建筑行业中的节能减排以及低碳发展一直是我国实施能源及资源可持续发展战略的重要举措之一,绿色建筑的概念在其影响下被逐步运用到建筑行业之中。绿色建筑并不是简单意义上的建筑立体绿化,其真正内涵是建筑在建造过程中必须实现资源的节约及环境的保护,并充分利用自然条件及技术手段,在进行建筑设计时做到对环境污染的控制和人与自然和谐生态环境的平衡,BIM技术顺应了这一要求并在绿色建筑设计中得到了运用。以下对BIM技术的应用现状及我国绿色建筑规划设计软件中存在的问题进行分析,探讨BIM技术在绿色建筑设计中的实践问题。
一、绿色设计的理念
1.建筑与自然的交融
绿色设计应充分体现以人为本的人文理念,并充分以方便使用为设计原则,在提供良好的建筑环境及建筑设施的基础上,塑造出一个生态景观型、智能环保型的现代化建筑。
2.设计布局与自然环境的衔接
绿色设计应针对建筑场地高低差的特点,做到与周边环境的相互渗透,并对各种功能入口进行合理安排,在有效解决人车分流的基础下,减少建筑设计对周边自然环境带来的冲击。
绿色设计应注重采用自然气息的地方材料,并通过步行系统达到各功能空间与内部庭院的连接,加强对屋顶空间的利用,努力创造出一个全方位、多层次的立体空间效果。
二、国内绿色建筑规划设计软件存在的问题
1.目前国内可以借助的绿色建筑设计软件大多是以节能软件及其拓展软件为主,对于专业多功能的计算软件只能依赖于国外软件,尚未形成具有自主知识产权的绿色建筑规划设计软件体系。
2.由于国内目前所开发的绿色建筑设计软件大多是相互独立存在并且具有特定功能的应用软件,所以其并没有严格按照建筑信息模型进行全方位的系统设计,导致各软件之间无法实现数据资源共享。
作为一门综合性的设计工程,绿色建筑设计涉及到建筑全寿命周期,是建筑行业可持续发展的必然趋势,所以应针对其规划设计软件存在的问题,探讨有效的解决办法,更好的实现绿色建筑的规划设计目标。
三、BIM技术在国内建筑行业的应用现状
现阶段,BIM技术理念已逐步被我国建筑行业所知晓,国内也纷纷设立了相对的BIM技术小组,比如清华大学建筑设计研究院等。另外,北上广城市也逐步成立起了具有专业性质的BIM咨询设计公司,BIM技术在我国建筑行业已经得到了初步的应用,但是也存在着一定的发展障碍。
1.软件开发层面
2.技术支持层面
国内目前出现了一批提供专业BIM技术咨询的公司,为BIM技术的应用提供技术支持及管理服务,比如柏慕进业咨询、优比咨询等。
3.用户使用层面
从Autodesk公司提出BIM设计概念以后,该技术理念在我国建筑行业得到了应用。目前国内大多数的大型设计院都在尝试着运用BIM技术进行软件的协同设计,但是对于中小的设计院来说,由于缺乏资金和技术支持,其BIM技术理念的运用相对较少。
同时,BIM技术在我国的发展还存在着一定的障碍,主要表现在以下几个方面:
1.来自设计方的障碍,主要是指资金问题以及不同工种之间的协调问题。
2.来自业主的障碍,主要表现在业主对BIM技术缺乏有效认知,简单的认为只有在高级建筑设计要求下才使用BIM技术。
3.来自软件设计公司的障碍,突出表现在专业技术和应用操作的不便。
4.来自政府机构的协调障碍,主要是由于目前国内审查机构对于设计成果仍要求以2D图纸形式表达,给BIM技术的应用推广带来一定影响。
BIM技术在绿色建筑设计中的应用,能有效解决建筑设计方案调整问题,并随时进行新方案的评估处理工作,下面根据绿色建筑设计软件设计过程对BIM技术在绿色建筑中的实践进行分析:
1.规划设计
