BIM技术在绿色住宅建筑设计中的应用方法

江运星

摘要：绿色建筑是在其全寿命期间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。在这样一个大数据背景下，传统方法已无法满足当前生产需要。BIM技术的应用可以有效提升建筑设计质量，因此，研究BIM技术在绿色建筑设计的应用具有重要意义。

关键词：BIM技术；绿色建筑；特点；应用方法

一、BIM（建筑信息模型）

2007年底第一版颁布的《美国国家BIM标准》对“BuildingInformationModel（BIM）”和“BuildingInformationModeling（BIM）”分别给出定义：设施的物理和功能特性的一种数字化表达和建立设施电子模型的行为。前者定义表明从建筑的生命期开始BIM模型就作为集成数据信息的共享知识资源；后者定义目标是为可视化、工程分析、碰撞分析、规范标准检查、工程造价、竣工的产品、预算编制和许多其他用途。由于BIM具有很多优点，在建筑工程中应用效果显著，因此，我国也不断在制定相关标准，以助力BIM技术的推广应用。

二、BIM技术的特点

（一）可视化

BIM技术的可视化在建筑行业发挥着重要作用，其能够实现“所见即所得”的效果。例如投资方观看图纸时，传统的图纸上的相关构件信息都是以线条进行绘制表达的，然而真实构造形式只能由观看人员进行空间想象。针对简单设计空间想象尚可，然而面对建筑复杂造型就相当难了。因此，BIM技术的可视化特点，能够让人把过去的线条式构件以三维立体实物图形式展示出来，为投资方做更全面、更生动、更加有互动性的展示，相对于静态效果图更有说服力。并且所搭建的模型能够实现同构件之间的互动性与反馈性的可视，对于建筑外形以及空间效果方面都可以进行时时观察，设计中的缺陷都可及时地发现。

（二）协同化设计

BIM模型是建筑各专业间协同设计的产物，改变了以往各专业独立抛墙式设计，采用BIM技术设计的人员会在同一协同平台上按照标准与权限进行本专业的设计，然后不同专业的项目文件会通过协同设计平台以链接的方式进行设计信息的共享，通过各专业链接后组成的模型系统，会随着各专业主体文件的更新而自动更新，从而保证各专业设计信息的准确传递。

（三）模拟性

BIM技术采用的是参数化建模，使得BIM模型包含的建筑信息，具有协调性而且可以进行运算。这些建筑信息将使得绿色住宅建筑设计过程中节能分析、环境分析等变得非常方便。

BIM的模拟性特点并非仅能对建筑物模型实现模拟，也能够模拟真实世界无法操作事物，通过BIM能够在设计阶段完成所需模拟实验项目，例如日照、节能、热能传导、紧急疏散等；除此之外还可以通过BIM技术在招投标和施工阶段完成4D模拟（三维模型+时间）操作，即按照施工组织设计模拟实际施工，据此制定科学施工方案进行施工；5D模拟（4D模型+造价控制）同样能够实现，并据此有效控制成本；BIM技术还能够在后期运营阶段模拟如地震人员逃生、消防人员疏散等日常紧急情况处理等，如图1所示。

图1?绿色建筑的模拟形式

三、BIM技术的绿色住宅建筑设计的应用模式分析

（一）设计思维的转变

BIM带来的并不仅是一项技术变革，带给整个建筑业更多的是设计程序上的变革。BIM技术为协同设计提供了一个行之有效的信息共享平台，在BIM相关软件的支持下，将所有设计信息通过软件的传递实时共享到该平台之上。任何一个设计专业的设计信息发生变更，

平台中的数据信息库会及时更新相关变更内容，其他专业的设计人员都可以通过这个平台了解到变更信息以便及时调整本专业的设计方案。

基于BIM的绿色住宅设计，为不同专业的设计提供了一个很好的协作平台，设计的每一个过程均由相关的各个工种的设计者、工程师等专业人员介入，在有效的交流机制下，利用自己的专业知识为项目建筑师/总协调者提供决策的依据。在不同的设计阶段，设计参与者的角色和重要程度需不断地调整。BIM技术人员负责模型的链接与整合以及模型管理，负责设计团队之间以及与外部的BIM设计模型的交互，同时制定供设计团队使用的模型族库以及模型范本。因此模型管理者在设计过程中也很重要，通过建立大家都遵循的读取—更新权限等，确保模型的正确使用，如图2所示。

