建筑可視化分析精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇建筑可視化分析范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

>> 可視化管理的煤炭成本管控研究 高?？紕展芾砜梢暬芯?基于IMAGIS 2.3構建三維可視化校園社區管理系統的研究 基于Skyline校園三維可視化研究 基于GIS校園地下管網三維可視化的研究 數字圖書館館藏資源可視化研究 基于Google Maps API的地產資源可視化管理系統 高校數字圖書館學術資源門戶的可視化構建研究 數據資源匯聚中可視化建模的研究與應用 音樂可視化研究 信息資源管理研究熱點與前沿的可視化分析 信息化技術可視化項目管理系統的研究 基于可視化管理的企業營銷管理變革研究 基于RFID的可視化地下電纜管理系統的研究① 基于知識圖譜的國內知識管理領域可視化研究 可視化智能倉儲信息管理系統的研究與設計 基于認知心理學的可視化管理選擇與應用研究 石化行業管道管理系統的可視化研究與應用 基于BIM的建筑工程可視化項目管理系統研究 實驗室儀器設備管理的可視化研究 常見問題解答 當前所在位置：#c1_15.

[4]李治洪.WebGIS原理與實踐[M].北京：高等教育出版社，2011.

[5]李志秀，張軍，陳光，楊麗紅.JQuery Ajax 異步處理JSON數據在項目管理系統中的應用[J].云南大學學報（自然科學版），2011（s2）：247-250.

[6]曾江峰.基于百度地圖 API 的門店信息搜集系統設計與實現[D].華中科技大學， 2013.

篇(2)

Abstract:Building information modeling (Building Information Modeling)referred to as BIM, is the building itself and the construction ofthree-dimensional model of the process and data information,these models and information in the whole building life cycle can be sustained by each participant with, reach the control and management of construction process for the construction and. It has coordination, visualization, simulation, and five characteristics of graph optimization.

關鍵詞：BIM；模擬施工；碰撞檢測；信息模型；可視化分析；虛擬管理

中圖分類號：TE42 文獻標識碼：A

建筑信息模型（Building Information Modeling）簡稱BIM，是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，進行建筑模型建立。隨著市場需求和建筑行業迅速發展，高端業主尋求可持續設計、管理、運營的解決辦法，紛紛開始把目光投向BIM平臺。目前分析BIM在施工企業應用方向主要有以下幾個方面。

BIM技術的出現，真正將項目的全生命周期進行串聯，但目前設計、施工、運營在產業上被割裂，各個階段的數據未能實現有效流通，對BIM的應用發展有著較大的阻礙作用。建筑業軟件廠商需要提升上下游合作，加快實現數據接口的打通，實現BIM在項目生命周期全過程的有效利用。

珠海歌劇院鋼結構模型 大連恒隆廣場建筑施工模型

目前，BIM技術在中國建筑總公司旗下的企業已經開始滲入到項目管理的各項環節中，例如珠海歌劇院、大連恒隆廣場等項目已經利用BIM技術解決了施工過程中很多重要的問題。BIM對于工程建設業有著革命性的作用，但作為新生事物，產業環境還不盡成熟，仍需要有所突破，希望BIM技術的推廣能得到更多的支持與幫助，對建筑施工企業的發展能起到推波助瀾的作用。

參考文獻：

1.《中建八局建筑信息模型（BIM）作業指導手冊》；

2.《 Revit Structure 基礎概念教程》；

3. 《Revit Architecture 基礎概念教程》；

4. 《Building Information Modelling (BIM) Standards Manual for Development and Construction Division of Hong Kong Housing Authority》；

篇(3)

關鍵詞：BIM；項目管理；電力工程

隨著國家“一帶一路”和工業4.0，以創新驅動的行動計劃與經濟全球化進一步加快，信息化、數字化發展水平已成為提高企業綜合素質和核心競爭力的重要砝碼。在“互聯網+”盛行的當下，傳統行業正受到移動互聯的影響，有的說是沖擊，也有的說也是機遇，角度不同、觀點不同，反應不同罷了。在互聯網大勢的推動下，能吸引更廣泛的用戶，才能得到更大的市場。我國正在推行的“以信息化帶動工業化”戰略，企業也越來越意識到信息技術對于轉型升級和管理運作模式的重要性。傳統的工程建設領域近些年也在尋求新的發展，特別是電力企業，在借鑒了建筑領域的BIM經驗后，也在探索適合自身特點的發展道路。雖然在建筑業應用已久，但BIM在電力工程項目上仍是個新概念，從電力工程建設的過程控制，到造價管理、進度管理、質量管理等三大目標的實現，均有其獨樹一幟的特點，是一個建設項目物理和功能特性的數字表達，是一個共享的知識資源，是一個分享有關實施過程的信息描述。

1BIM概述

1.1BIM的概念

BIM，譯為：建筑信息模型（BuildingInformationModeling）或建筑信息管理（BuildingInformationManagement）是以建筑工程項目的各項相關數據作為基礎，建立起的三維建筑模型，并通過數字模型仿真模擬建筑物所具有的真實信息。很多文章中曾提及過BIM技術，其實BIM并不是一種技術或軟件，究其源頭是一種概念，基于建筑產品模型的概念，類似于制造業的產品數據模型，即以數字形式表現建設過程和實施管理，同時也是以數字形式進行建設過程以及實施管理的信息交流和相互操作。

