基于BIM的深化設計與性能

第三章基于BIM的深化設計與

性能分析目錄01/概述02/基于BIM的建筑參數化設計03/基于BIM的建筑集成化設計04/基于BIM的建筑性能分析05/基于BIM的設計優(yōu)化與實現(xiàn)本章主要內容06/BIM設計成果交付07/典型案例：BIM能耗分析08/復習思考題一BIM技術的發(fā)展應用隨著BIM技術的高速發(fā)展，BIM在企業(yè)整體規(guī)劃中的應用也日趨成熟，不僅從項目級上升到了企業(yè)級，更從設計企業(yè)延伸至施工企業(yè)。作為連接兩大階段的關鍵階段，基于BIM的深化設計與性能分析在日益大型化、復雜化的建筑項目中，顯露出相對于傳統(tǒng)深化設計、性能分析無可比擬的優(yōu)越性。有別于傳統(tǒng)的平面二維設計與性能分析，基于BIM的深化設計更能提高施工圖的深度、效率及準確性。基于BIM的建筑性能分析通過綜合建筑各單項性能的分析結果，對參數化模型進行調整，尋找建筑物綜合性能平衡點，提高建筑整體性能，構建了真正意義上的可持續(xù)性建筑。二BIM深化設計BIM深化設計的類型可以分為專業(yè)性深化設計和綜合性深化設計。專業(yè)性深化設計基于專業(yè)的BIM模型，主要涵蓋土建結構、鋼結構、幕墻、機電各專業(yè)、精裝修的深化設計等。綜合性深化設計基于綜合的BIM模型，主要對各個專業(yè)深化設計初步成果進行校核、集成、協(xié)調、修正及優(yōu)化，并形成綜合平面圖、綜合剖面圖。三BIM性能分析BIM性能分析主要包括建筑的力學性能分析、生態(tài)性能分析及其他防災性能分析等。進行性能分析的最終目的是為了確保建筑結構安全、環(huán)境舒適、節(jié)能環(huán)保。與傳統(tǒng)的建筑性能分析相比，基于BIM的性能分析可通過創(chuàng)建結構分析模型對一些復雜結構進行非線性分析，包括重力二階效應分析、塑性鉸分析、索單元分析、單向拉、壓桿和約束分析等。同時還可通過模擬建筑所處環(huán)境，對建筑物進行生態(tài)性能分析及其他防災性能分析等。四基于BIM的深化設計與性能分析BIM技術的應用使性能分析與深化設計有效結合，可實現(xiàn)性能分析與深化設計間的信息傳遞，在兩者間構建了一種動態(tài)關聯(lián)性。同時還可有效改善建設工程項目的整體質量，提高建筑工程設計的技術、管理水平，實現(xiàn)以創(chuàng)新的理念驅動行業(yè)間的交流與協(xié)作，充分發(fā)揮各自領域內的技術優(yōu)勢?；贐IM的深化設計與性能分析主要包括建筑參數化設計、建筑集成化設計、建筑性能分析、基于BIM的設計優(yōu)化與實現(xiàn)、BIM設計成果交付等內容。目錄01/概述02/基于BIM的建筑參數化設計03/基于BIM的建筑集成化設計04/基于BIM的建筑性能分析05/基于BIM的設計優(yōu)化與實現(xiàn)本章主要內容06/BIM設計成果交付07/典型案例：BIM能耗分析08/復習思考題一參數化設計參數化設計是對目前新興的設計方法的抽象描述，包括生成設計、算法幾何、關聯(lián)性模型等核心概念。參數化設計的核心思想是把建筑設計模型化、對象化，即把設計的限制條件，通過相關數字化設計建模軟件，與設計的形式輸出之間建立參數關聯(lián)，生成或形成可以靈活調控、有限變化的虛擬建筑模型。參數化設計的作用與原則：與傳統(tǒng)的設計模式相比，BIM技術的運用可以讓建筑設計更加的多元化，形體的邏輯性也得到加強。通過參數的改變，建筑的形態(tài)相應的也進行參數化更新，因此可以對不同的方案進行性能對比分析，從而選擇最優(yōu)方案進行下一步的深化設計。一些復雜、重復的工作都交予程序來解決，大大節(jié)省了設計師的時間和精力，從而把更多的力量放在選擇和優(yōu)化方案上面，提高了設計效率和質量。二基于BIM的建筑參數化設計基于BIM的建筑參數化設計的優(yōu)勢：（1）

BIM能夠協(xié)調圖形和非圖形數據，如視圖、圖紙、表格。（2）可以充分結合設計者與數字技術的智能力量來實現(xiàn)對集合符號的生成、測評、修正和優(yōu)化，從而得到更加符合設計者、使用者和環(huán)境要求的建筑形態(tài)。（3）可變參數造成的開放的設計成果滿足了建筑師對多種可預見因素的參與，并使設計的客觀性加強，使幾何形態(tài)的生成成為參數控制的結果。（4）在建造方面，它解決了標準化與單獨定制的矛盾。二基于BIM的建筑參數化設計基于BIM的參數化模型的特點：（1）面向關聯(lián)的建筑對象。通過具有一定規(guī)則形狀的幾何構件和相關參數進行模型搭建。（2）交互式編輯。使用BIM進行建筑設計就是不斷設置和修改建筑構件的屬性的過程。（3）數據庫共用。在整個設計過程中使用單一數據庫可以提高數據的協(xié)同性和關聯(lián)性，有利于設計變更時的圖紙修改和信息追蹤，提高圖紙的準確性，減少錯誤的產生。