時間：2013年08月27日 分類：推薦論文 次數：
摘要：本文針對我國目前綠色建筑設計的現狀及其迫切性,引入建筑信息模型(BIM)的概念和方法。通過BIM技術在整個建筑生命周期管理中的突出優點，結合性能分析模擬軟件，從而有效推動綠色建筑發展，實現節能減排目標，將是中國建筑領域未來發展的重要任務。
關鍵詞：建筑設計師評職范文,建筑信息模型BIM,綠色建筑設計,性能分析模擬軟件
建筑物是世界上最大的能源消耗者之一，其消耗的能源和釋放的溫室氣體量占世界能源總消耗量的四分之一到三分之一。此外，建筑還影響遠離其所在地的其他區域，包括河流水體，空氣質量和社會交通模式。在我國，每年新建建筑80%以上為高耗能建筑，既有建筑95%以上是高能耗建筑。目前我國單位建筑面積能耗是發達國家的2~3倍以上。嚴峻的事實表明,中國要走可持續發展道路，發展節能與綠色建筑刻不容緩。在數字技術飛速發展的今天，建筑領域深受影響，建筑設計工具也有了長足的進步。此時，整合了大量建筑信息的模型技術——BIM應運而生，通過相應的BIM應用軟件，創建簡單的建筑信息模型，建筑師在設計的任意階段、任何時間，都可以方便地對設計方案進行建筑物理環境化的評估，對于建筑的生態節能設計和建造良好的人居環境有著很大的意義。
一. 綠色建筑的發展
20世紀80年代，隨著節能建筑體系逐漸完善，建筑室內環境問題凸顯，以健康為中心的建筑環境研究成為發達國家建筑研究的新熱點。到了1992年巴西的里約熱內盧“聯合國環境與發展大會”，與會者第一次明確提出了“綠色建筑”的概念，綠色建筑由此漸成一個兼顧環境關注與舒適健康的研究體系，并在越來越多的國家實踐推廣，成為當今世界建筑發展的重要方向。
由于綠色建筑概念傳入我國時間較短，同時基礎研究起步較晚，總體建筑質量較差、區域差異巨大、制度體制不完善，人們的綠色環保觀念欠缺等多方面特殊的國情，使得我們在發展綠色建筑的過程中將會遇到比發達國家更多的困難。
在第七屆國際綠色建筑與建筑節能大會上, 住房和城鄉建設部副部長仇保興作了題為《中國綠色建筑行動計劃草案》的主題報告，其中指出：未來五年，我國綠色建筑的發展將從啟蒙階段邁向快速發展階段，這場建筑界的革命既有可能助推我國走向綠色低碳發展之路，同時也給城市規劃和建筑界帶來巨大的挑戰與機遇，貴在從規劃、法規、技術、標準、設計等方面扎實工作和扎實的行動，推動我國綠色建筑上一個新的臺階。與此同時，我國的“十二五”規劃中也明確提出了加快發展綠色建筑。
現在關于綠色建筑的研究有很多，具體而言，它涉及建筑設計和管理、原材料和建筑性能、能源和資源消耗等多個問題。因此，以提高資源利用效率為目標的綠色建筑，其技術的應用首先強調的是技術的綜合化集成，如果全生命周期看作是一種縱向的整合考慮的話，技術集成體統的提出則是“整合設計”概念在橫向技術組織方面的一種體現。要真正實現綠色建筑設計的自動化、數字化及整合設計，這就需要一個包含建筑全部信息的數字化模型和一個能識別這些信息的建筑性能分析工具。
二. 建筑信息模型(Building Information Modeling，簡稱BIM)技術
在過去的20多年中,CAD技術的普及和推廣使建筑師、工程師們甩掉圖板，從傳統的手工繪圖、設計和計算中解放出來，可以說是工程設計領域的第一次數字革命。而現在，建筑信息模型(BIM)的出現將引發整個工程建設領域的第二次數字革命。BIM不僅帶來現有技術的進步和更新換代，它也間接影響了生產組織模式和管理方式，并將更長遠地影響人們思維模式的轉變。
