BIM技术在重庆市绿色建筑设计应用研究

BIM技术在重庆市绿色建筑设计应用研究作者：周峥华王鸿韬张建丰邓陈洋虞松山来源：《建筑建材装饰》2019年第05期摘要：随着我国逐渐发展，绿色建筑、节能建筑、住宅产业化逐渐成为了主流，绿色建筑和BIM系统的不断普及，越来越多的项目采用绿色建筑设计及BIM系统，极大的减少了建造资源的浪费，实现可持续发展道路。

本文通过对BIM技术在绿色建筑设计中的应用分析，结合本文中重庆市中科大厦案例的分析，说明了基于BIM技术辅助建筑节能的设计方法具有可行性，的确为建筑师在建筑节能设计中提供了很大的帮助。

关键词：绿色建筑;BIM技术;设计;模拟1绪论1.1研究背景随着我国数字化经济的高速发展，消费升级正在逼迫供给改革，推动消费互联网向产业互联网迈进，互联网信息技术与传统产业的融合已成为推动我国经济增长的重要新动力。

作为传统的建筑行业，面对互联网和信息化建设的不断加快，也在不断的向数字化转型，引进BIM 技术加快行业发展与国际环境接轨。

2011年，国家住建部发在《2011-2015中国建筑业信息化发展纲要》中，将BIM、协同技术列为“十二五”计划中国建筑业重点推广技术。

2013年9月住建部发布《关于推进BIM技术在建筑领域内应用的指导意见》，明确指出“2016年，所有政府投资的2万平方米以上的建筑的设计、施工必须使用BIM技术”。

基于此环境下，BIM技术在绿色建筑设计应用势在必行。

随着我国逐渐发展，绿色建筑、节能建筑、住宅产业化逐渐成为了主流，绿色建筑和BIM 系统的不断普及，越来越多的项目采用绿色建筑设计及BIM系统，极大的减少了建造资源浪费，实现可持续发展道路。

1.2国内外BIM应用现状在英国，政府明确要求2016年前企业实现3D-BIM的全面协同。

在美国，政府自2003年起，实行国家3D-4D-BIM计划;自2007年起，规定所有重要项目通过BIM进行空间规划。

在韩国，政府计划于2016年前实现全部公共工程的BIM应用。

在香港，2014年至2015年，政府计划将BIM应用作为所有房屋项目的设计标准。

在新加坡，政府成立BIM基金;计划于2015年前，超八成建筑业企业广泛应用BIM。

在北欧，挪威、丹麦、瑞典和芬兰等国家，已经孕育Tekla、Solibri等主要的建筑业信息技术软件厂商。

在中国，从2003年开始引进BIM技术开始，国家多次发布与BIM发展及应用相关文件，并将BIM技术列为建筑业重点发展技术，编制国家级BIM统一标准及规范。

各地政府、大型建筑企业发布BIM相关标准及规范逐步推进BIM技术普及，实现BIM技术应用及规范化。

市面上也涌现大量BIM相关产品供应商、软件商等，为我国BIM技术发展助力。

1.3国内绿色建筑现状美国制定了“能源之星”标识，针对取得“能源之星”标识的产品和建筑物，进行节能补贴或减免税收。

一些贷款机构为获得“能源之星”认证的建筑物提供低息抵押贷款和现金返还。

自该制度实施以来，建筑业主的能源费用从原来的11美元/平方米-33美元/平方米，减少到6.5美元/平方米-16美元/平方米。

英国政府制定了住宅建筑能效证书和公共建筑展示能效证书制度，规定住宅建筑能效证书作为财产交易的一部分，在建设、卖买和租赁中均要出示;公共建筑要根据能耗水平将公共建筑能效证书陈列在显要位置，接受公众和主管单位的监督。

