建筑可持续设计中BIM的作用

摘要：工程建设的可持续性在我国还是处于发展早期，但是为了保证我国建筑的可持续发展，将会大力发展建筑的可持续性。B1M是建筑业的变革，也是现实持续发展的一种需要。在工程设计中利用BIM可以用更精确的可视方式、模拟分析等变现建筑的真实结构和真实动态，降低成本、减少工期、保证质量。

 

关键词：持续设计；建筑设计BIM

 

1.可持续设计

 

可持续设计是结合我国提出建筑可持续发展、绿色建筑而提出的，主要是在建设设计过程中考虑到资源和能源的合理利用，保证建筑物的优化管理。可持续设计是建筑设计的一个发展新阶段，对我国的建筑业的发展起着推动作用。现在，建筑业多采用BIM进行设计，能够针对整个建设项目设计进行管理，实现整个建筑项目的质量、效率、降低成本的高效运营。

 

2.建筑设计中的BIM

 

2003年我国制造业引起数字化PLM，后来随着建筑业的发展，PLM扩大的概念范围，演变成BIM概念。特别是在工程中，能够实现项目实体和功能要素的数字化信息模型。这种方法能够在项目策划、运行和维护的过程中进行共享和传递，使工程设计人员对各种建筑信息做出正确的理解和高效应对，还能提高在设计过程中的工作效率，减少管理风险。

 

我国非常重视BIM，“十一五”科技支撑计划和“十二五”建筑信息化发展纲要中也将BIM技术纳入研究内容。在上海世博会、中国尊等特大通常中都运用了参数化、可视化等进行辅助设计。现代，很多设计师能够借助BIM做出正确的判断，不会为了形式设计或者风格设计而忽视了可持续设计。

 

3.可持续设计中BIM的作用

 

3．1BIM的三维空间设计

 

传统建筑设计是要通过三维建模软件来完成方案的3D模型，然而在详细施工图设计和后期效果图设计又要通过平面方式来绘制图纸。加上建筑模拟分析软件和建模软件众多，各种软件接口不一，在需要不同的模型的时候需要重新输人大量数据重新建模。这种繁复性给设计师们带来了很多重复性工作，导致工作效率降低。建筑师们既没有这种经历和专业背景去学习这种软件，也不能维持设计的可持续性。如果前期概念设计中的某个参数或者数据一旦改变，施工图的更改量将会更大。

 

BIM储存了大量的2D、3D建模的CAD绘图信息、包括3D中各对象的各项属性和信息、设施的物理性和功能性等，并且提供了一个能够持久识别的网络外的文本和数据储存、传输方式。BIM包含了几何、物理、拓扑的信息，信息直接反映了建筑在三维空间中的形状包括各组件的物理信息等，这种模型能够将一个建筑项目设计整个生命周期内的所有信息都容纳在内，为项目设计的各个阶段提供设计模型和性能分析，并且形成一个独立的建筑模型。利用BIM，设计师能够通过三维空间表现形态复杂的工程，并且根据3D模型生成各种图形和文档。在工程模型各项参数发生变化时，相关的图形和文档也可以随之变化以适应。

 

3.2BIM环境的可持续设计

 

虽然我国一直在呼吁建筑设计要注重环境设计，和环境融为一体，并且采用绿色慨念设计，节能环保。但是在实际设计过程中，还是有很多建筑项目在设计的过程中很少考虑环境问题。因为绿色设计在一定程度上无法在短时间内评估建筑的经济性能和环保性能，而且随着建筑施工和维护，运行成本会比普通建筑要高很多。在建筑市场竞争激烈的今天，建筑开发商和业主更多关注的是设计带来的经济效益，而很少在乎环境效益。建筑设计很难在前期进行可持续设计评估，传统的物理模式和工程图根据CAD或对象CAD解决方案中的图形评估建筑性能，需要大量人员干预和解释说明，增加人力、物力。但是BIM有专业的技术支持，拥有AutodeskRevit参数化建筑建模器，对设计方案的照明、安全、布局、声学、色彩、能耗等进行评估。AutodeskRevit能够用一个包含关联信息的综合数据库来表示建筑，全面掌握整个项目设计的能耗和生命周期成本计算，可以在标准设计流程中以副产品的形式生产可用于可持续设计、分析和认证的信息。这种评估方式能够优化和简化评估过程，降低设计成本，还能保证建设设计的环保性。

 

3．3实现不同专业之间的协同设计

 

协同设计主要集中在设计的沟通交流手段和设计流程的组织管理形式。建筑在设计过程中，通常由多项工程相互穿插、互相结合。而BIM可以从结构、建筑、水电等各项专业工程的CAD系统中获取相关信息和参数，获得新的图形结构，使各工种之间的数据得到可视化共享。而且不需要重复录入数据，能够避免数据冗余、歧义和错误。还可以通过网络消息、视频会议等手段，使设计团队各成员可以跨部门、跨地域交流，对设计方案进行充分的探讨。不同地方的不同专业人员可以通过网络连接完成设计工作。并且通过网络管理软件辅助，使项目各成员进行角色登陆，及时了解最新成果和实时消息，实现准确的设计流程管理。

 

3.4环境质量分析

 

室内环境质量是建筑设计的一个重要方面，也是可持续设计的一个重要领域。室内环境质量设计时大多没有详细的数据进行参考，而是依靠自己的经验和感觉进行设计。但是室内环境条件非常复杂，在依靠经验进行概念设计后，还是需要进行精细化设计。BIM改变了单纯依靠经验这一传统的设计方法，使建筑师能够根据空间、材料、不同居住人群的生理、心理需求进行仔细分析和研究。BIM模型能够通过Revit建立的信息模型，精确模拟建筑物室内外的空气之间的作用，使用Eeoteet或者IES<VirtualEnvironment>等软件进行声、光、热、空气质量等方面的科学分析，为设计师提供详细的环境质量分析结果。

 

3.5碰撞检测

 

传统设计流程中，管线综合处理方式是企业建筑或者机电专业的设计人员进行带头，对各个专业的图纸进行观察分析。但是二位图纸信息不全，加上人工操作误差，会在施工中有很多未发现的碰撞。BIM则能够进行建模进行三维观看，开拓了新的道路。

 

3．6可持续建筑外围护结果设计分析

 

BIM能够帮助设计师对每一特定部分建筑门窗得失热量、室内维护结构热传递量等进行分析。利用BIM可以对开窗比例、开窗位置进行分析，还可以帮助建筑师对比多种建筑体量布局差别，发现室内各种自然采光、通风对环境的影响。同时也能分析空气调节、被动式太阳能采暖等内在的各种空气装置对于室内环境的的影响。

 

4.结语

 

可持续化设计能够跨越时间和空间的唯独，从局部到整体进行统一组织化设计。BIM作为一种设计理念和设计方式，在建筑中，它涉及到了规划设计的整个生命周期，从工作效率、设计经费上不断优化。同时还强调了环境资源的可贵性，从节能减排、可利用资源的循环、环境保护等方面出发，充分实现生态的可持续性。

 

参考文献：

[1]张建平．BIM技术的研究与应用[J]．施工技术，2011(1)：l5一l8．

[2]张建新．建筑信息模型在中国工程设计行业中应用障碍研究[J]工程管理学报，2010，24(4)：387—392．