三建筑參數化設計的方法及建造技術“一個特性”與“一個平臺”建筑參數化模型關聯(lián)性建筑參數化模型除了能體現(xiàn)建筑的空間形態(tài)之外，它的組成元素之間還存在著關聯(lián)性。所謂的關聯(lián)性是指在參數化模型中，元素與元素或者元素與整體之間存在著邏輯上的關聯(lián)特性，當對參數化模型中的參數做出修改時，在邏輯關聯(lián)下的其他部分也會按照事先建立的參數關系發(fā)生相應的變動?；谛畔⒛Ｐ图夹g的參數化設計平臺在傳統(tǒng)的工作模式中，各個專業(yè)領域人員工作配合的集成度并不高，而BIM的出現(xiàn)改變了這一點，它提供了一個良好的建模平臺供各種不同專業(yè)領域的技術人員實現(xiàn)信息的交換和共享。三建筑參數化設計的方法及建造技術數控技術下的復雜形體建造無紙化設計與建造無紙化設計就是一種從文件到工廠的設計與建造方式：即將在計算機中建立的設計對象的電子模型發(fā)給建筑部件的加工工廠，工廠將模型分解為不同的建筑構件并利用數控機床等設備進行加工，最后將構建成品運送至施工現(xiàn)場進行安裝。復雜形體的制造加工技術目前，常用于建筑領域的數字化制造方法主要有兩種：

數控機床技術（ComputerNumericalControl)：是指可以通過事先編輯的精確指令進行自動加工的機床。

快速原型技術（RapidPrototyping)：是一系列通過計算機輔助設計的三維數據來快速生成或裝配成比例實體模型的技術。目錄01/概述02/基于BIM的建筑參數化設計03/基于BIM的建筑集成化設計04/基于BIM的建筑性能分析05/基于BIM的設計優(yōu)化與實現(xiàn)本章主要內容06/BIM設計成果交付07/典型案例：BIM能耗分析08/復習思考題一集成化設計集成化設計的概念與起源集成化設計是一種多專業(yè)配合的設計方法，在設計過程中，通過整合各個方面的設計要素來實現(xiàn)高性價比的建筑。集成化設計的起源：回溯至20世紀90年代的北美，在一個名為C-2000的項目中，設計人員采用了簡化設計、低造價的技術，在完全達到了建筑性能設計目標的基礎上還降低了費用。因此，C-2000流程被稱為集成化設計流程的雛形。集成化設計的內涵與特征集成化設計具有較強的綜合性，要將所有相關專業(yè)的知識與技術結合起來，盡量提升建筑物的性價比。從技術的角度來說，集成化設計具有集成化的特征，要將各類技術與設計目標結合起來。其次，設計可以根據實際情況不斷進行調整和更新，滿足多方需求。最后，其不再是資本與能源的簡單聚集，而是有效協(xié)調新材料和新技術，既要考慮建筑的功能性，同時還要提升建筑對環(huán)境的適應性。一集成化設計集成化設計方法的特點以設計目標和技術集成為中心；融合相關技術集群和社會條件的本地化響應；以信息為基礎，以網絡為媒介；涵蓋多學科；具有自我更新和調整的能力；以標準化設計為導向；設計形式多樣化。集成化設計方法的流程集成化設計流程可以分為不同階段，其中概念設計階段、初步設計階段、深化設計階段是主要的階段。每個階段都要求有獨立的循環(huán)，并對貫穿整個設計流程的設計目標和準則不斷地進行檢驗。一集成化設計集成化設計與BIM的關聯(lián)性雖然集成化設計方法相比傳統(tǒng)設計方法有較大的優(yōu)勢，但集成化設計也存在一些缺陷。比如，多種設計制約因素的集成，會導致建筑師在設計時很難考慮全面。因此需要一個以建筑信息為核心而構建的平臺，打破集成化設計在實際運用過程中的瓶頸。BIM是目前最能有效實現(xiàn)和穩(wěn)定支持集成化設計方法及其流程的平臺，借助BIM平臺可以實現(xiàn)建筑集成化設計方法及其應用。BIM通過“集成”的方法串聯(lián)起整個建筑流程主線，其中包括設計、生產、施工、裝修和管理等整個過程，服務于從設計到運營維護等整個建筑生命周期，通過數字化與信息化模擬整個系統(tǒng)的各個元素，從而實現(xiàn)整個建筑產業(yè)鏈的信息化協(xié)同。二基于BIM的集成化設計的主要優(yōu)勢3D可視化可視化（Visualization）是利用計算機圖形學和圖像處理技術，將數據轉換成圖形或圖像在屏幕上顯示出來，并進行交互處理的理論、方法和技術。它涉及到計算機圖形學、圖像處理、計算機視覺、計算機輔助設計等多個領域，成為研究數據表示、數據處理、決策分析等一系列問題的綜合技術。首先，BIM本身就是一種可視化程度比較髙的工具，而可視化是在BIM基礎上的更高程度的可視化表現(xiàn)；其次，由于BIM包含了項目的幾何、物理和功能等完整信息，可視化可以直接從BIM模型中獲取需要的幾何、材料、光源、視角等信息，不需要重新建立可視化模型。可視化的工作資源可以集中到提高可視化效果上來，而且可視化模型可以隨著BIM設計模型的改變而動態(tài)更新，保證可視化與設計的一致性；最后，由于BIM信息的完整性及其與各類分析計算模擬軟件的集成，拓展了可視化的表現(xiàn)范圍，例如多維模擬、突發(fā)事件的疏散模擬、日照分析模擬等。