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摘要：某综合办公楼为例，基于BIM 技术建立相应的3D-BIM 信息模型，通过信息转换，将该模型导入到BIM 的子系统--Ecotect 绿色建筑分析软件中，得到该综合办公楼的方案设计分析模型。利用分析模型对该综合办公楼进行日照间距、室内环境及节能分析与优化。通过基于BIM技术与传统设计方法的比较分析，结果显示：基于BIM 的方案设计，可以为建筑设计提供科学的依据，对建筑物达到绿色建筑标准具有重要的现实意义。
关键词：BIM 模型；Ecotect 能耗分析；绿色建筑
随着绿色建筑理念的逐渐推广，绿色建筑的数量也在与日俱增，然而就在数量猛增的绿色建筑中存在一些为“绿色”而绿色的现象，为追求绿色建筑的“光环”而将绿色技术及节能设备进行堆积。然而，面对传统方法在设计中存在的不足，BIM 的产生为改善其存在的不足带来了新的契机。当前，BIM 与绿色建筑在我国均处在高速发展的阶段，如何将BIM 技术运用到绿色建筑方案设计中，达到真正意义上的绿色建筑标准，从而达到节约资源的方案。以某综合办公楼为例，基于BIM技术与传统设计方法在绿色建筑方案设计的应用中进行对比分析。
一、基于BIM 的分析法
为了基于BIM 的日照间距确定，本文以大连某综合楼办公项目为例，确定其日照间距，其具体步骤为：将Revit 建立好的BIM 模型导入到Ecotect 分析软件中，为了能够快速、简便的确定日照间距，采用替代法进行分析，即在Ecotect 软件中建立一个与该综合楼办公项目高度一样的框架，并且一楼窗户位置与Revit 所创建的BIM 模型一样，同时假定该综合办公楼的正南方向有一栋与其等高的建筑，根据建筑设计标准，南向墙体接受太阳的日照至少2 个小时，选择8 点半至10 点半这两个小时，确定其日照间距。可以计算出此时红色的建筑由于受前面建筑物的遮挡，没有满足设计规定日照要求，此时的距离为16.3m，为了让该综合办公楼满足设计规定的日照要求，为此需要调整其距离，调整后距离为23m，可以算出南墙日照时间完全符合要求。由此可以看出，基于BIM 的日照间距确定方法比较简单，并且形象直观，可以直接的观察到每个时间点的阴影，而在建筑选址以及具体规划的设计中，有以下几个方面可以为建筑物争取日照，同时达到充分利用土地、节约土地的目的：利用地势高差规划建筑物的布局，以减少建筑间的间距，一方面充分利用了土地，另一方面又满足建筑物日照的要求，这点特别适合大连市的地势情况；在多排多列建筑物布局时，可以采用建筑物前后排的错位布局，利用屋面山墙空隙来获得日照；不同高度建筑物布局时，可以将高度较低的建筑物布置在向阳位置，而较高建筑物布置在其后面。
二、室内采光分析
室内空间的光环境为人们的视觉感官接受信息创造了必要条件，特别是对于一些重要场所，如医院手术室、餐饮业等场所对室内采光质量的要求尤为严格。随着《绿色建筑评价标准》的颁布，越来越多的建筑参与了绿色建筑的评价行列。而《绿色建筑评估标准》中有两项涉及室内的采光质量，即卧室、起居室、书房，房间的采光系数不低于现行国家标准的规定；办公、宾馆类建筑75%以上的主要功能空间室内采光系数满足现行国家标准。为了使参评建筑满足《绿色建筑评价标准》中的采光质量要求，建筑设计师就必须在方案设计的初期通过完善设计方案使建筑能够得到足够的光线。而对室内采光质量进行分析主要有以下两种方法：
