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摘要:建筑可持续性设计的根本目的是实现人、建筑物以及大自然三者之间的协调发展。通过对建筑物进行科学合理的设计,建筑师不仅要保证建筑物的舒适度和经济性,还要平衡外部生态环境与室内环境,进而实现对大自然干扰程度最低的目标。随着建筑物的复杂程度逐渐加大,建筑师不得不借助一些软件系统对建筑设计进行更加科学准确地分析,从而筛选出既经济又符合可持续理念的设计决策,于是BIM技术应运而生。将BIM技术应用于建筑可持续性设计有助于建筑师做出科学合理的设计决策,并在设计的任何阶段均可对设计方案进行科学合理的调整。本文首先对BIM技术、建筑可持续性设计进行介绍,最后详细阐述BIM技术在建筑可持续性设计的应用。
关键词:建筑信息模型(BIM);可持续性;建筑设计;建筑节能
0 引言
如今,建筑业发展迅猛,随之而来的便是资源和能源的大量消耗以及由此产生的温室气体排放。据统计,建筑行业的能源消耗已经占全体社会总耗能的四分之一左右,由建筑行业产生的二氧化碳排放量已达到温室气体排放总量的二分之一。由此可见,为了实现社会的可持续发展,建筑行业必须同样推行可持续理念并付诸实践。因此,与绿色建筑、可持续建筑等概念相关的设计标准引起各国关注。2006年6月中国也开始实施《绿色建筑评价标准》。建筑行业的可持续性设计理念越来越引起设计师及建筑师的关注。要想设计出真正符合可持续理念的建筑物,建筑师必须在设计初期就将可持续设计这一观念融入到建筑设计中。
随着建筑物复杂程度的不断加深,建筑师已无法仅通过经验及主观意识来合理把握建筑物的各项指标。为了满足建筑物的可持续性设计,BIM技术越来越受到建筑师的青睐。BIM技术不仅是一种关于建筑的信息模型,其更是一种技术理念。BIM技术基于建筑物的整个生命周期,为科学合理地判断建筑物的性能指标提供高质量的信息数据[1]。其更大的作用在于建筑师可以在设计的任何阶段对先前的设计方案进行全方位的评估。由此得出的结论能够帮助建筑师对设计方案进行科学合理的调整,并有助于建筑师通过比较不同设计方案在可持续性方面的差别,进而选择更加符合可持续性理念的设计方案。
1 建筑信息模型(BIM技术)
BIM是英文Building information modeling的缩写,译为建筑信息模型。BIM技术的理念早在30年前就被提出,于2002年被应用于建筑行业,至今已得到业内人士的普遍认可。建筑信息模型最早在美国兴起,随着其不断成熟,逐渐被韩国、新加坡及欧洲各个国家采用,目前,BIM技术在以上这些国家都取得了一定成果。BIM技术不仅具有与CAD类似的功能,还可提供整个生命周期的各项信息,如:建筑物的几何空间信息,施工进度信息及工程造价信息等。本文主要针对建筑可持续性设计对BIM技术进行介绍。
BIM技术被公认为建筑行业的第二次科技革命,它为建筑行业的运营发展提供了一个新的方向,尤其在建筑设计方面体现出重大的应用价值。在建筑设计阶段,BIM软件系统由节能设计系统、结构设计系统、建筑设计系统、成本预算系统、施工计划系统、项目管理系统、设备设计系统等构成。建筑师可以根据设计方案利用这些软件系统对建筑物建立模型,并由此对建筑物的日照、耗能、温度、通风、绿化等指标进行模拟仿真及科学分析,从而选择既符合可持续理念又经济适用的设计方案[2]。
2 建筑可持续性设计
