关于绿色生态建筑三维信息化设计的一点思考

关于绿色生态建筑三维信息化设计的一点思考
1、背景
在当前建设可持续发展型社会的大背景下，建筑领域也积极倡导节能、节地、节水、节材、环保的理念。

而设计作为建设项目全生命周期中的前期阶段，往往以最小的消耗代价决定了一个项目在建设和使用乃至拆除的全过程中的资源消耗状况。

而目前建筑领域高能消耗使用的现状，很大程度上源自“赶工设计”的结果。

建设“绿色”建筑，除了具备先进的理念和技术，如何提升设计质量，走精细化设计的道路，也是建筑实现“四节一环保”目标的重要一环。

2、面临的挑战
2.1、如何满足项目动态的研发需要
作为集设计、科研于一体的单位，设计项目往往需要在绿色可持续建筑设计领域进行诸多探索性工作，这就决定了从建筑设计方案构思阶段，就需要伴随着大量基础科研工作同步进行。

而科研工作的结论又往往对建筑方案从布局到形态提出动态的指导和修改建议，建筑师需要对方案进行多方面的调整、变化，要不停地在整体形象效果、绿色节能和具体实现间互动。

而传统设计工具的调整使工作量十分庞大，所以在有限的时间内，难以达到最充分的协调结果。

2.2、如何为决策提供更快捷的分析数据
传统的建筑设计只对建造成本负责，如何将传统设计范围扩张
到建筑策划、定位、设计、建造、使用、管理、维护等整个生命周期中，在建筑体形的设计、材料设备的选择、管理模式确定等方面均需要较为精确的数据统计作为依据，而这必然比传统设计要求提供更频繁的数据统计和调整论证工作。

2.3、如何使有限的人员完成更精细化的设计
目前国内大量的建设任务决定了各设计单位多数在超负荷运行。

设计工作量也逐年大幅度攀升。

设计、科研人员工作量均非常饱和，项目组不可能依靠增加更多的设计人员来满足为实现绿色建筑需要增加的庞大工作量。

如何让专业设计人员的工作精力和时间从一些低技术含量的重复劳动中解放出来，高效率、集中地用在更能体现价值的创造性劳动中，也是能否实现项目目标的关键问题。

3、探询解决方法
传统的二维cad制图模式很难满足绿色精细化的设计需要。

要想实现真正意义的绿色、生态、可持续性建筑设计，除了具有先进的设计理念、综合运用新材料、新科技能力，我们的设计工具，也迫切需要更新，以满足新的工作目标对“质”和“量”的全新要求。

期间，我院也在不停地探索运用一系列国内外相关领域的先进设计工具软件。

autocad针对建筑设计的三维信息化（bim）的解决方案，“revit”软件的推出，该软件所体现出三维精确化的设计模式，信息化的构建系统，实时的数据统计功能、完善的外部接口、高效的协同模式等符合我们对绿色建筑实现工具的目标需求。

为三维信息化设计工具在我院的全面推广积累经验、数据，同时探索新工具
可能带来的全新的工作协调和运行模式。

用精细化的规划设计和全寿命成本的总体控制来提升建筑设计的综合性能，尝试应用三维信息化的设计工具，将绿色节能技术有效地整合起来，以实现以下目标：
（1）信息化设计工具符合并能帮助我们实现以精细化设计应对建筑全生命周期的设计理念；
（2）三维信息化模型设计模式，在保证工程设计的科学性、严谨性的基础上，为建筑师提供直观且高效操作环境，有效提升设计品质；
（3）动态更新技术和双向关联的数据模型，为工程设计人员节省大量因绿色建筑研究而同步修改设计的时间、有效避免因频繁修改而导致设计中的错漏碰缺，提高了工作效率。

4、bim解决方案的尝试使用
bim软件的人机交互界面比较符合建筑师的工作习惯，相比较传统的“制图”工具更接近去“设计”，甚至是“搭建”一座建筑，这大大提升了大家对应用好这一工具的信心，大家普遍感觉新的设计工具在很多方面能解决长期困扰我们的问题。

4.1、实现建筑设计与技术模拟的同步化
实现绿色建筑设计，首先决定了一个项目未来的发展走向，而传统的方案构思设计阶段只能依赖建筑师对绿色、节能问题的理解做粗略分析，而模拟技术的发展，使得在设计初期对规划布局、空间分布、体型关系选择等方面进行定量的更加精确的模拟分析成为
可能。