图2?基于BIM的协同设计流程

（二）设计深度加深

传统的设计方式是二维设计施工图与三维效果图的表达形式，设计成果通过图纸、文字说明、图集、常规做法组合来表达传递，三维的设计效果图也只是建筑外观的表现，不能作为施工的依据。图纸内容中大部分的空间内容常常需要查看图纸人员运用知识体系、经验和对设计师思维的理解去想象。在BIM设计模式下，建筑模型不单单要表达建筑构件的空间尺寸等物理特性，而且构建的各种参数也要表达完整的一个带有信息的模型，此模型能够在软件的支持下对材料用料进行自动统计，生成材料用料明细表，给后期施工过程中控制材料用量提供指导依据。此外，在模型交付之前，各专业的模型需要进行整合链接，检查专业之间的错漏碰缺等问题，并且在空间上再次对设计进行优化，因此这在设计成果交付之前可以大量地减少因设计失误对施工过程的影响。这就要求设计师能够完全、详细描述设计维和成果，模型几乎是设计的全部，二维的设计图纸会在单位模型中自动生成，这种方式虽然大大减少了后期设计成果应用的技术门槛，却加大了设计师的设计和制作设计成果的工作量，设计深度显著加深，如下表所示。

（三）设计评价便捷直观

BIM模型是一个共享性的数字化模型，该模型通过三维数字技术，将建设项目各阶段各参与方的信息集成在一个工程数据模型之中，实现项目全生命周期应用与管理，在项目全生命周期的不同阶段对应不同的模型，并且模型中的信息是独立又联系的，模型中某个对象发生变化，与之关联对象也跟随其变化，保证全生命周期数据一致性和共享性。与传统模拟分析不同的是，在BIM模式下设计的评价在建筑的概念设计阶段开始就全程参与到项目整个生命周期，设计质量直观可视，例如借助软件碰撞检测功能、对各专业的协同进行检测；利用不同的模拟分析软件，能够直观地进行设计优化和评估，例如利用REVIT软件进行日照分析模拟，利用ECOTECT进行热环境模拟、声环境模拟等，通过模拟，能够更加精确地对设计成果进行分析、评价，确保降耗，提高使用舒适度，提高项目控制能力，如图3所示。

图3?BIM技术模拟分析框架

（四）设计成果价值放大

住宅项目设计的最终目的是设计信息成果的传递与共享，即从设计—施工—运维阶段建筑中所包含的信息需完整、及时传递，是行业的工作重点内容。BIM技术协同化的数据模型，借助计算机统计、运算、存储、分析的能力，使得建筑智能化设计、智能化管理、智能化运维乃至数字智慧化城市的实现成为可能。可以试想，不远的将来，一旦BIM技术普及应用，建筑领域乃至城市管理都将发生巨大的变化，以BIM技术模式为核心的设计成果的价值将进一步放大。

四、结束语

建筑信息模型借助BIM平台软件的能量分析，自动将模型中的信息转译为模拟设置参数，包括建筑地理位置、建筑类型、楼层信息，然后将计算结果生成报表反馈回设计师，其计算报表包括碳排量、能耗量、冷热负荷以及室内外环境等数据在内的一系列分析评价指标数据。因此，BIM技术的发展正好迎合了绿色住宅建筑设计的这种需求，符合绿色建筑发展的趋势以及高层次的应用。

参考文献

[1]陈炜.浅析BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用[J].门窗，2015，（11）：100，102.

[2]刘清菊，石晓娟，徐美林.谈BIM技术在绿色高尔夫公寓建筑设计中的应用[J].山西建筑，2016，（01）：202-203.

[3]张丽.探讨BIM技术在绿色公共建筑设计中的运用[J].建材与装饰，2016，（19）：113-114.