)技術(shù)方案相比，BIM可以提供直觀、可視化的模型，并以參數(shù)化的形式表達關(guān)鍵數(shù)據(jù)。在模型與參數(shù)的支持下，設(shè)計人員可以快速分析設(shè)計策略可能帶來的影響，并嘗試將方案變化整合至模型層面，實現(xiàn)預(yù)覽與精確調(diào)整的目標(biāo)。BIM技術(shù)的可視化特性可以在建筑項目的各個環(huán)節(jié)得到應(yīng)用，如設(shè)計、施工、運營等，項目團隊能夠通過信息交流平臺，將BIM模型信息設(shè)置為共享狀態(tài)，進而提高數(shù)據(jù)傳遞速度，有利于提高項目溝通時效性，實現(xiàn)節(jié)約成本與提高設(shè)計質(zhì)量的目標(biāo)。

2.2.2可以穩(wěn)定支持協(xié)同工作

BIM技術(shù)可為建筑項目各專業(yè)協(xié)同工作提供穩(wěn)定支撐，與傳統(tǒng)的平面圖和溝通方式相比，BIM模型能顯著提升工作協(xié)調(diào)性、減少錯誤發(fā)生的概率、縮短規(guī)劃時間。因此，BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠為建筑項目團隊提供協(xié)作支持，從而提高設(shè)計規(guī)劃的質(zhì)量。此外，BIM模型還可以提高設(shè)計錯誤檢測的可能性，有助于降低工作風(fēng)險，提高成本效益，具有重要的應(yīng)用價值。

2.2.3有利于整合跨專業(yè)與跨類別信息

BIM技術(shù)能夠?qū)⒔ㄖ椖扛麟A段的數(shù)據(jù)信息進行整合，達到跨專業(yè)、跨類別的共享目的。通過構(gòu)建統(tǒng)一的、獨立的信息模型，可以有效地將工作團隊中存在的溝通數(shù)據(jù)和關(guān)鍵內(nèi)容進行有效整合，從而降低信息的流失率，實現(xiàn)提高工作資源利用率的目的?？梢灶A(yù)見，BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以避免產(chǎn)業(yè)割裂引發(fā)的一系列負面問題，降低跨專業(yè)、跨類別工作發(fā)生沖突的可能性，具有積極的應(yīng)用價值。

3 BIM技術(shù)在綠色公共建筑設(shè)計中的重要意義

3.1有利于促進資源合理利用

在綠色公用建筑方面，我國已制定了相應(yīng)的綠色設(shè)計規(guī)范，但傳統(tǒng)的建筑設(shè)計存在著資源利用率低、材料參數(shù)難以準(zhǔn)確計算等問題。而BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠建立相應(yīng)的建筑模型，準(zhǔn)確地計算資源的使用與材料用量，并能推算出建筑施工過程中所需的資源、所使用的材料的具體數(shù)量，如果在設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)與節(jié)能環(huán)保理念不符的地方，可以及時作出反應(yīng)，并提出相應(yīng)的對策，以確保資源的高效利用，提高資源的利用[2]。

3.2有利于建筑設(shè)計科學(xué)性

傳統(tǒng)建筑在室內(nèi)和室外設(shè)計結(jié)構(gòu)上，會出現(xiàn)一系列節(jié)能問題，環(huán)保性與節(jié)能性難以保障，一定程度上制約了建筑設(shè)計工作的順利進行。在綠色公共建筑設(shè)計中引入BIM技術(shù)，建立建筑通風(fēng)與模擬日照環(huán)境的模型，能夠提前模擬室內(nèi)外環(huán)境，提高設(shè)計的準(zhǔn)確性和可靠性，有利于在設(shè)計中應(yīng)用節(jié)能環(huán)保技術(shù)，確保設(shè)計滿足要求，提高工作效率，確保工作質(zhì)量，增強建筑設(shè)計的科學(xué)性。