但以往的方案设计中，考虑到项目有限的设计周期和投入的人力、成本等因素，都是建筑师先进行构思设计，再根据计算结果调整设计，经常被迫要在有限的时间里做出并不经济的选择，而新的设计工具、设计方案从开始便在三维空间中进行体量分析，对象日照间距、体形系数、窗墙面积比、外墙传热系数等初步数据生成统计数据，而通用的三维数据模型也可方便的转换到节能通风模拟软件中进行计算。

4.2、从频繁修改中解放出来
传统模式中修改往往牵一发而动全身，为了完善某个小细节而需要对大量相关设计进行调整，随之而来的烦琐的重复修改，使得大多数情况下不得不放弃对细节上完善的追求，而去应对那些不得不改的庞杂而又单调的修改工作。

参数化设计工具首先确定了项目所有构件之间的关系，这些关系可实现协调和修改管理的功能。

这些关系由软件自动创建，也可以由设计者根据项目进行情况进行个性化定义，这使设计工具有了基本的设计协调能力，任何时间在项目中的任何位置进行修改，软件都会在整个项目内按照既定的规则进行协调和修改。

有些错误到了施工中才发现，而那些已经成为永久的“遗憾”，在bim的模型里，设计师能很方便地创建透视效果来验证不同位置的视觉效果，能有效避免可能的损失。

在bim中项目需要配合调整优化建筑布局时，可以同时在平面、立面、剖面乃至任何角度的三维透视空间中与研发人员一起分析最佳的效果。

4.3、数据信息的实时统计
传统上，由于与项目相关的各项技术统计工作量十分繁杂，只能在项目大部分完成时，进行必要的统计和经济核算，而构件参数化设计工具，提供了一种可以实现随设计随统计的同步数据采集汇总功能，使设计人员可以在项目的不同阶段就能依据设计或研究工作的需要，把通常只有到最后才做的面积计算、材料用量统计、表格编制等提前进行，而配合一定的单价计算，可以对项目的经济因素进行更有效的分析和控制，而不必担心因某个修改而使这些“提前”的工作前功尽弃。

实现更有效的“经济”设计，使建筑师的每一步工作都能同时落到实处，有效避免出现那种设计是很不错但由于投资偏差太大而成了不可能实现的“空中楼阁”的情况。

设计师有条件充分利用建筑材料、结构框架和设备排布本身的美，大大减少需要二次装修的空间，体现了精细化设计带来的经济适用和简约美观的统一。

4.4、三维信息化设计工具实现与配合人员更有效沟通
三维的设计环境给设计师和业主在设计的各个阶段多角度地观察、体验建筑的机会，传统的设计模式只是在方案阶段有主要角度的三维效果图，而随着设计深入进行的众多调整，就只有建筑师自己在脑海里靠空间感觉去想象了。

往往出现业主只有项目建成了才看到“真实”效果。

bim的工作环境使任意角度的三维效果生成变成一个简单操作，而且可以在生成的效果上进行相关部件的实时调整。

各专业的工程师可同时在三维构件设计中找到自己关心的内
容，这对传统设计工具而言几乎是一项不可能完成的事情，而在bim 里，建筑师可以在计算机屏幕上的三维空间里进行讨论和同步修改。

5、结语
信息化的设计过程，使我们可以更积极地控制建筑设计的各种经济技术指标，同时与通风、日照、能耗等技术实现跟踪模拟，实现更加准确和精细化的节能生态设计。

利用三维信息化设计工具，我们可以随时从更真实的角度对设计成果进行评价和调整，避免更多可能建成后才发现的遗憾，提高工作效率，大大减少频繁调整给设计人员带来的工作量。

三维信息化设计工作的使用使我们更加坚定了走全面提升设计品质、实现精细化绿色建筑设计的道路，以更高的生产效率和设计质量，来提升企业的市场竞争力。

我们相信，在我国高速发展的建筑市场对精细化设计、绿色生态设计和全寿命周期设计的需求日益增强的情况下，随着这一全新理念设计工具的推广应用，配合国家大力发展循环经济、绿色建筑、努力提升建筑品质的政策环境，必将为我国的建筑设计水平的全面提升提供新的契机。