BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用

BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用

刘仲达

身份证号码：130102199412210919

摘要：在我国城市建设进程不断加快的背景下，城市基础设施不断完善，多项大型公共建筑工程相继建设，为人们提供了舒适的生活空间。城市公共建筑活动中存在着能耗较高的问题，不符合绿色化、节能减排发展理念，所以需要对公共建筑进行改造设计，采用绿色建筑技术，降低公共建筑运行能耗，以促进公共建筑绿色的提升。随着建筑行业的可持续发展，绿色公共建筑的建设数量不断增多，但其技术难度也比较大，既要满足建筑的绿色环保、功能等最基础的技术指标，又要满足建筑的技术规范。现如今，BIM技术已被广泛地应用于绿色公共建筑，解决了传统的工程设计中存在的技术难题。

关键词：BIM技术；绿色公共；建筑设计

引言

在经济基础飞速发展条件下，城镇化进程不断加快，以人为本的建筑理念深入人心。无论是从国家战略层面还是从建筑业发展的层面，绿色建筑都是人民对于居住环境或者活动空间更为高层次的要求。建筑结构的设计不仅追求安全与适用，还逐步向节能与环保发展。人本思想的发展推动了建筑在全生命周期都应关注节能与健康，节能环保和绿色健康也成为我国建筑业发展的新方向。在节能方面，大量公共建筑的修建，使得内部人员密集、建筑空间巨大，消耗了大量的能量用于供暖和制冷，相比于民用建筑，在单位面积的耗能上，前者能耗可能达到后者能耗的20倍以上，存在着巨大的节能空间，在我国现有的公共建筑存量巨大，基于绿色建筑理念对这些公共建筑的改造应符合生态建筑学的原理，在保证公共建筑结构使用功能的基础上，绿色建筑不仅仅是停留在建筑物所使用的材料保障人生理状况的健康，而且是能够让使用者在精神上产生愉悦、舒适和放松。

1绿色公共建筑现状

1.1绿色建筑技术缺乏创新

绿色建筑技术是一项较为复杂的技术，需要结合电气系统的实际应用，在实践中不断调整。虽然我国已经具有多项自主研发的绿色建筑技术，但是新技术在推广和应用方面还存在着很大的不足，技术创新方面所做的努力远远不够。一是绿色建筑技术创新需要大量的资金投入，前期回报并不明显，所以许多建筑科研机构在该方面的投入不足；二是绿色建筑技术的推广和应用需要较长的周期，且需要在应用过程中不断调整，过程较为繁琐，在改造过程中取得的应用效果不够理想。

1.2绿色建筑技术应用缺乏实效性

绿色建筑技术应用在公共建筑的节能改造中，主要是降低能源消耗，控制污染。当前部分公共建筑改造虽然采用了绿色建筑技术，但是采用的技术较为滞后或过于形式化，没有将绿色建筑技术的优势全面发挥，从而导致公共建筑运行能耗无法得到有效控制。

2基于BIM技术的绿色公共建筑设计方法

2.1概念设计

在概念设计阶段，应用BIM技术实现可视化呈现、量化考量两项目标。其中，对可视化呈现目标的实现，设计人员直接在BIM软件中构建3D模型，直观呈现公共建筑的设计构思，便于各专业人员直观理解和相互探讨，业主观察3D模型是否符合公共建筑的使用要求，提出较为具体的修改意见，根据反馈意见进行修改，同时，业主与工程参建单位依托BIM模型跟进设计过程，及时提出意见、按照反馈意见来修改方案，这将起到提高设计效率、简化设计流程、避免无效设计的作用。而对量化考量目标的实现，在概念方案设计完毕后，对软件中构建的BIM模型进行分析评估，从模型中提取特征值与参数量，以数据形式显示建筑材料用量、围护结构热工性能、建筑系统运行能耗和总体能耗、碳排放量、光照时长、室内环境温湿度等设计内容的统计分析结果，帮助设计人员从中选择最佳的方案作为初步设计方案。