二基于BIM的集成化設計的主要優(yōu)勢建筑性能的模擬與分析雖然沒有BIM也能進行模擬，但是沒有BIM的模擬和實際建筑物的發(fā)展變化是沒有關聯(lián)的，實際上只是一種可視化效果?！霸O計-分析-模擬”一體化才能動態(tài)表達建筑物的實際狀態(tài)，設計一旦產生變化，緊跟著就需要對變化后的設計進行不同專業(yè)的分析研究，同時需要把分析結果即時模擬出來，供業(yè)主對此進行決策。目前基于BIM的模擬主要有以下幾類：（1）設計階段：日照模擬、視線模擬、節(jié)能（綠色建筑）模擬、緊急疏散模擬、CFD模擬等；（2）招投標和施工階段：4D模擬（包括基于施工計劃的宏觀4D模擬和基于可建造性的微觀4D模擬），5D模擬（與施工計劃匹配的投資流動模擬）等；（3）銷售運營階段：基于web的互動場景模擬，基于實際建筑物所有系統(tǒng)的培訓和演練模擬（包括日常操作、緊急情況處置）等。二基于BIM的集成化設計的主要優(yōu)勢信息數據的交換信息是BIM的核心，BIM模型是一個富含項目信息的三維或多維建筑模型。因此，通過分析信息和數據在BIM模型中的存在形式以及交換方式等問題可以體現(xiàn)BIM在集成化設計中對信息整合的優(yōu)勢。數據交換的格式BIM模型的優(yōu)點是該模型并不總是必須手動重新創(chuàng)建或修改，而是可以直接生成一個以BIM為基礎的模型的幾何形狀。其次，利用現(xiàn)有的和增強的數據庫，輸入假設可以隨時分配（重新分配）的空間，這將允許更大的特異性、準確性和投入成本，最終更能代表實際建設占用的程度。此外，基于BIM的過程是可重復的和透明的。

要實現(xiàn)以上這些不同類型、不同專業(yè)、不同階段的信息應用，就必須解決一個關鍵問題：信息交換和共享。而要實現(xiàn)這點，就必須有一種交換雙方之間互相認可的機制，這種機制可以是某種協(xié)議，也可以是某種標準，可以是公開的，也可以是非公開的。目前，世界范圍內通行的公開信息交換標準有三種：IFC、CIS和XML。二基于BIM的集成化設計的主要優(yōu)勢信息交換的四種方式

信息交換是企業(yè)或一個企業(yè)的產品和項目的數據容量的電子版本之間的管理和溝通的過程中，設計、施工、維護和業(yè)務之間的互操作性。

事實上，無論是企業(yè)或企業(yè)內不同系統(tǒng)之間的互操作性信息，還是在不同軟件之間的互操作性信息，歸根結底是多方、多層次信息的交流。信息源不同，實現(xiàn)語言、工具、格式和手段之間的互操作性可能有所不同。從軟件使用的角度來分析，主要有直接雙向、直接單向、中間翻譯和間接互動關系這四種。（1）直接雙向直接雙向互操作意味著兩個軟件之間的轉換需要對軟件本身進行處理，也可以將數據修改后，再返回到原來的軟件中去，需要的人工干預很少。這種類型的信息互操作，效率高，可靠性好，但它也受技術條件和水平的限制。二基于BI比M的集成夕化設計禮的主要忌優(yōu)勢直接雙像向示意灘圖如下拒：（2）直接單向直接單向鄙互操作性蹲意味著數碧據可以從班一個軟件舅輸出到另果一個軟件絮，但不能創(chuàng)轉換還原朋。一個典也型的例子陽是BIM建模院軟件宗和可姥視化廚軟件裳之間棵的互爭操作質性信網息，竭可視沸化軟六件的BI比M模型進盯行渲染挺后，數運據將不汪會返回銷到原來奧的BIM模型。二蠶基于BIM的集成化插設計的主炕要優(yōu)勢直接頌單向旱的示樓意圖兼如下?lián)p：（3）中間翻汽譯信息在糧兩個軟錢件之間顏的互操知作性，惰需要依楊靠相互君識別的口中間文環(huán)件，這碎種信息豎互操作澆模式，鴨稱為中個間翻譯琴的互操倦作性。算這一信嚼息的互亦操作性幣，容易校導致信棕息丟失怕。DWG是最只常用板的一騾種中葬間文章件格臺式，孤如今動已成鍛為二駕維CAD的標準格簡式。依靠仗設計軟件急生成的DWG文件將堤軟件的梁幾何屬僵性信息底以數量酒及流量旱的形式營表現(xiàn)出鄰來。二綿基于BIM的集澡成化只設計乳的主瓦要優(yōu)絡勢中間翻譯舞信息交換皆方式如下且圖所示：（4）間接韻互動信息槳間接臨的互安操作輩性，茅需要微借助蜻人工林手段樓的轉宏換，汪從一率個軟財件到馳另一臟個軟丑件，丑在某濃些情唐況下脖需要猾手動真重新瞇輸入扶數據搞，有爐時可妄能還趨需要選重建閑幾何如數據抓。二基日于BIM的集成化雄設計的主艱要優(yōu)勢間接驗互動貴信息艙交換樓方式桌如下匙圖所凳示：協(xié)同作母業(yè)從某鉗種意腔義上敗說，燙協(xié)同熟是集扔成化露設計眾的最末主要壇的特洪征，貪也是臘集成帖化設皂計具燈體的耐體現(xiàn)薯，而BIM平臺能盛最好的嘴支撐協(xié)坡同和協(xié)斷作，最別大效能賭的發(fā)揮醬協(xié)同的節(jié)合力。協(xié)同的日兩個基作本要素協(xié)同撞作業(yè)根有兩齒個基因本要況素：冠一個似是協(xié)同茶的方血法或賣者渠叔道，另外一彈個是協(xié)同的內曾容或者實換體。二基截于BI擁M的集憂成化援設計捷的主得要優(yōu)令勢目前來看姨，協(xié)同設盟計就是指瞞基于網絡翅的一種設畫計溝通交失流手段，功以及設計寫流程的組床織管理形盛式。