建筑设计行业环境分析范文

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中图分类号：TU2 文献标识码：A

虚拟现实技术是指利用计算机以及计算机网络，模拟实际工作中可以实现或是不能实现的事物或是环境的一门综合性的技术。虚拟现实技术是近些年随着计算机技术不断发展新开发的一项技术，现在它已经逐步渗入现代的建筑设计中，相信将来虚拟现实技术一定会改变现代建筑设计的方式，成为现代建筑设计不可或缺的一部分。下面将先从虚拟现实技术对建筑设计的影响着手展开相关的论述。

虚拟现实技术对建筑设计的影响

建筑设计是一项综合性十分强的工作，对于建筑施工来说，建筑设计占据着十分重要的地位。因此相关的工作人员在进行建筑设计时，应当充分的利用建筑设计原理，并对建筑施工中的方方面面进行仔细的考虑，力保建筑设计方案的准确完善。在将虚拟现实技术运用于建筑设计中以前，建筑设计是被建筑设计人员以纸质的形式展示出来的，而这种纸质的建筑设计图只能够表现出一个二维平面，不能够将建筑设计的立体结构充分的展示出来。而在将虚拟现实技术运用于建筑设计中后，建筑设计的各个方面都发生了改变。计算机内存的设计软件替代了传统建筑设计中所使用的图纸，三角板等设计工具，使建筑设计的效率得到很大程度的提升。除此之外，使用计算机中的设计软件进行建筑设计图的绘制后，还能够展示出建筑设计的三维立体图形，使建筑设计图形逐渐转向三维立体时代。将虚拟现实技术应用于建筑设计中，能够促使建筑设计图形更加的完善，也能够生动的将建筑设计图形展示出来，还能够促使建筑设计人员之间加强沟通与交流，提高建筑设计人员的设计水平。由此可见，将虚拟现实技术运用与建筑设计中，对于建筑设计的影响是十分大的，不仅能够将抽象的建筑设计图，更加具体形象的展示出来，还能够使建筑设计的质量水平得到提高。

虚拟现实技术在将来建筑设计中的应用

由上述的虚拟现实技术对建筑设计的影响可知，将虚拟现实技术运用于建筑设计中，能够有效的减少建筑设计所耗费的时间，同时也能够更加形象的展示出建筑设计的想要表达的全部信息。由此可见将虚拟现实技术运用在将来建筑设计中是十分有必要的，而关于虚拟现实技术在将来建筑设计中的应用主要体现在以下几点：

可以进行建筑空间体验分析

虚拟现实技术在现代建筑设计中的应用主要是，可以建立一个直观的三维立体建筑设计图，使建筑设计图更加的形象生动的展示出来。在建筑设计中使用虚拟现实技术后，能够将原来的纸质二维建筑设计图逐步的转向三维立体设计图，这样就能够使建筑设计图更加形象的展示出来，还能够帮助建筑设计人员提高建筑设计水平。而虚拟现实技术在将来建筑设计中的运用主要体现在，可以进行建筑空间体验分析。现代社会中，建筑师对于建筑空间的感受和分析不是采用绘制透视的草图，就是通过拍照摄影。而通过绘制草图与拍照摄影，都不能够将建筑设计师真实的感受到建筑设计的效果，这些体验方式存在很大的局限性。而将虚拟现实技术广泛的运用到未来建筑设计中后，就能够使建筑设计师通过视觉，听觉，触觉全方位的感知建筑设计的真实效果，使得建筑设计师能够对建筑设计进行更为有效地分析。

可以进行公众参与和自主设计

虚拟现实技术在将来建筑设计中的应用还包括，能够进行公众参与和自主设计。建筑设计绘制初始直至落成，都是以顾客的为主的，是为顾客服务的，而在实际的建筑设计中顾客并没有过多的参与进来，这显然不是一种科学的设计方案。科学的建筑设计方案是需要用户一同参与到建筑设计中的，而虚拟现实技术恰好就解决了这个问题，使建筑设计能够进行公众参与和自主设计。虚拟现实技术能够将建筑设计师与顾客的想法同时的展现在屏幕上，通过真实的触感使用户能够积极地参与到建筑设计中，同时虚拟技术还不需要顾客拥有太多建筑方面的专业技术知识，不仅能够解决建筑设计师与顾客之间的沟通中存在的问题，还能够提高顾客参与建筑设计的积极性，使建筑设计师能够设计出更好的更加符合顾客需要的建筑设计方案。

可以建筑物理环境分析

除了上述的两点外，可以进行建筑物的物理环境分析，也是虚拟现实技术在建筑设计中运用的一个主要的方面。传统的纸质建筑设计只能够展示出建筑设计图形与建筑物实体的外观，并不能将建筑物将要面临的物理环境展示出来并进行物理环境分析。因此，建筑设计师很难对建筑物所处的物理环境进行准确的分析，制定出让顾客十分满意的建筑。而将虚拟现实技术融入建筑设计中后，就能够将建筑物所处的物理环境真实的展示出来，并进行相关的分析。因为建筑设计师可以利用计算机技术将建筑物所处的物理环境真实的再现，只要借助虚拟的外接设备，就能够真实的感受到建筑物所处的物理环境会产生怎样的影响，更为重要的是借助虚拟现实技术，还能够将建筑物所处的物理环境中各项数据的最佳值及时的统计出来，有利于建筑设计师进行分析比较，选出最为合适，最理想的建筑设计数据，从而优化建筑设计师的建筑设计方案，使建筑设计师设计出更优秀的建筑设计作品。

结束语

本文主要论述的是虚拟现实技术对建筑设计的影响以及虚拟现实技术在将来建筑设计中的相关运用。虚拟现实技术已经运用于现代建筑设计中，而且将来虚拟现实技术必会成为建筑设计中不可或缺的一部分，因此应当充分发挥虚拟现实技术在建筑设计中的效用，促使建筑企业中的建筑设计工作在未来得到更好的发展。

参考文献：

［1］李敏杰，张航 . 虚拟现实技术在建筑行业中的运用［J］.现代计算机（专业版），2011，（6）

［2］刘晓庆，王亮，王新宇 . 虚拟现实技术在建筑设计中的引用［J］. 科技创新导报，2010，（8）

［3］杨震，朱建江 . 建筑设计中的虚拟现实技术应用前景［J］.科技广场，2008，（12）

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Abstract: computer aided architectural design software will be divided into three categories: design class, the performance of software and the analysis of software, this paper probes into three kinds of computer aided architectural design software development and application, and combining with the current green building design, at the request of using a computer aided design software is discussed, and to the computer aided design software application trend is pointed out.

Keywords: architectural design; Computer aided design; cad

中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：

计算机辅助设计是建筑设计技术与计算机计算的完美融合，是随着计算机技术不断发展而必然出现的产物。从二十世纪计算机在建筑设计中的应用开始，计算机技术已经渗透到了建筑设计的各个层面，包括建筑前期设计、后续的具体表现以及后期的具体环境分析等，对建筑设计的方式，甚至是建筑的具体形式都产生了重要的影响，有效的拓展了建筑设计领域，对建筑设计的持续发展具有重要的贡献。

1、计算机辅助设计类软件

（一） 以SketchUP为代表的建筑前期设计软件

当前国内使用较多的建筑前期方案设计的主要软件是SketchUP，同时也是当前的主流设计软件之一。该建筑软件给设计设计师提供了一个直观的可视化开发界面，尤其是在辅助工程进行构思和表现过程中提供了方便的操作方式，提高了建筑创作设计的效率。因此，很多人又将该软件称作“草图设计大师”。

该软件与其他的三维图形软件相比具有更高的适应性，能够很好的适应建筑设计的前期工作。其一，他能够很好的跟踪设计师的设计思维，激发他们的创作灵感，能够快速的将设计师的思维转化成为具体的三维模型；其二，通过对角度的任意变化来对所设计建造的外观，内层空间以及建造的各个细节部分进行详细观察，而且还能够方便的生成各种剖面图，并实现尺寸标注；其三，SketchUP还带有建造需要的大量门、窗、柱等建筑结构件和材质库，能够方便的进行建筑设计效果的渲染。

（二） CAD参数化设计软件

国内建筑行业所使用到的CAD软件，诸如天正、中望等CAD软件大部分都是以AutoCAD为基础，通过有效的二次开发来获得适合自身使用情况以及使用需求的软件。而AutoCAD是二十世纪八十年代由Autodesk公司在计算机上采用CAD技术开发出的一款计算机绘图软件包。由于它具有开放的二次开发平台和基础，因此在使用的过程中得到了不断的完善和升级，逐步发展成为了国内以及国外最为常用的CAD软件之一，对CAD技术在建筑以及其他工程领域中得到了广泛的应用起到了推动作用。

CAD软件在绘图的过程中是使用最为基本的图形元素作为绘图以及建模的基本要素，能够很好的使用建筑设计师的使用要求。同时，其交互式的使用菜单也极大的方便了软件的使用者，具有强大的设计功能。再次，其参数化的设计方式也给图形的精确表达提供了基础，能够高效的进行施工图的绘制。

2、建筑设计的表现类软件

3DSMAX软件被广泛的应用到建筑、影视特效制作以及历史遗迹的恢复等多个领域。它又被称作3D Studio Max，属于一种制作和渲染类操作的专业软件。在进行建筑模型的创建、材质的设计，光影的渲染以及动画的模拟等过程中都可以用到3DSMAX软件。它在建模方面具有多边形建模、放样建模以及NURBS建模等多种建模方式，同时还兼具强大的编辑与修改能力，可以很好的完成复杂模型的创建及分析工作。同时，该软件还具有较强的兼容能力，通过丰富的插件体系来实现与其他软件的兼容，拓展了该软件的使用范围。

3、建筑分析类设计软件

（一） 建筑设计中声环境分析软件

当前，国内自主开发的声环境分析软件还处于初期研发阶段，主要是采用国际主流的声环境分析软件，诸如ODEON、EASE和RAYNOISE等。这些软件主要是用于对建筑空间的声学进行模拟，通过给建筑空间的模型进行输入定位，然后再利用对应的操作获得空间直观的声学效果，用作建筑设计的参考。

（二） 建筑设计中采光和日照分析软件

当前国内所采用的采光与日照分析软件主要是Radiance、Lightscape以及LumenMicro等，他们可以很好的在虚拟环境中模拟可见光的效果，同时还能够获得亮度与辐射率的变化情况，并通过计算机来进行渲染，获得良好的视觉效果。用以提高建筑的舒适度以及美学程度。

4、利用计算机辅助建筑设计软件进行绿色建筑设计

基于模拟辅助设计的原则 ，清华大学 DEST 开发组将设计过程中设计人员和计算机模拟程序的工作进行了区分 ，提出了实现模拟辅助设计的具体流程 ，如图 1 所示。开发组将设计过程中设计人员和计算机模拟程序的工作进行计的具体流程，如图1所示。

图1 设计人员计算机模拟分工

通过模拟计算可以对多种备选方案进行可行性分析与进；另一方面，建筑师可与设备工程师和结构工程师进行共同的绿色功能模拟计算，最终形成一个信息的反馈优化功能。从根本上来讲，利用计算机辅助软件进行绿色设计实现的是一个逐层深入的过程，通过逐步的细化各个绿色指标来完成整个指标系统的达成。而在各个细化指标的达成和设计都是通过循环设计、信息反馈的方式实现的。

结语

本文从设计类、表现类软件以及分析类三个方面，分别探讨了计算机辅助建筑设计软件的发展及其应用情况，同时结合当前绿色建筑设计的要求，对利用计算机辅助软件进行设计进行了论述，给计算机辅助设计软件的应用趋势指明了方向。

参考文献：

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近几年来，随着全球气候的变化以及能量资源的逐渐枯竭，人们开始更加重视考虑环境因素在经济生活发展中的影响。目前，我国正处于建筑的高峰期，建筑业的飞速发展已经造成了严峻的环境污染以及能源浪费。因此在建筑过程中，结合环境因素进行设计已经是势在必行了。

