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［摘要］傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)理念不能反映節(jié)能減排的理念，也不能滿足社會(huì)對(duì)節(jié)能環(huán)保發(fā)展的要求。因此，將bim技術(shù)用于綠色公共建筑的設(shè)計(jì)不僅是時(shí)代的必然要求，而且是優(yōu)化公共建筑質(zhì)量、實(shí)施綠色環(huán)保建設(shè)原則的主要途徑。本文結(jié)合實(shí)際工程，介紹BIM技術(shù)在綠色公共建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用過程及效果。

［關(guān)鍵詞］BIM技術(shù)；綠色公共建筑；設(shè)計(jì)應(yīng)用

前言

隨著建筑業(yè)的飛速發(fā)展，許多新技術(shù)已被應(yīng)用到設(shè)計(jì)和施工過程中。在綠色公共建筑的設(shè)計(jì)中，BIM技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)的分析，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)建模，并可視化設(shè)計(jì)結(jié)果，可以優(yōu)化設(shè)計(jì)質(zhì)量并提高施工效率。

1工程概況

某檔案館公共建筑的綠色設(shè)計(jì)，整個(gè)建筑項(xiàng)目共有六層，主要的項(xiàng)目結(jié)構(gòu)有檔案儲(chǔ)存室、電子檔案室、辦公室以及其他附屬設(shè)施。建筑總面積達(dá)到6721m2，高度為27.24m，在該項(xiàng)目中充分利用了BIM技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目規(guī)劃中綠色建筑的設(shè)計(jì)要求。

2BIM技術(shù)與綠色公共建筑

在建筑設(shè)計(jì)過程中，BIM技術(shù)的應(yīng)用是基于3D數(shù)字技術(shù)的。通過收集和處理施工過程中使用的信息，以數(shù)據(jù)模型的形式構(gòu)建施工過程中使用的信息，這是設(shè)計(jì)和施工的基礎(chǔ)，以減少項(xiàng)目成本并為施工數(shù)據(jù)提供支持。根據(jù)當(dāng)前的生態(tài)環(huán)境保護(hù)概念，通過在建筑物中應(yīng)用BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)建筑物的工程設(shè)計(jì)，通過數(shù)字處理創(chuàng)建電子模型，并將建筑物的所有組件轉(zhuǎn)換為建筑構(gòu)件的數(shù)字化，組件之間的適當(dāng)關(guān)系可以基于建筑物的實(shí)際狀態(tài)很好地處理數(shù)據(jù)管理，并且可以在建筑物建造過程中優(yōu)化運(yùn)營(yíng)階段和拆除過程，減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。

3BIM技術(shù)與公共建筑綠色設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)

BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于其對(duì)建筑信息的3D模型和數(shù)字化的能力。首先，在BIM系統(tǒng)中，可以對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)字化建模，顯示屬性并明確建筑物與組件之間對(duì)應(yīng)關(guān)系和實(shí)際條件，包括大小、材料、形狀和成本。傳統(tǒng)的2D圖形只能用線繪制平面圖形，BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)3D建模。其次，BIM技術(shù)具有清晰的可見性和協(xié)調(diào)性。BIM技術(shù)可以以三維形式顯示綠色公共建筑的最終設(shè)計(jì)結(jié)果，并將其傳輸給多個(gè)設(shè)計(jì)師和軟件系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)建筑信息，建筑模型和建筑效果的共享，多種相互作用使設(shè)計(jì)師可以輕松地改進(jìn)設(shè)計(jì)，且有效地優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)的連續(xù)性并增強(qiáng)建筑效果。最后，BIM技術(shù)具有高效率的優(yōu)點(diǎn)。BIM技術(shù)可以將原始的2D設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為3D，從而可以幫助進(jìn)行設(shè)計(jì)師初步研究和設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信息處理并簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，還可以生成有效的架構(gòu)模型，以實(shí)現(xiàn)架構(gòu)設(shè)計(jì)中的參數(shù)化信息和提高效率。

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

綠色公共建筑的目標(biāo)將可持續(xù)發(fā)展的概念融入建筑中，并使環(huán)保概念的體現(xiàn)在公共建筑中，為綠色公共建筑的設(shè)計(jì)和構(gòu)建提供充分的基礎(chǔ)。