協(xié)同餐作業(yè)的核握心在于數秀據，以數躬據為核心燃，數據的匆創(chuàng)建、管衛(wèi)理、發(fā)布哭成為信息面化的基本芽定義。協(xié)同的類竟型協(xié)同設計縱又細分為平面協(xié)同駝設計、空間協(xié)興同設計、平面榨與空負間實繡時關雅聯(lián)設免計、以及互用技術，這是輝設計軟恥件本身站具備的貞協(xié)同功侮能。（1）平面協(xié)映同設計平面協(xié)同誤設計是以宅外部參照聯(lián)功能為基指礎的標準葬格式文件過之間的文墊件級協(xié)同筒，是一種披文件定期冬更新的階釋段性協(xié)同門設計模式及。（2）空也間協(xié)原同設退計空間扯協(xié)同粒設計老也叫3D協(xié)同，慕具體可樣以分為草專業(yè)內鹽和專業(yè)男間的協(xié)闖同設計宮。①專業(yè)內空巡壽間協(xié)同設活計：是一餅種數據級略的實時協(xié)掠同設計模妻式。②專業(yè)間空狠間協(xié)同設務計：當每堆個專業(yè)都和有了3D工程叢信息緞模型距文件塞時，榮即可平通過爭外部蓮鏈接告的方盟式，遮在專局業(yè)模叮型（政或系活統(tǒng)）寫間進斥行管放線綜睛合設旱計。二基數于BI粥M的集成惡化設計犬的主要擴優(yōu)勢（3）平丟面與漫空間寬實時芽關聯(lián)蜘設計簡單來說兵，實時關其聯(lián)設計是冠指設計人欄員在平面京圖里操作輩的過程中夸，對某個拆構件或者辱軸線等進響行修改和綁編輯時，翁模型相應騾做出自動繡更改。并表且，之后作的立面圖型、剖面圖資、節(jié)點詳疼圖也會隨敗之變更，傳省去了手肺動重復更事改的工作吼量，也避膏免了可能必的操作錯炎誤的產生計。這種實皺時關聯(lián)設音計對復雜飄建筑設計磁尤為有利虜。（4）互用技愈術BIM在信祖息處貓理、很交換役、整愧合等仰方面旗具有獲先天挺的優(yōu)另勢，就基于斑這些木有利姨條件憤，BI縮慧M能夠勾很好特的實姥現(xiàn)信巖息的敢互用行與共炎享。所謂犬互用夢是指蘋不同旺程序俯之間漿通過就使用貌公共證的交去換格沿式集者合、挑讀寫忙相同麥的文兇件格跳式和應使用蕩相同饅的協(xié)融議進勾行信只息交吵換的撈能力襪。三恭概念抹設計粱階段目前建設墾項目種類錫非常多，環(huán)對于不同毯的項目類蘋型其設計柄過程的劃跡分可能也轎會有所不幼同，這里作主要以新形建建筑為慌例，并將鄰其設計過堪程主要劃夫分為概念傻設計、初猴步設計、網深化設計餓和后期設鄰計四個階君段，通過寶這四個階尖段來論述舒整個集成憑設計的應凈用流程。概念設嚇計即為渡設計初宋始階段屑建筑師殼對方案脂的構思促，是設克計階段幻玉中最具工創(chuàng)造性衡的部分。設計文獸件的收善集與整粉理在概板念構聾思階疤段，腔設計益師需胸要了佛解來那自項籌目任魄務書雕、場沫地狀寶況、版當地鏟氣候滿、場境地規(guī)茂劃條非件等度龐雜傳的信醬息。錢對這居些信駕息的極收集梳、分蹤蝶析、亮整理扭，有哥利于瞧方案盤的設望計。場地模型戚和形體推唇敲完成基樓地條件協(xié)與信息匹的收集末工作，白建筑師曾需要結猜合調研蛇結果對螺基地條減件進行恢詳細梳懷理。通命常，當怕建筑地庫形較為劫復雜時漲，在規(guī)特劃設計釀階段就游要進行哈詳細的什地形分李析，可讀以利用BIM技術攝與GIS技術相截結合的痕方式對靜地形進飾行快速鄭的空間逼分析，柱包括高棄程、坡慣度和坡造向等分替析，為秋后期設普計提供慣一些新贊的方法橡和思路匆。三暫概念俊設計視階段概念饒模型炮分析常用的軋概念模乓型分析掩一般包州括節(jié)能分來析、交通分肝析、景觀分尤析等等際。BI寧M平臺在綠爹色節(jié)能分超析方面應鍋用非常廣產泛。前期埋對場地環(huán)膛境、氣候洲因素等進忠行了調研辭與信息收宜集，接下細來需要在撥此基礎上敲對建筑的絡總體布局鈴、朝向、夜體量等進丙行探討。至在前期概戒念階段，駛基于BIM平臺的挪節(jié)能設律計可實決現(xiàn)以下男目的：（1）整體布雨局。對建筑貫布局進行曲模擬分析獄，通過多胖種布局方恐式的對比磁選出最優(yōu)類方案；（2）建筑朝糖向。對美當地稱氣候體環(huán)境捕進行斯模擬伸，包課括風癢、光戴、熱殼等模信擬，情綜合班考慮輝各種直影響痰因素筒，進段而確腎定合授適的莫建筑敏朝向冰；（3）建筑體勺量。體量對員能耗、通擁風及日照尸都會造成濾很大影響去，對不同醉體量形式感進行模擬僻分析，對覽比選取適塌宜的節(jié)能祥建筑體量約。三概念婦設計階段基于BIM平臺還建能實現(xiàn)等多種分獄析軟件日的數據情協(xié)調，絹比如Eco日tec斤t、Air明par宵k等專業(yè)擁的節(jié)能漲分析軟槳件。建模軟沫件與Eco釣tec牙t的數據交才換示意圖如下圖讀所示：為使概念機設計的體爆量關系在套各方面都嗚滿足設計皮要求，還駕需要對其伙進行經濟陸指標分析鵝，包括統(tǒng)計面積、體形系略數、容積率、建筑密另度等技術指船標。四勒初步扭設計沸階段概念設計槽階段對建捧筑的體塊擋組合以及拘材質做了繞初步的推從敲，接下周來設計人瘡員會對其碼進行深化寸設計。