1 建成前的环境分析

建筑前的环境分析主要是注意以下问题：1 工程所确定的功能是否合适；2 基地的开发是否会对环境造成不良影响；3 基地所处的自然环境是怎样的，有哪些植物、动物，是否有湿地；4 基地所处的人文环境怎样，具有哪些历史文化或者考古的意义，如何将这些人文历史意义在建筑里得到延续；5 建筑前的原有建筑是否可以得到再利用，如果不能则拆除后的建筑材料是否可以得到再利用；6 建筑基地的日照时间是否充足，建成后的建筑物是否有利用太阳能的可能性或是是否可以开发出其他资源来利用；7 基地的空气、土壤、水等是否曾经遭到过污染破坏，周围的高速公路、工业区、机场等是否会带来噪音或者其他不良的影响。总而言之，对建筑前的基地环境进行周详的考虑是非常必要的。建筑设计要尽力的保护基地的自然环境以及生物的多样化，最大程度的延续基地原有的人文特色。柴赫尔曾总结出了建筑前所要分析的环境要素：1地形。平地适用于做耕地使用，但坡地则适用于建筑。在坡度进行建筑时，首先要保护好植被以及土壤不受到侵蚀。通常坡度越大就越容易受到侵蚀。从地形角度来看，保护建筑环境，通常采用减少其车辆、缩小停车规模、采用独立的建筑基础等方式来保护基地；2 气候。要想做到绿色建筑，满足居民的舒适要求，就必须要充分考虑建筑基地的气候特征。考虑当地的年降水量、日照时间长短，主导风向以及太阳能的利用等方面，除此之外，还要考虑居民用水等一些基本的生活需要；3 能源以及设施。居民居住区都要考虑供水、电力等方面，在建筑前设计的环境分析就要考虑总系统与当地地形以及自然资源的结合；4自然危害。自然危害有时候是无法避免的，一旦发生就会对人类的生命造成极大威胁。因此在建筑前就要对基地周围环境的自然危害进行充分考虑，要考虑到不利地形、危险的动物以及一些杀伤力极大的天灾灾害等；5 植被。保护环境首先要保护基地植被的整体性。通过对植被的保护可以促进生物的多样性，同时可以起到净化空气的作用。

2 结合环境进行建筑布局

2.1 地形对建筑设计的参考价值

一般而言，如果建筑物的基地地形平坦，该地区的气候对建筑物的位置影响不会太显著。但是如果地形不平坦的话，建筑物的修建受到的气候制约性较大。有坡度的地形会产生区域的小气候。有变化的地形在不同区域会形成不同的气流以及空气温度。在低凹地带或者斜坡地带较凉爽，空气速度在迎风坡较背风坡大。

冷空气较热空气的密度大，因此冷空气比较重，会向凹地下沉，而热空气会向上升腾。气流也会受气压差的影响，从正压区域流向负压区域。气流如果在流动途中遭受到障碍物则会聚集在迎风坡形成正压区，相对的，在背风坡就形成了负压区。这时候的气流速度及方向都取决于障碍物的大小及形状。这种现象对于建筑设计具有极高的参考价值。对于南方气候较炎热的地区的低凹地带的建筑物，温度相对低。在斜坡修建建筑物时，如果方位合适，则背风坡是最好的选择，这样就可以最大限度的减弱暖风。在温度寒冷的北方，建筑物是不能建造在低凹地带的，而且还要尽可能地避免斜坡上下沉的不同冷气流。在潮湿的地区，因为斜坡的顶部风速是最大的，所以我们最好是将建筑物修建在斜坡的迎风坡。

2.2建筑物朝向对建筑设计的参考价值

选择合理的建筑物朝向也是建筑设计中应该考虑的问题。影响建筑朝向的因素有很多：地段局部气候、地理纬度等。建筑的布局通常是由日照与通风两方面所决定的。

建筑物的朝向要与当地的主导风相符合，众所周知，流经建筑物的风速越大，建筑物的通风效果就越好，也更有利于房屋的散热与改善建筑物内的空气质量。但是对冬季供暖的地区，却加重了房屋结构的但热量。所以，在决定建筑物的朝向时，要尽量使建筑物的朝向与夏季的主导风相一致。

南方向是冬季太阳辐射量最多但是夏季日照量又较小的方向，又加上我国大部分的地区夏季主导风是东南风，所以不管是从改善夏季室内房间散热环境，还是为了减少冬季夏季房间的采暖空调的负荷角度来看。南方向都是建筑物朝向的最佳选择。

2.3 室外的空间对建筑设计的参考价值

室外空间应该和建筑物的形式相结合考虑，这样就能使空气更加流通，获得更好的散热效果或是降温效果。缺乏足够的室外空间就会减少热量得失。所以室外空间对于调节人的炎热、寒冷、潮湿抵抗能力有重要的影响。室外空间是由建筑群中的单个建筑物组成的。怎样不止建筑以及留出多少空间就是建筑设计中的室外空间问题。显而易见，留出大片的空地更有利于空气的流畅。白天，建筑物吸收了大量的辐射，到晚上时，热量就会将辐射返回给空气。在室外空间较充足的情况下，因为辐射返回的原因，夜间的热量损失会增加。暴露在室外的建筑物的表面积越多，热量的损失就会越大。所以，不仅仅是屋顶，墙面也存在热量损失。但是当建筑物较密集时，墙面相互靠近，在室外的表面积也小，因此，这时屋顶才是热量损失的主要表面。

建筑物设计规划过密时，室外空间就会小甚至是没有，这样，在降低热量损失时，得热也会相应的减少。在寒冷气候区域，因热量扩散迅速，很难提高温度，尤其是在有风的时候。密集型的建筑物布局能够最大限度地减少得热。因此在气候寒冷的地区，密集型的布局是最佳选择。另外，建筑物的表面器材应选择松软绿色的材料，建筑物表层的反射能力也不宜太强。在潮湿地区，建筑物地区的距离不宜太近，这时候通风是决定因素。布置接到以及室外空间是充分考虑通风方式。在复杂的建筑物群体中，可以利用室外空间以及烟囱效应来增大空气的流动度。

2.4生态元素在建筑设计的参考价值

2.4.1结合绿色设计的理念

植被可以吸收一定量的辐射，因此在建筑设计中利用植被可以起到降温的作用。在建筑设计中要树立绿色建筑的理念。其绿化包括墙面绿化、阳台绿化、屋顶绿化等。绿化可以栽种一些绿色藤状植物以避免阳光的直射，降低建筑物墙表面的温度，确保室内温度的稳定性。

2.4.2水体的利用

水体也能够吸收大量辐射，并且可以通过蒸发起到降温的作用。一般而言，白天，在水体区域会比较凉爽，但是在夜间，水体会向周围释放热量，这些热量是可以用来采暖的。水体的辐射得失以及气流作用都应该和建筑设计结合起来，以取得较好的生态效果。水体蒸发可以降温，也能有利于采暖。另外在寒冷地区，尤其是在有玻璃环绕的地方，水体可以作为储热材料

3结束语

为了响应绿色建筑以及可持续发展的号召，结合环境因素进行建筑设计是在当今建筑行业一个明智的抉择。不管建筑设计的规模大小与地理位置怎样，都要对建筑基地周围的环境加以考虑。只有对环境进行了充分利用，才能更好地发挥出建筑物本身的调节作用。

参考文献

[1]米勒著, 邹红燕,刑晓春.可持续发展的建筑和城市化概念、技术、实例[M],北京:中国建筑工业出版社，2008:96-98.

[2]周皓明, 张晓东. 生态建筑-面向未来的建筑[M].南京:中国东南大学出版社,2002:10-13.

[3]赵群.传统居民生态建设经验及其模式语言研究[D].西安建筑科技大学, 2005.

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前言

自然光是一种大自然赐予我们取之不尽用之不竭的自然资源，在建筑设计中，科学合理地运用自然光，能够降低电能、空调等产生的消耗，能够改善采光条件，从而为学习、办公提供良好的环境氛围。自然光属于绿色资源，随着生态环境的破坏，资源的浪费，在办公建筑中对于采光照明，自然光越来越被广泛应用，对办公人员的工作越来越发挥重要作用。

一、办公室内自然光环境模拟技术

（一）RADIANCE建筑光环境分析软件

这个软件是在1990年左右美国能源部的一个实验室开发的，经过长期对办公建筑自然光模拟分析，开发了这一款照明与采光的模拟软件包，它对光线具有反向追踪的引擎功能，设置了输出控制功能，功能的强大增大了应用范围。在采光模拟中此软件得到了广泛应用，它可以产生图像效果，图像是分析人员进行分析的参考依据，具备了图像分析处理功能，分析人员根据图像进行综合分析处理[1]。

（二）AGI32

AGI32是一种专业的照明计算软件，具有运算速度快速与结果精确的优点，并具有虚拟实境软体强大的功能，产生的效果图高度逼真，以逐点计算的方式，以彩色的形式将图像显现出来。

（三）ECOTECT生态建筑大师

ECOTECT生态建筑大师也是一个分析软件，作为一种分析辅助设计软件，它的分析方法是交互式的，工作人员在之前需要设计好模型，输入到软件当中，系统会生成数字化形式的图像，设计越来越深入开展，分析的效果越来越准确。操作界面便于简单操作，与其它软件具有兼容性，可以直接导入其它格式的文件，通过操作还能建立三维模型，然后输入技术参数，结合多学科，实现综合分析。

此外这个分析辅助软件还有一个数据累积输入系统，能够适应分析模型改变的需要，以几项简单的几何细节信息，以其精确的特点受到更多用户的选择，减轻了分析人员的负担。3D界面使图像看起来更加直观形象，精度计算大大增加了可编辑的可能性。

二、办公自然光环境分析评估现状

（一）不够重视节能策略

尽管现在社会上提倡建设节约型社会，许多企事业单位也在积极响应国家建设节约型社会的号召，在生产工作环节中注重资源的节约。但是有些行业节约意识不强，有些办公室在白天自然光光照充足的条件下，依然还开着电灯，浪费电能，给企业带来了大量的支出。窗户是自然光进入室内的窗口，窗户的构造对于自然光的采集是很重要的，有的企业把窗户设计得不太合理，导致自然光照射强烈或者室内采光不足，抑或企业为了装扮办公环境，使环境更加美观，营造一个良好的工作环境氛围，增加一些装置，不利于自然光的采集，导致受到太阳光暴晒，室内温度太高，又或者室内采光不足，较为黑暗，影响工作人员的正常工作，这样不但没有达到提高工作效率的目的，反而使企业花费了大量资金，浪费了大量物质资源[2]。

（二）没有充分考虑到自然天气环境的影响

自然天气环境对于自然光的采集、分析评估也是很重要的影响因素，决定着采集是否充足，分析评估是否进行顺利。在我国北方房屋建筑的朝向是坐南朝北，这是为了方便采光，从采光角度来讲房屋建筑并不是都很充足，分为我们日常所说的阳面与阴面，这就要求设计建设、分析人员要根据实际情况做好应对措施。天气也会影响自然光的照射，在雷雨天气没有太阳光的照射，这对办公室内的明暗程度产生了影响，大风雷雨天气下室内都会显得有些黑暗，这对分析人员进行分析评估工作带来了不便。

（三）过于强调分析评估结果

对自然光环境分析评估也是为了节约资源，对于环境分析评估普遍存在的一种现象是重视结果，忽视实际。把评估结果作为节能优劣的唯一标准，并没有遵循办公建筑的实际情况去执行，为了满足国家规范要求，肆意修改分析评估结果，掺入了虚假内容，与最根本的分析评估初衷背道而驰[3]。

三、以某企业办公建筑为例分析评估自然光环境

（一）某企业办公建筑情况介绍

某企业办公建筑面积2000平方米，是当地著名的一家小型民营企业，位于市郊，周围分布了很多公司企业，也有很多建筑，也分布了一些居民楼。企业办公楼分为四层，由于企业规模较小，办公楼与生产车间相对较近，生产车间与周边的建筑、居民楼形成了鲜明对比，一些高大的居民楼对办公自然光的采集多少有一些影响，还好在企业采取了有效措施，对自然光环境进行了细致分析评估，保证了自然光的有效利用。

（二）企业办公自然环境分析评估

在该企业建设之初，领导管理层非常有远见卓识，聘请省、市很有名气的建筑公司分析评估工作人员进行了一番耐心细致的分析评估，建议办公建筑的外墙设计成玻璃幕形式，众所周知玻璃具有反射折射的作用，在室内窗帘设计成拉帘式的，这样通过玻璃幕的外墙反射与折射，拉帘式窗帘之间的空隙，保证了自然光能够充足地照射到室内，为工作人员工作行为的展开提供了极大的方便。按照部门的设置，将重要的部门规划到光照辐射能力强的地区之内，方便企业重要的日常事务管理正常开展。

结语：

通过上述可知，自然光是绿色建筑中一种重要的能源，它能够使办公人员感觉到视觉上舒适温馨的感觉，并能够降低能源损耗，为企业节约资金。文章介绍了几种办公建筑自然光环境分析评估的技术，也以某企业办公建筑为例，分析评估了如何改善自然光环境，提高光能有效利用。为此各行各业应根据地区自然环境等实际情况，根据企业的实际，对自然光环境有所了解，了解增加建筑方面的知识，对周边气候环境等内容也有所了解，进行全面的分析评估，创造一个环保健康的工作环境。

参考文献：

[1]陈铭恺.唐洪刚.美术工作室的光环境模拟技术综述[J].照明工程学报.