在进行区域规划设计时,各种绿色评价指标等都作为设计成果直接表现在设计结果之中,对规划的建筑物做好了相应的数据记录,实现了宏观参数控制,也是整个建筑群数据描述的集成,为工程管理提供了相当重要的整体性信息的同时,也提供了热岛分析以及室外环境计算的边界条件。
2.优化设计及室内装修方案
基于BIM仿真模型能够较为直观的反应出建筑形态及内部空间结构这一特性,建筑设计人员能通过模型仿真漫游、组合体自动剖面、建筑业态净高控制等重新对方案合理性及周边环境协调性进行评估。
同时通过综合模型,设计人员可以对室内空间状态有一个更好的理解和把握,并从空间本身特质为出发点进行装饰设计,改变原有的生硬设计方法。另一方面,可以通过模型从建筑内部空间的各个视角变化的感受空间真实性,使装饰设计更为便利。
3.建筑节能控制
4.环境污染控制
绿色建筑评估体系中的一个重要因素就是建筑的环保性,在BIM技术中,通过将非几何信息集成到模型构件中,使得整个建筑构件成为智能化实体,将普通的3D模型转化为了BIM模型,生成的BIM模型在专业出图规则基础下,通过图形运算自动获取2D图纸,并通过对工程量统计表以及其他文档的提取,将模型用于建筑能耗分析、照明分析、声学分析、客流物流分析等众多方面,从而实现了绿色建筑环保方面的技术性要求。
五、总结
BIM技术在为绿色建筑设计过程中提供建筑材料、能耗分析及环境分析等依据时,已逐渐成为建筑设计行业未来的发展趋势,其能有效实现土地资源的合理利用以及生态环境的充分保护,为实现绿色建筑节能、节水、节材、环保等绿色建筑评估标准提供了有力的技术支持。伴随着BIM技术的不断完善发展,其对绿色建筑的建筑设计必将产生深远的影响。
参考文献:
[1]陈子颖,BIM技术在绿色建筑设计中的应用[J].建筑设计管理,2013(6):14-18
[2]赵志文,BIM技术在绿色建筑设计系列软件中的应用探讨[J].土木建筑工程信息技术,2012(4):115-118
1.1BIM理念与应用
1.2运用BIM进行设计管理的优势和必要性
由于建设项目分阶段开展设计工作的特点,设计管理是一个标准的长流程管理,而通过BIM进行设计管理,则可以简化管理流程、压缩路径从而实现破除信息割裂、共享信息流,使各种信息能够顺畅地流向BIM模型。BIM并不是简单意义的从二维到三维的发展,是为建筑设计、建造以及管理提供协调一致、准确可靠、高度集成的信息模型,是整个工程项目各参与方在各个阶段共同工作的对象。其在不同的设计阶段拥有不可比拟的生命价值。运用BIM进行设计管理带来的最直接的变革就是:项目各参建单位,包括建设单位、设计、施工、政府有关部门等均围绕BIM模型开展“三控三管一协调”等工作,以BIM模型深化作为核心工作,完成从设计方案模型到运营维护模型的整体交付,从而破除传统模式中很多难以规避的程序化、流程性工作,实现准确、高效、高附加值的设计管理效果。
2基于BIM的设计管理模式
根据当前项目建设程序和设计阶段的一般性规律,根据《中国BIM标准研究课题》的三阶段P-BIM标准子课题:“规划设计P-BIM应用技术研究”、“建筑设计P-BIM应用技术研究”、“工程项目全生命期管理BIM应用技术研究”,本文将分别阐述方案设计阶段、总体设计阶段以及施工图与施工阶段的设计管理流程。
2.1方案设计阶段
BIM管理流程方案阶段的设计文件输入有两种:一种是传统的二维文件,另一种是直接用BIM进行设计的三维文件。两种设计文件通过各自的处理方式形成符合标准的BIM方案模型,各参建单位将围绕BIM方案模型在可视化的环境中进行论证、分析和优化,包括性能模拟分析、指标动态分析论证、功能布局优化等,并可通过3D交互体验的方式进行展示和汇报。经各方确认后的BIM深化方案模型即可作为政府报审和下一阶段设计的基础。