3.3有利于統(tǒng)籌自然環(huán)境與建筑工程之間的關(guān)系

將BIM技術(shù)在實際應(yīng)用過程中，可以實現(xiàn)自然環(huán)境和建筑工程的統(tǒng)籌規(guī)劃，并通過環(huán)境控制技術(shù)驗證建筑功能的具體實施條件，為建筑設(shè)計提供理論依據(jù)，推動建筑設(shè)計工作的順利進行。同時，利用BIM三維建模技術(shù)，具體分析幕墻的光線折射、墻體熱傳導(dǎo)等參數(shù)，根據(jù)實際情況對設(shè)計方案進行改進。此外，BIM技術(shù)還能結(jié)合當(dāng)時的地形、氣候、光照等信息，驗證建筑工程相關(guān)設(shè)計內(nèi)容中存在的問題，并作出相應(yīng)的調(diào)整，這樣既有利于統(tǒng)籌自然環(huán)境和建筑工程的管理，又能避免設(shè)計中的節(jié)能問題。

4 BIM技術(shù)在綠色公共建筑設(shè)計中的應(yīng)用原則

4.1和諧相處性原則

為了真正實現(xiàn)現(xiàn)代建筑的生態(tài)性和綠色性，相關(guān)設(shè)計人員在進行設(shè)計時，必須從生態(tài)的角度關(guān)注人與自然的和諧發(fā)展，充分利用有限的生態(tài)資源，促進環(huán)境保護和經(jīng)濟發(fā)展的有機結(jié)合，保證綠色和諧的建筑設(shè)計理念能在具體的建筑設(shè)計工作中發(fā)揮出其特有的優(yōu)勢，并與最終的設(shè)計融為一體。另外，在開發(fā)建設(shè)過程中，應(yīng)合理地利用環(huán)保性資源，比如一些生長在自然界中的綠色植物等，以此來提高綠色公共建筑的價值，充分發(fā)揮建筑的優(yōu)勢，為居民營造一個舒適健康的使用空間，同時降低環(huán)境污染。

4.2地域性原則

我國幅員遼闊，資源豐富。雖然我國各地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平存在差異，但是目前的社會和諧發(fā)展仍是我們追求的目標(biāo)。例如，東部沿海與西部地區(qū)的建筑發(fā)展存在著明顯的差異，有些建筑技術(shù)在一個地方可以應(yīng)用，但在另一個地方卻不適用。而在新時期，要解決這些問題，可以采用BIM技術(shù)，在設(shè)計上進行資源整合，做好資源規(guī)劃，對當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況進行調(diào)查，然后對資源進行科學(xué)、合理地配置。堅持因地制宜地保護環(huán)境，比如根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r來利用對應(yīng)材料，減少運輸成本，從而控制對環(huán)境的影響。

4.3舒適性原則

建筑設(shè)計的最終目的，是要保證建筑的外部和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都具備一定的美觀性，滿足人們的審美需要，同時也要使居民在居住環(huán)境中得到身心的放松，在健康的居住環(huán)境中生活，從而提高居民的生活幸福感。所以，在建筑設(shè)計與建設(shè)過程中，應(yīng)從居住者的內(nèi)心需求出發(fā)，重視環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用，科學(xué)合理地設(shè)計建筑采光、通風(fēng)、供暖等方面，盡可能地滿足居住者的個人需要，讓居住者可以得到更好的居住體驗。另外，在建筑材料的選擇上，應(yīng)本著低碳環(huán)保的原則，盡可能選擇性價比較高、節(jié)能環(huán)保效果更加突出的建筑材料。

5綠色公共建筑設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用分析

5.1明確綠色公共建筑的設(shè)計目標(biāo)

