BIM技术在绿色公共建筑设计中的应用研究

  2.1 绿色建筑设计有关理论

  无论研究绿色建筑哪个方面，针对绿色建筑评价体系的研究是避不开的。因为不管是设计还是技术的应用都是为了建筑满足相应的绿色建筑评价标准。因此首先简单介绍国际上几种成熟的评价标准，并对我国以及美英两国的绿色建筑评价标准进行了对比。绿色建筑发展成熟的一项标志，就是各个国家以及组织纷纷建立了本国的绿色建筑评价标准或体系。各国绿色建筑评价体系的建立对于绿色建筑在世界范围内的发展，产生了极大的推动作用。目前国际上发展比较成熟的绿色建筑评价标准体系，主要有美国的  LEED  绿色建筑评估体系、德国的生态建筑导则  LNB、澳大利亚的建筑环境评价体系NABERS、加拿大等多国参与的 GBTool、英国的BREEAM  评估体系、挪威的  Eco-Profile、法国的  ESCALE、日本的  CASBEE  等。虽然这些评价标准是以各自国家为出发点，但是基本上都是围绕节约能源和资源、减少对自然环境影响等目标制定的。因此标准中的内容也很类似，包括节地及场地的利用、节能及可再生能源的利用、节材及资源的合理利用、室内外环境以及生态环境等方面的内容。不同的评分体系最终通过对绿色建筑中相应节能、节水、节材等效果，进行定量的评价，进而指导建筑的设计、建造以及运营等建筑的全生命周期过程。各个国家的评价体系虽然不同，但是它们的立足点是基本相同的，即评价体系都有明确的分类，都是为社会提供了一种指导绿色建筑发展的标准。以中美英三国的绿色建筑评价标准为例，三种标准都涵盖了绿色建筑的核心理念即：节能、环境保护以及提供舒适健康的居住环境等。当然由于国家的发展水平不同，各个国家的评价体系体系不同，操作方法也不同，详见表 2-1。综合来讲，LEED 标准主要是针对建筑的性能或者说绿色的效果进行评价，实行打分制、总分制。根据建筑性能满足绿色的程度进行评分，即更关心建筑的绿色结果而不过多追求建筑背后是否使用新技术等。而且总分制使得各评价指标间可以相互补充，方便评估者根据本地既有的相关技术及自然条件评价绿色建筑。另外 LEED 标准中，在每项指标后还为参评单位提供了技术应用以及改进的方法，可以说 LEED 标准具有很强的可操作性，因此对绿色建筑的设计、建造以及施工运营的评估具有很好的指导价值。另外完善的咨询、检测、评级、认证等机构，也是它能够被广泛认可的一项重要原因。英国绿建评价标准注重建筑全过程的绿色设计方法，即包括项目规划期间的选址、设计阶段的建筑外形、墙体保温隔热等系统节能、以及运营控制各个方面，考虑设计方案整体的绿色效果。另外它的绿色可持续范围定的很广泛，例如把社区内住户的交往、对年长者的关爱和安全保护等也纳入在内，对残疾人的关注更是在大部分的指标中都给予了考虑。另外英国可持续住宅标准的优点是很多指标可以量化，如节约能源的使用具体体现在 CO2的量化上，同时采用一套统一的计算表格进行计算，在评价过程中弹性较小，在测评过程中客观性较强。对于开发商来说也有很大的设计弹性，可以自由选择符合的指标来达到相应的分数和星级。另外一个特点就是评估人员除了对建筑进行设计方案的评价，为了确保评价的准确性，还要对建筑入住后的情况进行评估。