根據已有的BIM應用軟件及其特征，國際標準組織設施信息委員會(Facilit IES Information Council)給出了一個定義：建筑信息模型(BIM)是利用開放的行業標準，對設施的物理和功能特性及其相關的生命周期信息進項數字化形式的表現，從而為項目決策提供支持，有利于更好地實現項目的價值。
目前國際上采用BIM技術的主流建筑CAD軟件有Graphisoft公司的Archicad,AutoDesk公司的Revit,Bentley公司的Microstation Triforma,Nemetschek North America公司的Vectorworks,Softplan Systems公司的Softplan等等。
從2D CAD過渡到基于BIM技術的3D CAD,是未來計算機輔助建筑設計的發展趨勢。越來越多的世界知名建筑師和事務所開始使用BIM軟件進行建筑設計。我國的一些設計院、事務所也開始關注這一世界上最先進的建筑CAD技術。這就為綠色建筑設計中能量分析的自動化、智能化提供了基礎和平臺。
三. 基于BIM平臺下的綠色建筑設計
BIM的最重要意義，在于它重新整合了建筑設計的流程，其所涉及的建筑生命周期管理(BLM即建筑的生命周期是指：選址、場地改造、建筑設計、建造、運行、維護、翻新和拆除),又恰好是綠色建筑設計的關注和影響對象。建筑信息模型包含了幾何、物理和拓撲的信息。幾何信息直接反映了建筑在三維空間中的形狀;物理信息描述了各組件的物理性質，如材料的導熱系數等;而拓撲信息則包含了各組件之間的相關性。正如伊士曼指出的，建筑信息模型包含“各組件的形式、行為和關系”，將一個建筑項目整個生命周期內的所有信息整合到一個單獨的建筑模型中，而且還包括施工進度，建造過程，維護管理等的過程信息。真實的BIM數據和豐富的構件信息給各種綠色建筑分析軟件以強大的數據支持，確保了結果的準確性。目前包括Revit在內的絕大多數BIM相關軟件都具備將其模型數據導出為各種分析軟件專用的Gbxml格式(Gbxml已經成為行業內認可度最高的數據格式。使用包括Graphisoft的ArchiCAD,Bently公司的Bently Architecture 以及Autodesk的Revit系列產品，均可BIM模型導出為Gbxml文件。這為接下來在分析模擬軟件中進行的計算提供了非常便利的途徑。也有人認為，Gbxml可以看做是BIM的aecXML一個綠色建筑的數據子集)。所以,當我們擁有一個信息含量足夠豐富的建筑信息模型的時候,我們就可以利于它作任何我們需要的分析。
高性能個人計算機的出現和普及使得設計人員歲建筑的物理環境進行模擬成為了可能。更重要的是，一些適合建筑師在方案階段使用的，簡單靈活的分析軟件相繼問世，使得對建筑物熱、光、聲的性能分析有了不同的應用領域。目前市面上的主要建筑物能量分析軟件有IES
用于建筑初期的綜合模擬軟件Autodesk ecotect analysis(生態建筑大師)的建模和分析功能可以處理任何復雜的幾何形體模型,可以對包括太陽輻射、日照、遮陽、采光、照明到熱工、室內聲場、室內外風場(需借助一些插件)都可以進行模擬，涵蓋了熱環境，風環境，光環境，聲環境日照，經濟性及環境影響與可視度等建筑物理環境的七個方面。
Ecotect analysis具有友好的三維設計界面，并提供了用途廣泛的性能分析和模擬功能。它的操作界面與建筑師常用的輔助設計軟件Sketchup，Autocad等有一定的兼容性，與BIM軟件(Revit,Archicad)基本可以做到單項的無縫連接。它的另一個特點是它的模型可以存成多種主要的專業分析軟件格式，以便輸出進行精確的模擬分析。它的開放性結構也是他成為當前主流物理分析軟件和歐美國家建筑學院環境模擬的教學軟件的原因。