关键词：公共建筑；采光优化系统；BIM模型；作用原理；仿真分析
BIM模型技术具有一定科学先进性，它为当前建筑行业发展带来极大便利，而且当前的BIM模型研究发展逐渐趋于精细化，在具体技术应用方面利用到了Revit Architecture软件专门建立建筑模型，并利用了新技术实现了基于不同软件之间的模型有效交换。与此同时，在采用Ecotect Analysis软件时也完成了对建筑项目的BIM模型采光仿真优化调整。
一、BIM模型技术应用的原理与作用
（一）BIM模型技术应用原理
BIM模型技术目前被广泛运用于信息化建设机制当中，构建了建筑信息模型，它可支持建筑的全生命周期信息化管理过程，在技术应用普及性方面表现广泛且多元。另外BIM模型本身也具有诸多其它优势特征，例如它的信息完备性、信息关联性、信息一致性以及信息动态显示与编辑能力都表现良好。客观讲，BIM更像是一种思想或方法，它在参数化建模技术应用方面可真实表达建筑中各个构建属性，满足建筑构件建设应用的对象化、数字化要求。而在参数化建模技术应用方面则主要运用到了参数图元与参数化修改引擎两大部分内容。例如在参数化修改引擎中就建立了建筑门窗等基本要素的相关BIM模型，结合引擎中关联参数客观反映参数数据变化，当建筑建设过程中其基础发生变化，基础支撑的墙体与墙上门窗基础位置也会随之变化，满足建筑施工调整所有有机条件。
（二）BIM模型技术应用作用
BIM模型技术的应用作用丰富，首先它实现了构件的几何化约束与工程约束，结合参数表示几何约束相关内容，并构建拓扑约束与尺寸约束指标体系，例如BIM工程约束模型。利用不同尺寸变量中的数值逻辑关系来表示建筑设计思想与意图。基于以下两种思想，也可以明确BIM模型技术的应用作用：第一，在建立单一的数字化三维BIM模型过程中，需要继承建筑物全生命周期中的各个阶段信息内容，实现建筑项目建设优化，这里所主要优化的就是建筑物本体的工程信息与BIM模型几何信息；第二，利用BIM模型在模型数据之间建立实时动态的一致性关联体系，基于模型构件变化客观反映受该变化影响的其它构件内容。
总体来说，BIM模型时刻意代表建筑工程图文信息集合与协同运作的，它所提供的信息内容具有相对透明性，可满足2D平面视图所提出的所有要求，并升级为3D技术内容表达建筑物实体，并对模型内容进行简化，查缺补漏。另外，BIM模型是3D化的，它所制作的工程图更加清晰化、精细化，可完整描述整栋建筑的施工竣工细节内容，它所衍生出的2D施工详图相比于传统施工说明文件更加细致，内容更加丰富，确保建筑工程整体的横纵向信息关联客观有效，为建筑工程实际建设所用[1]。
二、基于BIM模型的建筑采光优化系统构建案例
（一）S工程建筑基本概况
S工程项目为某城市某地区一幢综合办公楼，建筑本体长度为44.5m，宽度为11.2m，高度为22.2m。建筑整体无任何遮挡，地势较平坦。建筑本体拥有5层，同时设置有6层顶楼阁楼，而地面一层为基准层，办公楼每层高度为3.3m（第五层因有阁楼为5.9m）。目前需要为S工程项目办公楼展开施工建设，为建筑本体建立采光优化系统，工程中就采用到了BIM模型技术，基本围绕模型建立、模型交换、模型仿真与分析3点展开，希望为S建筑科学构建建筑采光优化系统。
（二）S建筑的BIM模型建立
首先采用到BIM技术体系中的重要软件Revit Architecture建立模板新项目文件，并对项目文件进行项目设置，设置相关数据信息内容。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该项目中采用远程软件联网搜索定位，且在建筑设计过程中导出地理位置时采用Ecotect Analysis软件进行分析，明确S建筑位置。