2.2总体设计阶段BIM管理流程
与方案阶段类似,根据两种形式的总体设计文件形成BIM总体设计模型。在总体设计阶段,模型深化的核心工作是建筑、结构、给排水、电气、暖通等专业的协同,包括管线综合分析、碰撞检查、重点区域净空分析、结构预留洞校核、ELV(弱电)专项分析等。通过这些专项分析可得到相应的分析成果,如碰撞检查报告、净空分析报告、结构预留洞优化图纸(预埋套管图)、综合管线审核报告与优化图纸等,最终形成BIM深化总体设计模型。
2.3施工图与施工阶段BIM设计管理流程
施工图与施工阶段设计管理的核心工作主要有以下3点:
(1)变更管理
(2)施工方案优化
(3)运维数据备案
3基于BIM的设计管理要点
3.1标准管理与流程规划
(1)国家标准
由中国建筑科学研究院会同有关单位编制的4本国家规范将于2014年正式颁布实施。这4本标准是:《建筑工程信息模型应用统一标准》、《建筑工程设计信息模型交付标准》、《建筑工程设计信息模型分类和编码标准》和《建筑工程信息模型存储标准》。这4本标准涉及BIM标准制定、BIM技术开发、BIM技术应用以及BIM项目管理的基本准则。
(2)地方标准
各地区根据环境和发展水平不同,制定符合地区的补充标准可以解决国标尚未覆盖的问题,如北京市地方标准DB11/1063─2014《民用建筑信息模型设计标准》将于2014年正式实施;上海市于2013年正式实施方案审批三维报审,并就三维报审内容、范围、模型要求、建模依据等做了规范性要求。
(3)项目级(企业级)标准
项目级标准是细化,反映建设单位对项目的个性化需求和要求,如上海中心制定了针对本项目的《上海中心BIM应用实施标准》。进行标准管理的重点是建立项目级标准,根据实际情况制定符合项目特点的P-BIM专业应用软件标准、数据标准、数据库标准、各阶段模型深度标准、支撑系统、数据交换传输标准等。当标准制定后,需要进行流程规划:首先搭建各参建方在BIM模式下的组织框架,目的是明确各参建方的定位和相互之间的工作关系以及信息传递流向。组织框架确定后,需细化各方工作界面以及模型深化调整反馈机制,目的是确保各阶段BIM模型深化工作得以有效落实和推进。
3.2BIM模型审查、深化与专项分析
3.3模拟分析与可视化展示
3.4设计阶段的造价控制
3.5辅助审批
国外在三维审批方面已经较为成熟,如新加坡,早在1982年就有了人工智能规划审批的想法,2000~2004年,发展CORENET项目,用于电子规划的自动审批和在线提交,是世界首创的自动化审批系统。我国在这方面的探索仍处于学习和酝酿阶段。相对来说,上海市在三维审批实践上走在前端。2013年初,上海市正式《上海市建设工程三维审批规划管理试行意见》,要求在《建设工程设计方案三维审批规划管理试点区域范围》确定的受理区域内的建设工程设计方案实行三维审批规划管理,BIM模型标准、审批流程、时限等配套政策也已出台。2014年初,上海市设计文件审查中心正式推行试点工程数字化审图,首批17家审图公司全部由网络在线数字化审图模式取代原来的纸质审图模式。上海市计划经过一年的实践期,2015年将全面实行数字化审图。政府对BIM的态度已经由支持、鼓励转变为强制性要求。这种转变的背后体现了政府对于BIM即将颠覆传统建筑行业的深刻认识。可以预见,在政府积极推行职能转变、简化审批权限的大背景下,运用BIM提升管理水平、转变管理方式的步伐会越来越快。