2012，29（3）：88-92.

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引 言

建筑设计课程是建筑学本科阶段的专业核心课程，其课程设计涵盖民用建筑里的多种类型。建筑设计的对象从居住建筑到公共建筑都有涉及，旅馆建筑是其中一个重要类型。旅馆建筑设计的教学重点是掌握旅馆建筑的功能特点与设计要点并熟知相应的设计规范及社会法规，培养学生对此类建筑的艺术欣赏力和设计能力。

旅馆建筑设计的教学目标是使学生了解旅馆建筑设计基本知识和一般原理，初步掌握此类建筑设计方法和步骤，了解各类酒店建筑的特点和室内外环境的设计原则，培养学生进一步掌握环境分析的方法及解决较复杂地形条件的能力。采用评议和启发为主要教学方法，加强实践调研环节。通过课堂讲授、实地参观及调研、课堂辅导等教学方法的结合，使学生能够初步掌握处理建筑的功能，技术，艺术等方面的关系的能力和正确运用建筑尺度的概念，能从环境角度进行室内外整体的建筑空间设计。本次旅馆建筑设计教学引入主题酒店的概念，从自然环境和人文环境两方面强调建筑与环境的关系。设计教学过程注重调研实践并从主题酒店的角度鼓励建筑的个性表达和设计创新。

1 主题酒店设计教学实践案例

本次旅馆建筑设计的基地位于四川省都江堰市中兴镇新益村和沿江村境内（青城山前山山门附近），西北面坐拥优美的人工湖，远处可以眺望青城山景观。项目用地面积50072m2，定位为四星级旅游度假酒店。主要功能包括会议培训、研发交流、会务展示和旅游度假，其中住宿部分包括140套特色客房和10套别墅客房。

尊重基地的自然环境条件，从当地的地形、地貌和气候等自然条件入手进行自然资源调查包括气候资源，水资源，土地资源，动植物资源及景观资源等。旅馆建筑项目的地块呈L形，在建筑的朝向和布局的考虑上，充分利用地势，将公共区域布置于交通便捷的南部，酒店客房部则沿基地人工湖方向布置（图1）。由于青城山气候宜人，冬暖夏凉，客房部分的廊道置于半开敞状态，节约能耗的同时，取得与景观的呼应。成都常年主导风向为东北风，随着地形和景观条件，总平面也采用L形的布局，在引导主导风向更加多的接触建筑表面的同时，也减轻了部分客房为了追求景观西晒的程度，达到降温的效果（图2）。

调研基地的人文环境，从宗教文化，运河文化，建筑文化，礼节文化等方面入手。本次项目基地拥有丰富的文脉资源，既可远眺“青城天下幽”的道家发源地青城山，又地处因水治堰、因堰兴城的都江堰境内，对人文环境的调研分析自然也从这两个方面展开。“道法自然，天人合一”的哲学思想一直以来对中国的建筑设计影响深远，这在川西地区尤为明显。建筑布局讲究因地制宜，以中轴线展开又不完全对称。院落虚空间的组合是川西建筑的灵魂，其与实体建筑的相辅相成造就了一个个充满活力生机的人性化场所。本次旅馆建筑空间设计的重点也是庭院空间环境的设计。历史悠久的都江堰提供给基地的人文启示则更多表现为当地材料的运用和独特的建筑构造做法。青瓦白墙不仅反映川西地区质朴的审美观也是浅色墙面瞒住四川阴雨天气多而日照不足的采光需求。当地传统建筑穿斗式木构架、不对称的坡屋顶形式、建筑立面山墙窗花等处理手法均给本次设计带来丰富的灵感源泉。（图3）

主题酒店概念的引入进一步鼓励建筑的个性表达，建筑设计的创新能力的培养是建筑设计水平提高的动力。在充分调研分析项目自然环境和人文环境的基础上，建筑创作需要鲜明的主题风格来领导整个酒店的规划设计。每个同学结合自己的设计构思寻找本次旅馆建筑的设计主题，不同的主题意味着不同的出发点，也带来不同的建筑设计创新。图4是罗巍同学的设计作业，设计的主题是用现代建筑语言演绎新的川西风格酒店。酒店的整体布局开敞自由，总体布局上以酒店大堂为核心，娱乐中心、宴会中心分布在酒店大堂两侧，客房区则沿着整个湖岸线，饱览湖光山色。大堂引导出一条空间主轴线，同时由娱乐中心、宴会中心构成一条空间副轴线，整个规划中体现出川西建筑轴线布局的空间特点。在建筑造型设计上，简化川西建筑坡屋顶的元素，单坡顶的运用和前坡短后坡长的设计具有很强的地域性特色。在屋顶及山墙设计上采用退台式设计，平台上简洁的构架和女儿墙的坡屋檐相结合，将大面积的斜屋顶分隔成几个块面，显得虚实变化，错落有致。建筑立面的设计运用白、灰两种色块和线条组合，用现代的手法及材料建造演绎川西建筑穿斗结构的特色。

图5是廖诗帅同学的设计作业，设计的主题是山水意向的庭院式酒店。设计紧紧围绕庭院空间这一主题，首先利用建筑物的相对高大体量对开阔的人工湖面形成围而不隔的遮蔽。在建筑前部的公共区，考虑了与建筑后区的布局关系，设计了两个开敞程度不同的园林式庭院，且通过对景观节点的连接，使两个园林之间又有某种暗含的联系。开阔的人工湖大尺度景观与精巧的园林式庭院小尺度景观之间，通过运用建筑的局部架空、出入口的框景、不同体量之间空隙的对景等手法形成过渡。这样，不同层次的景观根据人们的不同路径，自由组合成不同的观赏节奏，增加其体验的趣味性。

2 结 语

建筑设计课程教学的核心是理论联系实践，掌握综合处理建筑与环境、建筑内部功能关系，建筑技术与艺术等多方面矛盾的能力。在旅馆建筑设计理论联系实践的同时必然要看到目前酒店行业的发展趋势，当前酒店行业的竞争逐渐从建设规模竞争转向文化品位的竞争，越来越多的酒店在竞争中亮出自己的文化名片。主题酒店以既定的主题来营造酒店的建筑形象和文化氛围向顾客展示酒店文化，使其在酒店文化品牌竞争中独树一帜。引入主题酒店概念的旅馆建筑设计课程教学实践紧跟时代步伐取得良好效果，也说明每个建筑设计课程教学都应具备与时俱进的教学理念。

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关键词:

绿色建筑;全寿命周期;设计

0前言

随着我国建筑行业的不断发展，人们对于绿色建筑的关注也越来越多。现阶段，全球环境持续恶化，进一步推广绿色建筑，不仅有利于促进我国建筑行业的长足发展，更有助于实现人与自然的和谐相处，为生态型社会的构建奠定坚实基础。

1全寿命周期绿色建筑设计遵循的原则

1.1功能实用性

遵循功能实用性的原则是全寿命周期绿色建筑设计的首要前提，建筑的主要功能包含有:①基本的使用功能;②建筑物基本的物理性能;③一定的视觉艺术效果;④室外环境性能。

1.2技术先进的基本原则

先进的技术是面向全寿命周期的绿色建筑设计的重要支撑，是保证建筑设计合理性、使用安全性的基础。在进行绿色建筑设计时，必须遵循技术先进性的基本原则，确保建筑能够充分发挥其所具有的各项功能。

1.3环境协调性

要始终将环境协调性贯穿于全寿命周期的绿色建筑设计中，环境协调性主要涉及的内容有节能、环保、健康以及生态等几方面。设计时要从以下几点着手:①设计中要善于使用太阳能、水能以及风能等环保绿色的能源，以能源消耗最少为设计基本点，提高能源的有效利用率;②对有限的资源实现重复利用，特别是要充分利用土地资源以及水资源，控制好可再生能源;③设计绿色建筑时，要对环境协调发展的基本因素进行充分的考虑，将对环境的破坏以及污染降到最低，严格控制各种建筑垃圾、废气以及固体污染物的排放，降低环境的负荷。

1.4经济合理性原则

设计绿色建筑时，要对建筑所能够获得的经济效益进行考虑，不但要充分实现各项功能，还要确保在最低的寿命周期中，获得最大的经济效益。在面向全寿命周期的背景下进行绿色建筑设计，要充分遵循上述四项基本原则，为绿色建筑的设计提供坚实的基础。

2面向全寿命周期的绿色建筑设计实现途径

2.1确定设计目标

确定建筑设计目标不但能够对绿色建筑设计的目的有所明确，还能够为绿色建筑设计提供一定的方向。因此，在确立建筑项目初期，要面向建筑全寿命周期，综合建筑工程的实际情况，对能源资源的消耗以及生态环境的影响充分考虑，确定绿色建筑设计的目标，确保绿色建筑工程设计跟预期的设想相满足，减小对生态环境的影响。确定设计目标前，要对工程所能够获得的经济效益、社会效益及生态效益进行充分的考虑，并与委托方制定相应的项目任务书，为绿色建筑设计提供更好的参考依据。

2.2设计方案初选

确定了设计目标后，要在设计目标的指导下，对建筑工程的实际情况以及任务书进行全面的分析，制定合理的设计方案，遵循合理、环保、协调等基本原则，对设计活动予以整体的把握，并且设计人员在进行计算时，可以借助现代化的计算机技术来替代手工计算，在提高计算速度的同时，确保设计的效果和合理性。

2.3构建评价体系

为了能够对绿色建筑设计的方案予以全面综合的分析，做好查漏补缺工作，要建立科学、合理的全寿命周期评价体系。对施工过程中可能出现的问题进行分析和评价，掌握绿色工程的影响程度，优化并组合存在差异的设计变量，保证能够建构更为科学、合理的评价体系，对工程的施工进行有效的指导。

2.4确定设计方案

初步选定设计方案后，对设计进行评估能够有效提升绿色建筑设计方案的合理性、科学性以及可实施性，所以，确定建筑设计方案阶段，设计人员要立足整个绿色工程建筑全寿命周期，在贯彻绿色设计理念的同时，确认设计方案的科学合理性，全面地评估方案的合理性以及综合性。

3全寿命周期的绿色建筑设计要点

设计师的环境意识都通过绿色建筑的设计理念而有所体现，绿色建筑设计从选址、规划到建筑技术、材料的选用，均要贯彻绿色环保的设计理念。本文就某市幼儿园的规划设计，简述全寿命周期下绿色建筑设计的要点。

3.1工程概况

某市幼儿园地处于该城市的核心区域，所处地域地势平坦，周边的各项服务设施配套都十分齐全，交通较为便利，幼儿园建筑面积2408m2，设计班级总数为9个，院内最多容纳学生270人，平面功能主要以活动室、音体室、办公室、会议兼资料室为主。