利用BIM技術(shù)進行綠色建筑的規(guī)劃和設(shè)計，設(shè)計人員必須明確BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，了解綠色建筑的設(shè)計目標(biāo)，建筑能源的消耗量會受到多元因素的影響而發(fā)生波動，例如建筑密度、設(shè)備能源、外部環(huán)境和單元的形狀，以及具體的選址廢棄物的處理等，均會對建筑物的能源消耗量產(chǎn)生影響。在運用BIM技術(shù)的過程中，設(shè)計人員需要考慮綠色公共建筑的設(shè)計目標(biāo)，整合設(shè)計流程，對場地改造、建筑工程項目選址、施工維護、工程設(shè)計等方面進行整合和分析，加強對關(guān)鍵設(shè)計內(nèi)容的掌握，明確目標(biāo)。比如，在場地的選址和改造過程中，要綜合考慮場地的規(guī)模、建筑的功能、經(jīng)濟性和施工的具體情況，從綜合的角度來考慮BIM技術(shù)的應(yīng)用，在場地的開發(fā)過程中，合理地利用土地資源，提高有限資源的利用率。在前期設(shè)計階段，設(shè)計人員要清楚運用BIM技術(shù)實現(xiàn)的任務(wù)目標(biāo)，對建筑能耗進行分析，對建筑體形、外部維護結(jié)構(gòu)有一定的了解，同時對建筑中所用到的材料性能、平面布局等方面進行綜合分析，提出切實可行的設(shè)計方案，確保設(shè)計方案的科學(xué)性和有效性。在使用機械設(shè)備方面，設(shè)計人員應(yīng)明確機械設(shè)備的使用目的，了解機械設(shè)備的使用情況，運用BIM模型對機械設(shè)備的使用狀況進行模擬，計算分析材料、水電的使用量，達到節(jié)能降耗的目的。在設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要借助BIM模型掌握建筑能耗狀況，對建筑能耗進行分析，優(yōu)化建筑設(shè)計的綠色化效果，達到節(jié)能減排的目的[3]。

5.2增強設(shè)計專業(yè)協(xié)同性

在運用BIM技術(shù)設(shè)計綠色公共建筑的過程中，設(shè)計人員應(yīng)確保各專業(yè)之間的協(xié)同性，加強多方人員的交流與溝通，對設(shè)計過程中出現(xiàn)的沖突和矛盾問題加以改進，解決不協(xié)調(diào)不合理的問題。在BIM技術(shù)應(yīng)用過程中，BIM模型包含了大量的物理、幾何、拓撲等信息，這些信息反映的內(nèi)容也不盡相同。例如，通過物理信息，設(shè)計人員可以了解各個構(gòu)件的物理特性；幾何信息能夠反映建筑物的三維空間特征；拓撲信息能夠反映構(gòu)件之間的相互關(guān)系。所以在設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)該利用BIM技術(shù)建立建筑模型，并對工程信息進行整合，合理開展綠色公共建筑設(shè)計活動，將BIM技術(shù)的功能利用起來，結(jié)合不同的專業(yè)領(lǐng)域?qū)ㄖＰ瓦M行優(yōu)化設(shè)計。設(shè)計人員應(yīng)明確自己的責(zé)任，主動轉(zhuǎn)換自己的角色，成為決策者，使設(shè)計管理在有針對性的設(shè)計活動中發(fā)揮優(yōu)勢。通過BIM技術(shù)對建筑模型進行技術(shù)經(jīng)濟分析，模擬建筑功能，集中處理虛擬建造信息、性能信息等，在后續(xù)設(shè)計階段，將信息集中起來，進行不同專業(yè)之間的協(xié)調(diào)處理，確保建筑項目的設(shè)計方案具有空間上的協(xié)調(diào)性。通過BIM模型模擬施工過程，及時發(fā)現(xiàn)施工過程中可能出現(xiàn)的問題，保證設(shè)計與施工方案的直接聯(lián)系，達到協(xié)同增效的目的，縮短建筑設(shè)計周期，提升BIM技術(shù)在建筑行業(yè)中的應(yīng)用效果，促進綠色建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