1.2BIM的特點

BIM具有信息完備性、信息關聯性、信息一致性等特性，和可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性等特點。（1）可視化：可視化即“所見所得”。BIM提供了可視化手段，通過軟件幫助人們將以往圖紙上單調的，線條式的表述，轉化成為三維立體的實物圖形展現出來。尤其是近年來的建筑物形式各異，復雜造型不斷推陳出新，原先那種單憑建設者的理解和經驗來建造的模式已越來越不能適應新要求。在BIM建筑信息模型中，考慮到了構件間的互動性和反饋性，通過整體可視化過程，不僅可以生成總體的效果圖及報表，還可以對項目設計、施工、運營各階段中存在的問題清晰辨識，做到一目了然。（2）協調性：在項目設計階段，設計單位通常按照建結水暖電等專業設置部門，同一項目組成員分屬不同部門，且設計過程中并溝通較少，各專業設計經常會出現相互碰撞的現象，如給排水專業中的管道在進行布置、施工的過程中，可能發生布置管線時與同一位置暖通等其他類型的管線沖突，這就是施工中常遇到的碰撞問題。一般發生此類情況時，只能靠工程協調部門來解決，既耽誤工期，還牽扯變更，影響成本。利用BIM的協調就可以輔助規避這種問題，在建筑物設計階段對各專業的碰撞問題進行模擬，生成協調方案，避免問題出現后再去解決的被動局面。（3）模擬性：BIM的模擬性除了能夠生成建筑物模型之外，還可以模擬出真實世界里不可操作的事物。例如節能模擬、日照模擬、進/通風量模擬、緊急疏散模擬、熱能傳導模擬等均可在設計階段進行；4D模擬（三維模型加時間）在施工階段，可以根據施工組織計劃來模擬實際施工，從而確定施工方案的合理性；5D模擬（基于4D模型的造價控制）同樣可以在施工階段進行模擬，幫助建設方控制成本；在建筑的后期運營階段，可以利用BIM模擬日常緊急情況的處理方式，如火災發生時人員的疏散模擬、地震發生時的人員逃生模擬，以及其他緊急狀態下的應急處置模擬等。（4）優化性：整個項目建設都是一個不斷優化的過程，從設計、施工和運營的全過程都需要優化。目前，動輒400米以上的高層建筑隨處可見，內部結構、設施紛繁復雜，其復雜程度使得參建人員無法掌握所有信息，必須借助一定的技術手段。BIM模型及其優化工具提供了項目方案的優化和特殊項目的設計優化，通過優化可使工期和造價得到改進。（5）可出圖性：結合軟件，BIM可以對建筑物進行可視化展示、協調、模擬、優化，在完成碰撞檢查和設計修改，消除了相應錯誤后，可輸出相關文檔，如綜合結構留洞圖（預埋套管圖）、綜合管線圖、碰撞檢查糾錯報告和建議改進方案以及一些構件加工的圖紙等。

2國內企業對BIM的需求

在國際上，“BIM之父”——喬治亞理工大學的CharlesEastman教授，早在1975年就創建了BIM理念，并開始了為便于實現建筑工程的可視化和量化分析，提高工程建設效率為目標的理論研究和實踐探索。但由于當時計算機處理能力和新概念影響力等原因，在我國企業應用較少。雖然很多國內企業對此普遍抱有熱情，也想盡快完成本地實用化，但由于技術標準和人才等原因，直到2000年以后才有所突破。BIM之所以受到各大企業的追捧，是因為看到了其在工程造價、設計、施工和運營管理等方面的巨大價值。尤其是在設計和施工上，據美國2009年出版的《商業房地產革命》著作中列舉了這樣一組數據：現有模式的生產建筑成本差不多是應該花費的兩倍；72%的項目超預算；70%的項目超工期；75%不能按時完成的項目，至少超出初始合同價格的50%。做過工程項目的人都知道：“錯漏碰缺”（設計上的錯誤、遺漏、碰撞，缺陷等）聽起來很專業，改起來卻很花錢；“設計變更”變一次花一次錢。實際施工中，該預留洞口的地方沒有留，管線施工中的避讓時有發生，經?？吹接行﹦偨ê玫牡胤讲鹆擞种貋?。業主為此投入了巨大的開銷、時間和精力，既不利于成本控制，也不利于把控工期。為此，國際上知名主打BIM理念的軟件公司，與高校合作建立實驗室，并從設計之初就參與國內項目的建設。隨著南京青奧會議中心，上海中心大廈、上海迪士尼和“中國尊”等項目的相繼投運，可以想見會有越來越多的公司將BIM納入項目管理的范疇。

3電力企業的BIM探索

電力行業由于自身行業特點，計劃性強，而且對安全的要求相對較高，對新技術的應用必須先有一個穩定和成熟的過程。此前鮮有以BIM為核心來整體實施的電力建設項目，只是在電力工程造價，建/構筑物建模、分析等層面有所涉及。此外，出于對電力生產安全和變電站等建筑物結構特點的考慮，BIM理念和實施方法并未完全在電力建設方面發揮出重要作用。隨著近幾年一批BIM概念下的應用軟件問世，完善了如結構分析、碰撞檢查、工程量統計、施工模擬、可視化交底和運營管理等，涉及項目管理的全過程。由于技術上的成熟度和在建筑行業的廣泛應用，一些電力企業于是也開始著手探索電力工程建設領域的BIM應用，謀求企業增效。將設計人員從繁重的繪圖、出圖工作中解放出來，降低不同專業間的碰撞問題，降低設計變更率；幫助施工單位快速領會設計意圖，把更多精力投入到現場預控和重要節點、關鍵部位的把握上；監理單位可借助產品模型，對項目過程實施管控；建設單位與運行單位則可從項目策劃、設計、施工到運行管理的各階段做到準確把控。

4BIM與電力工程

4.1過程應用

與建筑業相比，電力工程具有施工現場由于生產環節多、地域分布廣，現場環境各異以及工程個體間聯系性強等特點，對項目的整體協調性有一定的要求。眾所周知，BIM是一個由二維模型到三維模型的轉變過程，也是傳統施工中從被動“遇到問題，解決問題”到主動“發現問題，解決問題”的一個轉變過程。諸多方面都可以和BIM結合起來，以變電站的建設為例，預埋件的安裝是變電站土建施工的重點和難點，在設計時要嚴格把關且根據預埋件的大小和實際情況在圖紙驗收前做出合理、科學的設計。變電站的土建施工原則是先地下后地上，預埋件的安裝是地上工程和設備的基礎，其安裝質量直接影響到工程美觀和設備投產后的使用性能。各種預埋件和預埋管道的施工工藝都是比較復雜的，因此施工單位要對圖紙要有深刻的理解，要精確的測量預埋件的中心線、高程和定位軸等數據，并且精準定位，通過BIM軟件可視化并協調這些施工；比如構支架基礎施工中對于復雜的鋼筋節點，在模型建立后進行觀察，找到鋼筋的碰撞點，對鋼筋的布置進行優化，也可以模擬模板支撐體系的受力狀況，以確保該體系的施工安全，體現了BIM的模擬性和優化性。綜上所述，應用BIM模型，可以為復雜的電力工程項目帶來傳統作業方式下無法比擬的便利。