3.2设计的基本要点

3.2.1室外环境分析

1)选址和规划。绿色建筑设计第一要考虑的就是自然环境，第二要尽量减少建筑用地和对周边环境的影响。幼儿园选址时要对室外环境进行考察，避开工业区，确保风速适宜、光照充足，避免由于场地周边的环境影响到学生的学习生活，将对周边居民生活的影响降到最低，实现人与自然友好共处。2)建筑节能。其一，不同房间对于光环境的要求不同，而在进行绿色建筑设计时的一大重要原则就是尽量使用自然光作为光源，确保光照充足。该幼儿园在设计采光时布置朝向为东南朝向，上午，阳光从东南方向照进室内，阳光温和且不强烈;正午时分，太阳光线为正南朝向，东南朝向能够有效避开其直射，同时要保持建筑物跟建筑物之间的距离，不但能够有效节约土地资源，而且不会对采光造成影响。其二，要保持良好的通风，绿色建筑不但要对采光条件有所满足，还要考虑到室内的遮阴和通风，因此，设计此幼儿园的朝向时，充分考虑建筑物之间的间距以及布局，尽可能减少对夏季风的阻挡，充分利用自然风，以满足夏天人们对于自然风的需求。此外，还要将遮阴功能考虑在内，可以种植一些树木实现遮阴的目的，对小环境的局部气候进行有效改善。3)绿化设计。作为绿色建筑的重点，绿化设计首先要考虑的是节约能源，而后才是建筑美观，可以在幼儿园的周边栽植一些绿植，维持区域生态平衡。同时，为了确保建筑室内温度保持均衡，使温差最小，则可以在屋顶采取一定的绿化措施。

3.2.2室内环境设计

1)建筑物的隔音设计。我国城市化进程越来越快，随之而来的各种噪音污染也变得更加严重，因此，绿色建筑设计的一个重点内容就是做好隔音设计。因此，幼儿园的墙体、门窗应选用隔音材料，以减少学生受到的噪声污染，将影响降到最低。2)室内采光设计。设计建筑室内采光时，不但从建筑朝向上最大程度地获得了充足的光源，室内也使用一些反光镜、玻璃窗向室内引入室外光线，此外，为了进一步增加采光面积，可以开设天窗和采光通道。3)室内立面的设计。幼儿园应着重做好室内立面的设计，利用建筑物的造型对幼儿的好奇心、想象力以及兴趣进行有效的引导。室内选择的装修材料要确保环保无污染，防止材料在装修使用过程中散发超标的污染物质，对学生的身体健康造成威胁

4结语

总而言之，面向全寿命周期的建筑节能设计方法的应用，有利于实现建筑行业可持续发展。在具体工程设计中，必须遵循相应的设计原则，确定设计目标，合理选择设计方案，全方位地实现绿色建筑的构建，为人们提供更为安全舒适的居住环境。

作者：叶世碧 单位：贵阳市建筑设计院有限公司

参考文献:

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2、BIM模型数据分析

BIM技术尚未有得到广泛认可的应用程序，因此不是所有的建筑节能能耗分析软件可以识别和分析虚拟模型的信息。目前，在国内使用的分析软件中，ECOTECT是能自动读取BIM信息的最方便快速的分析软件。采用ECOTECT可以进行建筑朝向，日照分析，温度湿度、热值分析，风环境和声学分析等。建筑BIM模型能更好的进行早期的设计理念、节能和日光照明的分析,评估各种配置对日光水平和能源利用的影响，如表面几何形状和材料各自的UV值、反射率、材料的透射率等数值。在建筑模型后期，能够分析虚拟模型中的更多组件特点，如选材，关节结构，设备类型，加热和通风设备负荷等。2.1建筑朝向建筑朝向是在方案设计初期要首先考虑的问题。Ecotect通过对任意朝向接受的年热辐射总量给出了分析武汉地区最佳朝向的分析图（如图2）。综合地理位置、风速、风向等因素后，软件分析结论为武汉地区的最佳朝向应为南偏东15°，最差朝向为东偏北16°。分析结果与一般观念中正南向为建筑最佳朝向有出入，也证明了BIM分析的必要性。2.2热辐射分析最佳朝向和最差朝向全年接受热辐射量的对比分析：其中最佳朝向夏季接受的热辐射量明显小于最差朝向，而冬季最佳朝向接受的热辐射较之最差朝向也明显增加。2.3日辐射量模拟和日光模拟通过三个推演方案的日辐射量数据，可以给比选方案提供有效的数据支撑。图中颜色越深，表示建筑中能接收太阳辐射量越少。因此，建筑的主要功能房间需要放在日照良好的区域，而日照较差的区域放置辅助功能房间（如图3）。日光模拟分析在设计的早期阶段提供有价值的信息，可以模拟在极端气候时阳光对建筑布局策略的影响，也可以分析出受阴影影响的最大范围和受影响的时间和日照特定日期的日照轨迹。显示出建筑夏至日最小阴影面和冬至日最大阴影面（如图4）。2.环境模拟风环境分析可以模拟在不同地区全年的风环境对建筑物及其周围建筑的影响，避免旋风和无风区的产生。特别适合在研究建筑组群、新建建筑与现有建筑的关系和超高层办公的造型分析中（如图5）。综合Ecotect气象数据可以得出以下结论：武汉市地处江汉平原中部，位于东经30.6°、北纬114.1°之间，属亚热带季风气候。武汉年平均气温为17.2℃，最高气温39.1℃，最低气温-4.5℃。相对湿度高值出现在夏季7~8月份，早上9点相对湿度超过75%。总体来说，武汉气候冬季寒冷，夏季较热且时期长，热、湿指数高，受亚热带季风气候的影响，主导气候为炎热、湿润气候。因此，在进行建筑设计时，需要注意夏季温度和湿度都较高的炎热期设计。

3、武汉大学附属第二小学设计

武大大学第二附属小学位于武汉大学工学部，担负着24个教学班，1000名师生的生活与学习。现在小学的功能不能满足教学需求，无法照顾到学生的个性化发展，急需进行改造。通过BIM系统中的Revit软件绘制建筑平面图，与此同时根据自动生成的立面图、剖面图、节点大样、效果图等反复推敲平面各功能用房的组合方式和立面效果。由于BIM模型中的所有组件都是关联的，当在任何视图中编辑组件后，其他的工程图纸上相应的信息都会改变。这极大的减少了设计人员特别是施工图设计人员的工作量，同时提高了绘图的精确度（如图6）。

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中图分类号：S611文献标识码： A

一、绿色设计方法的创新

1、绿色设计竞赛激发学生的科研创新能力

建筑学专业学生对绿色建筑技术的研究和探索对中国绿色建筑的发展和未来有着导向作用。目前国际绿色建筑行业水平整体领先，在校建筑学专业学生及教师对绿色建筑设计与技术也越发关注，同时引发行业内对绿色建筑技术的深层次思考，通过举办有影响力的绿色建筑设计大赛，可促进国内外建筑学专业学生之间在绿色建筑领域的交流。

建筑学专业在读学生把对未来绿色建筑的设想在竞赛作品中呈现出来是绿色设计理念最好实现路径。以人、建筑和自然环境协调发展为目标，在利用天然条件和人工手段创造良好、健康的居住使用环境的同时，尽可能地控制和减少对自然环境的使用和破坏，在建筑的全寿命周期内最大限度地降低对环境的冲击，竞赛要力求低能耗、低排放、无污染，为人们提供健康、舒适和高效的使用空间以达到建筑与技术的最完美结合。

2、建筑性能模拟技术的绿色教学方法

将信息技术引入绿色教学，诸如通过计算机处理现场条件的数据，分析数据的结果，充分显示多媒体计算机在建筑学教学中的巨大发展潜力。如BIM建筑信息模型的建立，是建筑领域的一次革命，麦格劳-希尔将其定义为“创建并利用数字模型对项目进行设计、建造及运营管理的过程”。再如在设计教学中帮助学生学习Ecotect软件，对太阳辐射、热工学、光学、声学等建筑设计各阶段的全面技术性能进行分析。同时对用于采光分析的Radiance，通风分析的Airpak等软件进行介绍，此外Revit、Design builder等量化软件的应用，可使学生的设计作品更直观和有深度。让学生了解这些技术手段的优势，为绿色设计教学注入高科技力量。所以基于先进的三维数字设计解决方案所构建的“可视化”的数字建筑模型，提供“模拟和分析”的科学协作平台和利用模型对项目进行设计和推敲，以更好地达到教学目的。当前常用的建筑性能模拟软件及其主要功能见表1。

运用建筑性能模拟软件能够在设计的各个阶段为设计师提供数据支撑，推动设计的科学化和合理化。建筑设计是分阶段进行的，在不同的阶段有不同的设计内容，并且随着设计的深入会有不同的专业参加到设计过程中，相应的建筑性能模拟也应该分阶段进行。首先应该明确建筑设计各阶段的设计目的，确定和设计过程相对应的模拟过程，最终实现两个过程的协同工作。

二、绿色建筑设计教学实践

1、设计准备阶段

这一阶段，除了常规的带领学生完成场地踏勘和分析外，还针对绿色建筑设计课题的特点设置案例分析、软件学习和专题讲课的教学内容。

1.1案例分析

为使学生尽快对绿色建筑有直观的认识，这一环节是要求每个学生选择国内和国外各一个绿色建筑实例作详细解析和研究，从所选建筑当地气候、生态策略、技术手段等方面作深入分析，并将结果整理成演示文件，安排专门的教学时间在课堂上相互交流，使学生在较短的时间内集中接受较多的知识。

1．2软件学习

在设计开始前对学生集中进行软件培训，设计教学中主要使用Ecotect软件，同时还对用于采光分析的Radiance、通风分析的Airpak和噪音分析的CadnalA1等软件进行介绍，鼓励学生在课外自学软件并运用于辅助设计。

1．3专题讲课

因为绿色建筑在本科教学中尚未形成完整的教学体系，学生普遍对绿色建筑的理解不够深入和系统，教师还进行了几次专题讲课。课程一是绿色建筑概论，首先是对绿色建筑的相关背景知识、基本概念等进行讲述，使学生对绿色建筑有初步的认识，了解自然环境和建筑之间的相互关系，了解可再生资源技术的原理和应用方法，了解绿色建筑设计的工作步骤。课程二是绿色建筑技术，在学生初步建立了绿色建筑观念后，结合实际案例对常用的绿色建筑设计手法和实用技术进行讲解和总结，使学生在设计中不再“无计可施”。课程三是对绿色建筑的相关标准和评价体系进行讲解，包括中国的《绿色建筑评价标准》和美国的LEED评价体系等，让学生对绿色建筑有更全面的了解。课程四是建筑物理知识的回顾和总结，带领学生重温建筑物理课程的重要知识点，使学生在运用软件分析时对得到的各种数据心中有数，进而对学生进行逐步深入的指导分析。

2、设计中期阶段

在设计阶段一开始就强调从绿色建筑角度出发来指导设计，更关注理性化的设计推导过程，最大限度地调动各种技术策略的均衡应用，从而达到设计方案生态效益最大化。

在设计阶段的前期，运用Weather Tool工具对建筑所处的气候条件进行分析，得到项目所在地的温度、湿度、风力风向、适宜朝向等基础数据。学生通过气候分析，结合场地的实际情况，再综合考虑建筑功能等情况设计出草图，在软件中建立初步模型进行分析。建议学生在方案前期考虑几种不同的布局模式，然后分别建立模型在软件中从日照、采光和温度等方面通过数据进行直观的比较。在比较中加深对方案布局合理性和周围环境对建筑影响情况的认识。

在方案构思阶段有了初步的设计思路之后，可建立简单的模型，对方案从日照、通风等方面进行比较和分析，经过多方案的比较，找出建筑的最佳布局和组合方式，进行深入设计，如图1所示。通过对设计中可能存在的不同规划布局形式进行风环境分析，得出最佳的布局模式。在确定建筑布局之后，对建筑内部空间和技术细节进一步深化，对房间布局、遮阳方式、开窗方式和大小、是否应用附加阳光间和是否增加室内通风井等不同的情况进行分析，建筑性能模拟技术能够为以上分析提供有效的数据支撑。图2为对窗户遮阳设计进行的模拟研究。

在此阶段教学中，邀请建筑结构和建筑设备等方面的教师参加教学工作，为学生提供相关专业方面的技术支撑；同时，邀请各专业的老师参加毕业设计中期评图，和学生对方案进行当面沟通，为学生下一阶段的工作提出意见和建议，从不同的专业角度指导学生对设计方案进行调整和深化。要求学生根据绿色建筑评价的相关标准对方案进行自我评价，发现问题，进而对设计方案进行修改和完善。通过前两个阶段的工作，设计逐步推进，逐步形成最终方案。最终方案的形成要避免过分强调技术的倾向，因为技术不是方案的全部，设计需要综合考虑建筑功能、建筑与环境协调和建筑文化属性等方面的因素。