這淋一過程中維，設計人癢員將通過鈴具體的設籃計手段綜鑼合解決各業(yè)種設計問域題，這是即建筑方案筒設計階段罩中較為復蓄雜的過程乘。結構造介入——體系營柏造這個階段瓜所指的結釀構設計并針不需要結糖構專業(yè)的匯介入，而陵是從結構地形態(tài)與體場系的角度瓣來進行研準究。從概念設吉計的初步秀體量入手忌，構建結襖構體系，粱根據形態(tài)很與結構的腳發(fā)展，分海為正交牌體系障網格和非正盟交體善系網掌格兩大類澇。正交蘇體系件網格——基于坊普通遙的梁凝板柱西結構正交網灶格體系色是一種呆常見的田結構網湖格體系待，主要略適用于誘比較規(guī)秩整的建律筑形態(tài)活，分為濁框架結剃構、承吸重墻結沸構、平窗板網架柱結構。四初忠步設計開階段正交體哪系網格拔結構分保類如下表弦所示：四輝初步中設計爺階段非正交體漲系網格——復雜形芝體的異主變結構道體系隨著慶建筑田的形陣體與呈結構賤越來剖越復會雜，墻正交抄體系毅網格芬己無省法適為應，麥逐漸壓發(fā)展抓出多賭維的魯、非鎖線性爽的網乓格結語構。夜這些思網格堪結構爐的生貌成策注略可俘源于界軸線愛的交教叉，復也可的源于系單元材體或看交叉奮節(jié)點習的重治復。狼其在斜二維賀圖案勉上可碌通過諷鑲嵌暢、分脖形得森到，肝而在蹲三維霸組織危上有鑒編織慣、榫巷卯、靈互承算、張男拉等骨方式削。網補格不優(yōu)僅可琴在平調面上尾操作塊生成撈表皮庸肌理灣，同丑時也長可在乓三維膽曲面趴和空逗間中銹操作綁生成肅復雜腳的結男構系居統(tǒng)和敲空間墻形態(tài)誰而完世成“構形”這一過責程。材料介取入——知覺屬性材料的知覺屬搜性主要包永括質感和色彩刮感。這兩種剛屬性共同忽體現(xiàn)了不箏同材質的殖外在知覺探屬性表現(xiàn)逐。材料主檔要可以咐分為六慣大類，配即玻璃征、磚、貪石、木劍材、金漂屬和混覆凝土。泛材料的乎色彩與稿質感能抵傳達特臥殊的感乖性魅力葛，不同姻的材料命通過人幕的知覺知能夠引軍起不同堪的心理囑反應，翅比如平誰和、冷遠漠、溫揪暖、厚句重、輕艦盈、高昆貴等。四章初步驅設計梅階段材料敞分類絡及視白覺特擇征如掉下表烘所示午：四初步漲設計階段空間組織建筑伐存在樹的首待要目葛的是帝要提別供一亦個可占供預梯設活畝動發(fā)帽生的榴空間茶場所團，以頂滿足佛某種蠻功能屬的需亂求。因此蛋功能葡及其燃相關寶屬性侍是影挎響建善筑空射間組生織的漏重要扣因素假。建廚筑空鄉(xiāng)豐間首陵先要偉考慮貫的是紛滿足尺使用具功能縫方面兵的需協(xié)求，緒進而衛(wèi)應該溫追求皂精神靜與藝遭術方栗面的揚需求答。如攔果把獲滿足逃人們丟使用端功能址的空燙間稱盜之為“使用空間”，把層滿足岔精神獵與藝鞠術需末求的哲空間盡稱為“視覺空間”的話鋤，那殘么建視筑的挖空間物應該劫是二賄者的元有機膀結合懷體。BI陣M是對現(xiàn)實還情況的一量個虛擬，誼反映建筑禮的真實情密況。BI我M模型解決夜了一般形召體建模軟里件的不足組，將建筑慌外觀與空暑間形態(tài)關艱聯(lián)起來。拳建筑師可燙以設置不豬同的視點咳對空間進梨行觀察，只同樣也能線對場景進件行虛擬漫博游動畫，飽對整體空拘間序列進代行推敲研泳究。五寶深化裕設計盲階段深化凝設計丟階段掘分為額三個爪部分：第館一個捉部分婚是針乳對復敵雜的嫩結構貞進行醉形態(tài)馬優(yōu)化律；第頃二個刃部分進是對俯通過爪材料屋介入箱以及燙結構賣介入嗚方式申所建趕立起迫來的BI撒M模型進行廟分析，包讀括材料的年熱工性能腎、結構的凡力學分析郵等等，通絹過這些初倒步分析用射于指導后憲續(xù)的集成戰(zhàn)設計；第菌三部分則恰為施工圖笨設計部分凝，主要對銜結構的節(jié)爹點進行設恰計。結構介迎入——幾何刪優(yōu)化對于基我于梁板攝柱的正儉交網格爺體系結跡構形態(tài)殿，非正禾交網格閥體系結宇構更為單復雜，零其結構鄰的形態(tài)足也直接渡影響著萍建筑的戒形態(tài)與奇造型。陰非正交潑網格體句系結構掛，其主習要形態(tài)稈是曲化維和運動朽感，曲俘化的結壟構體最懸終支撐啞起流線狡型的屋以面、曲把面的墻吃體等。計算機插技術正頸影響著急建筑理申念、建借筑形式捉的創(chuàng)新毅。建筑簽領域逐虛漸形成悼了一種誤新的美早學范式爛。結構低形態(tài)的模動感就除是一個常重要的耀美學特殿征，其襯往往利盟用傾斜尾、扭轉嶺、彎曲潔、波浪伙形等手齒法，使成形體產咬生失穩(wěn)強、失重羅的不定筑勢態(tài)，油進而實后現(xiàn)動態(tài)漠的結構幕。五深鍵化設計守階段模型唯分析——結構散與材至料分桐析建筑臘初步禮設計桃階段豬已經留確定乏了建風筑的輔結構黑體系宴，梁喝、板屋、柱炸等各嫌個結沃構構鏟件都樓已經豪建立賣起來林。隨悅著結迎構計墓算的悠不斷裝深入汽，需愿要分播析單鳳個構爐件在概整個存結構醉體系屑中的繁受力并情況色。但框是實使際上干結構禽的受背力是較非常潔復雜將的，革很難漆用單鋪純的搶受力加狀態(tài)鳥來對剝其進脅行描真述。結構設繭計需要奧創(chuàng)建結嘩構分析丹所用到輸的結構店分析模描型。例如趟，構件繁邊界條伯件、結貝構荷載省、梁板粗柱分析嶄模型等閃。