4.1BIM技術(shù)在綠色建筑方案設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用在設(shè)計(jì)綠色公共建筑時(shí)，必須在建筑設(shè)計(jì)過程中體現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和節(jié)能的理念。BIM技術(shù)的應(yīng)用從模塊化建筑設(shè)計(jì)和構(gòu)建項(xiàng)目模型階段開始，使用軟件中包含的幾個(gè)功能模塊來分析建筑項(xiàng)目的形狀。參數(shù)設(shè)計(jì)模塊應(yīng)用于定義建設(shè)項(xiàng)目的整體造型，BIM系統(tǒng)中各種參數(shù)的細(xì)化和調(diào)整可以使建設(shè)項(xiàng)目的形式更加一致。為了確保建筑設(shè)計(jì)計(jì)劃的質(zhì)量和有效性，必須對(duì)用戶的需求更加敏感。使用BIM渲染器可以在不同級(jí)別上對(duì)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行多邊形和多層次分析，這對(duì)于設(shè)計(jì)人員確定設(shè)計(jì)綠色建筑的可行性和實(shí)用性很有用。因此，在設(shè)計(jì)建筑的過程中，BIM技術(shù)還可以通過觀察和詳細(xì)分析，對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)劃進(jìn)行修訂，并可以比較部分設(shè)計(jì)計(jì)劃和修訂細(xì)節(jié)，以優(yōu)化設(shè)計(jì)效率。

4.2BIM技術(shù)在綠色建筑施工階段的應(yīng)用。在綠色建筑過程中，使用BIM技術(shù)有助于及時(shí)分析和比較施工結(jié)果。實(shí)時(shí)研究和動(dòng)態(tài)評(píng)估整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)狀況，并提出適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施和解決方案。在建筑項(xiàng)目的實(shí)際施工過程中，BIM技術(shù)的應(yīng)用有助于系統(tǒng)全面的驗(yàn)證，因?yàn)锽IM技術(shù)可以顯示建筑模型的特征，例如建筑物的能耗狀態(tài)和空間的重疊狀態(tài)，因此更加直觀。例如，在機(jī)電管道的構(gòu)造中，BIM可以分析整個(gè)建筑物的機(jī)電管道，依據(jù)實(shí)際情況制定管道施工計(jì)劃，并在施工過程中進(jìn)行監(jiān)督檢查，掌握施工過程，以更高的質(zhì)量和效率完成綠色建筑工程。由于BIM建筑模型可以共同對(duì)建筑的時(shí)間和空間進(jìn)行建模，因此可以輕松設(shè)計(jì)和構(gòu)建建筑管理計(jì)劃，以交付更高質(zhì)量建筑項(xiàng)目。

4.3BIM技術(shù)在綠色公共建筑施工系統(tǒng)中的應(yīng)用。BIM技術(shù)可以創(chuàng)建一個(gè)三維模型，多層顯示設(shè)計(jì)功能可確保公共建筑能夠顯示全部信息，演示設(shè)計(jì)過程，并生成科學(xué)報(bào)告。BIM技術(shù)在綠色公共建筑施工系統(tǒng)中的使用也體現(xiàn)在共享和交流中，BIM系統(tǒng)可以為綠色公共建筑施工系統(tǒng)提供信息交流的平臺(tái)，以便不同的設(shè)計(jì)師可以協(xié)調(diào)空間，組件和細(xì)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)科學(xué)轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展的基本條件，可以合理分配資源，科學(xué)管理建筑材料。同時(shí)，可以使用BIM技術(shù)來管理信息，并且可以使用BIM技術(shù)完成實(shí)際的構(gòu)造。一方面，由于不能更改BIM技術(shù)的功能，可以最大程度地減少未經(jīng)授權(quán)的設(shè)計(jì)更改的可能性，并可以監(jiān)視和管理整個(gè)施工過程和施工路線，以促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化的建筑施工。另一方面，BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)信息交換和遠(yuǎn)程控制，可以直接管理和監(jiān)督項(xiàng)目等，降低項(xiàng)目人工成本，并在集成、數(shù)據(jù)共享和安全性方面做得更好，為全面改善環(huán)保建筑設(shè)計(jì)和管理的安全性、質(zhì)量和可靠性奠定基礎(chǔ)。