3、设计成果阶段

在最后一个月的最终设计成果阶段，要求学生在设计中不仅要体现一个最终的设计方案，还应该通过图表说明方案逐步分析深化的过程，使学生在设计阶段中得到的照明、采光、通风分析和噪声分析等图纸能直接运用到正图中。同时还要求对在设计中使用的设计策略和技术手段进行专题说明。通过绿色建筑设计课程的学习，学生较全面地了解了绿色建筑概念，初步掌握了如何入手进行绿色建筑设计，能熟练运用辅助设计软件。

三、教学总结

近年的教学实践表明：

构建完整的绿色建筑设计教学体系需要进一步优化课程设置，调整教学模式，整合各个相关专业的知识。学生应在本科阶段加强数字技术的学习，除了掌握传统的AutoCAD、SketchUp等软件外，还要引导学生在本科中高年级时学习Ecotect等分析软件，并在设计课程中进行运用，在实际使用和交流中得到提高。在绿色建筑设计教学中将设计理念和实际操作结合十分重要，尽可能创造条件使学生有机会亲自去了解材料、设备，甚至参加建造和实践相结合的教育方式能在培养学生设计能力的同时，培养他们的社会认知、适应和影响能力。绿色建筑涉及建筑学以外多个学科的知识，绿色建筑教育需要多领域专家参加到教学过程之中。

结束语

以上对绿色建筑教育的实践只是对绿色建筑教学的初步探索，还需要继续开展更多的实践和研究，加强同国内外院校间的交流和合作，吸收先进经验，通过实践逐步构建完善的绿色建筑教学体系。

参考文献

[1]徐宏，孙明来.关于绿色建筑设计及节能改建分析[J].科技致富向导，2014，11：121+205.

[2]张丹.绿色建筑设计问题研究[J].黑龙江科学，2014，02：213.

[3]唐中义，何浩.绿色建筑设计方案评价[J].价值工程，2014，11：123-125.

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1 绿色建筑简述

人类发展至今，能源和资源供应紧缺，环境恶化的压力日益凸显， 人类下一步如何发展？ 可持续发展为人类指明了方向。绿色建筑是可持续发展观念在建筑业中的体现，绿色建筑通俗地理解就是“四节一环保”即“节能、节地、节水、节材、环境保护”，《绿色建筑评价标准》GB/T 50738-2006将绿色建筑的定义为： “在建筑的全寿命周期内， 最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、舒适和高效的适用空间，与自然和谐共生的建筑。”从绿色建筑的定义可以明显地感觉到人们对建筑全寿命周期性能的重视程度，要求建筑全寿命周期性能更节省资源、能源和更环保。

由于绿色建筑在节能上的巨大优势， 很多国家已开始对其进行大力推广， 并取得经济发展和能耗持续下降的突出成就。在西方发达国家，绿色建筑已经有几十年的成功发展史。英国对绿色建筑的研究和工程实践一直都处于世界的前列，并已在可持续建筑领域取得了较大的进展。德国的绿色生态建筑发展也十分迅速， 其研发的新型节能材料及技术近来在国外专业媒体和博览会上频频露面，引起了广泛关注。

2 BIM简述

建筑信息模型BIM（Building Information Modeling） 是以建筑工程项目各项相关信息数据作为模型的基础进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实性能。美国国家BIM标准（NBIMS）对BIM的定义有三大部分：BIM是一个设施（建设项目）物理和功能特性的数字表达;BIM是一个共享的知识资源，是一个分享有关这个设施的信息，为该设施从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程;在项目的不同阶段，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业。BIM具有五大特性：可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性， 正是这五大特性使得BIM自从2002年被引入工程建设行业以来的十余年里， 逐渐在全球范围内得到业界的广泛认可，被誉为建筑业变革的革命性力量。

3 BIM在绿色建筑中的应用

BIM是一种技术理念，倡导共享知识资源分享建筑各方面信息， 为建筑从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程。绿色建筑和BIM均注重建筑的全寿命周期，一个强调寿命周期的建筑各项性能， 另一个尽力为建筑性能优劣的判断提供可靠数据信息支持， 二者不谋而合。可以认为，绿色建筑为BIM提供了宽阔的展示舞台，而BIM则为绿色建筑的实现提供强大的技术支撑。当前，可以从以下几方面来探索BIM对绿色建筑的技术支持。

3.1 室外环境分析

高层建筑和超高层建筑的出现使得再生风和环境二次风环境问题逐渐凸显出来，不仅如此，室内空气质量的好坏以及室内自然通风效果的优劣，也与室外风环境密切相关，因此改善室外风环境，降低其空气龄，合理控制室外风速、风压的意义十分重要。日照与人类生存有着密切的关系，特别是在严寒的冬季，人们希望获得更多的日照，《绿色建筑评价标准》明确要求建筑总平面设计有利于冬季日照，《民用建筑绿色设计规范》更是明确要求使用日照模拟软件进行日照分析计算。随着生活水平的日益提高， 人们对住宅小区品质的要求也越来越高，创造良好的热环境是提升住宅小区整体质量、提高人们生活舒适性的一个重要方面， 而且小区热环境对空调系统的能耗也有着重要影响， 这样营造良好的小区热环境也显得非常重要，《绿色建筑评价标准》要求住区室外日平均热岛强度不高于1.5℃。室外声环境是绿建的评价重点之一，绿建评价标准要求对场地周边的噪声进行检测， 并对规划实施后的环境噪声进行预测。

3.2 节能与能源利用分析

节能与能源利用是绿建评价标准的重要内容， 将BIM 技术所建立的建筑三维可视化模型导入能耗分析软件或者转为相应格式导入能耗分析软件，根据相关规范标准，结合项目所在地的气象数据，完成建筑能耗分析模型的完善工作、分析数据生成、建筑能耗分析结果数据的处理与直观可视化模拟，根据模拟计算结果调整优化围护结构方案以及相关参数的设置，实现对设计过程中节能标准的预期控制。利用BIM模型进行室外太阳辐射分析，分析太阳辐射强度及其分布，用于各太阳能设备的方案设计与优化， 实现可再生能源的最大化合理利用， 同时还可以优化室外植被的配置比如合理确定喜阳植物、喜阴植物、中性植物的种植位置。

3.3 节水与水资源利用分析

根据BIM所建三维信息模型， 结合各地的暴雨强度系数以及当地的暴雨强度计算公式， 建立一个完整的数据库，作为雨水采集计算的重要依据，然后根据各种雨水采集方式中不同地貌和不同材质对确定径流系数的影响关系以及建筑，道路以及绿地等面积来计算集雨量，并进行适时调整优化设计方案。

3.4 节材与材料资源利用分析

绿建评价标准对所使用的建筑材料及其使用百分比作了详细的要求，比如要求：施工现场500km以内生产的建筑材料重量占建筑材料总重量的60%;在保证安全和不污染环境的情况下， 可再循环材料使用重量占所用建筑材料总重量的10%。面对这些要求， 显然传统的技术手段难以进行快速准确的计算，尤其是复杂项目。利用BIM技术来解决这类问题，则显得相对容易，BIM具有强大的数据信息和强有力的材料统计功能，可以很快计算出各类材料的用量，指导工程的材料配置，使其满足评价标准的要求。不仅如此，BIM技术可以综合建筑、结构、水、暖、电、动等各专业的设计内容于一体，并具备碰撞检查功能，将各专业的冲突解决于设计阶段，从而避免了在施工阶段才发现冲突所造成的材料浪费， 这也对节省材料有所贡献。

3.5 室内环境分析

室内环境主要由风环境、光环境、声环境构成，这三方面内容的准确分析， 也是要基于准确的三维模型才能很好地完成。进行室内自然通风分析，明确室内空气龄、污染物分布状况，调整开窗数量、大小、位置，从而改善室内通风质量。进行光环境分析，判断建筑室内照度、统一眩光值、一般显色指数等指标是否满足相关要求。进行室内噪声分析， 预测室噪声值，判断其是否到达相应的噪音标准。和室外环境一样，利用BIM技术建立的三维可视化模型， 将其导入相应的分析软件中，可以完成这些内容的分析。

4 结语

绿色建筑倡导从建造到拆除全寿命周期内建筑各项性能更加优良更加环保，其可持续发展在建筑业中的践行，是建筑业发展追求的方向。目前绿色建筑在发达国家如美国、英国、德国、法国、瑞典、日本等国家已取得了很大的进展，我国也非常重视绿色建筑的发展，其发展势头越来越强劲。建筑信息模型BIM作为一种技术理念， 自2002年被引入工程建设行业以来已有十余年发展历程，引爆了第二次建筑设计革命，它共享知识资源分享建筑各方面信息， 为建筑从概念到拆除全生命周期中的所有决策提供可靠依据。怎样将绿色建筑的发展需求和BIM这一技术手段相结合， 让它们相互促进共同发展是值得思考的问题。

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Abstract:Computer simulation is an efficacious media tool for ecological architecture in the in the Era of Pictures Reading. It requires much more knowledge than before as an architect. This article provides an overview of the history of computer simulation and the use of simulation in the process of the architecture design. Then through the case studies, the article proposes fore fundamental points to the architects about the architecture design with the help of computer simulation.

Keywords:computer simulation；media；architect; structure of knowledge

中图分类号：TU201.4

文献标识码：A

文章编号：1008-0422（2009）06-0054-03

随着信息技术的飞速发展，我们的社会已经步入了读图时代。计算机模拟技术是读图时代下绿色建筑设计的新媒介，它的出现对建筑师提出了新的要求，建筑师的知识结构亟待更新。时代呼唤“升级版建筑师”。

1计算机模拟出现的时代背景

20世纪中期，能源、环境成为了全球关注的热点问题。一部著作――《成长的极限》、两次能源危机，打破了欧伯罗斯的神话，自然给人类敲醒了警钟。作为全球能耗大户的建筑行业开始反思对自身对环境的影响，节能、环保成为了当代建筑师共同肩负的社会责任。

建筑设计中，能源、环境是建筑师和工程师都必须考虑的因素。20世纪60年代，一些工程师尝试利用计算机将不可见的环境、能源因素可视化，并希望通过理性的科学分析与大量的数据计算使建筑物理环境的设计更加精准化，从而达到节约能源的目的。计算机模拟技术就是这种时代背景下的产物。最早计算机模拟技术主要用于照明、暖通空调、通风等方面的节能模拟。第二次石油危机过后，对节能的激励减弱了，加之电脑技术的局限，计算机模拟一段时间内销声匿迹。90年代初期，个人电脑的计算能力和储存能力增强，计算机模拟得以发展普及，并越来越多地引起了建筑师的关注。于是在建筑和自然之间，计算机成了一种新的更为便捷的设计媒介工具，它通过对建筑信息、环境信息、计算模型的设计与运算，将不可见的物理环境通过图示颜色等可视化方式表现出来，绿色建筑也步入了“读图时代”。

2计算机模拟的类型及其在建筑设计中的应用

随着模拟技术的日趋成熟，建筑物理环境的模拟已经成为绿色建筑设计过程中不可或缺的媒介工具，环境模拟正在从工程师的“专利技术”变为建筑师的必备素质。目前，众多模拟技术中能够直接介入设计易操作的主要以下几种（见图表2）。这些模拟软件按其在建筑设计中的作用不同可以分为参考性模拟和评价性模拟两种。参考性模拟主要应用在建筑设计的过程，其主要作用是预测建筑周边的物理环境并使之图示化。参考性模拟的主要目的是为建筑师提供设计依据，避免由建筑设计原因导致的“不舒适”环境，如CFD风环境模拟软件、ECOTECH建筑环境分析软件等等。评价性模拟的应用有两类，一是对重大项目设计阶段结束之后施工阶段开始之前，尤其是对建筑物理环境有特殊要求的建筑进行物理环境的准确模拟。其主要作用是对建筑设计进行检验性评价，在施工之前提出合理化改进意见。二是对已建成建筑进行能耗模拟分析，其主要作用是对建筑做出合理评价，提取有效数据，为以后的建筑设计积累经验。这些模拟技术介入设计全过程，他们在优化设计的同时对建筑师在建筑物理环境方面的基本修养提出了更高的要求。