2.2施工图设计

在传统设计模式中，手工绘制图纸是施工图设计阶段的主要工作内容，占用设计人员大量时间与工作精力，还时常出现绘图错误的问题，产生额外工作量，还有可能由此引发设计纰漏、施工质量缺陷。对此，必须在施工图设计阶段运用BIM软件的自动绘图工具，由设计人员在软件界面上进入功能栏、下达控制指令，在BIM信息模型中提取相关信息，直接生成电子版或打印纸质版的建筑平面、立面等种类图纸及统计报表，并通过三维视图清晰表达建筑结构布局。此外，BIM实体模型逐渐呈现出取代图纸作为建筑信息表达方式的发展趋势，设计图纸成为BIM模型的附属品，如果设计图纸格式的法律限制被解除，将彻底改变施工图设计方法乃至公共建筑的设计模式，这对提升设计效率和加快BIM技术应用进程有着十分重要的现实意义。

2.3深化设计

在深化设计阶段，传统设计模式采取建立多专业分析模型、根据模型分析结果来呈现设计效果并加以改进的方法，借助数据化工具，设计效率得到一定程度的提升。然而，这一设计方法存在明显局限性，既需要建立大量的分析模型，且模型无法直接生成图纸与指导后续施工活动开展，实际应用场景有限，设计过程较为繁琐。对此，需要依托BIM技术重构深化设计流程，构建一个横跨全部专业的BIM模型，通过标准化接口转换模型中所提取设计信息的格式，准确描述模型属性，彻底解决重复建模、模型无法准确描述建筑物构造形状的问题，在真正意义上做到整合设计。例如，使用CIS/2、DXF、IFC等作为接口形式，设计人员构建BIM模型，使用多款软件开展深化设计工作，通过接口保持抽象分析模型、BIM模型二者的紧密联系，实时更新建筑信息，同时满足各专业的设计需要，如使用DOE-2软件进行结构分析，使用ESP-r软件进行能耗分析，使用Odeon软件进行声学分析，使用Flnent软件进行力学分析。与此同时，还可以使用BIM软件自带工具检查设计方案中是否存在纰漏隐患，例如，使用碰撞检查功能，检查设计方案与BIM模型中的各处管线、机电设备、预埋件和土建结构是否存在软硬碰撞问题，自动生成检查报告，在报告中以特殊颜色符号标记各处碰撞点位，设计人员对方案进行修改来解决碰撞冲突问题，如调整机电设备安装位置、水电管线敷设间距。

3BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用

3.1BIM技术在绿色公共建筑方案设计阶段的应用

在建筑设计过程中，要从强化BIM技术的角度出发，将BIM技术引入绿色公共建筑的方案设计中，以达到更好的环保、节能的目的。在绿色公共建筑的方案设计中，采用BIM技术，可以进行模块化的建筑设计，利用软件所提供的功能模块，对工程项目的外形进行分析。BIM系统可以通过调整参数来促进工程项目一致化。此外，BIM技术应用于绿色公共建筑设计的过程中，可以利用BIM技术进行多层次的分析，从而达到最佳的设计效果。

3.2BIM技术在绿色公共建筑施工阶段的应用

BIM技术在绿色公共建筑建设中的应用，可以对施工成果进行及时的分析与对比。对整个工程项目进行实时的分析和动态评价，并给出相应的防范和对策。同时，BIM技术在工程建设中的应用，能够较好地反映出建筑的各种特性，比如建筑的能量消耗状况以及空间的交迭状况，从而使其更为直观。比如，在机电管线建设方面，利用BIM技术对建筑物的机电管线进行分析，根据实际情况制订管线施工方案，并对施工全过程进行全面的监控，从而达到更高的施工质量和效益。

3.3BIM技术在绿色公共建筑运营维护阶段的应用

在绿色公共建筑设计中，推动公共建筑在运行过程中的可持续发展战略是其设计的一个重要组成部分。在进行绿色公共建筑评估时，应以绿色公共建筑的设计为基础，进而关注建设成本与物业管理工作的内容。BIM技术可以对绿色公共建筑的维护进行预测，并能有效地降低绿色公共建筑的运营损耗，从而达到节约管理费用的目的。

结束语

在现代绿色健康理念的不断普及下，人类对于居住环境和活动空间的要求也日益提高。基于绿色建筑理念下的公共建筑追求以人为本的思想，不仅提供安全环保的使用空间，而且能够让使用者在精神上舒适和愉悦。对公共建筑改造作为经济发展到一定程度的必然要求，也是未来建筑的发展新方向之一。

参考文献

[1]魏炜.BIM技术在绿色建筑设计中实践应用[J].低碳世界，2016（4）：121-122.

[2]陈子颖，林宇，张月燕.BIM技术在绿色建筑设计中的应用[J].建筑设计管理，2013（6）：14-16.