基于BIM的绿色建筑协同设计流程研究

基于BIM的绿色建筑协同设计流程研究

徐阳娜

武汉福星惠誉房地产有限公司湖北省430000

摘要：绿色建筑是我国经济社会可持续发展、建筑行业实现产业转型的必由之路。绿色建筑的品质受多种因素影响，但绿色建筑的方案和设计方法是影响品质的关键。笔者针对我国现阶段绿色建筑设计过程中存在的现实问题，基于BIM的协同原理，对绿色建筑的设计流程进行系统分析，提出了基于BIM的绿色建筑协同设计流程优化方案，以期为提高我国绿色建筑设计水平提供理论依据与借鉴。

关键词：BIM；协同设计；绿色建筑；设计流程

1绿色建筑的内涵

国际上对绿色建筑并无统一的定义，但有共识，即绿色建筑是符合可持续发展理念，与自然和谐共生的建筑。我国《绿色建筑评价标准》将绿色建筑定义为：“在建筑的全寿命期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。”绿色建筑考虑建筑的全生命期（选址、规划、设计、建造、运维及拆除），以最大限度地节约资源、保护环境，为人们提供健康、高效的使用空间为目标，不仅要遵循建筑形式与功能的法则，还要将生态法则融入其中，最大限度地保护自然生态和谐，以寻求人类社会的可持续发展。

2绿色建筑设计流程分析

2.1建筑设计流程

建筑设计流程是人们根据以往建筑工程经验总结而来的，体现建筑设计各环节之间的内在联系。目前我国建筑设计流程依据其阶段性特征，大致可分为4个阶段：前期策划阶段，主要确定项目定位及总体意向；方案设计阶段，确定项目具体功能、形式，是最多变的环节；方案扩初阶段，细化方案，多专业进一步配合解决方案中遗留的问题，为施工图设计做准备；施工图设计阶段，全专业全面细化设计，解决各类技术遗留问题，出图指导施工。传统建筑设计流程是工程实践总结的结果，也是人们思维方式的反映，其阶段划分明确，逻辑清晰，专业分工呈线性展开，设计进度快，适应了我国房地产市场快速发展的步伐，得到了市场的认可。但是，随着我国绿色建筑的蓬勃兴起，传统建筑设计的流程暴露出越来越多的问题，继续沿用传统的建筑设计流程将导致各专业协同困难，严重影响绿色建筑的设计质量与工作效率。

2.2绿色建筑“逆向”设计流程及主要问题

近年来，为适应绿色建筑的发展需求，很多设计单位在积极探索一条符合绿色建筑特征的设计道路，虽取得了一定成果，但未解决根本问题。在实际操作中绝大多数设计单位的绿色建筑设计仍沿用传统的建筑设计流程，仅在方案设计结束后，邀请绿色咨询团队依据《绿色建筑评价标准》制定相应的绿色建筑技术方案，完成绿色建筑设计，实际是违背设计规律的“逆向”设计流程，产生了很多问题。

2.3基于BIM的协同设计是绿色建筑设计的必由之路

在绿色建筑设计中，设计流程对技术集成至关重要，因为绿色建筑技术集成的过程是呈金字塔形展开的，每一步都是基于上一步的优化设计，如果缺少相应的设计流程，绿色建筑的技术集成效果就会大打折扣。传统设计流程之所以不能满足绿色建筑的发展需求，其关键问题是整个设计过程缺乏基于绿色目标引导的各个专业和环节之间的协同。发达国家高度重视建筑设计中各专业间的协同，BIM（建筑信息模型）技术发展迅速，提高了绿色建筑的设计水平和能力，促进了绿色建筑产业的快速发展。在美国，BIM已逐渐成为一种常用的设计方式。2007年～2009年，美国BIM用户从28%增长至48%，超50%的设计企业、超60%的设计项目应用BIM。绿色建筑设计50%以上都会应用BIM技术。近年来，BIM技术在我国得到快速发展，越来越多的设计单位开始研究和探索BIM技术的应用。