4.2應用前景

作為中國第一座，也是當今世界上最先進的全地下筒形變電站——500kV靜安（世博）地下變電站，該項目采用國內最深的逆作法施工，過程中面臨著大件設備運輸吊裝風險大、高落差注絕緣油難度大、地下管線敷設復雜、交叉作業頻繁、施工環境惡劣、工期緊，質量要求高等難題。但通過結合BIM輔助項目建設多維集成管理的解決方案后，不僅實現了高效的項目合作與溝通，順利完成工程計劃與建造，還很好的進行了風險預測與過程控制?？梢哉f，BIM為設計方解決了“設計內容是如何建造”的問題；為施工方解決了“施工是否組織合理”的問題；為建設方解決了“如何去管理和控制”的問題，為今后電力工程的項目建設提供了良好的借鑒經驗。

5結束語

目前，BIM理念及其實施方法在電力工程建設領域愈發受到重視，火電、風電、水電各有涉及，在土建、變電、輸電等施工現場作用明顯，從項目的可視化、模擬性，過程的協調性，以及貫穿始終的優化性上，都是以往所無法比擬的。相信通過以BIM、大數據、云計算、物聯網、智能移動等為代表的先進技術和概念的綜合應用，必將在電力工程項目上得到更為廣泛的應用。

參考文獻：

[1]王雪青,張康照,謝銀,等.BIM模型的創建和來源選擇.建筑經濟.2011,(9).

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[3]劉占省.BIM技術與施工項目管理.北京:中國電力出版社,2015.

篇(4)

關鍵詞：性能化建筑設計；BIM技術；

中圖分類號：TU2文獻標識碼： A 文章編號：

一、建筑信息模型(BIM)

BIM已包含了所有的幾何模型信息、功能要求和構件性能，把一個項目的生命周期內的信息整合到一個建筑模型中。運用 BIM 技術，建筑師在設計過程中創建的虛擬建筑模型已經包含了大量設計信息，只要將模型導入相關的能量分析軟件，就可以得到相應的能量分析結果。通過相應的 BIM 應用軟件，在方案設計的初期階段就能夠方便快捷地得到直觀、準確的建筑能量性能反饋信息，幫助建筑師及時對方案做出分析和調整。

比如與 Ecotect 生態建筑大師設計軟件相結合，將BIM 模型輸入即可得出較為直觀的數字化的可視分析圖?？商峁┰S多即時性分析，比如對模型的太陽輻射、熱、光學、聲學甚至建筑投資等綜合的技術分析；與CFD 類軟件結合，則可迅速分析建筑內的自然通風及對周邊氣流造成的影響；與Virtual Environ-ment(VE)軟件結合，可以在建筑前期對建筑的光照，太陽能及溫度效應進行模擬。

二、基于 BIM 技術的性能化建筑設計

被動設計是指應用自然界的陽光、風力、溫濕度的自然原理，以規劃、設計、環境配置的建筑手法來改善和創造舒適的室內外環境，盡量不消耗常規能源的設計方式。目的是盡量減少或者不使用常規能源供熱、制冷及照明，并創造高質量的室內外環境，設計策略強調的是依據當地的氣候特征進行設計，遵循建筑環境控制技術的原則，考慮建筑功能和形式的要求等。本文試圖從以下幾個方面討論 BIM 在性能化建筑設計中的應用。

（一）氣候特征分析

BIM技術可以將繁雜的氣象數據信息以圖表的可視化方式表達出來，以幫助建筑師直觀地認識建筑基地所處地區的氣象資料。

比如繪制出逐日的氣象參數數據；確定建筑最佳朝向；利用焓濕圖，分析各種被動策略的組合效果，可以調節設計參數，觀察圖形變化，找到適宜的被動策略。如圖 1 為采用被動太陽能采暖、蓄熱效應、高熱容圍護 + 夜間通風、自然通風、直接蒸發降溫和間接蒸發降溫多種被動策略措施的焓濕圖。通過這種可視化的界面，建筑師就可以定性地分析出適應本地氣候特征的最佳被動設計措施及其效果。

圖 1 多種被動措施的焓濕圖

（二）日照采光分析

在建筑設計階段處理好建筑日照與采光是實現建筑節能的根本環節和重要措施?；氐匦纹鸱?、建筑的布局形式都會對日照和采光產生較大的影響。所以對于基地進行合理模擬分析，尤其要對場地的日照遮擋情況進行準確分析。建筑師可以根據基地狀況運用Virtual Environment軟件進行初期的日照時數、陰影遮擋等模擬分析，根據模擬結果合理地進行建筑總平面布局、洞口設計，從而保證建筑能在冬季最大限度地接受太陽能輻射，夏季減少太陽輻射的影響。圖 2、3 所示為 Suncast 軟件和 Radiance 軟件對本溪黃柏峪生態小學所做的日照陰影分析和遮擋分析

圖 2 日陰影分析

圖 3 日照遮擋分析

（三）風環境分析

合理的自然通風不但可以使節能效果顯著，而且可以改善室內的居住空氣質量。建筑風環境模擬的目的就是希望對建筑物的空氣流動情況進行模擬和比較，來優化建筑的空間環境，減少建筑的能耗，充分利用自然資源。利用 BIM 技術創建的虛擬建筑模型，可以通過 IFC 數據標準將其導入 CFD 軟件中。通過BIM 與 CFD 技術的結合運用，建筑師可以方便、快捷地對建筑內、外環境的氣流流場進行模擬分析，對建筑的風環境做出分析和評價。從而進行建筑的優化設計。

圖 4 為某小區模擬室外的風場。通過可視化的結果可以看出小區內整體的風速和風向，合理調整規劃布局、建筑高低錯落布置等方法滿足小區內適宜的風環境。

圖 4 某小區風場

（四）遮陽分析

遮陽設計是在夏季炎熱地區防熱的主要手法。尤其在太陽能建筑設計中，根據氣候條件綜合考慮利用太陽能的同時，合理的遮陽設計可以大大降低空調的能耗。圖 5、6 為南加州建筑學院、SOM和蓋里在印度所做的一個研究性項目。用 Ecotect 軟件對建筑西立面和南立面的年太陽輻射做出統計，并根據上一步計算，在立面的不同區域結合輻射值大小考慮了遮陽設施的疏密布置，在高輻射地方遮陽設置較密，低輻射地方遮陽設施較稀疏。