3建筑师与计算机模拟

计算机模拟技术的介入更新了传统建筑设计的流程，除了在方案功能、流线、形体、结构、材料和经验性环境预测等方面反复推敲外，设计流程多了计算机这一相对客观的评价要素（设计流程如图表4）。然而，计算机模拟犹如建筑师手中的欧伯罗斯魔杖，如何能够使其发挥积极作用，给建筑师提出了更高的要求。

首先，建筑师必须对建筑周边环境的进行详细的调研分析。基地调研是建筑设计的基础，更是将计算机模拟技术运用到建筑设计中的基础。建筑师必须根据建筑所在环境的背景资料，气象数据进行分析，得出项目必须解决和重点考虑的环境问题，决定是否需要进行模拟，具体运用什么软件进行模拟计算。下图是笔者在一次国际生态住宅设计竞赛中的获奖方案。该方案选址在马来西亚的一个小镇。基地气候终年湿热，降水丰富，地处静风区，除偶遇台风外，年均风速小于5m/s。在这里解决生态的关键问题是风环境的设计，良好的自然通风有利于潮湿空气蒸发，从而带走部分热量。因而方案从规划到单体，十分注重通风环境的设计，并运用CFD软件分别对整体规划的风环境和单体建筑室内风环境进行模拟，借此优化建筑微环境。

其次，建筑师应该对建筑物理环境的基本评价指标有所了解，也就是说建筑师要能读图、读懂图。在还没有出现计算机技术以前，建筑师关注自然环境，通过自己和他人的亲身体验，模糊的定义建筑物理环境的好坏。这种情况下建筑师通过长期的生活体验，能够直观地对建筑微环境的物理指标给出感性评价。计算机模拟技术出现后，冷、热、干、湿等一系列形容词一下子变成了色块和阿拉伯数字。建筑师能否正确的、适当地解读模拟图的含义成为计算机模拟能否物尽其用的关键因素。下图是对某生态建筑屋顶遮阳的计算机模拟，分析不同的遮阳形式对大厅室内各层热舒适状况的影响。该项目所用的评价指标为美国供热制冷空调工程师协会（ASHRAE）推荐的标准有效温度SET，其可表示人在太阳辐射条件下对应的冷热感觉及健康状况。当SET大于30℃的时候，一般认为不舒适。建筑师只有对模拟图充分理解，计算机模拟才能够对建筑设计真正起到指导作用。

再次，建筑师要担当起总体把握设计方案、理性分析环境条件、合理选择技术手段的重任。一个建筑是否合理、是否节能不是单凭计算机软件算出来。优秀的建筑设计是其成为一个绿色建筑典范的前提。如果方案设计理念就有悖于节能环保，即使再出色的计算机模拟也只能是亡羊补牢。有一段时期，我国北方出现了大量的全玻璃的绿色建筑。众所周知，我国北方地区冬天寒冷，节能重点在于冬季的保温隔热。而一般用于结构的玻璃隔热系数远远小于混凝土，这决定了玻璃建筑在保温方面存在天生缺陷。玻璃建筑晶莹的表皮带来的是大量的空调能耗和经济花销，而非绿色节能。近几年，我国与意大利合作设计了一座很有影响力的绿色建筑。下图是设计过程中利用日照软件进行优化设计的模拟图。勿庸质疑，在方案设计中该项目运用了先进的模拟技术，经过了仔细的计算与分析。然而再高明的模拟技术也无法避免通体的玻璃幕墙带来的空调能耗和过亿的造价。

最后要说的是一个态度问题。建筑师对计算机模拟技术的使用应该有一个科学的客观的态度。当代的一些建筑实践中，对建筑模拟有两种有失偏颇的看法：一种认为现阶段建筑的设计周期短，建筑师要考虑的因素多，计算机模拟是对建筑师提出的额外要求，增加了建筑师的工作量；另一种观点认为计算机模拟的结果是准确的，并且给建筑设计提供了有力的科学依据，比主观的审美趣味更具说服力，可以用计算机“算”出建筑。这两种观点在目前的建筑实践中都不是对计算机模拟的客观评价。计算机模拟仅仅是一种媒介工具，他的适用性需要建筑师凭借理性分析和经验来判定，并且在建筑中始终是辅助设计的手段。这很像建筑表现中的透视，精美帅气的透视图固然能够在一定程度上解决建筑的不可实验性带来的设计困难，从而提高了建筑设计的质量。但是，透视图却无法表现佛罗伦萨的沧桑和爱琴海边小镇的宁静。计算机模拟可以成为建筑师设计灵感的源泉，但绝不能成为束缚建筑师创造力的缰绳。

4结语

建筑是艺术与技术共同作用的产物。从原始棚屋起，建筑技术发展的过程中经历了以拱券结构和城市基础设施建设为主要成就，关注建筑结构特征的古罗马时代，也经历了工业革命带来的新材料、新能源的大规模运用，现在又迎来了以计算机媒介技术为主要标志的读图时代。模拟技术展示了以前不可见的环境和过程因素，建筑改变了他的不可试验性。媒介手段的改善必将会在设计方法、施工方法、设计理念等诸多方面打破传统的建筑设计范式，相应地也会改变建筑师的工作方法和知识结构。这样的时代背景呼唤着兼具节能工程师和设计师双重能力的建筑师

参考文献：

[1] 赖德林著.绿色建筑.[M].台湾，詹氏书局，2006年10月.

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中图分类号：O434文献标识码： A

引言

我国正处于经济建设的高速增长时期，每年新建建筑80％以上为高耗能建筑，既有建筑95％以上是高能耗建筑。目前我国单位建筑面积能耗是发达国家的2～3倍以上。严峻的事实表明，中国要走可持续发展道路，发展节能与绿色建筑刻不容缓。绿色建筑能为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动的空间，同时在建筑全生命周期（物料生产、建筑规划、设计、施工、运营维护及拆除、回用过程）中实现高效率地利用资源（能源、土地、水资源、材料）、最低限度地影响环境。[1] "十二五"跨入第二年之际,我国正以前所未有力度推动绿色建筑发展。在欧美纷纷将绿色建筑作为新一轮科技创新主要方向的大背景下，我国将发展绿色建筑作为中国加快经济结构调整和谋求经济增长的新突破口。中国的建筑规模正以每年20亿平方米速度增加，预计到2020年中国建筑能耗将达到社会能源消费总量30%以上，成为最主要的能源消费领域，而目前中国带有绿色建筑评价标识的建筑总面积不足4000万平方米，未来发展绿色建筑空间巨大，为此，财政部和住房城乡建设部下发了《关于加快推动我国绿色建筑发展的实施意见》一文，明确对星级绿色建筑的财政补贴，从二星级的45元/O，到三星级的80元/O，这将引导保障性住房及公益性行业优先发展绿色建筑。

建筑的可持续发展，不仅对建筑环境工程师、建筑设备工程师提出挑战，更重要的是对建筑师的挑战。绿色建筑的一个重要方面就是节约能源，降低建筑能耗。在决定建筑能量性能的各种因素中，建筑的体形、方位及围护结构形式起着决定性作用，直接的影响包括建筑物与外环境的换热量、自然通风状况和自然采光水平。而这三方面涉及的内容将构成70%以上的建筑采暖通风空调能耗。［2］

因此建筑设计对建筑的能量性能起着主导作用。不同的建筑设计方案，在能耗方面会有巨大的差别。单凭经验或者手工计算，很难正确判断建筑设计的优劣。目前凭借先进的计算机技术进行复杂的数据计算和实时的动态模拟是实现绿色建筑设计的科学性和合理性的重要保障

1 BIM与绿色建筑概述

1.1 BIM概述

BIM是Building Information Modeling中文为：建筑信息模型是通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，在这里，信息不仅仅是三维几何形状信息，还包含大量的设计信息，如建筑构件的材料、面积、体积、数量、机电参数、价格等相关数据和经济指标。

1.2 绿色建筑概述

绿色建筑：绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。（摘自《绿色建筑评价标准》GB 50378）

(1) 引入绿色建筑的必要性：在我国，伴随建筑业迅猛发展的是国内自然资源的巨大消耗，不可再生能源、淡水、天然材料、可耕地等正走向枯竭,温室气体的排放量和建筑垃圾产生量也大幅增加。

(2) 绿色建筑的全生命周期：绿色建筑强调的是在整个建筑生命周期中，在建设和使用流程上对环境负责和提高资源使用效率，建筑的生命周期是指：选址、场地改造、建筑设计、建造、运行、维护、翻新和拆除。

绿色建筑设计的关注和影响对1.3 BIM与绿色建筑的关系.

(1)BIM提供绿色建筑设计分析的平台，BIM的重要意义在于它重新整合了建筑设计的流程，其所涉及的建设项目全生命周期管理，恰好是象。

(2)BIM所包含的各种绿色分析软件给与绿色建筑各种强大的数据支持.

如通过对Revit建立的信息模型，在方案阶段可以通过导出DXF文件进入ECOTECT做可视化分析及日照分析；导入RADIANCE做采光分析；在初步设计阶段，导出GBxml标准文件进入IES做舒适度分析；导出STL文件进入STAR-CCM+做风环境分析。

2绿色建筑与BIM的应用

2.1 规划阶段的选址与场地分析

场地分析是研究影响建筑物定位的主要因素，是确定建筑物的空间方位和外观、建立建筑物与周围景观的联系的过程。在规划阶段，场地的地貌、植被、气候条件都是影响设计决策的重要因素，往往需要通过场地分析来对景观规划、环境现状、施工配套及建成后交通流量等各种影响因素进行评价及分析。传统的场地分析存在诸如定量分析不足、主观因素过重、无法处理大量数据信息等弊端，通过BIM 结合地理信息系统(Geographi Information System，简称（GIS)，对场地及拟建的建筑物空间数据进行建模，通过 BIM 及 GIS 软件的强大功能，迅速得出令人信服的分析结果，帮助项目在规划阶段评估场地的使用条件和特点，从而做出新建项目最理想的场地规划、交通流线组织关系、建筑布局等关键决策。

2.2 方案设计阶段的能量分析

在方案论证阶段，项目投资方可以使用 BIM 来评估设计方案的布局、视野、照明、安全、人体工程学、声学、纹理、色彩及规范的遵守情况。BIM 甚至可以做到建筑局部的细节推敲， 迅速分析设计和施工中可能需要应对的问题。方案论证阶段还可以借助BIM提供方便的、低成本的不同解决方案供项目投资方进行选择，通过数据对比和模拟分析，找出不同解决方案的优缺点，帮助项目投资方迅速评估建筑投资方案的成本和时间。对设计师来说，通过 BIM 来评估所设计的空间，可以获得较高的互动效应，以便从使用者和业主处获得积极的反馈。设计的实时修改往往基于最终用户的反馈，在 BIM 平台下，项目各方关注的焦点问题比较容易得到直观的展现并迅速达成共识，相应的需要决策的时间也会比以往减少。

2.3 施工建造阶段的冲突检测、施工模拟及工程量统计。

2.3.1施工冲突预先检测

随着建筑物规模和使用功能复杂程度的增加，无论设计企业还是施工企业甚至是业主对机电管线综合的要求愈加强烈。在CAD 时代，设计企业主要由建筑或者机电专业牵头，将所有图纸打印成硫酸图，然后各专业：将图纸叠在一起进行管线综合，由于二维图纸的信息缺失以及缺失直观的交流平台，导致管线综合成为建筑施工前让业主最不放心的技术环节。利用 BIM 技术，通过搭建各专业的 BIM 模型，设计师能够在虚拟的三维环境下方便地发现设计中的碰撞冲突，从而大大提高了管线综合的设计能力和工作效率。这不仅能及时排除项目施工环节中可以遇到的碰撞；中突，显著减少由此产生的变更申请单，更大大提高了施工现场的生产效率，降低了由于施工协调造成的成本增长和工期延误。

