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《基于BIM的绿色建筑设计的教学和实践》

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摘要：中国建筑行业即将进入信息化、绿色低碳化时代,本文从建筑行业的时代背景出发,分析了现代建筑设计教育的滞后性以及存在的问题,提出了基于BIM的绿色建筑设计的教学理论,并从设计思维到BIM应用,再到协同设计进行了系统的教育实践,取得了较好的研究效果,为信息化绿色建筑设计教育教学累计了一定的经验.

关键词：BIM；绿色建筑设计；教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）28-0160-02

一、引言

总书记在“十九大”报告中指出：“加快建设制造强国,加快发展先进制造业,推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合,在中高端消费、创新引领、绿色低碳、共享经济、现代供应链、人力资本服务等领域培育新增长点、形成新动能.”[1]其中的“互联网、大数据、人工智能”以及“绿色低碳”指出了建筑行业将来的发展方向.我国建筑行业到2017年初,“全国城镇绿色建筑面积达12.5亿平方米,其中2016年城镇新增绿色建筑面积5亿平方米,城镇新建民用建筑比例超过29%”[2]早在2015年在住建部所印发的《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》文件中就已明确指出在未来的五年内建筑行业的发展目标为行业中具有甲级资质的设计、施工等企事业单位应在项目的设计、施工中做到最大范围应用BIM,实现BIM在建筑行业中的全面覆盖[3].中国建筑行业已然正在步入“信息化”、“绿色低碳化”的时代,但我国的建筑教育存在滞后性,跟不上时代的步伐.作为建筑学的重要课程———建筑设计的信息化、绿色化进程刻不容缓.

二、我国信息化、绿色化建筑设计教育现状分析

1.缺乏科学的设计思维.建筑教育中传统的建筑设计思维是“建筑设计主义”,即考虑空间、功能、造型、美观等建筑本身的因素较多,往往很少会考虑绿色建筑中节能、节地、节水、节材以及与环境和谐共生等因素.在设计过程中较少考虑结构设计、给排水设计、暖通设计、电气设计等问题,更不会去考虑造价以及后期运营等问题.在方案设计阶段也不会考虑细节的数据信息,如窗的传热系数、墙的构造层次等.在课程作业评分中,效果表达好的学生更占优势.这种教育状况对于绿色建筑设计人才的培养及其不利.

2.设计手段缺乏信息化.现今建筑行业建筑设计手段多为电脑设计,“北京、上海、广州、深圳等地区的设计单位以及施工企业较多运用了BIM进行设计及施工,但我国大部分地区还是应用二维电脑绘图进行设计.高校更是滞后,90%的高校在低年级建筑设计课程中是手绘设计,80%的高校在高年级时是用二维（CAD系列软件）进行设计,较少有高校利用建筑信息模型来进行建筑设计.

3“. 独立”工作方式与绿色建筑复杂且多方面设计存在矛盾.传统建筑学教育提倡培养学生设计作品具有个性化以及在设计过程中学会独立思考、分析与解决问题的能力.每个人的设计都不一样,教师辅导时也需要进行一对一地修改,培养了学生独立设计的能力,但却忽视了团队协作解决问题的能力,这对于绿色建筑设计人才培养极为不利.

三、基于BIM的绿色建筑设计教学研究与实践

1.思维训练———基于BIM的建筑设计思维.建筑设计课程在中国建筑学本科教育中占有重要地位,课程贯穿始终,由低年级的小型单一功能建筑设计到高年级的复杂多功能空间设计,难度递增,深度递加.绿色建筑的设计思维与传统设计完全不同,考虑模式与方法也不尽相同,所以在进行绿色建筑设计教学中,注意发散性设计思维的训练[4].采用基于BIM的建筑设计思维在设计过程中事半功倍,首先要求学生掌握基本的BIM知识及相应的软件,在设计过程中利用BIM软件进行分析、模拟,进行绿建分析,放射性逻辑思维,考虑绿色建筑的不同方面,在综合考虑找到最适合的解决方案.图1为大二学生就“节能减排小住宅设计”的集装箱建筑设计思维,对于集装箱的选择紧扣节能减排,同时考虑到环境和节能技术,最后得到了适合的建筑设计成果.

2.BIM技术与专业知识相辅相成.在绿色建筑设计中,扎实的专业知识是前提,熟练的BIM技术是条件,二者缺一不可.专业知识体系包括规划、建筑、结构、暖通、给排水、电气、运营管理等多方面的知识,随着年级的增高,相关知识体系不断完善,学生们的专业知识更加丰富,设计中考虑的问题也随之增多.随着设计题目难度的加大,思考与设计过程更加复杂.BIM技术提高了设计的效率,在BIM相关软件的辅助下,很多问题迎刃而解,可以通过建筑信息模型模拟分析功能优化设计,所以在绿色建筑设计教学中,BIM技术的应用必不可少.

3.综合能力与协同能力培养.绿色建筑设计涵盖了多个专业,并非建筑专业独立完成.在进行综合绿色建筑设计时,要涉及规划、建筑、结构、供热、给水、电气、管理等专业的绿色设计,并且要将各方面因素统筹考虑、综合设计,各个专业要协同设计,共同完成,因此培养学生的综合能力与协同能力非常重要.在毕业设计阶段,我们进行了基于BIM的多专业联合绿色建筑毕业设计,如图2所示.建筑专业为项目的总负责,通过Revit软件中的工作集或链接来完成协同设计,既锻炼了学生的协同能力,又锻炼了他们的综合能力和组织交流能力.

四、结语

绿色低碳、可持续发展、大数据、集成化是建筑行业未来发展的趋势,社会对BIM人才及绿色建筑设计师求才若渴,高校应紧跟时代步伐,适应市场要求培养人才.在基于BIM的绿色建筑设计研究的过程中,学生的进步明显,收获颇丰,并获得了全国绿色建筑设计大赛三等奖以及全国广联达联合毕业设计的一等奖、二等奖等奖项.虽然此次教学研究还存在许多不足之处,但可以为今后的绿色建筑教研教改之路打下坚实的基础.

参考文献：

[1].决胜全面建成小康社会夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利———在中国第十九次全国代表大会上的报告[M].北京:人民出版社,2017.

[2]住房城乡建设部.关于2016年建筑节能与绿色建筑工作进展专项检查情况的通报[OL].建办科函[2017]491号.2017-07-17.http://www.mohurd.gov.cn

[3]住房城乡建设部.关于推进建筑信息模型应用的指导意见[J].中国勘察设计,2015,(10):22-26.

[4]周诣.基于BIM的建筑设计思维模式培养———以别墅建筑设计教学实践为例[J]. 长春工程学院社科版,2017,18(1):32-38.

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