时间：2013年08月27日 分类：推荐论文 次数：
摘要：本文针对我国目前绿色建筑设计的现状及其迫切性,引入建筑信息模型(BIM)的概念和方法。通过BIM技术在整个建筑生命周期管理中的突出优点，结合性能分析模拟软件，从而有效推动绿色建筑发展，实现节能减排目标，将是中国建筑领域未来发展的重要任务。
关键词：建筑设计师评职范文,建筑信息模型BIM,绿色建筑设计,性能分析模拟软件
建筑物是世界上最大的能源消耗者之一，其消耗的能源和释放的温室气体量占世界能源总消耗量的四分之一到三分之一。此外，建筑还影响远离其所在地的其他区域，包括河流水体，空气质量和社会交通模式。在我国，每年新建建筑80%以上为高耗能建筑，既有建筑95%以上是高能耗建筑。目前我国单位建筑面积能耗是发达国家的2~3倍以上。严峻的事实表明,中国要走可持续发展道路，发展节能与绿色建筑刻不容缓。在数字技术飞速发展的今天，建筑领域深受影响，建筑设计工具也有了长足的进步。此时，整合了大量建筑信息的模型技术——BIM应运而生，通过相应的BIM应用软件，创建简单的建筑信息模型，建筑师在设计的任意阶段、任何时间，都可以方便地对设计方案进行建筑物理环境化的评估，对于建筑的生态节能设计和建造良好的人居环境有着很大的意义。
一. 绿色建筑的发展
20世纪80年代，随着节能建筑体系逐渐完善，建筑室内环境问题凸显，以健康为中心的建筑环境研究成为发达国家建筑研究的新热点。到了1992年巴西的里约热内卢“联合国环境与发展大会”，与会者第一次明确提出了“绿色建筑”的概念，绿色建筑由此渐成一个兼顾环境关注与舒适健康的研究体系，并在越来越多的国家实践推广，成为当今世界建筑发展的重要方向。
由于绿色建筑概念传入我国时间较短，同时基础研究起步较晚，总体建筑质量较差、区域差异巨大、制度体制不完善，人们的绿色环保观念欠缺等多方面特殊的国情，使得我们在发展绿色建筑的过程中将会遇到比发达国家更多的困难。
在第七届国际绿色建筑与建筑节能大会上, 住房和城乡建设部副部长仇保兴作了题为《中国绿色建筑行动计划草案》的主题报告，其中指出：未来五年，我国绿色建筑的发展将从启蒙阶段迈向快速发展阶段，这场建筑界的革命既有可能助推我国走向绿色低碳发展之路，同时也给城市规划和建筑界带来巨大的挑战与机遇，贵在从规划、法规、技术、标准、设计等方面扎实工作和扎实的行动，推动我国绿色建筑上一个新的台阶。与此同时，我国的“十二五”规划中也明确提出了加快发展绿色建筑。
现在关于绿色建筑的研究有很多，具体而言，它涉及建筑设计和管理、原材料和建筑性能、能源和资源消耗等多个问题。因此，以提高资源利用效率为目标的绿色建筑，其技术的应用首先强调的是技术的综合化集成，如果全生命周期看作是一种纵向的整合考虑的话，技术集成体统的提出则是“整合设计”概念在横向技术组织方面的一种体现。要真正实现绿色建筑设计的自动化、数字化及整合设计，这就需要一个包含建筑全部信息的数字化模型和一个能识别这些信息的建筑性能分析工具。
二. 建筑信息模型(Building Information Modeling，简称BIM)技术
在过去的20多年中,CAD技术的普及和推广使建筑师、工程师们甩掉图板，从传统的手工绘图、设计和计算中解放出来，可以说是工程设计领域的第一次数字革命。而现在，建筑信息模型(BIM)的出现将引发整个工程建设领域的第二次数字革命。BIM不仅带来现有技术的进步和更新换代，它也间接影响了生产组织模式和管理方式，并将更长远地影响人们思维模式的转变。
根据已有的BIM应用软件及其特征，国际标准组织设施信息委员会(Facilit IES Information Council)给出了一个定义：建筑信息模型(BIM)是利用开放的行业标准，对设施的物理和功能特性及其相关的生命周期信息进项数字化形式的表现，从而为项目决策提供支持，有利于更好地实现项目的价值。
目前国际上采用BIM技术的主流建筑CAD软件有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。
从2D CAD过渡到基于BIM技术的3D CAD,是未来计算机辅助建筑设计的发展趋势。越来越多的世界知名建筑师和事务所开始使用BIM软件进行建筑设计。我国的一些设计院、事务所也开始关注这一世界上最先进的建筑CAD技术。这就为绿色建筑设计中能量分析的自动化、智能化提供了基础和平台。
三. 基于BIM平台下的绿色建筑设计
BIM的最重要意义，在于它重新整合了建筑设计的流程，其所涉及的建筑生命周期管理(BLM即建筑的生命周期是指：选址、场地改造、建筑设计、建造、运行、维护、翻新和拆除),又恰好是绿色建筑设计的关注和影响对象。建筑信息模型包含了几何、物理和拓扑的信息。几何信息直接反映了建筑在三维空间中的形状;物理信息描述了各组件的物理性质，如材料的导热系数等;而拓扑信息则包含了各组件之间的相关性。正如伊士曼指出的，建筑信息模型包含“各组件的形式、行为和关系”，将一个建筑项目整个生命周期内的所有信息整合到一个单独的建筑模型中，而且还包括施工进度，建造过程，维护管理等的过程信息。真实的BIM数据和丰富的构件信息给各种绿色建筑分析软件以强大的数据支持，确保了结果的准确性。目前包括Revit在内的绝大多数BIM相关软件都具备将其模型数据导出为各种分析软件专用的Gbxml格式(Gbxml已经成为行业内认可度最高的数据格式。使用包括Graphisoft的ArchiCAD,Bently公司的Bently Architecture 以及Autodesk的Revit系列产品，均可BIM模型导出为Gbxml文件。这为接下来在分析模拟软件中进行的计算提供了非常便利的途径。也有人认为，Gbxml可以看做是BIM的aecXML一个绿色建筑的数据子集)。所以,当我们拥有一个信息含量足够丰富的建筑信息模型的时候,我们就可以利于它作任何我们需要的分析。