其次为了有效降低数据冗余部分，工程设计中继续利用到Ecotect Analysis软件数据库结合区域性特点为S建筑主体建设提供气象数据，并以此为参考设置构建BIM模型。在完成项目基本信息后设置参数建模，绘制标高，并在标高绘制同时选择建立楼层平面，根据楼层不同变化建立轴网并定位建筑构件，形成BIM模型雏形。然后再在该基础之上创建墙体、结构柱以及其它建筑构件部分。在BIM构件过程中插入门窗，注意墙体方向、门窗的实际方向，利用Revit Architecture进行调整，最终搭建形成S建筑的BIM三维模型。
（三）S建筑的BIM模型交换
在BIM模型建成后，要对其进行碰撞检查，解决碰撞中可能存在的建筑冲突问题。检查完毕后对S建筑的BIM模型进行转换，具体转换为gbXML格式并进行表面分析处理，查看房间中是否缺少构件，并为模型导出gbXML格式文件，然后即可为建筑采光性能进行分析。
将分析后的BIM模型中的gbXML格式模型加载到Ecotect Analysis软件中，对建筑模型进行区域划分分析，配合模型分析做好局部处理，并将处理完的模型数据再次加载到Ecotect Analysis软件中。在加载后进行模型文件分析，去除文件中的立方体、平面体冗余数据信息，以达到提高模型转化效率的目的[2]。
（四）基于BIM模型的S建筑采光系统仿真优化分析
基于BIM模型的S建筑采光系统仿真优化分析主要基于两方面内容展开，分别为最佳朝向分析以及采光仿真分析。
1 基于BIM模型的最佳朝向分析
基于BIM的最佳朝向分析主要基于基础气象数据统计展开，它其中所统计计算的指标内容包括了大气压力、蒸汽压力、干湿球温度、相对湿度、风速风向以及太阳辐射等等内容。结合这些基础气象数据利用到BIM模型中的集成软件Weather Tool构建新的采光仿真模型，同时设置S建筑所在区域的最热月与最冷月，根据当地实际情况进行相关数据修正，且保持修正月数保持连续性，设置后可方便显示建筑最佳朝向。
2基于BIM模型的采光仿真分析
以S建筑的5层多功能厅为例展开采光仿真分析，建筑设计中主要依据《建筑采光设计标准》进行设计，首先规范光气候系数K值表，查明IV类区域中光气候系数K值规范内容和室外天然光临度照射值，进而得出S建筑的多功能厅采光系数最低值应该在2.2%左右。
然后继续利用BIM模型中的气象数据文件加载模型文件气象数据，根据房屋最佳朝向设置模型分析朝向，同时隐藏空间区域中的5层多功能厅，专门修改其中法线不朝向外的构件部分。BIM模型的具体操作方法就是利用<Ctrl+F9>快捷键，将BIM模型构建模式引入到法线显示模式中，然后在区域中选中<Ctrl+R>快捷键调整S建筑的最佳采光朝向。修改后继续按F9恢复到正常显示模式中，此时再调整建筑中各种材质的光学物理参数[3]。
结合绿色建筑评价，要保证S建筑的多功能厅采光系数达到75%以上，满足国家《建筑采光设计标准》。
总结：
利用BIM模型构建三维模型，配合仿真数据可精确导出模型数据内容，通过确定建筑朝向与采光仿真计算提升仿真数据的可处理性。可以见得，基于建筑采光性能仿真的BIM模型构建对当前建筑项目施工建设很有必要，它能够从一定程度上提升建筑整体性能，同时推广绿色建筑理念，实现建筑行业的可持续化发展。
参考文献：
[1]赵志华.基于装配式建筑 BIM 模型的建筑设计方法与分析[J].建筑工程技术与设计,2019(17):1396.
[2]周玉庭,马小军,刘怀宇.基于BIM技术的公共建筑采光仿真分析[J].电气应用,2013,32(22):45-49.
[3]王超.基于BIM技术的宾馆建筑能耗分析与节能运行研究[D].江苏:东南大学,2017.
论文作者:杨康
论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷第17期
论文发表时间:2019/12/19
标签：模型论文; 建筑论文; 采光论文; 技术论文; 数据论文; 构件论文; 朝向论文; 《建筑实践》2019年38卷第17期论文;