1、传统的方法。在现实生活中，建筑物室内主要通过自然采光与人工照明得到照度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆自然采光主要是通过房间的窗户进行采光，窗户采光的局限在于照度随房间进深下降比较快，照度分布很不均匀，同时房间较深部位不能得到足够的自然光线，虽然可以通过提高窗户的位置来增加一部分自然光线，但同时又受到房屋层高的限制；而人工照明主要是通过室内布置一定数量的灯具来获得照度，通常情况下，电器工程师主要按照现行值反推灯具的总功率，以总功率来计算灯具的数量，最终在建筑中按照需要布置灯具，而很多情况下，相同类型、相同数量的灯具因为排列方式的不同，会使室内产生不同的照明效果，有时，只要灯具布置的合理，可能并不需要按照电器工程师计算的灯具总数进行布置就能达到与其基本一致的照明效果。
2、基于BIM 的采光分析。面对着传统方法在自然采光中运用的不足，基于BIM 的Ecotect 软件为室内采光环境的改善带来新的契机，即在窗户合理位置处设置阳光反射板，将太阳光通过阳光反射板反射进入房间进深较大的房间内，使房间较深部位也能够得到适宜的照度。此外，运用Ecotect软件可以确定阳光反射板的尺寸，来达到合理利用太阳光的作用，这样既能充分利用太阳光线，也能达到节约阳光反射板材料的效果。室内采光的另一种途径就是人工照明，相同数量、同一类型的灯具布置不同，产生的照明效果也不同，而Ecotect 软件具有模拟灯具布置产生照明效果的功能。采用较为分散的布置方式，产生的照度平均值为158.45lux，在程序中可以看出光线分布不够均匀，而采用较为紧密的方式布置，产生的照度平均值为156.57lux，从程序可以看出光线分布比较均匀，从分析结果可以得到，灯具的布置不同确实会造成照度的不同以及光线分布不均匀情况，这样可以为相关设计师提供灯具的合理布置，以达到照明效果最好的布置。
三、节能优化设计
近年来，随着经济的飞速发展，能源的消耗与日俱增，全球能源短缺的状况日益凸显，能源问题已经成为每个国家首要关注的问题。与此同时，我国建筑能耗占社会总能耗的比重也在不断增加，节能建筑也成为我国所推荐的一种趋势。由于不同的建筑设计方案能源消耗差别较大，因此在建筑方案设计阶段对建筑进行能耗模拟，判断建筑是否节能具有重大的意义。而对建筑进行能耗模拟分析，目前主要有以下两种方法：
1、传统的方法。大多数建筑都是参考已有生态建筑设计的案例和技术，利用以往的2D 软件，由相应的专业人士通过手工输入的方式将建筑设计的一系列数据输入到专业软件中，进行能量分析。该方法的局限在于能耗分析需要大量的专业数据，输入繁琐，专业性强，造成建筑师难以花大量的时间与精力去研究能耗模拟软件并完成不同方案的能耗分析工作；另一方面，设备工程师需要在输入建筑数据后使用能耗分析软件进行能耗分析，而分析结果并不能直接反映到建筑模型中，导致能耗分析通常安排在设计的最终阶段，不能及时为建筑师提供方案设计依据。
2、基于BIM 的Ecotect 节能分析。面对着传统方法的局限，基于BIM 的Ecotect 软件分析可以解决采用传统方法存在的问题，由于建筑朝向、维护结构性能等因素是影响建筑能耗的重要因素，为此，本文基于BIM 的Ecotect 软件分析建筑朝向与维护结构性能对建筑能耗的影响。
基于BIM 的Ecotect 设计方法与传统设计方法在方案设计的应用进行比较分析，研究发现：基于BIM 的Ecotect 设计方法在绿色建筑方案设计中的优越性凸显，虽然在其模型导入过程中可能会存在个别数据丢失的现象，但也为绿色方案设计与BIM 的综合应用提供了一种创新设计模式。随着BIM 与绿色建筑理论的不断发展完善，两者的一体化设计将为绿色建筑的发展乃至整个行业设计水平的提高贡献更多的力量。
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论文作者:胡杰,周健华,杨海龙
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/22
标签：建筑论文; 日照论文; 采光论文; 方案设计论文; 方法论文; 建筑物论文; 照度论文; 《建筑学研究前沿》2018年第21期论文;