  2.2 BIM 理论

  综合来讲，LEED 标准主要是针对建筑的性能或者说绿色的效果进行评价，实行打分制、总分制。根据建筑性能满足绿色的程度进行评分，即更关心建筑的绿色结果而不过多追求建筑背后是否使用新技术等。而且总分制使得各评价指标间可以相互补充，方便评估者根据本地既有的相关技术及自然条件评价绿色建筑。另外 LEED 标准中，在每项指标后还为参评单位提供了技术应用以及改进的方法，可以说 LEED 标准具有很强的可操作性，因此对绿色建筑的设计、建造以及施工运营的评估具有很好的指导价值。另外完善的咨询、检测、评级、认证等机构，也是它能够被广泛认可的一项重要原因。英国绿建评价标准注重建筑全过程的绿色设计方法，即包括项目规划期间的选址、设计阶段的建筑外形、墙体保温隔热等系统节能、以及运营控制各个方面，考虑设计方案整体的绿色效果。另外它的绿色可持续范围定的很广泛，例如把社区内住户的交往、对年长者的关爱和安全保护等也纳入在内，对残疾人的关注更是在大部分的指标中都给予了考虑。另外英国可持续住宅标准的优点是很多指标可以量化，如节约能源的使用具体体现在 CO2的量化上，同时采用一套统一的计算表格进行计算，在评价过程中弹性较小，在测评过程中客观性较强。对于开发商来说也有很大的设计弹性，可以自由选择符合的指标来达到相应的分数和星级。另外一个特点就是评估人员除了对建筑进行设计方案的评价，为了确保评价的准确性，还要对建筑入住后的情况进行评估。BIM 软件生成的 3D 模型是直接用软件设计出来的，而不是由多个 2D 图纸产生的，因此可以在设计的任何阶段，实现精准的 3D 视图。BIM 模型的可视化使得在建筑的设计、施工、运营等全生命周期内都可以提供一个真实的可视的展示和交流平台。而参数化设计使得在设计过程中，设计人员通过调整已经建立好的模型的相关参数，即可实现模型体型等参数的改变。不仅操作方便而且调节精度要高于传统设计中的拉伸、旋转等调节方式。 BIM 技术可以促进多个设计专业之间的协同工作。这一点，虽然通过二维绘图各专业也可以进行协作，但是与 3D 模型相比，二维绘图先天上是比较困难和耗时的。BIM 模型在各专业间具有很好的协调性，因此能够减少错误的发生，缩短设计时间。通过 BIM 技术能够提早发现设计中的问题，供设计者进行修改，比等到设计已接近完成时再进行设计调整，更符合成本效益。 

  3.1  BIM 在绿色建筑标准评价中的应用点分析

  3.2  BIM 在绿色建筑设计中的应用分析

  3.3  本章小结

  4.1 设计人员组成

  4.2 设计平台搭建

  4.3 基于 BIM 的绿色设计方法

  4.4 本章小结  

  5.1  项目概况

  5.2  基本设计策略的制定

  5.3  BIM 技术在设计策略制订中的应用

  5.4  本章小结

  常规的建筑设计过程，已经很难适应绿色建筑相关标准对建筑的高性能、高质量要求。因此如何运用新型的技术、理论来提高建筑设计水平，显得尤为重要。本文围绕这个主题主要做了如下工作。文章首先分析了在绿色建筑设计中应用 BIM 技术的必要性，并从绿色建筑特点、BIM 技术的优势等多个角度，研究了绿色建筑设计中应用 BIM 技术的可行性。 其次研究了 BIM 技术绿色建筑评价中的应用方法，分析了包括直接调用、信息提取等多种形式的信息调用方法。第三提出了基于 BIM 技术的绿色建筑设计方法，并从人员组成方式、技术平台搭建，以及在不同设计阶段设计人员具体的参与方法等多个角度，对其进行了详细阐述。最后通过以某公共建筑为例，检验 BIM 应用于绿色公共建筑设计方法的效果。本文的创新之处主要体现在以下方面：将 BIM 技术引入绿色建筑设计过程中，利用 BIM 技术的优势，解决目前绿色建筑设计过程出现的信息壁垒等问题。提出了基于 BIM 技术的适合绿色建筑要求的设计方法，打破了传统建筑设计中各阶段、各专业、各主体间的相对独立的工作模式。理论与实践相结合，通过具体的工程案例，分析并检验了 BIM 应用于绿色公共建筑设计方法的效果。绿色建筑以及 BIM 技术相对于常规建筑以及传统建筑技术，仍属于新生事物，有些特点以及特性还没有完全展开，随着时间的发展还会呈现出新的内容和特性。因此，在以后的研究中，需要紧盯两者的发展走向。虽然论文针对 BIM 技术在绿色建筑评价中的应用，提出了一定的方法，但是在工程实践中还存在着一定的问题。以后在研究中可以通过工程实践，对应用方法进一步进行优化。而且论文没有涉及到软件之间信息传递的接口的研究，可以对软件间的接口进行深入研究。论文整体而言，属于应用性的研究，即对 BIM 技术在绿色建筑设计中的应用探索，对于理论方面的研究涉及较少，因此后续研究可以加强在理论方面的研究，以完善 BIM 技术在绿色建筑设计中的理论体系。