英国政府还制定了一个详细的节能产品目录，如果企业和个人购买了目录上的产品，政府将给与一定税收优惠。

德国政府建立了建筑能耗证书体系，要求开发商必须向消费者出具建筑物的能源消耗证明。

最新的能源节约法也规定，住宅建筑在出售、出租时，必须出示专业机构出具的建筑能耗证书。

在我国，近年来，我国政府陆续出台了关于绿色建筑的發展政策体系，促进我国建筑行业绿色发展和城市住区环境的改良。

2016年在《住房城乡建设事业“十三五”规划纲要》中明确指出，城镇新建建筑中绿色建筑推广比例超过50%，大力推动绿色建筑发展，推动住房城乡建设领域供给侧结构性改革，2017年住建部更是明确提出建筑节能与绿色建筑发展的总体目标，实现建筑能源消费结构逐步改善，建筑领域绿色发展水平明显提高。

1.4重庆市绿色建筑及BIM技术应用现状重庆市绿色建筑行业以“强化绿色建筑发展质量，促进建筑绿色化全面推进”为发展理念，大力推动地区行业建设，截止目前，重庆市绿色建筑申报项目150多个，申报面积为2651.3万m2，完成铂金级项目2个，20多个金级项目，7个银级项目。

重庆区域绿色建筑发展等方面开展了卓有成效的工作，大量组织培训交流会，切实推动绿色建筑与建筑节能相关强制性标准的执行，并进行了多次国际合作与会议交流，引进资源扩大合作，实现绿色建筑发展理念的国际融合。

2BIM平台下绿色建筑设计2.1BIM与能耗分析软件的结合应用2.1.1BIM与EcotectAnalysis用于建筑初期的综合模拟软件Ecotect（生态建筑大师）的建模和分析功能包含了热环境、光环境、声环境、日照、太阳辐射、经济性及环境影响、可视度六类分析功能，另外还可进行可视化气象数据分析模块。

作为BIM的应用实例之一，Revit与Ecotect间的数据交换经过多版本优化已经做到了良好的数据交换。

Revit与Ecotect的数据交换有两种共通方式，Gbxml格式或者DXF格式，Gbxml格式主要可以用来分析建筑的热环境＼光环境、声环境、资源消耗量与环境影响、太阳辐射分析，也可以分析阴影遮挡、可视度等。

而DXF格式用于光环境分析、阴影遮挡分析、可视度分析。

2.1.2BIM与斯维尔BECSBECS是一款专为建筑节能提供计算分析的软件，由深圳市斯维尔股份公司开发。

构建于AutoCAD平台，采用三维建模，并可以直接利用主流建筑设计软件的图形软件，避免重复录入，大大减少了建立节能热工模型的工作量，体现了建筑与节能设计一体化的思想。

软件遵循国际和地方标准或实施细则，适于全国各地居住建筑和公共建筑的节能设计、节能审查和能耗评估等分析工作。

通过内置于Revit平台的专用模型转换插件，将BIM模型转化如斯维尔平台实现BIM模型与绿色建筑体系对接。

2.1.2BIM与PKPMPKPM是一款集建筑、结构、设备（绘排水、采暖、通风空调、电气）设计一体化的软件，由中国建筑科学研究院研发。

PKPM最大的特点是它与国内现行的建筑节能设计规范之间的紧密性。

PKPM做建筑能耗分析时要完全按照《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JCJ134）以及全国各主要省市的地方具体规范进行计算，用于判断是否满足相关节能标准的强制性规定。

经计算分析后生成的建筑节能设计分析报告书完全符合标准要求。

软件会自动依据这些规范进行建筑热工和节能的设计计算，判断设计建筑是否满足相应的建筑节能规范要求。

作为国内权威性建筑设计软件，BIM软件与PKPM的结合，在与传统建筑设计对接，保证计算分析成果准确性等方面有着重要意义。

通过BIM平台-Revit将BIM模型转换为PMCAD模型模块，实现模型对接。

2.2BIM与绿色建筑设计在绿色建筑规划设计阶段，传统绿色建筑设计往往根据大量二维施工图纸，建立绿色建筑分析模型，在这个过程中，模型的完整性完全取决于二维图纸信息是否完整、有无缺漏，可视化条件差、查阅不方便。