高性能个人计算机的出现和普及使得设计人员岁建筑的物理环境进行模拟成为了可能。更重要的是，一些适合建筑师在方案阶段使用的，简单灵活的分析软件相继问世，使得对建筑物热、光、声的性能分析有了不同的应用领域。目前市面上的主要建筑物能量分析软件有IES
用于建筑初期的综合模拟软件Autodesk ecotect analysis(生态建筑大师)的建模和分析功能可以处理任何复杂的几何形体模型,可以对包括太阳辐射、日照、遮阳、采光、照明到热工、室内声场、室内外风场(需借助一些插件)都可以进行模拟，涵盖了热环境，风环境，光环境，声环境日照，经济性及环境影响与可视度等建筑物理环境的七个方面。
Ecotect analysis具有友好的三维设计界面，并提供了用途广泛的性能分析和模拟功能。它的操作界面与建筑师常用的辅助设计软件Sketchup，Autocad等有一定的兼容性，与BIM软件(Revit,Archicad)基本可以做到单项的无缝连接。它的另一个特点是它的模型可以存成多种主要的专业分析软件格式，以便输出进行精确的模拟分析。它的开放性结构也是他成为当前主流物理分析软件和欧美国家建筑学院环境模拟的教学软件的原因。作为BIM的应用实例之一，Revit Architecture与ecotect analysis间的数据交换经过几个版本的大量改进，在2010版本中已经做到了良好的数据交换。两者之间的数据交换是不完全双向的，即Revit Architecture的模型信息可以进入ecotect analysis中模拟分析，反之则只能誊抄数据或者通过DXF格式文件到Revit Architecture里作为参考。从Revit Architecture到ecotect analysis的数据交换主要通过两种文件格式进行：Gbxml格式或者DXF格式。Gbxml格式的文件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，当然，也可以分析阴影遮挡、可视度等方面。而DXF格式的文件适用于光环境分析、阴影遮挡分析、可视度分析。
Green Building Studio (GBS) 同样是Autodesk公司的一款基于Web的建筑整体能耗、水资源和碳排放分析工具。在登入其网站并创建基本项目信息后，用户可以用插件将Revit等BIM软件中的模型导出Gbxml并上传到GBS的服务器上，计算结果将即时显示并可以进行导出和比较。在能耗模拟方面，GBS使用的是DOE-2计算引擎。由于采用了目前流行的云计算技术，GBS具有强大的数据处理能力和效率。另外，其基于Web的特点也使信息共享和多方协作成为其先天优势。同时，其强大的文件格式转换器，可以成为BIM模型与专业的能量模拟软件之间的无障碍桥梁。
由以上两种主流软件的运用上不难看出，BIM和绿色建筑之间的联姻，也许只需要解决“互用性”(Interoperability) 就可以了：只要数据可以相互导入导出，我们就能实现BIM的绿色建筑之路。
四. 小结与展望
随着当下节能、减排绿色浪潮的席卷，绿色建筑的设计必将成为建筑设计的常态和主流。为达到绿色建筑设计的目标, BIM技术则提供了重要技术手段。相信随着BIM软件及各类绿色设计技术软件的进一步完善。以BIM技术为核心的数字虚拟手段将大行其道。从绿色技术创新到绿色技术的应用评估, BIM技术都提供了一个广阔的平台。从而使绿色建筑的设计也从概念和理论研究到实施找到了一个有力技术的支撑点。
虽然绿色BIM拥有良好的发展前景，但根据2010年美国绿色BIM市场调查，目前将BIM运用于绿色建筑项目的公司中，仅有17%的公司较好地挖掘了运用BIM实现绿色建筑的潜能，综合国内实际发展状况，其主要原因包括：
1.参与项目的各方对BIM的概念理解存在误区，并没有完全在建筑设计、建造以及管理的各个专业中使用，导致可持续性建筑信息模型在这一系列环节中传递受阻,无法真正达到建筑全生命周期可持续的设计效果。
2.也包括BIM作为工具本身软件性能上的不足。使用过程中发生了诸如软件本土化不够等问题,很多国内的建筑规范标准没有进入模型的信息中,使BIM没有完全发挥出它应有的能力。现有的BIM软件无法满足某些特殊专业功能要求，而且软件本身过于复杂，难以有效使用。此外，部分建筑师认为现有的其他非BIM软件在绿色建筑项目中更易于使用。
3.大多数至今仍未参与到BIM与绿色建筑设计实践中的建筑企业而言，最主要的原因是缺乏业主的要求，同时政府在绿色建筑优惠政策上缺乏力度的同时也同时缺乏管理和经验，符合中国国情的绿色建筑评价标准还不够完善，导致BIM技术下的绿色建筑设计可实践性和可操作性不强。
综上所述，BIM平台下的绿色建筑设计可谓积极影响与问题共存，但毋庸置疑，BIM已成为建筑领域的主要发展趋势。而有效推动绿色建筑发展，实现节能减排目标，将是中国建设领域未来发展的重要任务。在此过程中，引入BIM，并充分借鉴其在国外发展所积累的成熟经验，将起到至关重要的作用。