除了在一般的窄線性靜踢定結構兆分析外帥，對于亡一些復嫌雜結構集也需要貪非線性搶分析，雨包括重業(yè)力二階驢效應分氣析、塑勒性鉸分側析、索如單元分捉析、單滲向拉、作壓桿和幼約束分管析等，晌承載這福些信息隙的模型曬就是結傍構分析齡模型。Re牧vi夕t牌St眉ru小ct遇ur鞋e只是婆一個氏結構剪建模朗軟件他，并丟不具盞備結潔構分舌析功紹能，暑它需紫要與岡其它適專業(yè)絞結構辣分析纖軟件寺協(xié)同成工作怎。目前能冷夠與BIM軟件對信接的主厲要分析垂軟件包團括ETA旱BS、STAA豎D、Robo勻t等國外軟惜件，還有PKPM、盈建科畝等國內軟翅件，它歸們都言能實煎現(xiàn)模貍型信伙息的蕉相互核傳遞幸。五深生化設計怕階段前面所念討論的材料選趁擇主要是從汽知覺角度免去進行的礙。在面向阻實際建造陳時，墻體桐應該有其績內部構造眠，此時應態(tài)該考慮其鞠力學性能恐以及熱工擱學性能等薄物理屬性武。根據不雹同的需求耕，建筑外圓圍護的做晃法有很多梁。從節(jié)能牙的角度來佳講，外圍你護材料可跡以包含采樸光、通風忠、防濕、磨保溫、防廟風、防眩方光、防視未線干擾，逢提供視線焰聯(lián)系、安弱全、保安脫、防火、貫獲取能源予等內容。下圖為建新筑材集料的頃節(jié)能股需求。BIM還可以幫魯助設計人欠員針對每袖一特定部食分建筑維無護結構的芝得失熱量茫進行分析，包括：弊外圍護結脖構得熱和荒散熱量、用門窗得熱閃、散熱和違冷風滲透騎量、室內血圍護結構謊熱傳遞量扎等。五綁深化工設計品階段詳圖設檔計——結構節(jié)點參設計建筑構造耽節(jié)點并不僅僅挺是為了滿方足構件連呢接而設計字的，同時嗎也是工藝違品質的最縮慧終體現(xiàn)。譜如果節(jié)點柴的連接方皂式得到充辜分的表現(xiàn)拖，看上去交合乎邏輯建，那么必秧然會表現(xiàn)隊出獨特的錦美感。因沖此在對節(jié)掛點進行設搬計時，應爬該遵循結斯構的邏輯跪、建造的罷邏輯以及當機械的邏淚輯。一方面以，建筑娃形式與戴建筑構壩造密切劉相關，不同的勤構造方式垃會通過不鳥同的建筑曠形式表現(xiàn)拼出來，設擾計人員在泉進行選擇懸時，需遵稍循局部服朗從整體構怪思的原則易。建筑結構摘節(jié)點設計應該還是對點整體轉結構督概念吹的落售實或睜反映醉，所滴以要點關注觀其應今有的阿連貫棍性。那但是巾，建拐筑的帶連貫拿性與稀結構井的連武貫性勻不同項，有腹些節(jié)勻點需目要突蠢出，旁而有主些則忍需要殿隱藏宰起來嬸，否辛則將撐會降酒低建府筑的碧整體賤性，勞使整虹體形紫象過芝于繁塞雜。另一方秤面，以“精確焦設計—工廠狠預制—現(xiàn)場裝配”為特因征的清工業(yè)澇流程背化的貴建造朱方法摔也逐狠步取村代了雷工匠祥純手格工的釋傳統(tǒng)稍建造簽方法，使得睜節(jié)點構裳件加工片與建造攀的精確餅度大幅類提高。莖利用計芽算機和外信息技習術，通壟過參數未化的設叼計方式云，還可實現(xiàn)個性眼化的設計修。六扯后期爆設計率階段后期階士段主要是在BI辦M平臺上將敞建筑、結淺構、機電像等各個系蠟統(tǒng)整合起剝來，進行升碰撞檢測段、管線綜粉合以及對愿復雜空間濕定位等操門作。應用BI版M技術進短行集成坊設計，云在滿足孝各個階弓段性要憂求的同錢時，也浸在為后推期設計焦階段的寧集成做廢準備工犬作，從付而實現(xiàn)榮全專業(yè)躬的信息憲集成。伐經過后寧期設計柱階段，洗賦予建睜造信息槽的建筑余構件可斧以被工貿業(yè)化加遮工生產牛，實現(xiàn)加定制化折、個性錘化的建淡筑工業(yè)糠。集成方式Revi姿tAr殘chit姥ectu田re可以浴通過旱設置工作挽集來實現(xiàn)柔同專業(yè)健的配合穴以及不持同專業(yè)摟的協(xié)同劇工作。鏈接撇模式臉也是曲一種悔集成邀方式，鏈金接模餃式的茫操作棕方式福類似念于CAD的外瓜部參易照，落只是伯作為培參考蝕，不倡能對絕其進工行編鞠輯。鏈接模式司主要應用糟于以下幾腥種情況：第一兩種情況候是場地荷內有多初個單體細建筑，棗因此可旬以分開島建模。退第二種駱情況是些由于建喇筑形體舞非常龐垮大，一失個人很治難完成艘，可以丑基于功擾能或者紀其它原巴則把建狀筑拆分墊為不同護的部分宗，每個姑成員負繼責其中楚的一部爛分，最歌后通過悼鏈接集快成到一獻個模型巧中。第除三種情昂況是通粒過鏈接圓模式實智現(xiàn)不同剪專業(yè)之各間的數婚據協(xié)調助，比如廚可以通乖過鏈接念把暖通號專業(yè)的丸模型集梅成到建踐筑中去斤。六愿后期緣瑞設計畏階段空間逢定位在空公間定頂位方叔面，BIM的三耀維可盤視化化技術雷較傳踐統(tǒng)的越二維墾模式重具有癥很大石優(yōu)勢。以鼓上海換中心雕大廈展每區(qū)絮設備宿層為促例，駁它既兵是設設備空省間，板同時吹也是干該區(qū)退的結及構加斥強層咱，空永間桁織架非燙常復辛雜，鉆如果游用二尸維CAD來表矛達其襪結構位關系未將會禮花費役大量寺的時截間和辭精力錦。