2.4跨组织决策流程对协同分歧和冲突的调和作用

设计的关键决策基于团队评估，团队成员构成向项目全体利益相关者乃至关联者开放。由于绿色建筑设计集成的大多数方案，主要涉及绿色新技术应用中专业设计和系统总设计遇到的技术参数和经济参数的工程匹配，前者包括材料、设备、部件、系统参数以及施工工艺和运行工况参数等，后者包括建设工期、工程寿命期、施工要素和运行要素的资源消耗量、资源价格及其动态趋势。因此，团队决策结构仅仅关注绿色建筑设计集成方案可施工性优化相比，IPD以业主、设计方、施工方为贯穿项目全过程的团队核心，供应商、运营商、咨询商等按需实时介入，形成跨组织动态网络，更能满足绿色建筑设计的全面集成兼容、多目标决策和多维冲突对策对多元化决策能力和治理结构的协同要求。IPD团队决策流程即为团队意见趋同和冲突调和过程。以此手段确定项目目标，可消弭实施过程中潜在的顶层冲突源，使确定的优化方案更为合理，更易控制落实。

3基于BIM的绿色建筑协同设计流程优化

3.1基于BIM的绿色建筑协同设计原则

3.1.1节能、环保、低碳的原则。

绿色建筑的目标是调和建筑实践与资源、环境的矛盾，营造良好的环境质量，使建筑实践朝可持续方向发展。实现节能、环保、低碳，是绿色建筑的基本原则。

3.1.2“被动为主，主动相辅”的原则。

绿色建筑是绿色建筑技术集成的结果，而绿色建筑集成水平的高低则是由被动技术水平决定的。被动技术是以非机械电气设备干预手段实现建筑能耗降低的节能技术，是低碳、环保、可持续的绿色技术。绿色建筑需要被动建筑技术，但是被动技术往往不能完全满足建筑物使用要求，所以还需要主动技术进行补充。主动技术应用越少，绿色建筑越环保，对环境的影响也就越小。

3.1.3整体优化的原则。

绿色建筑涉及多学科、多门类、多工种的交叉，是一门综合性的系统工程。绿色建筑的设计需要多专业协同作业，将绿色建筑区别于各个专业的组合视为一个整体来看待，更有利于获得合理的技术策略。

3.2基于BIM的绿色建筑协同设计流程

3.2.1选择BIM平台，编制协同标准。

BIM软件众多且各有所长，为更有效率地服务于建筑设计工作，企业首先应结合自身条件选定适用的BIM平台。标准是协同的前提，在项目开始之前，编制企业级的BIM协同设计手册已形成行业的共识。《BIM协同设计手册》基于协同设计的行为准则而编制，主要包括BIM项目的执行计划模板、协同标准、数据互用性标准、文件夹结构及命名规则、建模标准、显示和打印样式等内容。

3.2.2确定绿色建筑目标，制定BIM计划。

绿色建筑的目标决定了绿色建筑的性能，反映了建筑设计的复杂程度，BIM协同设计手册中包括了一般的BIM执行计划模板，在项目实施前应依据具体项目的实际情况，增减BIM执行项，为项目量身定制BIM计划，既能节省设计资源，又能提高设计效率，是必不可少的环节。

3.2.3分解BIM工作，明确各方责任。

明确项目的BIM计划之后需要预估工作量，通过召开项目启动会按计划将工作分解，分配任务具体到个人，明确工作中各方的责任，并作为后期产值分配的依据。

3.2.4执行项目。

按照企业《BIM协同设计手册》的要求，执行过程大体可分为3个阶段：一是项目的总体策划阶段，包括对基地气候、环境的分析，方案总体布局等，把握项目总体的建筑设计方向。二是项目的方案模型阶段，方案模型是建筑设计的核心环节，在此期间设计师应利用BIM数据对建筑性能进行分析、比较，选择适宜的绿色建筑技术并进行合理集成，获得高水平的绿色建筑设计方案。三是施工模型阶段，设计师依据方案模型，对模型数据进一步完善，直至达到交付条件。基于BIM的绿色建筑协同设计始终是一个全专业联动的过程，是一个坚定地朝着正确方向迈进的过程，是一个步骤明确、思路清晰、反复少效率高的过程，是绿色建筑“正向”设计的过程。不仅如此，BIM模型交付后还可用于后期施工组织、运营维护等，有助于实现绿色建筑全生命周期的应用，市场前景巨大。

结束语

绿色建筑已成为我国建筑行业的主流，随着BIM被业界广泛认可，研究两者的耦合与相互作用原理从而更好地实现绿色建筑设计显得非常有必要。BIM在我国尚处于起步阶段，各种技术问题与实施阻力还很多，但毋庸置疑，BIM已成为建筑领域的主要发展趋势，因此将BIM引入绿色建筑设计，实现绿色建筑健康发展将是未来建筑领域的重要任务。

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