作為BIM的應用實例之一，Revit Architecture與ecotect analysis間的數據交換經過幾個版本的大量改進，在2010版本中已經做到了良好的數據交換。兩者之間的數據交換是不完全雙向的，即Revit Architecture的模型信息可以進入ecotect analysis中模擬分析，反之則只能謄抄數據或者通過DXF格式文件到Revit Architecture里作為參考。從Revit Architecture到ecotect analysis的數據交換主要通過兩種文件格式進行：Gbxml格式或者DXF格式。Gbxml格式的文件主要可以用來分析建筑的熱環境、光環境、聲環境、資源消耗量與環境影響、太陽輻射分析，當然，也可以分析陰影遮擋、可視度等方面。而DXF格式的文件適用于光環境分析、陰影遮擋分析、可視度分析。
Green Building Studio (GBS) 同樣是Autodesk公司的一款基于Web的建筑整體能耗、水資源和碳排放分析工具。在登入其網站并創建基本項目信息后，用戶可以用插件將Revit等BIM軟件中的模型導出Gbxml并上傳到GBS的服務器上，計算結果將即時顯示并可以進行導出和比較。在能耗模擬方面，GBS使用的是DOE-2計算引擎。由于采用了目前流行的云計算技術，GBS具有強大的數據處理能力和效率。另外，其基于Web的特點也使信息共享和多方協作成為其先天優勢。同時，其強大的文件格式轉換器，可以成為BIM模型與專業的能量模擬軟件之間的無障礙橋梁。
由以上兩種主流軟件的運用上不難看出，BIM和綠色建筑之間的聯姻，也許只需要解決“互用性”(Interoperability) 就可以了：只要數據可以相互導入導出，我們就能實現BIM的綠色建筑之路。
四. 小結與展望
隨著當下節能、減排綠色浪潮的席卷，綠色建筑的設計必將成為建筑設計的常態和主流。為達到綠色建筑設計的目標, BIM技術則提供了重要技術手段。相信隨著BIM軟件及各類綠色設計技術軟件的進一步完善。以BIM技術為核心的數字虛擬手段將大行其道。從綠色技術創新到綠色技術的應用評估, BIM技術都提供了一個廣闊的平臺。從而使綠色建筑的設計也從概念和理論研究到實施找到了一個有力技術的支撐點。
雖然綠色BIM擁有良好的發展前景，但根據2010年美國綠色BIM市場調查，目前將BIM運用于綠色建筑項目的公司中，僅有17%的公司較好地挖掘了運用BIM實現綠色建筑的潛能，綜合國內實際發展狀況，其主要原因包括：
1.參與項目的各方對BIM的概念理解存在誤區，并沒有完全在建筑設計、建造以及管理的各個專業中使用，導致可持續性建筑信息模型在這一系列環節中傳遞受阻,無法真正達到建筑全生命周期可持續的設計效果。
2.也包括BIM作為工具本身軟件性能上的不足。使用過程中發生了諸如軟件本土化不夠等問題,很多國內的建筑規范標準沒有進入模型的信息中,使BIM沒有完全發揮出它應有的能力。現有的BIM軟件無法滿足某些特殊專業功能要求，而且軟件本身過于復雜，難以有效使用。此外，部分建筑師認為現有的其他非BIM軟件在綠色建筑項目中更易于使用。
3.大多數至今仍未參與到BIM與綠色建筑設計實踐中的建筑企業而言，最主要的原因是缺乏業主的要求，同時政府在綠色建筑優惠政策上缺乏力度的同時也同時缺乏管理和經驗，符合中國國情的綠色建筑評價標準還不夠完善，導致BIM技術下的綠色建筑設計可實踐性和可操作性不強。
綜上所述，BIM平臺下的綠色建筑設計可謂積極影響與問題共存，但毋庸置疑，BIM已成為建筑領域的主要發展趨勢。而有效推動綠色建筑發展，實現節能減排目標，將是中國建設領域未來發展的重要任務。在此過程中，引入BIM，并充分借鑒其在國外發展所積累的成熟經驗，將起到至關重要的作用。