5BIM在綠色公共建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略

5.1節(jié)能與能耗分析。節(jié)能是綠色建筑設(shè)計(jì)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的重要組成部分，在該項(xiàng)目中為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的，在外墻保溫上選用了砂加氣砌塊的建筑圍護(hù)模式，而在屋面則的保溫上則選用了擠塑聚苯板，并且為了提高保溫效果，通過科學(xué)規(guī)劃，在屋面完成面上種植了佛甲草，不僅做到了有效隔熱而且植物還可以有效吸收熱量，并凈化空氣，同時(shí)為降低窗戶熱量損失，外窗采用了中控玻璃設(shè)計(jì)配合鋁合金斷橋，據(jù)嚴(yán)格檢測(cè)，熱傳導(dǎo)系數(shù)僅為2.0W/（m2•K）。以上這些節(jié)能設(shè)計(jì)都是通過BIM技術(shù)完成的，主要流程是在能耗分析軟件中直接導(dǎo)入該建筑的3D建筑模型。并將相關(guān)的技能按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)置，然后結(jié)合項(xiàng)目位置，BIM技術(shù)可以自動(dòng)完成并構(gòu)建該建筑的能耗分析模型，然后利用數(shù)據(jù)分析、處理以及可視化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)直觀的建模。然后相關(guān)人員可以根據(jù)建模結(jié)構(gòu)，輸入相關(guān)的參數(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化和調(diào)整公共建筑結(jié)構(gòu)方案的目的，從而可以在設(shè)計(jì)階段就實(shí)現(xiàn)對(duì)綠色公共建筑的能耗控制。除此之外，BIM技術(shù)可以有效分析太陽(yáng)輻射情況，對(duì)于其強(qiáng)度以及分布提供具有參考價(jià)值的分析結(jié)果，在該建筑中，通過對(duì)太陽(yáng)輻射情況以及當(dāng)?shù)貧夂虻姆治觥７謩e設(shè)置了固定遮陽(yáng)窗，在該建筑的東部以及西部增加了智能調(diào)節(jié)的活動(dòng)遮陽(yáng)百葉。而且BIM還可以及時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)和優(yōu)化公共建筑的太陽(yáng)能設(shè)備使用計(jì)劃，以最大程度地利用可再生能源。

5.2材料節(jié)省和資源使用分析。綠色公共建筑設(shè)計(jì)中使用的建筑材料有一定的規(guī)定，例如，在建筑工地500km范圍內(nèi)的建筑材料重量占總重量的60%，綠色的可再生材料占比要達(dá)到10%以上等。在建筑材料的和資源的使用中通過傳統(tǒng)的方式計(jì)算，不僅效率低下而且準(zhǔn)確率不足，尤其是在建筑功能越來越復(fù)雜的背景下。通過BIM技術(shù)的使用可以有效解決這一問題，這是因?yàn)锽IM不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)建模，而且可以在建模過程中統(tǒng)計(jì)各種材料的使用與要求，從而高效率的提供準(zhǔn)確的材料和資源使用結(jié)構(gòu)，通過這樣的分析。可以在施工準(zhǔn)備階段為材料與資源的準(zhǔn)備提供有價(jià)值的參考，并制定合理的物流進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃，從而避免材料和資料的浪費(fèi)。此外，BIM技術(shù)提供的材料與資源使用分析，包括建筑工程的各個(gè)方面，比如水、電、暖等，且可以對(duì)管道設(shè)計(jì)進(jìn)行碰撞檢查，為施工提供有效的指導(dǎo)，從而避免因施工沖突引起的材料和資源浪費(fèi)。比如在該項(xiàng)目中，通過BIM技術(shù)分析，為了實(shí)現(xiàn)綠色功能建筑的建設(shè)目標(biāo)，在施工中采用和砂加氣砌塊作為公共建筑的墻體，這類材料的主要組成是硅礦尾礦砂，其總重量達(dá)到了整個(gè)用量占比的30%以上，超過了可再生材料占比10%的要求。