圖 5 建筑效果圖

圖 6 遮陽布置

（五）場地分析

BIM可以使建筑師在設計前期時注重場地的生態環境。比如建筑師可以利用 BIM 將綠化、水體整合到一個建筑的形式和功能中去，使設計之初就能考慮到建筑對場地的生態影響。圖 7 通過對場地進行熱輻射分析。了解場地的熱輻射情況，對場地景觀設計提供量化的數據依據，在輻射較大的地區，通過配置不同的綠化植被，起到隔熱、遮陽等作用。圖 8 為某小區的場地熱輻射分析。在小區輻射量比較大的區域內設置水體、常綠喬木、涼亭、廊架等休閑設施以利于隔熱或者避開主要活動的小區廣場區域，即滿足了人的使用需求，也改善了小區的微氣候環境。

圖 7 日總曝輻射量

圖 8 某小區內日均輻射總量

三、結束語

大自然的風、光、熱、水等環境因素，是影響建筑性能的決定性因素，在設計階段，引入BIM技術，能在設計過程中提供直觀的性能化分析數據，完善建筑設計，改善建筑的綜合性能。目前，BIM 技術已經深刻影響著建筑設計行業，其不但可以極大提高建筑設計行業的整體效率，而且還可以在建筑全生命周期內，優化設計、保證建筑設計質量。雖然，目前 BIM 技術在現實應用中還存在很多不足，比如：國內外建筑標準和規范的不同，與BIM技術相關的軟件較多，一體化平臺設計還有待逐步完善等。但隨著計算機技術的進步，BIM 技術在建筑設計中的應用會是未來的發展趨勢并逐步走向成熟。

作者簡介

篇(5)

【關鍵詞】BIM技術；橋梁工程；全壽命周期

0 引言

BIM（Building Information Modeling）是以三維數字為基礎，集成了建筑工程項目各種相關信息的工程數據模型，是對工程項目設施實體與功能特性的數字化表達[1]。其概念于1975年首次被提出，繼而美國于2007年頒布了第一個國家BIM標準，BIM技術開始在國外廣泛應用。BIM技術因其具有可視性、模擬性、優化性、協調性、和可出圖性等特點在工程中發揮了重要作用，提高了建筑行業的效率。2001年，BIM技術開始逐步在我國建筑行業中得到應用。上海中心大廈、中國尊等一批重點工程全面采用BIM技術，帶來了工作效率的顯著提升。隨著住建部建筑業信息化發展“十三五”規劃，BIM技術已列為重點發展技術之一。各省市如北京、廣東、上海等各地政府也相應出臺了相關政策推動BIM技術的應用。在國家政策支持和BIM技術本身具有的優勢下，BIM技術受到廣泛關注并成為理論研究和實踐應用的熱點技術之一。

橋梁工程是國家基礎設施的重要組成部分和交通系統的節點。隨著城市和社會經濟的發展，橋梁工程的規模日益擴大，大型橋梁、特大型橋梁工程，其復雜的結構要求和多變的造型形式，使得傳統的設計方法和施工手段體現出很多弊端。同時，大量已建橋梁工程由于“老齡化”和服役條件惡化導致病害問題突出，安全事故日益增多，統計我國危橋總數已達9.4萬座，占現有橋梁的1/9，且今后這一比例還會不斷提高[2]。橋梁運維階段的安全監測和養護十分重要。因此，基于橋梁工程全壽命周期的精細化管理、信息化管理急需新的信息技術支撐。學者們圍繞BIM技術及其在橋梁工程中的應用開展了大量理論研究，這些研究為BIM技術在橋梁工程全壽命周期中的實踐應用及BIM技術的發展提供了理論依據。

1 BIM技術在橋梁工程設計階段的應用

設計階段對節約投資、控制工程進度、質量等起著關鍵性的作用。在傳統設計方式下，各專業設計人員分散工作導致各專業工程之間容易產生不協調或碰撞，到施工過程中才發現問題，從而導致設計變更，增加成本。而BIM技術提倡的就是協同工作，設計人員基于同一個平臺進行信息共享和交流，改變了傳統的設計模式，通過軟件的自動碰撞檢查不僅提升了工作效率，而且使得大量的沖突問題在施工前就得已解決，大大的降低了設計變更的數量，從而減低了工程造價。韓厚正等學者深入分析了BIM應用于橋梁設計時在可視化、參數化設計、智能化設計、自動化制圖和協同工作等諸多方面的價值，表明BIM在橋梁設計中的應用不僅能顯著提高設計效率和質量，更有利于優化和再造橋梁設計乃至全生命周期管理的流程，可極大地提升橋梁工程的建設與管理水平[3]。

BIM技術根據工程實際信息建立的三維模型，使整個橋梁工程可視化水平高，通過模型、動畫、漫游等方式可以直觀的將設計理念傳遞給業主，便于業主方理解和決策。劉智敏等學者通過分析BIM技術在實際工程設計階段的應用，得出BIM技術可以大幅度改善業主與設計方的溝通效率，從而為優化設計和建設階段工作奠定良好的基礎[4]。

2 BIM技術在橋梁工程施工階段的應用

2.1 可視化技術交底

施工階段技術人員通常以圖紙和規范進行技術交底，可視化程度低，交底時施工人員易產生理解錯誤而導致施工材料浪費或施工進度拖延。曹旭光等研究發現利用BIM模型向施工單位進行技術交底，能夠通過BIM模型的可視化性和信息性向施工人員詳細介紹設計思路，對施工危險、施工難度大的地方進行協調修正，避免實際施工工藝與施工圖紙產生分歧的情況，從而避免施工浪費與質量不達標的問題[5]。