而BIM技术的介入，将信息可视化，实现信息与模型同步，保证分析模型各项内容完整性，且设计师可方便获取各类相关信息，制定绿色建筑设计方案。

BIM的参数化能力极大的加快设计师工作效率，减少大量重复工作且准确率更高，保证了设计与表达的一致性和准确性。

利用BIM技术可视化能力、信息集成能力，快速对建筑各项内容进行分析设计，使得各项分析形成数据联动，加快设计师从总体到局部的优化工作，从而达到绿色建筑的设计要求。

2.3BIM与模拟分析建筑性能指标在开发期就已基本确定（可视度、日照、风/环境、声环境、能耗、通风等），但是由于缺少合适的技术手段一般项目很难有时间和费用对上述各性能指标进行多方案分析模拟，并且重复建模的工作量也导致模拟的工作繁重，BIM模型技术为性能分析的普及应用提供了支持。

传统绿建模拟分析中，很多是通过根据国家规范及地方规范直接进行相关计算得到设计优化数值，无法直观的表达模拟优化后的实际效果，通过BIM技术的加入，实现数据可视化。

传统室内采光模拟中，对于室内采光可以通过一套算法对室内各个角落的光照度进行计算，但想要更高的效率，就可以运用BIM可视化手段，将项目位置、时间、天空模型等信息利用云渲染的功能得到更加准确的分析图：图片左侧是照度分析，右侧是真实渲染，左下角则是照度从暗到明的图例。

这张图片背后是一个长长的结构化数据表格，有四列数据，分别是每个点的XYZ坐标值，以及这个点的照度计算值。

不再需要看数据表格，也不需要知道照度的计算方式，从可视化处理后的图上就能直观的看到什么地方该加窗户，什么地方该加灯。

在BIM技术中，我们可以运用Revit平台实现各类模拟分析需求，Revit会自动给由墙和板封闭起来的区域加上一个叫空间的属性，可以通过分析板块中的热负荷和冷负荷模块，来设置每个空间的功能、人员密度、照明需求、加热和制冷的温度控制等等信息。

通过这些数据的设置，软件会帮你算出建筑性能分析表，给你一份能耗分析报告，进而帮你优化空间的区分，指导照明和暖通设备的设计。

这种分析、计算、模拟、优化的工作，在传统的工作方式中叫做CAE，它的历史比BIM 悠久，只不过原先因为CAD软件无法提供它所需要的数据，無法跟设计同步进行，一般都是在整个设计完成后，再用单独的软件来做，达不到知道设计的效果。

而BIM则是把CAD工作整合到设计流程中，把它需要的底层数据直接整合到构件属性里，用关联性来提升了分析模拟的效率。

像Revit这样的BIM专业软件，有大量把数据加工成信息的功能。

这些数据全部都藏在每一个族的族参数里。

比如一个简单的风管族，就有尺寸、风压、摩擦、流量、损耗系数等等几十个参数。

只要是参数，就都可以进入明细表进行数据计算，也有一些参数是在加入了风系统之后，和其他构件的参数互相关联进行更高级的计算。

3BIM技术结合绿色建筑在实际工程中的运用3.1涪陵中科大厦3.1.1项目简介重庆市涪陵中科大厦项目位于涪陵区西部新城区的工业园区项目用地面积4133m2，建筑面积为38129.47m2，地上面积33080.11m2，地下面积5048.36m2，其中地上1、2层为配套商业、3-8层为办公室（公寓式），9-26层为办公室，26层以上为电梯机房及高位消防水箱。

中科大厦项目为新建公共建筑，建筑功能为办公楼，建筑层数26层，项目结构类型为框架核心筒结构（桩基础）。

中科大厦的外墙相当有特色，让人过且不忘。

建筑外墙采用预制清水混凝土墙板，不铺贴任何饰面材料，设计灵感源于浩瀚江水，以波澜的乌江水为主要元素，赋予大厦外立面以动态的肌理美感，打破传统的外立面处理方式，远远望去阳光下犹如波光粼粼的江面，美不胜收。