5.3強化節(jié)能理念

在綠色公共建筑設(shè)計中運用BIM技術(shù)，涉及很多細節(jié)問題。在BIM軟件的幫助下，設(shè)計人員需要在細節(jié)中融入節(jié)能理念，建立模型，還原細節(jié)，通過BIM軟件的功能，將相關(guān)的建筑信息輸入模型，分析建筑能耗，優(yōu)化建筑設(shè)計方案。設(shè)計人員可以對設(shè)計方案的物理性能、環(huán)境性能等進行科學(xué)地評估，向著生態(tài)化、節(jié)能化的方向?qū)ㄖO(shè)計方案進行規(guī)劃和設(shè)計，增強BIM技術(shù)的集成性應(yīng)用效果。采用數(shù)字化形式，強化對建筑功能特征的把握，建立BIM模型，整合大量建筑信息，為項目主體應(yīng)用，明確建筑形態(tài)特征等，對于建筑物的外形性能等加以明確，從系統(tǒng)的角度出發(fā)，增強建筑物的節(jié)能效果。通過建立BIM模型，設(shè)計人員需要借助能耗軟件的功能，對各個設(shè)計環(huán)節(jié)存在的節(jié)能問題和缺陷進行改進，準(zhǔn)確模擬建筑能耗，掌握全年綠色公共建筑的能耗狀況，并以此為基礎(chǔ)對設(shè)計方案進行合理的規(guī)劃和改進。

5.4室外環(huán)境設(shè)計

綠色公共建筑設(shè)計人員應(yīng)立足于建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和國家現(xiàn)行政策需求，加強 BIM技術(shù)的合理應(yīng)用，并將其應(yīng)用于室外環(huán)境設(shè)計中，預(yù)防與治理公共建筑的光污染、噪聲污染。比如，利用BIM技術(shù)，引入Ecotect分析軟件，對建筑門窗進行研究和分析公共建筑在寒冷的天氣時也可以形成太陽照射陰影，這說明了公共建筑在最不利的位置，也可以在8：00-14：00期間獲得陽光照射，說明設(shè)計方案能夠滿足建筑日照要求。同時在設(shè)計綠色公共建筑時，設(shè)計人員需要結(jié)合人性化的理念，在室外環(huán)境的設(shè)計中考慮多項要素，例如人行區(qū)風(fēng)速要素、自然通風(fēng)要素等。依據(jù)綠色建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、施工標(biāo)準(zhǔn)，對有關(guān)的因素進行有效地控制，例如建筑周邊人行區(qū)風(fēng)速應(yīng)不超過5m/s，通過應(yīng)用BIM技術(shù)，采取CFD的方式模擬室外風(fēng)環(huán)境，計算建筑物周圍人行區(qū)內(nèi)的風(fēng)速，判定公共建筑設(shè)計效果。此外，針對不同季節(jié)、不同工況開展研究，依據(jù)周圍風(fēng)場的空氣齡、建筑物表面風(fēng)壓、周圍風(fēng)場風(fēng)速等相關(guān)指標(biāo)，進行模擬計算，并借助求解器提取建筑物坐標(biāo)，建立室外風(fēng)環(huán)境模擬模型，在區(qū)域環(huán)境的綜合考量中，獲取氣象平均數(shù)據(jù)信息。例如對夏秋季節(jié)的氣象數(shù)據(jù)、過渡季節(jié)的氣象數(shù)據(jù)，進行標(biāo)準(zhǔn)化的計算，確保項目人行區(qū)域的環(huán)境舒適，能夠滿足人們的生活需求。

6結(jié)論

在新時期的經(jīng)濟發(fā)展中，任何一項事業(yè)的發(fā)展，都離不開信息技術(shù)，尤其是建筑工程，利用建模的方法，可以全面地分析各種所應(yīng)用的技術(shù)，逐漸意識到通過了解和掌握事物的本質(zhì)對事物實行優(yōu)化。在大數(shù)據(jù)時代，BIM技術(shù)的應(yīng)用對建筑行業(yè)產(chǎn)生了巨大的影響，推動了公共建筑的綠色發(fā)展，所以將BIM技術(shù)應(yīng)用到綠色公共建筑中具有重要意義。

參考文獻

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