2.2 施工模擬與施工工序的優化

與普通建筑工程相比，橋梁工程的施工環境多變，對施工方案要求高，因環境等客觀因素導致的不可預測因素較多，難以保證施工方案的可行性?；贐IM技術可以進行橋梁工程的施工模擬。即施工前根據施工方案將BIM模型進行切分、定義BIM模型的時間、位置、資源需求等參數，在計算機中模擬橋梁建造過程[6]。用這種方法，將施工時間作為單位，對施工進行模擬，同目前施工現場的環境相結合，及時調整工程情況，從而對不同的施工方案進行調整[7]。李紅學等結合實際工程項目利用BIM技術和模擬技術，將橋梁三維模型與施工方法有效集成在一起，進行橋梁施工工序的模擬，指出應用BIM技術進行生動、直觀的過程模擬，可以對橋梁的復雜工序進行細化分析，進而對施工工序進行優化，施工人員可以有效分析復雜結構的施工工序是否合理、預制構件的吊裝程序是否合理[8]。

2.3 施工管理優化

傳統管理思想是一種被動管理，即等待問題發生后再采取相應措施，而基于上述可視化技術交底和施工模擬，項目管理人員可以提前發現工程中出現的問題并及時解決，做到事前管理，提高管理效率和管理水平。王鳳琳等學者結合襄陽漢江三橋工程、武漢江漢六橋工程實例，將BIM技術應用于工程項目的施工管理、成本控制，采用Revit軟件和Tekla 軟件創建三維模型，導入Navisworks軟件中進行整合、分享和審閱，實現了設計圖紙交底、技術方案優化、機械設備協同和物資材料管控[9]。除此之外，在以往三維模型加時間維度的4D模型基礎上，5D模型再與成本相結合，實現了包括物料、施工進度、資金流量等方面的施工階段的動態管理。

3 BIM技術在橋梁工程運維階段的應用

橋梁工程的運營階段在橋梁工程全生命周期里是耗時最長、信息量和管理的工作量最大的一個階段，這一階段的時間遠遠超出建設階段的時間，同樣的該階段的成本大約占建設項目全壽命周期的55%～75%[10]。因此有效控制和管理該階段十分重要。

橋梁工程結構體量大，施工環境多變，而在運營階段，所需的信息量更大，參與的人員更廣。在傳統橋梁工程中，由于不同階段涉及專業眾多，在信息的建立與傳遞過程中容易造成數據丟失，對后期橋梁的運營維護造成較大的困難。李亞君研究分析了基于BIM技術的橋梁工程運營精益管理、基于BIM技術的協同工作平臺和其他一些應用，指出通過構建基于BIM技術的協同工作平臺，并結合計算機“云”技術等網絡技術，將實時的橋梁運營信息以共享的方式傳遞到各個參建方和相關管理部門，讓各方及時獲取相應信息并制定下一步決策[11]。

橋梁養護作為后期運維的重點之一，一直以來受經濟和技術條件限制，存在“重建p養”現象，而BIM技術的到來一定程度上解決了技術上的問題。沈海華等在分析中國公路橋梁管理系統（CBMS）的基礎上，初步探討BIM技術與地理信息系統（GPS）相結合的應用模式及可視化橋梁養護信息的實現方式，結合橋梁信息模型的特點，分析了建立專家輔助決策系統的可能性，為BIM在橋梁養護管理系統中的應用發展提供參考[12]。BIM技術不僅可以在一個完整橋梁項目的運維階段發揮明顯成效，還可以有效解決既有橋梁工程運營維護的難題。周紅波等提出了解決既有橋梁建筑信息模型快速重建關鍵技術，解決了既有橋梁建筑信息模型創建問題；進而借助項目案例，完整地展現從既有建筑信息模型到運維管理系統的實現技術路線，為既有橋梁建筑以及其他類型既有建筑的BIM技術應用找到了一條全新道路[13]。

4 橋梁工程量統計

傳統橋梁工程中其工程量和造價主要依靠人工計算，其工作量大、校核時間長、精準度及效率較低。不同專業造價人員的參與容易造成信息冗余和共享困難的現象。引入BIM技術后，各階段工程量及造價不僅可以通過軟件進行快速準確的計算，還可以將每個階段的數據儲存在同一個數據庫中，為下一階段提供數據支撐，更便于校核與調取。汪杉通過Revit以橋梁變{箱梁為例，指出在配筋完成之后，通過BIM得出的工程量數據不僅可以估算橋梁造價，為方案擬定提供真實可靠依據，還可以為以后施工階段編制施工圖預算提供數據支撐[14]。

5 結語

BIM技術作為現階段橋梁工程中最熱門的技術之一，其應用效果突出于可視化、模擬、協同性強等特點必定使得該項技術在未來建造工程中擔任愈加重要的角色。比起房屋建筑領域，BIM技術在橋梁工程中的研究應用尚處于起步階段。目前鮮有較完整的應用案例，多數研究僅集中于BIM技術在橋梁設計階段和施工模擬中的應用。而BIM技術在橋梁后期監測和維護中的應用尚存在很大的研究空間。設計階段BIM應用的核心是模型建立，而目前橋梁工程方面的軟件針對性不強，建模效率較低。除此之外，目前企業中缺乏具有相應能力的專業BIM團隊，缺乏統一的執行標準，將BIM理論運用到實際工程中還存在較大距離。今后對橋梁工程等大型基礎設施工程的軟件開發方面值得更加深入的研究，同時也應加強技術人才的培養。相信在國家政策的指導下，隨著研究力度和深度的加大，BIM技術將會在橋梁工程全壽命周期中展現更大的價值。

【參考文獻】

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篇(6)

上?，F代建筑設計（集團）有限公司技術中心建筑節能技術研究學科中心（所）副所長。在建筑遮陽理論、計算機仿真技術、綠色建筑工程實踐等方面有研究。近年主要參與的科研和工程項目包括綠色技術在申都大廈舊樓改造工程中的集成應用研究、上海市建筑節能示范項目評估研究、上海世博會展館建筑中節能技術及可再生能源應用研究、京滬高速鐵路上海虹橋站、世博軸、申都大廈等。

摘要：回顧綠色建筑的發展及其帶來的建筑行業的變化，闡述綠色建筑的概念及其理念給建筑設計行業帶來的新要求，提出設計行業應變綠色建筑要求的革新思路，包括設計準則、設計流程、設計方法和設計工具四個方面。