5.3節(jié)水與水資源利用分析。通過將氣候參數(shù)輸入到BIM構(gòu)建的模型中，結(jié)合相關(guān)的降雨公式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)未來一段時(shí)間內(nèi)的降水情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，并結(jié)合建筑設(shè)計(jì)構(gòu)建一套較為理想的雨水收集與利用系統(tǒng)。并設(shè)置良好的排水工程，依據(jù)建筑所在地的地形、建筑情況等，對(duì)建筑設(shè)計(jì)整體進(jìn)行優(yōu)化，提高其對(duì)水資源的利用率。比如在該項(xiàng)目中，通過對(duì)當(dāng)?shù)赜脩粲盟?xí)慣的分析以及長(zhǎng)期氣候情況的分析，利用BIM技術(shù)配置了節(jié)水型的衛(wèi)浴用品以及節(jié)水設(shè)施，并對(duì)綠地用水等進(jìn)行了優(yōu)化，設(shè)置了相關(guān)的雨水收集利用裝置等，極大的提高了水資源的利用率，實(shí)現(xiàn)了綠色公共建筑節(jié)水的目的。

5.4室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量。室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量直接關(guān)系到用戶使用建筑物的體驗(yàn)，也是建筑物最為基本的功能要求之一。綠色建筑由于受到諸多限制，在設(shè)計(jì)時(shí)很容易忽略室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的控制。利用BIM及時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)可以對(duì)建筑物的室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行模擬，比如熱環(huán)境、光照情況以及聲場(chǎng)等。并可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性和其他要求的合理協(xié)調(diào)。比如在該建筑中，利用BIM技術(shù)優(yōu)化建模后，在建筑的第一、二、四層，采用了新風(fēng)系統(tǒng)，并使用干式風(fēng)機(jī)管進(jìn)行管道建設(shè)，而在三、五、六層則根據(jù)實(shí)際情況采用了毛細(xì)管與新風(fēng)系統(tǒng)結(jié)合使用的形式。而且為了提高對(duì)于光照的利用率，在各層都有采用了光導(dǎo)管技術(shù)，有效提高了部分暗區(qū)的采購(gòu)效率。

5.5綠色公共建筑的可持續(xù)性。在設(shè)計(jì)可持續(xù)建筑時(shí)，建筑運(yùn)營(yíng)階段的能耗和成本也是關(guān)注的焦點(diǎn)。BIM致力于在公共建筑運(yùn)營(yíng)階段如何體現(xiàn)可持續(xù)性，在設(shè)計(jì)建筑物之前，可以使用BIM對(duì)公共建筑物的使用過程進(jìn)行模擬和預(yù)測(cè)，從而確保對(duì)公共建筑進(jìn)行有效管理。BIM也可以為聯(lián)合建筑提供綠色建筑評(píng)估系統(tǒng)，將BIM與公共建筑網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，連接傳感器和終端控制器，并監(jiān)視公共建筑的健康狀況。云計(jì)算平臺(tái)構(gòu)成了一個(gè)完整的管理系統(tǒng)，可測(cè)量公共建筑各個(gè)層面的能耗，并構(gòu)建建筑能源管理系統(tǒng)。

6結(jié)束語(yǔ)

在設(shè)計(jì)綠色公共建筑時(shí)，BIM技術(shù)是實(shí)現(xiàn)其現(xiàn)展的關(guān)鍵技術(shù)。BIM技術(shù)的使用可以獲得更多的數(shù)據(jù)資源，創(chuàng)建一個(gè)三維模型來分析建筑物的內(nèi)部和外部使用條件等，從而使設(shè)計(jì)人員更方便地進(jìn)行更改和控制。并全面提高建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量、可靠性、安全性和環(huán)境友好性。

參考文獻(xiàn)

[1]李沖.BIM技術(shù)在?色建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2019（28）：109-110.

[2]王浩宇.BIM技術(shù)在鐮色公共建筑圖]?色建策設(shè)計(jì)效果分析圖設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].住宅與房地產(chǎn)，2019（19）：71.

[3]劉婷.BIM技術(shù)在?色建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].住宅與房地產(chǎn)，2019（9）：65.

作者:鄭雅蘭 單位:鄭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院