该项目为一星绿色建筑，应用了大量的新设备、新技术，并且工期紧，任务重，传统的二维设计方法和施工管理模式不能很好的满足需求，针对目前国内设计方与施工方协作过程分离的现状，并保证项目的顺利进行并减轻各参与方的工作量，采用REVIT软件完成对本项目的BIM三维模型创建、设计方案修改及施工图纸生成，采用Navisworks软件进行施工组织计划预演工作，从而实现各专业设计在三维模型中的整合，集成后的模型统一保存在服务于可视化交流的模型服务器平台中。

项目概况

该项目位于青岛某县级市（图1.1）正处于规划阶段的东部商务区（图1.2），区域内基础设施、公共服务设施等还未实施。通过项目的建设，不仅能够完善区域公共服务设施，有利于营造良好的投资环境，加快促进东部中央商务区总体建设，而且有利于实现义务教育设施的均衡布局，提高小学段办学能力和办学质量，满足入驻东部中央商务区职工子女及居民子女对小学段优质教育的需求。根据规划方案，项目建设教学楼、综合楼、实验楼、宿舍楼、体育馆及配套设施等工程，占地面积约为34500m?，总建筑面积约23600m?，设置36个教学班，建设期限为2年（2014年9月-2016年8月），本项目总投资9851.6万元。

图1.1 项目所在地区域位置

图1.2 项目所在区域现状分析

BIM技术在瑞华小学设计阶段的应用

（1）设计团队整合

该项目的设计是以BIM设计团队的模式展开协同工作（图1.3），设计团队根据专业分为结构、建筑、设备三个独立小组，经由主要负责人对模型进行复核后，形成最终结果。在此组织架构模式下，整个项目能够得到很好的掌控。

图1.3 本项目 BIM 协同设计框架

（2）设计前期的BIM辅助分析

在设计前期阶段，在瑞华小学现场召开研讨会。第一步是实地考察，收集包括目前场地目前的使用情况，业主愿景、原则和目标等在内的相关数据资料；这些资料要尽可能的详实，包括当地的地理位置，其后特征，地质条件等，都要考虑进来，需要进一步实现优化。第二步是在前一步考察的基础上，会同瑞华小学项目各参与方对项目、场地、建筑类型和气候进行确认，也对其他项目需求进行讨论，例如合规管理、地方规定以及控制计划流程等；第三步针对一些主要项目系统做重点决策，形成对于结构、设备、电气、给水排水、围护和表皮系统、建筑位置、场地开发、约束条件以及机遇的早期的想法和图表。最后是根据已有的数据经过专业人员研究测定，制作出一份规划书。

通过WeatherTool软件和CSWD气象文件进行青岛地区气候分析可知（图1.4）：太阳辐射资源比较丰富，夏季辐射量比较强烈，冬季辐射量较弱；综合夏季主导西南风、冬季为西北风的主要风向分析可知，项目建筑南、南偏西30°都是适宜朝向；包含被动式策略分析的焓湿图表示了被动式太阳能采暖、自然通风措施在项目实施具有有效性。

图1.4 项目所在地气候分析

（3）方案设计

在设计前期，设计团队提出一些建筑和场地整体设计的概念方案，随着设计师对方案性能、成本、环境影响方面进行测试、结果检查，采用几个方案最好的部分并重新加工优化方案，确定最终方案。

①利用BIM进行建筑体量设计

本项目位于城市东部待开发地区，因此不受典型的市区条件限制。先通过BIM建立建筑体量和体积的基线，锁定比例，并把建筑面积设定到与客户项目的占地面积相同。

基线建立后，就可以考虑其他的建筑形式。理想情况下，要想获得最佳的内部光照，建筑物的长度应该大约为27米。

②利用BIM模型设计采光

确立空间自然采光和室外视野目标后，基于本地区气候特点进行方案设计，准确的预测建筑物的年采光量（图1.5）。

图1.5 BIM 室内天然采光

③利用BIM进行能耗分析

在进行能耗分析之前，首先要确定的是在建筑设计的各个阶段所期望得到的结果，然后建立一个稳定的高质量的模型，通过分析项目位置、建筑围护结构（图1.6）、房间大小，对Revit应用程序进行具体设置，分析能源使用。其中，屋顶的太阳辐射度最大，12时到15时均值达到400Wm?，七八月份最高值可达到800Wm?；南侧太阳辐射量在冬季能够达到300Wm2；西侧由于教学楼的遮挡，西晒较轻，几乎可以忽略。以多功能楼为例，二楼设置篮球场地和舞蹈教室，所以可以考虑南侧设置舞蹈教室，北侧为篮球场地，在篮球场地的东、西、北

侧墙面开窗实现自然通风，篮球场屋顶设置遮阳板，协调自然采光和遮阳，达到节省电力、蓄热、隔热以及自然通风的效果（图1.7）。

图1.6 对多功能楼屋顶、南面、西面墙体的辐射分析

图1.7 多功能楼实际建成效果

④利用BIM辅助利用可再生能源

对一个项目来讲，要想把各种可用的可再生能源都用上很不现实。本项目中，重点利用太阳能，主要以光热建筑一体化的形式应用：在建筑上安装太阳能热水器、采暖器等，将太阳能转化为热能再加以利用。通过BIM模型地理位置和时间范围分析（图1.8），我们可知，本项目太阳能电池板的倾斜度应该等于建筑的纬度，即36°。由于本项目屋顶面积是平的，因此将用于太阳能面板阵列的屋顶面积与计算实际雨水的屋顶面积是相同的。

图1.8 正南向太阳能光伏板在不同倾角所受到的累计辐射强度

作者：于海霞 仅供学习交流 版权归原作者所有

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