摘 要： 我国对公共建筑设计的要求不断提升, 需要全面考虑能源消耗及结构组成, BIM技术为绿色建筑设计的应用提供了便利。主要阐释BIM技术, 对BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用进行研究。
关键词： BIM技术; 绿色公共建筑设计; 应用;
Abstract： China's requirements for public building design are constantly improving. It is necessary to fully consider energy consumption and structural composition. BIM technology provides convenience for the application of green building design. It mainly explains BIM technology and studies the application of BIM technology in green public building design.
Keyword： BIM technology; Green public building design; Application;
BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用非常重要, 通过科学有效的计算数据, 判断建筑的性能, 让人们在注重环保的同时, 也加深了对绿色公共建筑和BIM技术的理解, 促进了我国建筑行业的发展。
1、 BIM技术概述
BIM是英文Building Information Modeling的缩写, 即建筑信息模型, 是对一个建筑工程项目实施的实体与功能特性的数字化、信息化表达, 它是以建筑工程或项目的各项相关的信息数据为基础, 通过计算机技术仿真出建筑物的立体图像, 模拟建筑的真实信息, 以有效连接建筑建设过程中不同阶段所需要的数据和资源, 实现工程的有效管理和数字化加工。BIM技术不是简单的数字信息集成, 还有在虚拟环境中对这些数据的进一步分析和处理, 只有一个完善的信息模型才可以在建筑工程或项目中广泛使用。BIM的项目数据源是单一的, 但是它可以解决分布式问题, 实现全局共享, 使异构工程的信息数据之间呈现一致性, BIM也支持建筑工程项目中动态的工程信息创建、管理及共享。BIM技术具有可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性、一体化性、参数化性、信息完备性等特点, 这些特点使BIM技术在建筑领域内具有多种可能性。
BIM技术包括三个层次:第一, BIM技术是一种将信息、数据实现数字化表示的技术, 能够对复杂的参数信息进行有效的处理和转化。第二, BIM技术是对传统建筑设计理念和方法的革新, 通过对虚拟建筑模型的相关数据进行相应操作, 对建筑工程项目中的各个环节进行有针对性的改进, 增强建筑工程项目的信息化、智能化。第三, BIM技术呈现的数据是公开的、透明的, 是可以共享与复制的。设计过程中, 数据是公开透明的, 在共享的同时也能得到及时的更新, 这些数据信息将整个建筑工程贯穿为一个整体, 在不同部分都可以有更多人员加入, 共同设计, 不断完善设计方案, 也有利于成员之间相互监督, 有效提高工程效率, 降低工程成本。
2、 BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用研究
2.1、 BIM技术在建筑设计中的应用
绿色公共建筑设计过程包括从设计策划到具体的规划、建筑、结构、水电资源、采暖通风、能耗分析以及外部环境景观等具体设计内容, BIM技术的应用相对来说也比较直观。实体公共建筑成为立体化的建筑之前, 需要设计人员首先绘制出施工图纸, 具体构造需要建筑人员想象。而BIM技术具有可视化的特点, 将图纸上的构件形成三维立体模拟实物图形, 直观形象地呈现在人们眼前, 整个过程都是可视化的, 还可以使同构件之间形成互动反馈。建筑设计利用BIM描述建筑模型信息, 为实体施工呈现原有数据。BIM技术是用参数计算实际建设中的复杂数字, 通过建立参数化模型进行设计, 简单改变模型中的各个参数数值, 就可建立出一个新的模型。BIM中图元的构件是通过调整参数体现它们的区别, 参数保存了图元的所有信息。在建筑设计过程中, BIM充分利用数字化模型实时调整模拟特性, 对建筑总体布局、各层平面布局、用材用料、施工工艺要求等进行调整修正, 最终实现绿色建筑设计策划的各项目标。