为人类行为提供物质环境是建筑设计的根本目的。在传统建筑设计概念中,建筑师很少将节约能源及可再生资源利用等可持续性理念考虑到建筑设计方案中。而当前社会,随着人们环保意识的增强以及政府政策的规制,业内人士已经十分青睐可持续性建筑设计观念。人们保护环境的主流思路是科学合理地利用自然资源及优化城市建筑设计[3]。建筑可持续性设计是将物质设计、科学理论有机地协调综合,以社会可持续发展为最终目的。其涉及的范围十分广泛,小到日常材料的使用,大到建筑物、城市的设计。随着人口的不断增多,新型建筑不断出现,高尺度、大体量的建筑物迅速增加,导致城市规划与环境要求出现不协调的现象,从而加剧城市环境恶化,对生态平衡产生巨大干预。为了缓解甚至消除建筑物与自然环境之间的矛盾,建筑师不得不开始探索建筑可持续性设计。其尝试通过优化设计方案实现建筑物的外观、实用与其舒适程度、能源消耗以及外部自然环境的协调。
在人类社会发展过程中,环境、资源等问题急需解决,于是建筑可持续性设计便受到人们的关注。可持续性建筑设计的主要目的是平衡人类生活环境的舒适度及其对自然环境的干预程度和有限资源的利用。适度及资源节约是建筑可持续性设计必须遵循的原则。建筑可持续性设计最终实现建筑多元化发展及自然环境的改善。建筑可持续性设计必须视实际情况确定建筑物的形态及尺寸,其不仅要保证建筑效果还要节约资金及资源。
3 基于BIM技术的建筑可持续性设计
BIM技术在建筑设计的不同阶段有不同维度的应用。建筑师应在不同设计阶段结合与之相应的数据建立并分析模型。BIM技术不管在规划阶段、比选阶段还是细化阶段都实行交互及验证过程,在整个设计过程中,实现了闭合回路[4]。
3.1 节能分析
建筑可持续性设计当然要实现能源的节约。BIM技术能科学准确地分析太阳辐射的强度及范围,建筑师可以结合该项分析结果合理地完善太阳能设备的设计方案,以达到最大程度地利用可再生资源。BIM技术还可以分析建筑物的采光情况,这便有利于充分利用自然采光,降低由人工照明产生的能源消耗。除此之外,还可以利用BIM技术建立建筑物的三维模型,并将此模型与能耗分析软件相结合,将建筑物所在地的气象数据作为输入,得出较为科学的模拟结果。建筑师可以结合此模拟结果与预期节能目标来调整设计方案。
3.2 材料分析
为了实现建筑物的可持续性,应该控制建筑物的使用材料及其所占比例,如可持续利用的建材应占总建材的一定比例。如果利用传统的计算手段很难将该要求快速并且准确地计算出来,但BIM技术可以实现。BIM技术通过统计分析可靠的数据信息及各项材料的功能,可以利用较短的时间计算出各种建材的使用量。从而为工程建材配置工作提供科学合理的指导。
3.3 碰撞检测
在传统的建筑设计过程中,由建筑或机电专业人员带头对二维图纸观察分析从而完成管线综合处理工作,但由于二维图纸的信息不全面,导致施工过程中有许多尚未发现的碰撞。但BIM技术完全能够避免该问题,因为其可以建立模型并提供三维可视模型[5]。
3.4 室内环境质量分析
建筑可持续性设计的一个重要方面便是室内环境质量。在传统的建筑设计观念中,室内环境质量往往简单地依据居住者的主观感受和经验。BIM技术则更加科学合理。建筑师通过BIM可以规划不同方式的空间及材料,使建筑物能符合不同人群在生理及心理方面的需要。此外,建筑师可以通过BIM技术对室内环境做出更加精细化的设计,该精细化程度是仅通过经验无法达到的,从而打造更加舒适的室内环境。
4 结束语
BIM技术在建筑可持续性设计中的应用,实现了建筑物整个生命周期对节约资源、保护环境的要求。其将可持续发展理念融入建筑行业,是建筑行业未来的发展趋势。我国应向美、英、韩等国家学习,将BIM技术与建筑可持续性设计有机结合,促进BIM技术在建筑可持续性设计方面的应用,实现建筑行业的可持续发展。
参考文献:
[1]黄牡丹.BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用研究[J].江西建材, 2015,(24):48-53.