隨著設計朗的不斷深遇入，一旦仁方案進行漏調整，就侮要再重復妖一次先前妙的工作，霞給設計帶橋來了很多服不便，而朽如果利用Revi哈tSt塔ruct嘩ure搭建BIM模型酒就可頭以很惑容易袖地對透方案毒進行僑調整夢，包團括構端件尺丟寸、道類型勒等等碰，各敵平面像立面助都能論自動塑更改多，從膛而節(jié)抵省了掩設計戒繪圖屯及調朵整的脾時間飯。下圖為基蘭于BIM的上海炸中心空吸間定位型圖。六后到期設計明階段碰撞檢測在碰撞佳檢測方訪面，盡苦管原飾來的安二維雙行業(yè)繪標準傲在很蛛長一益段時從間里球推動鴨了設昂計的側發(fā)展崇，但頃由于殖建筑爐本身閣是一侮個三斬維空誦間的泉建構飽過程垃，在幅三維堪轉二翻維的牲過程蛙中產攜生專揚業(yè)碰夜撞不召可避帽免。國而隨刺著BIM設計的怨方興未摔艾，直外觀的三庸維模型截輕易地屢解決了削這一問許題，既蠻可以直建接觀察嬌到各系困統(tǒng)的碰過撞沖突允，也可亂通過碰挽撞檢測勉軟件（烈如Navi歷swor風ks）來完喪成，因尤此極大政程度上吐減少了叮錯、碰憐、漏等攏設計差物錯，能劑夠直觀矮地表達法空間特坡征，反尼映實際怪建造情匯況。在管挖線綜動合方苗面，顯然瞇三維的江管道系繡統(tǒng)更能型直觀的酒反映真廊實的空營間狀態(tài)撕，還是項以上海廉中心塔康樓設備嗓層為例笨，由于賓多而復講雜，在樹空間中鼠的排布攻變化很驗多，二聲維圖紙是上很難守清楚的憶表達彼異此間的什關系。嗚如果通宜過Revi廳tME咽P搭建BIM三維蓬管道追設備善模型恒，就態(tài)能很翁便捷叢地檢說測出牙各專洽業(yè)間橫的設完計沖先突并臨直觀東地呈永現(xiàn)出渡來，言然后欲將檢久測結層果及置時反暖饋給耗各專敬業(yè)設毯計者也進行登調整招，并憑根據狹調整每再次紗修改沉模型榜，這脖樣反聾復幾寫個過跑程，碎最終仇完成食了復錘雜的逝管道糟綜合東。通甲過這鴉種方便式，BIM三維模型渡可以幫助徹設計師解擠決很多空臘間沖突與閑檢測難題游，提高了生設計的效餃率與施工拌的可行性守。目錄01/概述02/基于BIM的建筑參敏數化設計03/基于BI鴉M的建魂筑集介成化樸設計04/基于BIM的建筑性孕能分析05/基于BIM的設計倦優(yōu)化與指實現(xiàn)本章主要確內容06/BI珠M設計成夫果交付07/典型疫案例鐵：BIM能耗分構析08/復習思考令題一建筑局性能分類建筑性卵能指標變分類隨著社會狼經濟及城姿市化的快享速發(fā)展，院環(huán)境問題娃日益突出膠，資源、建能源的枯收竭，環(huán)境她的惡化等磁問題已威顛脅到人類敏及其子孫飛后代的生赤存。在此種背景下，灣針對能源澆消耗大戶津的建筑領非域，世界搭各國紛紛錢提出綠色挖建筑的理吧念來尋求網建筑與自駱然的和諧調，在滿足竄舒適健康罩的居住前抖提下，實頁現(xiàn)高效率志地利用資刊源，將對針環(huán)境的影拍響降到最嗎低。于是詳，發(fā)展綠往色建筑便良成為政府稿與業(yè)界的鍬一項共識連，是實現(xiàn)糾經濟發(fā)展耳與環(huán)境保醒護相向而宮行的一個鼠平衡點。為了使旋綠色建谷筑的概倆念具有弓切實的姨可操作商性，一鋼些發(fā)達免國家相腸繼開發(fā)獵出適合駁不同國擁家特點或的綠色校建筑評并估體系勻，通過榨定量的是描述綠賠色建筑玩的節(jié)能峽效果、記環(huán)境效岸益以及寺經濟性猜能等指蒜標，為傾決策者鄭與設計柱者提供幅參考和覺依據。建筑性頓能常用構指標大罷致可以否分為以慚下幾類姑：建筑該熱工、澤噪聲、像風環(huán)境揪、照度逮、日照鑼、能耗辨和舒適駛度等。一建代筑性能研分類綠色建耀筑與傳鹽統(tǒng)建筑用的差異與傳屬統(tǒng)建建筑相朱比，貴綠色瓜建筑果主要椒有以汪下幾碧點特研征：（1）相較于柳傳統(tǒng)建筑振，建筑本煉身的能耗送大大降低辟；（2）綠沉色建清筑尊溪重當駝地的側自然憐、人炸文、膽氣候披，因報地制叨宜、微就地脫取材嶄，因如此沒前有明華確的遇建筑胳模式鑄和規(guī)欲則；（3）綠色建庭筑充分利輝用自然，揀如綠地、游陽光、空邪氣，尋求域與自然的逢和諧共生嚇。注重內匪外部的有匆效聯(lián)通，波其開放的暖布局較封予閉的傳統(tǒng)謠建筑布局炸區(qū)別較大浩；（4）綠色賢建筑在染整個建貨設過程旅中都十巾分注重句環(huán)保。綠色輸建筑屢的設票計與雜當地暑的氣忽候環(huán)巧境及遇其變復化是墻緊密鳥相關專的，所謂因擔地制宜，廉是在建造給的過程中銜必須針對宴當地特征糊采用相應年的方法。綠色建柴筑往往誦與可持淺續(xù)設計潛關系密話切?？缮沓掷m(xù)高代表敞的是殺在不識減弱減自然狀系統(tǒng)奶的健周康發(fā)轟展和圍生產斯能力宇的基桃礎上倚，能薦夠滿林足人現(xiàn)類需銜求的的一種備平衡疲。一建鴿筑性能競分類就目臨前而憶言，紫實現(xiàn)肥可持嶼續(xù)設客計主訴要有撲以下辯十種療方法聞：（1）選鐵擇發(fā)耕展基堆地以飽促進車小區(qū)智宜居惡性；（2）發(fā)展住靈活設色計以延搭長建筑飛壽命；（3）利耐用自活然策蹤蝶略保揚護并怕回收燈水資肚源；（4）保證恐熱舒適吵度的同映時提高枝能效；（5）減辯少與折能量罰使用脂相關張的環(huán)欲境影蜻響；（6）提遠高使姿用者捐健康掠水平碎及室間內環(huán)生境質維量；（7）節(jié)作約用律水及然水資蟻源再媽利用俗系統(tǒng)栗；（8）利用與材環(huán)境更協(xié)疑調的建筑桿材料；（9）選繼擇適件宜的獄植物悉種類濁；（10）建摩設、滿拆除穩(wěn)和使寒用過陣程中從再循躁環(huán)計杯劃。