關鍵詞：綠色建筑 設計 革新

1、背景

自2006年我國“綠色建筑評價標準”以來，我國的綠色建筑在2012年已經步入快速發展的通道。這個階段，綠色建筑的理念也已被社會各界廣泛認同，包括大型房地產開發企業、大型建筑施工企業以及最早接受此理念的建筑設計院、科研機構。隨著國家住建部和財政部的財建[2012]167號文的，綠色建筑將進入第四階段，即快速發展階段，其理念將真正滲透進入建筑行業的各個領域，不僅包括開發、設計、施工，還包括規劃、物業運維、檢測、招投標、概預算、建筑產品、部品、材料以及建筑管理等各個方面，綠色理念將成為市場競爭的核心要素。

對于建筑行業來說，建筑市場即將進入綠色品質的競爭階段，隨之而來的是房企不斷改革，更加注重建筑建造后的運行管理和商業開發，從單獨的建筑開發銷售模型轉變為全壽命周期的經營模型；設計施工企業紛紛走向聯合模式，或者是施工企業兼并設計企業，或者是設計企業發展施工業務，設計施工總承包模式逐步形成；建筑材料、產品企業也在發展部品化、一體化的產品，如裝配式構件（含保溫）、一體化集熱設備（光伏、光熱）、一體化門窗（含活動遮陽）等。設計企業作為技術實施流程的龍頭，必將最先改變。

2、綠色建筑對于設計行業提出的新要求

2.1 綠色建筑評價標準的詮釋

綠色建筑評價標準對綠色建筑的定義為：綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內，最大限度地節約資源（節能、節地、節水、節材）、保護環境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效使用空間，與自然和諧共生的建筑。其核心思想是“四節一環?！?。這是結合了我國的資源環境狀況后提出的具有中國特色的綠色建筑定義，為我們指明了符合中國國情的綠色建筑發展方向。

綠色建筑評價標準可用于評價住宅建筑和辦公、商場、賓館等公共建筑，評價指標體系有節地與室外環境、節能與能源利用、節水與水資源利用、節材與材料資源利用、室內環境質量和運營管理6類指標組成。每類指標包括控制項、一般項與優選項。其中，控制項為評為綠色建筑的必備條款；優選項主要指實現難度較大、指標要求較高的項目。對于住宅，共有控制項27項，一般項40項，優選項9項，共計76項；對公共建筑，以單體建筑為對象進行評價，共有控制項26項，一般項43項，優選項14項，共計83項。在控制項指標滿足的前提下，按滿足一般項和優選項的程度，將綠色建筑劃分為一星級、二星級和三星級。

2.2 相對于現行設計標準的變化

綠色建筑評價標準大體上是基于我國現行的設計標準，也部分借鑒了國外綠色建筑評價標準的內容，同時結合我國的特征進行了修改補充，如節地部分，要求“建筑物周圍人行區風速低于5m/s，不影響室外活動的舒適性和建筑通風”、“室外透水地面面積比大于等于40%”；如節能部分，要求“建筑總平面設計有利于冬季日照并避開冬季主導風向，夏季有利于自然通風”、“新建的公共建筑，冷熱源、輸配系統和照明等各部分能耗進行獨立分項計量”、“建筑設計總能耗低于國家批準或備案的節能標準規定值的80%”；如節水部分，要求“辦公樓、商場類建筑非傳統水源利用率不低于20%、旅館類建筑不低于15%”；如節材部分，要求“建筑結構要素要簡約，無大量裝飾性構件”；如室內環境部分，要求“設置室內空氣質量監控系統，保證健康舒適的室內環境”、“辦公、賓館類建筑75%以上的主要功能空間室內采光系數滿足現行國家標準《建筑采光設計標準》GB50033的要求”等。標準一方面補充了現有標準在綠色方面的欠缺，另一方面強化了相關設計要求的量化標準。

此外，綠色建筑評價標準還強調了設計階段應關注施工、運營方面的內容，如節材部分，要求“建筑結構材料合理采用高性能混凝土、高強度鋼”、“在建筑設計選材時考慮使用材料的可再循環使用性能，在保證安全和不污染環境的情況下，可再循環材料使用重量占所用建筑材料總重量的10%以上”；如運營管理部分，要求“辦公、商場類建筑耗電、冷熱量等實行計量收費”等。

2.3 綠色建筑體系的完善

伴隨著綠色建筑的推進，綠色建筑評價管理單位也不斷發展，但綠色建筑評價標準在地方適用性、建筑類型適用性、評價的標準細則上還有不足，需要不斷發展。如在建筑類型方面，編制和頒發了“綠色醫院”、“綠色辦公”、“綠色商店”、“綠色超高層”、“綠色校園”、“綠色生態城”等；在地方適用性方面，上海、北京、天津、深圳、江蘇等大部分省市都提出和頒發了適用于地方特點的地方標準。

此外，現存的設計標準也進行了相應修訂和完善，如《上海市民用建筑太陽能應用技術規程（光伏發電系統分冊）》（DG-TJ08-204B-2008）、《地源熱泵系統工程技術規范》（2009年版）、《上海市居住建筑節能設計標準》（DG/TJ08-2078-2010）、《民用建筑節水設計標準》（GB50555-201O）、《建筑遮陽工程技術規范》（JGJ237-2011）、《上海市公共建筑用能監測系統工程技術規范》（DGl08-2068-2012）、《上海市公共建筑節能設計標準》（DGl08-107-2012）、《半導體照明應用節能評價技術要求》（2012年版）、《工商用制冷設備的環境標志產品技術要求》（2012年版）、《民用建筑室內熱濕環境評價標準》（GBfr50785-2012）等。

3、設計革新的思路

建筑行業在應對綠色建筑評價標準方面，除了需要不斷完善設計標準體系之外，還需在以下三個方面進行革新和改變。

3.1 設計準則的變革

雖然我們的現存設計標準不斷完善了綠色建筑的相關要點，但是建筑設計的宗旨仍然是在保證功能、美觀、安全、舒適的前提下，實現初投資的經濟性和投資的高回報率，這也與開發商的投資利益最大化的思路相符。但不同的是，“綠色建筑”強調的不是初投資經濟性下的建筑性能最佳，而是建筑全壽命周期下的投資回報率最佳。簡而言之，更加關注的是“動態回報率”，而非“靜態回報率”，即綠色建筑時代，建筑設計的優劣準則應以消耗最經濟的資源來滿足功能、美觀、安全、舒適等固有屬性的需求。