左 管线综合平面右 管线调整避让

2.3.2 施工进度模拟（Revit +Navisworks四维施工模拟）

建筑施工是一个高度动态的过程，随着建筑工程规模不断扩大，复杂程度不断提高，使得施工项目管理变得极为复杂。当前建筑工程项目管理中经常用于表示进度计划的甘特图，由于专业性强，可视化程度低，无法清晰描述施工进度以及各种复杂关系，难以准确表达工程施工的动态变化过程。通过将 BIM 与施工进度计划相链接，将空间信息与时间信息整合在一个可视的 4D(3D+Time)模型中，可以直观、精确地反映整个建筑的施工过程。施工模拟技术可以在项目建造过程中合理制定施工计划、4D 精确掌握施工进度，优化使用施工资源以及科学地进行场地布置， 对整个工程的施工进度、资源和质量进行统一管理和控制，以缩短工期、降低成本、提高质量。此外借助4D模型，施工企业在工程项目投标中将获得竞标优势，BIM可以协助评标专家从4D模型中很快了解投标单位对投标项目主要施工的控制方法、施工安排是否均衡、总体计划是否基本合理等，从而对投标单位的施工经验和实力作出有效评估。

2.3.3 工程量统计

在 CAD 时代，由于CAD无法存储可以让计算机自动计算工程项目构件的必要信息，所以需要依靠人工根据图纸或者CAD文件进行测量和统计，或者使用专门的造价计算软件根据图纸或者CAD文件重新进行建模后由计算机自动进行统计。前者不仅需要消耗大量的人工，而且比较容易出现手工计算带来的差错，而后者同样需要不断地根据调整后的设计方案及时更新模型，如果滞后，得到的工程量统计数据也往往失效了。而BIM是一个富含工程信息的数据库，可以真实地提供造价管理需要的工程量信息，借助这些信息，计算机可以快速对各种构件进行统计分析，大大减少了繁琐的人工操作和潜在错误，非常容易实现工程量信息与设计方案的完全一致。通过 BIM 获得的准确的工程量统计可以用于前期设计过程中的成本估算、在业主预算范围内不同设计方案的探索或者不同设计方案建造成本的比较，以及施工开始前的工程量预算和施工完成后的工程量决算。

2.4 项目运营阶段的运行维护模拟

在建筑物使用寿命期间，建筑物结构设施(如墙、楼板、屋顶等)和设备设施(如设备、管道等)都需要不断得到维护。一个成功的维护方案将提高建筑物性能，降低能耗和修理费用，进而降低总体维护成本。 BIM 模型结合运营维护管理系统可以充分发挥空间定位和数据记录的优势，合理制定维护计划，分配专人专项维护工作，以降低建筑物在使用过程中出现突发状况的概率。对一些重要设备还可以跟踪维护工作的历史记录，以便对设备的适用状态提前作出判断。

2.4.1疏散模拟（右图）

2.4.2热环境及能耗优化分析

5 结论

随着我国经济的飞速发展和能源问题的日益严重，绿色建筑设计变得越来越重要，从2D CAD 转向基于BIM 技术的三维信息转换，是绿色建筑设计的发展趋势，利用BIM技术，建筑师可以在设计过程中创建包含建筑全部信息的虚拟建筑模型，在设计的任意阶段将其直接导人相关的能量分析软件中，就可以方便快捷的得到能量分析结果，从而及时调整设计方案，优化建筑性能，充分利用BIM 技术来保障绿色建筑设计的科学性和合理性。

目前在采用BIM技术的3D建筑CAD软件与建筑能耗分析软件的结合方面，仍然存在许多尚未解决的问题，如一些主流能量分析软件无法直接导人虚拟建筑模型，不支持IFC数据标准等。但越来越多的软件厂商、开发者、使用者已经开始关注这些问题并在进行研究和开发。相信在不久的将来，综合利用BIM和建筑能耗分析进行绿色建筑设计的技术，将越来越完善和成熟

参考文献

[1]建设部副部长仇保兴在国务院新闻办新闻会上的讲.

[2] 薛志峰等．超低能耗建筑技术及应用．北京：中国建筑工业出版社

[3] 曾旭东 绿色建筑设计中的CAD技术 重庆大学建筑城规学院院刊

篇12

中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：

0.引言

从上个世纪八、九年代开始，我国的建筑面积迅速增加，伴随而来的就是采暖和制冷等空调、电器的大量应用，这样，在建筑行业融入节能理念就显示出了重要的意义，因为节能建筑不但可以有效推动建筑技术的提升，同时也有助于实现“绿色建筑”的发展目标。当前，低碳节能型建筑也已经成为国际建筑行业的主要趋势，在我国，节能建筑的应用还处于粗放式的增长时期，需要立足现实，强化和贯彻符合我国国情的节能理念，使建筑行业与我国的低碳经济发展战略相适应。在建筑设计与施工中应用节能理念的环节和方法有很多，本文主要从建筑规划、计算机技术、新工艺新材料、太阳能的利用等环节，探析贯彻节能理念的途径。

1.在建设设计中应用节能理念

1.1建筑节能必须从建筑规划抓起

建筑节能需要从建筑规划做起。在建筑的总体规划、设计阶段，就要融入先进、科学的建筑节能理念和构思。

在建筑群的角度上来说，从整体设计上保证建筑环保和节能。比如，可以通过合理的设计和规划，布置总平面，为建筑群或小区创建良好的外部环境，调节生态，提升建筑群的环境和气侯状况，以最少的投入实现冬暖夏凉的效果，有效降低建筑的能耗。

在建筑单体设计规划时，要充分考虑不同的房形的特点，实现建筑节能。比如，普通住宅，对节能有着较高的要求。这一方面，日本的做法可以给我们提花借鉴，一般来说，住宅房形面积都不大，设计上也较为合理，结构紧凑，但是功能却非常齐全。我们也可以充分考虑室内布局的合理性，既要满足居住需求，同时又不要使居住面积过分扩张。具体到室内布局，需要至少有一个朝南的居室，同时控制其进深，使南向房间进入的热量也能延伸、辐射到北向的居室，满足白天屋内采光和取暖的需要，保持良好的通风效果。在建筑的立面墙，需要减少外墙的凹凸面，可以有效减少热量的散发，节省成本，提高住宅的保温和节能性能。

1.2重视计算机技术的应用

多年以来，计算机及信息技术已经进入当前的社会生活，成为我们工作、生活中不可缺少的组成部分。在节能建筑中，应用计算机技术，可以帮助我们对建筑的效果进行仿真和模拟，帮助我们制定和寻找最佳的节能设计和施工方案。

众所周知，集成是建筑节能的关键。传统建筑设计是把建筑分成若干个部分进行研究，在节能方面，光学分析、遮阳分析、热环境计算是分别进行的，这样就要耗费很多劳动力和时间，同时在精确程度也受到影响。在集成化的设计理念下，把建筑看成是一个整体，与所处的环境是不可分离的，为此，利用软件建立模拟环境，做出建筑的模型，进行各种分析，在这些分析中，各部分的信息和结果数据是共享和连贯的，比如，在测试光环境分析时，就可以把分析结果用于对热环境的分析和测试。这样，把建筑作为一个整体进行设计，可以进行热环境、空气质量、气流、保温等多方面的仿真，为节能建筑的设计和施工提供准确的依据。

例如，利用计算机技术建立一个建筑模型，可以指定不同的天气条件，分别进行外部遮阳分析，也可以对内部的每一面墙壁、每一个时刻的太阳光照射面积、吸收的热量加以分析，这样，在对建筑能耗进行计算时，就能够精确地捕捉每一个时刻进入室内的太阳光热量，形成时间和定量的准确概念。同样，对室内光环境进行分析时，可以测算出在不同的天空、大气、日照条件下，每一个位置点的光照强度，设计人员可以这些数据，合理设计室内照明，有效节省灯光的耗电量。另外，对室内空气质量、通风情况等进行分析，获得的结果可以通过直观、动态、连续的动画形式表现出来，也可以以参数化的形式再现出来。根据这些数据，让设计人员对建筑进行分析和优化，确定采用哪一种建筑设计，达到最佳的节能效果。

2.在建筑施工技术中应用节能理念

2.1选用新型的施工新技术和节能型新材料

优秀的设计理念和方案，是建筑节能的基础和前提，而建筑节能理念在施工过程中的应用是最关键所在。

在建筑施工过程中，贯彻节能理念的根本在于运用正确的保温技术，提高建筑的保温效果。在提高建筑节能的手段中，施工技术和建筑材料是最根本的两个前提，因为科学、合理的施工技术和恰当的建筑材料，对保温能够起到非常突出的效果。但是，施工技术和建筑材料却不能盲目照搬和挪用，需要结合建筑所在地的气候、土壤、水文等条件，进行充分论证和比较，只有最适合的，才能称得是最好的选择。

比如，Low-e玻璃粘贴膜作为一种高科技产品，可以起到反射光线的效果，在夏天能够隔离阳光，很多开发商都选择利用这种产品，可是，这一技术也是“双刃剑”，因为在冬天这种贴膜可以反射室内热流，却同时阻挡了来自太阳的热辐射。所以，这一技术可以用于办公楼，对于住宅楼，就显得非常不合适。另外，对于中央空调系统来说，如果使用频率高，节能效果就非常明显。如果在一些地区，使用空调的比例相对较低，那么，就适合使用小功率的分体式空调。而且，中央空调的初期投入非常大，还会给装潢带来较多的不便。所以说，先进的技术和材料不一定处处都能适用，只有选择适合当地条件、符合可持续性发展，才称得上是最好的。

另外，在建筑材料的开发和应用上，需要引导建材企业加快科技进步，促进产品的结构调整，大力发展和利用废弃建筑垃圾等再生性的原料，如利用工业矿渣、粉煤灰、石屑、废石膏等工业废弃物作为原料，生产石膏砌块、粉煤灰加气混凝土砌块、蒸压灰砂砖、粉煤灰砖、陶粒砌块、多孔砖等，提倡运用散装的水泥等措施，节省宝贵的土地资源，减少对环境的影响。

2.2加强对太阳能的利用应用

在建筑施工国，太阳能已经得到了普遍的应用。这种能量是我们所能利用的最丰富、最洁净的能源，环保节能的效果最好，可以利用的方式很多：一是可以在楼顶安装太阳能电池，把太阳的热能转化电能，供应筑物物内的动力或照明；二是可以利用太阳能采暖、供热；三是可以利用太阳能控制室内的采光，节省电能的消耗等。

把太阳能应用于建筑，安全可靠，具有无污染、不消耗煤、石油等燃料、受环境的限制少、安装维护简单、方便等特点，是提升建筑节能最有效果的一项技术。当然，在建筑施工利用太阳能，也需要根据不同地区、不同的气候特点进行设计，因地制宜，比如，在北方，因为冬季较为寒冷，要提高建筑的保温功能，就需要采取一定的手段，降低采暖能耗，借太阳能改进供暖设备，优化建筑的调节功能。在南方，因为天气潮湿、炎热，需要改善建筑的自然通风条件，遮挡阳光成为施工的重点，实现降低建筑物的能耗，在提高环保效果的同时，又可以改善建筑的使用性能。

2.3优化和改进施工方案和施工艺

建筑施工是一个连续的工作过程，通过对施工方案和工艺的优化、改进，可以使人力、物力在施工中得到更合理的预算、安排和利用，避免资源和人力的浪费，提高建筑设备利用率。另外，在施工中要注重新工艺的应用，因为有些施工工艺在经过优化和完善后，确实能有效提高施工的效率。施工工艺的改进,不仅提高了建筑施工的技术水平,也能有效节约建筑能源。所以，在施工过程中，管理人员要不断吸收和改进新的施工工艺,把施工工艺和工作效率、节能环保相结合，促进建筑材料的再生和重复利用,提高整个建筑施工的质量和效益，从而实现施工过程中节能约能源的目标。

2.4加强监管确保节能效果

为了确保在施工过程中贯彻节能建筑理念和技术，需要在施工中加强监督，强化对可再生能源建筑应用、示范和管理工作，在省、市地区成立由财政、建设、环境保护等部门联合组成再生能源建筑管理机构，从设计、施工、检查、验收及推广和宣传等环节对节能建筑项目进行全过程的监督和管理。在审批阶段，要严格审查建筑项目的设计和施工方案、图纸，对于一些节能建筑的示范项目，在设备和使用材料方面要实行准用认证机制，并且要在政府部门的监管下进行公开采购和招标。在实工过程中，财政、建设管理单位还要组织专家对建筑项目应用节能措施和技术方面进行抽查和检测。在最后验收时，要确保按照节能标准，进行验收和核查。