二BI褲M建筑性憶能數據題處理和殲計算方詳法BI貢M建筑喪性能扛分析夠流程BIM模型率建立基于腥項目困全生齡命周奧期的BIM模型是號對綠色牌建筑評集估各項配指標的崇基礎，BIM模型的焦各類信段息可用猜于各個島方面的旨分析與搞評估，繁如基于BI放M模型的空份間信息和器材料信息姜，可以研逝究針對綠擔色建筑認臟證的成本躺分析、能小量分析等陡。這些性梳能分析成握果與BIM在項目元全生命轟周期中逆的變化霞和積累并相互呼伏應，如項能量分陜析、投慶資分析例和成本楚分析等數，都是贊隨著BIM模型全廊生命周劃期各個亡階段的點變化而頑變化。建模必旗須忠實燦于圖紙輔的設計影方案，一般在蒼設計過程艙中，設計戰(zhàn)人員會根背據圖紙進柿行建模。隙模型建立宣后，需要旋對設計方核案進行調退整時，設獵計人員可趴直接在模殃型中進行落調整，直適到得到滿耀意的結果險，并最后面將結果反商映到圖紙白上。二BIM建筑紹性能曠數據亮處理拿和計度算方改法邊界條件燃數字化建筑舅物間愧距、液體型癢、高私度和導圍護始結構卡熱工帝參數分以及舒可利孟用的考節(jié)能動技術臺等與聰其所田在地籃區(qū)的沉氣候旅條件亞關系貝密切鎖。利哪用氣仰象數覺據，述通過Wea讀the等rT爬ool等工披具進蝴行建賭筑所慨在地罪的氣剝象分豬析，本給建乒筑設紅計提庸供數保據支蹦持。以氣象悠數據為摩例，可以細進行以大下一些早分析。（1）最佳朝包向與最佳箱舒適度區(qū)想域分析如下圖所示，白左圖中任，黃色幼部分表乞示最佳接位置，遇綠圈表角示全年某各方向律平均輻損射量，玩紅色箭爆頭表示相最熱的走三個月稱中最大香輻射量這的方向責，藍色彼箭頭表旬示最冷隔的三個恒月中最瞞大輻射齡量的方弱向，綠擴色箭頭簡表示全面年平均探輻射量礎最大的吃方向，科黃色箭拾頭表示較最佳朝丹向，且衰從圖中飯可以明角顯看出亂哪個朝槽向適合孕利用太旦陽能。闖右圖黃篇色區(qū)域診為熱舒少適區(qū)間就，藍色澤區(qū)域表挑示逐日堤的頻率繼（以點荷形式繪嬌制全年87任60象h的溫濕度麗數據）。二BIM建筑性憤能數據轎處理和王計算方悶法（2）太陽輻追射分析下圖為最佳朝池向位置的潑太陽輻射杰：紅色區(qū)求域代表過臥熱期，藍焰色代表過撐冷期，粗奶黃線代表難該方向上儲太陽直射訪的平均值林，為太陽促能的合理續(xù)利用提供布了數據支雜持。最佳朝向每與最佳舒駕適度區(qū)域華分析二BIM建筑性歇能數據叮處理和儉計算方柳法太陽輻射崗分析（3）自然勇通風分漿析合理的范自然通精風對建該筑的能歇耗和提勾高室內煌空氣質籌量以及元舒適性得至關重輔要。合傷理的通腥風組織視一方面侍可以在因夏季帶挽走室內例熱量，顫減少空橋調使用傻從而起祥到節(jié)能罪的作用誦；另一秀方面，灰還有助最于室內苦空氣流育動，保鋪證建筑限室內空籮氣質量偷。We偷at少he控r友to花ol集成氣候強分析工具包能夠根據修典型氣候鍋數據對建回筑周圍的纏風環(huán)境進路行分析，下圖為室外風飄環(huán)境分析煙。二BI望M建筑性電能數據蛇處理和值計算方棍法室外風故環(huán)境分毫析（4）相對濕凍度分析相對娘濕度幅是指伐單位縣體積嗎空氣顯中實處際所灰含的河水氣謹多少柱，它憲將影夢響建預筑的拉能耗受和舒勺適度設。如下圖所示，是膽建筑所在長地區(qū)的逐旦時相對濕水度分布圖羽示，圖中重的綠色表腔示逐時相饞對濕度。熄由圖可知高，該地區(qū)盒空氣相對圾濕度的變化化趨勢基海本與氣溫兼保持一致免，在處于階過渡季節(jié)博的時間里充，相對濕柜度的晝夜信變化較大二BI瞞M建筑牧性能惱數據棉處理身和計訪算方允法逐日剃相對待濕度隨分布在滿足使穴用功能的比前提下，賽如何讓人跳們在使用渣過程中感器到舒適和德健康是建少筑環(huán)境領忠域研究與瓣應用的主拌要內容。踏其中，尋考找室內舒擊適性、建曬筑能耗、崖環(huán)境保護抓之間的矛認盾平衡點拴是亟待解泳決的問題話。由BIM軟件平闊臺構建捎的深度BIM（詳姥細建閉筑信酷息模弄型）勁通過綿軟件鎮(zhèn)輸出鍛為不攜同的辰數據喝格式柳，根爭據室甲內環(huán)浪境應擦用方沿向的欄不同畫，選籌擇合斬適的棉數據麗格式叫，再舌輸入插到專掠業(yè)的箏分析縱軟件遣中，貨就可恩以有惱效解佳決數銅據一悶致性像的問我題，隨提高雹建模昌效率欄。二BI敬M建筑映性能床數據建處理折和計毀算方武法指標需求文分析不同的弄性能化錄分析需燙要建筑孔物不同垮的信息練作支撐撲。根據懇分析方鳴向的要莫求將詳懼細建筑波信息模股型中的毅信息提融取、簡周化、整詳理后，珍轉化為罰不同的眾文件格拐式，再孝導入到陪各專業(yè)叫分析軟蒜件中進戴行專業(yè)餡分析。（1）明耳確建籌筑物碎需要繼進行磨分析踏的對航象和范內容賄。主道要進亞行建獎筑所裹在地遷的氣鈔象數夏據分橡析、開舒適育度分餃析與劃