3.2 設計流程的變革

因為綠色建筑強調全壽命周期，強調性能化設計，所以綠色建筑設計一方面要求設計師需要了解設計的相關知識，了解建筑的建造過程和運行使用的運維要求，另一方面需要使用計算機模擬的方式來計算和分析設計方法的優劣。其實對于社會分析逐步細化的今天，設計師難以全部掌握這些技術，為了適應這兩方面的需求，最重要的是改變本身固化的設計流程和設計方式。

建筑物理專業必然成為綠色建筑設計新流程中的一員，他們主要承擔多種設計方案的性能比較分析，以幫助設計人員在有限的時間內設計出最佳的建筑，當然有些大型企業還會誕生如建筑材料/產品咨詢師、建筑需求分析咨詢師等分工，他們可以為設計師釋放更多的時間去關注設計方案本身在功能、美觀、舒適等基本功能方面的優化組合和實現。

建筑設計的過程也必須成為全過程化，在施工圖完成之后的技術招標、圖紙深化和施工、調試、運營階段，設計師都必須時時跟蹤，并擔當重要的角色，如圖1，在電氣系統技術深化階段，施工圖的設計單位仍然需要承擔技術審核的角色。

3.3 設計方法的改變

與傳統的建筑設計方法不同，綠色建筑的設計方法更加注重氣候、環境等因素的引導設計、定性設計方法的定量化、定量設計方法的可視化，同時更加注重集成技術的最優化設計。

（1）氣候、環境等因素的引導設計

傳統建筑的建造在適應氣候、環境等方面有很多的實踐并形成了一些值得我們借鑒的經驗。在當今的建筑設計中，這些方法都或多或少地消失了。當代建筑設計中建筑師多數把利用或者抵御氣候的問題轉移給了設備工程師，氣候等因素所能體現的內容只是一些技術標準和技術措施。綠色建筑則要求建筑師在設計建筑之前就應該了解當地的氣象地理特征，從而指導如何進行體型、窗口設計等。如圖2，就是在建筑設計之前，充分了解當地可以利用自然通風滿足室內舒適性的月份，從而指導以何時的氣候條文作為邊界條件指導自然通風設計。

（2）定性設計方法的定量化

傳統的建筑設計方法對于某些技術的效果表達很難用定量方法量化，如自然通風效果等。如圖3，通過結合計算機模擬技術的自然通風性能設計，可以定量表達房間開窗設計在自然通風情況下小于0.3m/s區域的面積比，通過定量化的評價可以為開窗開門大小、位置提出改進建議。

（3）定量設計方法的可視化

傳統的建筑設計方法對于某些技術的設計通常使用經驗公式或某些簡化的圖表進行計算，如自然采光、空調風口的設計、噪聲、空調處理過程等。但這種定量設計方法缺乏可視性和形象化，對于計算結果的驗證也只能通過經驗或者計算書的檢查來實現，對于某些非專業的業主或者使用者就很難表達清楚。建筑性能設計方法就可以通過一些計算機仿真技術將傳統的定量設計方法進行可視化。如圖4為某大空間建筑的氣流組織分析圖，通過經驗公式計算初步確定了風口布置方式（10個送風口和5個排風口，送風口風速3m/s，排風口風速為2m/s），可視化的結果表明送風可達到池廳區域，排風口的設計不會形成短路現象，且空氣流動均勻性較好，大部分區域滿足小于0.2m/s、大于O.05m/s的要求。

（4）集成技術的最優化設計

自從2005年《公共建筑節能設計標準》以來，我國就非常重視建筑節能的工作，可以說綠色建筑的核心也是建筑節能，在能源方面就體現了與綠色建筑相適應的特點，可以分析不同節能技術集成的綜合效果，可以展示建筑的能耗特征，促進建筑節能技術措施的優化。如圖5，該項目預測出建筑未來逐月以及主要用能設備的能源消耗情況，通過進一步調整圍護結構保溫、遮陽、照明節能以及高效制冷機等空調設備節能措施，從而將節能率從50%提高至60%。

3.4 設計工具的變革

從綠色建筑工程的實踐可以發現設計方法的推進還存在以下問題：1）二維制圖設計與三維仿真分析的交替建模的重復矛盾；2）多種性能化分析軟件之間的協調配合；3）專業化分析人員與專業化設計人員的協調發展。

從發展來看，以BIM建筑信息化模型平臺集成眾多性能化分析技術的設計程式將是未來發展的趨勢，如Autodesk的Revit就嘗試集成了Ecotect、IES等軟件，Sketchup就嘗試集成了EnergyPlus軟件；同時加強設計人員的性能化分析技術的培訓和專業化分析隊伍的設計工程實踐也是促進新設計方法發揮更大作用的措施（圖6）。

4、案例分析一以建筑遮陽設計為例

以上海某交通建筑屋頂遮陽設計為例，闡述綠色建筑設計方法和設計流程的特點。

4.1 項目背景

屋頂天窗的設計基于提高室內采光、降低能耗、提高室內視野通透性的原則進行設計，基于以上原則之后，設計的天窗面積為屋頂面積的0.27，基于PKPM節能分析難以滿足《公共建筑節能設計標準》（GB50189-2005）的要求。

基于以上情況，遮陽設計必須介入。經過多方討論，形成以下遮陽設計的原則：1）采用固定外遮陽形式，而不采用內遮陽形式；2）以解決夏天阻擋太陽輻射為主，冬季太陽得熱為輔；3）可在玻璃上多加處理，解決部分遮陽問題。

4.2 遮陽設計的開始

由以上情況可知，此次遮陽設計并不是一開始就介入，而是在項目調整階段中介入的，所以困難和限制更多。項目組專門成立了屋頂遮陽專項組，專項組的成員包括項目經理、建筑師、建筑物理工程師、建筑材料工程師以及遮陽廠家。接下來的設計過程如下：

（1）首先確定遮陽設計優化措施：適當減少天窗面積；提高玻璃遮陽性能（建筑材料工程師（或玻璃廠家）提供）；考慮大梁對天窗的遮陽（考慮自身遮陽）；設置固定百葉外遮陽。