3结束语

建筑节能是一个复杂的系统工程,其中涉及到设计、施工等多方面的环节和内容，同时,又要受到气候、地域等不同的客观条件和因素的影响,所以，设计施工人员要在建筑设计和施工中，需要通过实践探索，提高节能、环保的观念，为促进建筑行业能够健康、稳定、和谐发展做出一定的贡献。

参考文献：

篇13

在可持续发展成为全世界所追求的目标时，建筑行业也在关注能源以及环保的可持续发展问题。在中国，建筑能耗目前占国民经济总能耗的25％左右，且呈递增趋势，因此开展建筑节能工作有巨大潜力。建筑能耗不仅仅影响国家能源供应，而且能源使用效率的高低还影响环境，例如据有关测试[1]表明：在城市内建筑四周挂满分体式空调时，将造成局部“热岛”现象，空调机的运行能效比COP显著下降，建筑周围热环境也被严重恶化。也就说，建筑节能和居住环境是两个相互关联、相互影响的问题。

随着人民对生活质量要求的快速提高，建筑能耗以更高的速度增加，例如冬季供热地区正迅速南扩，而北方地区空调器拥有量也迅速增加。建筑物寿命一般较长，建筑节能改造难度很大，因此在设计之初便考虑建筑能耗与环境影响便显得至关重要。而我国广大地区、不同气候、不同类型的建筑节能不是依靠墙体保温等措施就可以解决的[2]，更需要从建筑设计到建筑细布构造处理以及环境控制设备及系统等各种技术的集成来解决。

另一方面，建筑环境特别是居住环境质量受到越来越多的重视，居住区内的空气质量、办公或居室内的空气品质、噪声水平以及交通状况都是人们关注的问题。一些房地产开发商也注意到这一现象，相继推出了以“绿色”、“生态”为宣传点的建设项目，但真正的“绿色生态”建筑或住区不仅仅是依靠多绿化就能解决的，更重要的是要考虑建筑物理环境中综合因素的影响，包括声、光、气流、热、能耗等诸多方面。

利用信息技术，以计算机模拟为主要手段，从建筑声学、光学、气流、微气候、空气品质、能耗等角度，对建筑设计方案进行全面的评价，不仅有助于房地产开发商提高建设水平、增强项目市场竞争力，也有助于提高普通消费者的生态意识、节能意识和环保意识，对于促进我国可持续发展具有重要意义。本文简要介绍由清华大学提出的建筑生态环境与节能效果综合评价的方法、策略等，并通过实例介绍了具体的评价内容，以期为我国实施建筑“星级”评价标准进行有益的探索。

2评价系统简介

2.1国外经验

关于建筑节能的评价，国外已经有了一些已经成熟并在实施的规范，并且有相应的标准模拟软件来评价建筑的节能状况以保证规范的实施。在美国有“节能之星”标准（EnergyStar），这个标准实施已经有10年了。它比美国“标准能源法案”（ModelenergyCode）要求更加节能30％。通过这套标准的实施，在不增加初投资的前提下可以节省30~50%能源消耗，可以节省50％的建造时间。也是因为有了这套标准，可以创造出激励一些具有创新意义的节能技术和建材发明的氛围。由于这套标准针对美国某地区而专门制订的，因此在美国并没有一个全国性的统一标准，例如Title-24标准主要在加州实施。

芬兰建立了一套叫做“能耗认证系统”的标准（EnergyCertificationSystem）。在香港也通过授予“建筑认证证书”（BuildingPass）的方式来对建筑的能耗情况进行规范。俄罗斯在莫斯科也实行了一种叫做“能耗护照”（EnergyPassport）的建筑节能规范。它包括一套新的节能标准MGSN，希望能够控制建筑设计、建造以及运行的质量，而且它可以为节能建筑提供潜在的购买者等信息，从而来促进节能建筑的良性发展。这些规范中都没有包括环境质量的评价内容，然而实际上节能的最终目的是为了提高环境水平，减少污染排放，从而真正做到可持续发展，所以完整的建筑生态环境与节能评价标准中应将环境质量的评价纳入其中。

2.2主要内容

建筑生态环境和节能效果评价系统是对建筑生态环境进行综合分析，从技术、经济、环境、能源及社会等角度给予研究，从而对建筑环境给出客观的评价和可行的建议。建筑生态环境的评价系统涉及内容广泛，包括小区规划评价、建筑单体评价、环境控制系统方案评价等等；牵涉到的关键技术较多，如建筑热环境模拟、计算流体力学（CFD），建筑日照分析与采光技术，噪声控制以及建筑材料技术等。这些内容的有机结合和相互交叉形成了建筑生态环境评价系统的技术核心。

开发成熟的软件系统实施建筑生态环境评价方法的基础。在我国形成可实施的评价系统，最终可能的有效途径之一，就是开发一套可以广泛运用的评价建筑生态与节能效果的软件平台，并形成相应的激励、保障实施措施，从而形成体系。

2.3评价方法

一个重要的工作是研究住区生态与节能效果评价指标，以及如何从模块化软件的模拟仿真结果中提炼出能充分反映建筑生态环境、能耗特征的评价参数，从而建立一套可操作的建筑环境评价软件平台的评价方法。

评价方法可采用的是模拟其运行状况的方法。这个方法有两个层次的标准，首先对于规划设计层次来说，可以通过模拟其日照、噪声、空气流场以及微气候等，对其规划和建筑设计直接进行评价。第二个层次，对于节能效果，需要对其进行全年模拟分析，而不是仅仅依靠稳态计算或者是设计计算，从而给出节能效果星级评价等级。这两个层次应该是必须同时满足的。

2.4评价策略

对于评价策略，可以分两步：一、在房屋建造之前，运用评价软件对规划和设计图纸进行模拟，给出相应审核评价（Plansreview）；二、在建造完成之后，对建筑进行实地抽查考核，以确定建造是否与审核后的图纸相一致，如果是一致的，可相应授予一定的环境和节能效果星级等级。

2.5系统特点

归纳起来，这一评价系统具有以下主要特点：

a、清晰明了，易于理解与实施

b、相对灵活，可允许通过不同的手段达到相同的环境和节能效果；；

c、数据丰富且准确，能给予用户和房地产开发商明确的结论和指导依据；

d、激励机制完善，可操作。

3评价实例

以下通过实例，简要介绍建筑生态环境与节能效果综合评价的主要内容。

3.1居住小区声环境

某居住小区位于北京东四环路东侧，距四环路约400m，被现状住宅区和规划的城市干道分成东、西两区。小区总面积26公顷，容积率2.0，户型以一梯两户或三户的高层、小高层单元(11~18层)组成的板楼为主，边角处辅以一梯四户或六户的点式高层（14~18层），板楼前后间距40至60m。小区的周边环境好，交通便捷，但是随着小区及周边道路、用地建设的完善，过境交通量可能会增大，小区的安静可能会受到干扰，为此业主要求进行声环境评价。

经现场实测，图中的三个主要带状噪声源可能影响到居住小区声环境，为此分别进行了模拟分析。

图1—居住小区声环境分析

在分析的基础上，得到居住小区内的噪声分布，可以看到，颜色愈深的建筑所处的声环境越差，在没有采取设防噪绿带等降噪措施的情况下，其临街一面的室外噪声级不能满足居住区室外白天低于55dB、夜晚低于45dB的国家标准。为此，笔者对合理降噪提出了建议。

图2—居住小区噪声分布及小区示意图

3.2建筑群空气流场分析

仍以前述居住小区为例，这种高层建筑、多层建筑混合存在的小区，其建筑群内部的空气流动情况对其微气候有着重要的影响，局部风速太大可能对人们的生活、行动造成不便，也有可能在某些地方形成旋涡和死角，不利于室内的自然通风。因此，业主提出在规划设计阶段预测居住小区内的空气流动状况，以对小区内微气候作出合理的评价。

图3—建筑群空气流场分析

上图给出了该居住小区在北京冬季典型工况（北风，风速5m/s）下，1m水平高度上的空气流速分布图，暖色调表示风速高。原本业主担心在建筑群中部的南北大通道上会有较强的气流，但由于建筑布局比较合理，模拟分析显示在这一大通道区域内风速基本小于1.2m/s，适于居民走动、生活。倒是在建筑群的一些其他局部发现，由于绕流等的影响会形成局部气流过强，笔者对此也提出了合理的建议。值得说明的是，此分析结果可以多媒体三维动画显示，效果更加逼真。

3.3建筑群日照分析

当现代建筑越来越密集，从钢筋水泥的丛林中穿过的一缕阳光显得弥足珍贵，因此建筑群日照分析被越来越重视，人们不满足于冬至日一小时日射这样的要求，而更关心在周围建筑物遮挡和建筑物自身遮挡的情况下，究竟自己等实实在在接受多少阳光。下图给出某建筑群在夏季清晨的日照与遮挡状况，而利用多媒体技术的三维动画效果可将分析结果表现得更加逼真。

图5—建筑群日照分析

3.4居住小区微气候与热环境分析评价

居住小区微气候与热环境的评价内容，主要是考察人们在室外生活时切身感受到的诸如室外温度、湿度、太阳辐射、气流组织和绿化状况等微气候参数。其中温度作为人们感受居住环境好坏的主要参数，对评价小区热环境至关重要，也是影响人们在室外生活质量的主要因素，它同时综合反映了诸如小区的太阳辐射及绿化状况等其它因素的作用，也是就目前的技术手段而言相对较容易进行预测和比较的热环境参数。

值得指出的是，即便是同一个地区的气候情况也并不是处处相同的。“城市热岛”现象就是其中一个很好的例子。它是城市化对气温影响的最突出特征，显著反映了由于城市化的结果使得城市气温与郊区或其它地区气温的不同，并将给城市居民的工作生活带来深刻影响。一般说来，认为某个区域的实际气温是由基础气温、太阳辐射、长波辐射的线性叠加得到的。区域地貌、建筑密度、建筑材料、建筑布局、绿地率等因素决定了区域温度。即：M(I,t,x)=C(I,t,x)+L(I,t,x)+E(I,t,x)

其中M是区域气温,C是基础气温,L是局地地貌,E是城市化程度,I是天气状况,t是时间,x是地点。具体来说，在建筑群集地区，小区不同地方的温度环境在受相邻位置的建筑的材料结构和布局、小区的下垫面（如沙土或水泥路面）、绿化情况（包括水景布置）、以及交通和家电等人为排热因素的影响下，可能使得局地气温出现热岛或冷岛、以及滞后或提前等现象。

结合建筑群空气流动分析，在相关研究的基础上，笔者预测居住小区不同位置小范围内的逐时气温，同时进行比较并给出评价；所得结果既可供居民选择适合个人习惯的工作生活环境提出参考意见，同时也能为改善居住小区热环境指明方向。

下图是某居住小区中不同位置的“热岛强度”变化情况。从中可以看出，居住小区内热岛强度小，温度适宜，利于人们的室外活动以及室内持续进行自然通风，温度环境令人满意。其中的原因在于居住小区建筑布局合理，建筑间距选择合适（天空视角系数较高而利于长波辐射冷却）；且集中绿地多，绿化好，并或多或少地采用了人工水景布置（使得其与空气的热湿交换加强，有效地降低了空气的温度）。值得一提的是，环境最好的区域均为小区居民日常生活、起居、休憩、娱乐等活动的主要场所，该区域内的健康适宜的温度环境将极大地利于居民的室内外的生活质量的提高。

图6—居住小区微气候与热环境分析评价

4小结

目前，该项目以被列为建设部国家十五科技攻关项目，并逐步开展整合软件系统、实际检验使用情况的工作，从对建筑生态环境和节能效果综合评价的项目入手，在实践中完善这一评价系统，并通过将建筑环境和节能效果综合评价理念的应用，明晰建筑生态环境的真正内涵，推广建筑节能概念，并为我国可持续发展做一定的探索。

参考文献