[2]王成元.浅析BIM技术的应用[J].江西建材, 2015,(24):87.
[3]应国红.城市建筑综合体的可持续性设计研究[J].建筑规划与设计, 2014,09:191.
[4]杨佳.运用BIM软件完成绿色建筑设计[J].聚焦信息化, 2013,31(2):55-58.
[5]张诚.建筑可持续设计中BIM的作用[J].江西建材, 2014,(13):22.
关键词:建筑信息模型(BIM);可持续性;建筑设计;建筑节能
0 引言
如今,建筑业发展迅猛,随之而来的便是资源和能源的大量消耗以及由此产生的温室气体排放。据统计,建筑行业的能源消耗已经占全体社会总耗能的四分之一左右,由建筑行业产生的二氧化碳排放量已达到温室气体排放总量的二分之一。由此可见,为了实现社会的可持续发展,建筑行业必须同样推行可持续理念并付诸实践。因此,与绿色建筑、可持续建筑等概念相关的设计标准引起各国关注。2006年6月中国也开始实施《绿色建筑评价标准》。建筑行业的可持续性设计理念越来越引起设计师及建筑师的关注。要想设计出真正符合可持续理念的建筑物,建筑师必须在设计初期就将可持续设计这一观念融入到建筑设计中。
随着建筑物复杂程度的不断加深,建筑师已无法仅通过经验及主观意识来合理把握建筑物的各项指标。为了满足建筑物的可持续性设计,BIM技术越来越受到建筑师的青睐。BIM技术不仅是一种关于建筑的信息模型,其更是一种技术理念。BIM技术基于建筑物的整个生命周期,为科学合理地判断建筑物的性能指标提供高质量的信息数据[1]。其更大的作用在于建筑师可以在设计的任何阶段对先前的设计方案进行全方位的评估。由此得出的结论能够帮助建筑师对设计方案进行科学合理的调整,并有助于建筑师通过比较不同设计方案在可持续性方面的差别,进而选择更加符合可持续性理念的设计方案。
1 建筑信息模型(BIM技术)
BIM是英文Building information modeling的缩写,译为建筑信息模型。BIM技术的理念早在30年前就被提出,于2002年被应用于建筑行业,至今已得到业内人士的普遍认可。建筑信息模型最早在美国兴起,随着其不断成熟,逐渐被韩国、新加坡及欧洲各个国家采用,目前,BIM技术在以上这些国家都取得了一定成果。BIM技术不仅具有与CAD类似的功能,还可提供整个生命周期的各项信息,如:建筑物的几何空间信息,施工进度信息及工程造价信息等。本文主要针对建筑可持续性设计对BIM技术进行介绍。
BIM技术被公认为建筑行业的第二次科技革命,它为建筑行业的运营发展提供了一个新的方向,尤其在建筑设计方面体现出重大的应用价值。在建筑设计阶段,BIM软件系统由节能设计系统、结构设计系统、建筑设计系统、成本预算系统、施工计划系统、项目管理系统、设备设计系统等构成。建筑师可以根据设计方案利用这些软件系统对建筑物建立模型,并由此对建筑物的日照、耗能、温度、通风、绿化等指标进行模拟仿真及科学分析,从而选择既符合可持续理念又经济适用的设计方案[2]。
2 建筑可持续性设计
为人类行为提供物质环境是建筑设计的根本目的。在传统建筑设计概念中,建筑师很少将节约能源及可再生资源利用等可持续性理念考虑到建筑设计方案中。而当前社会,随着人们环保意识的增强以及政府政策的规制,业内人士已经十分青睐可持续性建筑设计观念。人们保护环境的主流思路是科学合理地利用自然资源及优化城市建筑设计[3]。建筑可持续性设计是将物质设计、科学理论有机地协调综合,以社会可持续发展为最终目的。其涉及的范围十分广泛,小到日常材料的使用,大到建筑物、城市的设计。随着人口的不断增多,新型建筑不断出现,高尺度、大体量的建筑物迅速增加,导致城市规划与环境要求出现不协调的现象,从而加剧城市环境恶化,对生态平衡产生巨大干预。为了缓解甚至消除建筑物与自然环境之间的矛盾,建筑师不得不开始探索建筑可持续性设计。其尝试通过优化设计方案实现建筑物的外观、实用与其舒适程度、能源消耗以及外部自然环境的协调。