（2）在以上基礎上，建筑師根據實際情況提出了以下兩種固定百葉外遮陽方案：

方案1：固定百葉，南北方向布置，三個百葉為一組，組間距為950mm，組內百葉間距為425mm，百葉寬度450mm，百葉中心線距天窗距離為200mm（圖7，8）。

方案2：固定百葉，東西方向布置，五個百葉為一組，組間距為950mm，組內百葉間距為512mm，百葉寬度450mm，百葉中心線距天窗距離為200mm（圖9，10）。

（3）由于該項目超出了查詢手冊的適用范圍，軟件模擬計算方法（EnergyPlus）進行分析，此時建筑物理工程師介入，進行分析。

4.3 遮陽模擬分析

4.3.1 分析思路

針對固定遮陽，計算夏季外遮陽系數和冬季外遮陽系數，繼而得到夏季外遮陽系數和冬季外遮陽系數的比值（以下簡稱夏冬比），從全年節能角度來講這個值越小越好，即夏季盡量遮擋陽光，冬季盡量引入陽光。

4.3.2 方案1與方案2的比較

兩種方案的比較結果見表1（其中材料的反射率等參數由建筑材料工程師或廠家提供）。

由計算結果可知，方案1相對方案2優勢明顯，方案2夏冬比的差別不大，方案1的夏冬比最低可以做到0.8以下。此外在方案1中還可以看出，百葉向南開比向北開更有優勢，故選擇方案1，并且把角度向南開作為后續分析的基礎。

4.3.3 方案1中參數變化的影響分析

在確定方案1后，需要就百葉寬度、百葉角度以及百葉中心線與天窗距離對遮陽效果的影響進行進一步分析，然后確定它們的尺寸。

（1）角度的確定

由圖11可以看出，在百葉寬度和離窗距一定的情況下，百葉向南開，角度與水平面成30°時為最佳。

（2）百葉寬度和百葉中心線與天窗距離的確定

圖12是基于30°情況下，對于離窗距和百葉寬度的分析。由圖可知，百葉寬度為450mm時為最佳，離窗距對結果影響不大，距離200mm稍好于400mm。

4.3.4 建筑師提出兩種布置方式并比較

建筑物理工程師結合遮陽、采光、視野、經濟性綜合評價圖13中兩種方式優缺點，最終推薦后者。

確定了固定外遮陽百葉的開啟方向、尺寸、離窗距離以及布置形式之后，還需結構工程師結合風荷載及重量荷載對于遮陽結構提出要求或復核，并且電氣工程師還需提出控制、防雷以及變配電等方面的要求。

4.3.5 建筑師要與廠家確定遮陽產品的安裝預留空間、材料顏色等內容

該工程對于屋頂遮陽系統進行了性能化設計的嘗試，通過性能化的優化設計，使得屋頂遮陽系統的百葉形式、開啟方向、角度和尺寸等參數從定性化設計向定量化設計進行了轉變。設計流程中建筑物理專業的介入也為建筑遮陽的方案對比和參數確定提供了重要的分析依據。

篇(7)

(1)中標后成本計劃:中標單位在中標后根據中標預算及施工組織

設計計劃在施工中使用的人材機等用量，但在計劃時往往因為預算與實際人工、材料、機械無法很好的結合對比，在材料提計劃及測算工程施工步驟工期等方面偏差較大。BIM本身精細到構件級的功能，提供了準備施工人材機的數據量，并且三維可視化功能再加上時間維度，可以進行虛擬施工。隨時隨地直觀快速地將施工計劃與實際進展進行對比，同時進行有效協同，施工方、監理方、甚至非工程行業出身的業主領導都對工程項目的各種問題和情況了如指掌。這樣通過BIM技術結合施工方案、施工模擬和現場視頻監測，大大減少建筑質量問題、安全問題，減少返工和整改。并且利用BIM的三維技術在前期可以進行碰撞檢查，優化工程設計，減少在建筑施工階段可能存在的錯誤損失和返工的可能性，而且優化凈空，優化管線排布方案，從而為項目節約時間，降低成本。

(2)過程成本控制:現階段項目成本過程控制主要體現在兩方面

一、內部結算:主要控制外包勞務隊與材料采購量不超過預算量，即收入不大于支出。二、限額領料:項目對于材料管理采取根據施工預算對勞務隊進行限額領料，但因為勞務隊繁多，施工時間節點的穿插，材料員、施工員不熟悉預算，限額領料措施往往執行困難。BIM技術根據時間節點準確的預測施工時間節點，并提供海量的數據分析。BIM的出現可以讓相關管理工作人員條線快速準確地獲得工程基礎數據，為施工企業制定精確資金計劃提供有效支撐，為材料員及施工員實現限額領料、消耗控制提供技術及數據支撐。

(3)期中成本核算:現階段項目期中成本核算，只能做到施工預算

的節點進行分析(正負零、主體封頂等)，對于項目成本運營掌控時間跨度過大，經濟運行階段分析占項目總進度的百分比不明確，項目盈虧點較為模糊的缺點。項目而BIM數據庫可以實現任一時點上工程基礎信息的快速獲取，通過合同、計劃與實際施工的消耗量、分項單價、分項合價等數據的多算對比，可以有效了解項目運營是盈是虧，消耗量有無超標，進貨分包單價有無失控等等問題，實現對項目成本風險的有效管控。

2、BIM應用的其他優勢

(1)對于設計單位及建設單位

由于項目的復雜性和設計的多專業屬性，設計圖紙的錯漏碰缺無法避免，而所有由于設計圖紙錯誤引起的成本增長、工期延誤以及質量降低的帳最終都會算到中標方，增加了中標方施工成本。BIM技術通過各種不同類型的多專業協調綜合，通過運行軟件可找到安裝管線與施工設計上的碰撞，避免了因設計變更拖延工期，為各方節約了時間。

(2)對于施工單位現場的幫助

在BIM模型基礎條件上，利用多維模擬、可視化通訊等技術手段對項目的施工計劃安排、項目施工難點、模塊化生產施工材料、特殊重點和隱蔽工程等在實際施工活動發生以前進行數字化分析、優化工作，降低現場施工的難度及節約成本。

(3)對于后期維護

利用BIM數據化模型，專業維護人員對實際建筑物的運營維護活動可以在虛擬建筑物上進行計劃、分析、預演，從而提高維護階段的效率。

3、展望BIM與建筑行業的發展