节能是绿色公共建筑评价的重要指标, 也是建筑设计重点突出的一个原则。绿色建筑评价标准对建筑材料和使用占比做出了明确的规定, 比如:在建筑施工现场500 km以内, 建筑材料重量占建筑材料总重量的60%, 在保证环境安全的前提下, 可再生循环材料使用重量占所用建筑材料总重量的10%。BIM技术具有强大的材料统计功能, 能够对建筑材料的用量进行快速准确的计算, 不断对建筑的材料配置进行调整, 使设计方案最优化。绿色公共建筑评价标准对于雨水的基础设施也有一定的要求:对于大于10 hm2的场地要进行雨水专项规划设计, 下凹式绿地、雨水花园等有调蓄水功能的绿地和水体, 面积之和占绿地面积的比例要达到30%。利用BIM技术能对当地的雨水进行数据收集, 根据降水量建立数据模型, 设计人员可以根据这些数据设计出收集雨水的方案, 有效利用雨水资源, 最终实现绿色建筑设计目标。
2.2、 室内环境分析应用
公共建筑的室内环境是由光线、风、声音共同构成的, 建立BIM模型就可以准确分析出这几种环境。BIM建立的模型对建筑物所在地的环境进行数据分析, 就可以真实反映室内环境的通风、采光、空气质量、污染物的分布等的情况, 设计人员可以根据这些情况对建筑工程项目进行合理的调整和改善, 提供最优的室内采光和通风条件。此外, 还要对室内环境的声音条件进行分析, 对建筑进行噪音分析, 运用BIM技术提前预测出噪音值, 如果噪音超标, 就要进行相应的降噪处理, 制定一定的处理措施, 提供良好低噪的室内环境, 提高公共建筑室内环境的适用性。运用BIM技术, 为使用者提供良好的环境, 促进公共建筑结构更加合理化, 应用多种节能技术, 推动绿色公共建筑设计的进一步发展。
2.3、 室外环境分析应用
公共建筑对周边建筑的影响尽可能最小化。建筑墙面是玻璃式还是镜面式, 对于周边建筑的反射效果是否强烈, 这些问题都可以利用BIM技术进行具体分析。公共建筑在进行室外景观照明时, 光线也可能直接射入到空中, 对周围人们居住建筑的采光与日照产生一定的影响, 也有可能会遮挡光照, 使得住宅建筑的日常光照低于国家规定的标准, 而BIM技术可以协调此类问题。在BIM软件中输入光照、日照等专项信息后, 就可以转变为日照分析软件所支持的分析格式, 经过BIM模型的简单调试之后, 就可以进行通常情况下的日照模拟, 避免绿色建筑设计对周边居住建筑的影响。BIM技术还可以优化设置室外植被, 合理安排不同植物的种植位置。
2.4、 运营维护阶段的应用
公共建筑如何在运营阶段实现可持续发展也是绿色建筑设计的一个重点, 绿色公共建筑的评价标准是从绿色建筑设计的角度出发, 重点强调建筑的耗能与成本以及固体废弃物的管理、物业管理。BIM技术可以在建筑投入使用前, 对绿色公共建筑进行前期的预测和调整, 对公共建筑制定相应的维护措施和科学的维护方案, 从而进一步提高绿色公共建筑的运营可持续性, 降低建筑的性能消耗和维护费用, 降低运营成本。利用BIM技术中的智慧运行维护功能可对火灾等突发事件做出快速的预防、报警及处理等响应, 实现公共建筑的有效管理。BIM技术还能为公共绿色建筑提供绿色全面的建筑评估体系, 利用互联网络将BIM与公共建筑结合起来, 对公共建筑进行健康监测, 方便设计人员进行管理。
3、 结语
绿色公共建筑设计也是建筑设计, 只是其设计的依据和标准是绿色建筑评价标准, BIM全信息化技术是基于建筑信息模型, 分析建筑的全生命周期, 在绿色建筑设计的规划、建设、施工以及后期的运营维护阶段均有较大的适应性, 可保证各个阶段的数据完整一致。在绿色公共建筑设计领域, BIM技术体现出越来越强大的辅助设计作用, 为进行绿色公共建筑设计提供了有利的信息化支持, 有效促进了建筑设计领域的进一步发展。
参考文献：
[1]王慧琛.BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用研究[D].北京:北京工业大学, 2014.
[2]骆滨.BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用探讨[J].低碳世界, 2017, (05) :65-66.
[3]韩笑影.BIM技术在绿色建筑设计中的应用研究[D].长春:吉林建筑大学, 2017.