在人类社会发展过程中,环境、资源等问题急需解决,于是建筑可持续性设计便受到人们的关注。可持续性建筑设计的主要目的是平衡人类生活环境的舒适度及其对自然环境的干预程度和有限资源的利用。适度及资源节约是建筑可持续性设计必须遵循的原则。建筑可持续性设计最终实现建筑多元化发展及自然环境的改善。建筑可持续性设计必须视实际情况确定建筑物的形态及尺寸,其不仅要保证建筑效果还要节约资金及资源。
3 基于BIM技术的建筑可持续性设计
BIM技术在建筑设计的不同阶段有不同维度的应用。建筑师应在不同设计阶段结合与之相应的数据建立并分析模型。BIM技术不管在规划阶段、比选阶段还是细化阶段都实行交互及验证过程,在整个设计过程中,实现了闭合回路[4]。
3.1 节能分析
建筑可持续性设计当然要实现能源的节约。BIM技术能科学准确地分析太阳辐射的强度及范围,建筑师可以结合该项分析结果合理地完善太阳能设备的设计方案,以达到最大程度地利用可再生资源。BIM技术还可以分析建筑物的采光情况,这便有利于充分利用自然采光,降低由人工照明产生的能源消耗。除此之外,还可以利用BIM技术建立建筑物的三维模型,并将此模型与能耗分析软件相结合,将建筑物所在地的气象数据作为输入,得出较为科学的模拟结果。建筑师可以结合此模拟结果与预期节能目标来调整设计方案。
3.2 材料分析
为了实现建筑物的可持续性,应该控制建筑物的使用材料及其所占比例,如可持续利用的建材应占总建材的一定比例。如果利用传统的计算手段很难将该要求快速并且准确地计算出来,但BIM技术可以实现。BIM技术通过统计分析可靠的数据信息及各项材料的功能,可以利用较短的时间计算出各种建材的使用量。从而为工程建材配置工作提供科学合理的指导。
3.3 碰撞检测
在传统的建筑设计过程中,由建筑或机电专业人员带头对二维图纸观察分析从而完成管线综合处理工作,但由于二维图纸的信息不全面,导致施工过程中有许多尚未发现的碰撞。但BIM技术完全能够避免该问题,因为其可以建立模型并提供三维可视模型[5]。
3.4 室内环境质量分析
建筑可持续性设计的一个重要方面便是室内环境质量。在传统的建筑设计观念中,室内环境质量往往简单地依据居住者的主观感受和经验。BIM技术则更加科学合理。建筑师通过BIM可以规划不同方式的空间及材料,使建筑物能符合不同人群在生理及心理方面的需要。此外,建筑师可以通过BIM技术对室内环境做出更加精细化的设计,该精细化程度是仅通过经验无法达到的,从而打造更加舒适的室内环境。
4 结束语
BIM技术在建筑可持续性设计中的应用,实现了建筑物整个生命周期对节约资源、保护环境的要求。其将可持续发展理念融入建筑行业,是建筑行业未来的发展趋势。我国应向美、英、韩等国家学习,将BIM技术与建筑可持续性设计有机结合,促进BIM技术在建筑可持续性设计方面的应用,实现建筑行业的可持续发展。
参考文献:
[1]黄牡丹.BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用研究[J].江西建材, 2015,(24):48-53.
[2]王成元.浅析BIM技术的应用[J].江西建材, 2015,(24):87.
[3]应国红.城市建筑综合体的可持续性设计研究[J].建筑规划与设计, 2014,09:191.
[4]杨佳.运用BIM软件完成绿色建筑设计[J].聚焦信息化, 2013,31(2):55-58.
[5]张诚.建筑可持续设计中BIM的作用[J].江西建材, 2014,(13):22.