建筑模型的设计为建筑项目后续发展提供基础建筑数据信息，建立建筑的信息化技术管理及科学的数据分析依据可以高效有序的完成现代建筑设计、管理、运营。

建筑可行性分析研究贯穿于整个建筑设计周期，各个专业及部门需要反复调整，及时核对更改，建立信息的良好沟通载体，这将极大提高效率、保证工期以及提高信息管理能力。BIM建筑信息模型可以为这阶段各个专业部门间信息沟通和数据关联提供载体和有效的数据依据及决策。

景观分析

建筑环境景观是商业或者住宅等项目定位的重要因素，电脑生成的效果图不仅在开发前期带来重大影响且在项目营销中也发挥重要作用。但是效果图的环境真实度上有一定局限，真实度主要表现在两方面，一是效果逼真、二是与真实世界符合。电脑制作的效果图只能用点来表现，环境效果即视点往景观方向看的结果，还可将点串起来形成动画。显然要完整的评估整个项目的各个位置的景观价值，这种用有限的点来表现的方法工作量大且无法全面、科学的评估。

而应用BIM技术将使电脑效果的视线反方向进行分析，即是将项目建筑模型与环境场景精确定位后，将景观环境反算出项目各个位置对于该景观的可视度。

根据整体布局可选择任意的面或任意位置（窗户、阳台等），通过软件分析计算，得出景观物体在这些位置、面的景观可视度的数据，可以通过数字、颜色等多种不同的表现形式对景观可视度的情况进行分析，如图3.23所示。

图3.23可视云图

环境日照分析

随着人们对住房品质的提升，对建筑日照环境的认识和要求也提高，我国北方纬度较高的地区对日照更加重视，建筑间距及环境日照访问量不断提升，因此环境日照是已经不容忽视的因素。我国也将设计相关的日照标准纳入建筑规范，并大力提高对土地资源的利用，通过科学的手段对环境进行日照分析。

传统的日照分析是通过常见方案的比较及经验人士的主观衡量得出，缺乏准确度。另外传统设计通过二维图纸设计为主，对较复杂的建筑难以估计，常规的日照计算误差大。

为实现对环境日照计算的效率，尤其是对高难度复杂的建筑的日照精确度计算，采用BIM技术。在方案设计阶段，BIM模型作为概念模型，虽然只有大致的尺寸和造型，但可对面积、容积率等基本数据的提取，对提取的概念模型可随意拉伸、变形等参数化操作。将概念模型放入该地形图中，输入项目的位置、朝向即可计算出任意时间的日常情况，通过计算结果可方便的进行模型的调整，关联的面积及容积率等也随之变化，故得到不同设计阶段的日照结果数据。如图3.24所示。

图3.24BIM概念模型与日照

还可针对某一时间进行计算分析，分析得出某日的时间节点的阴影变化情况，这是比较直观的评估减值之间阴影状况。通过阴影分析可更科学、方便的优化、调整楼宇间的位置、体型等。如图3.25所示。

图3.25BIM模型阴影

日照根据不同地区及建筑功能的不同，需求也不同，北方严寒地区明显比南方炎热地区需要更多日照。通过BIM技术对日照数据的量化，形成可靠的分析数据。BIM技术将自身模型和周围环境及建筑联系起来，进行全面的日照分析，把建筑物的遮挡情况及日照时间结合，有利于科学定位并提供数据依据。

风环境模拟分析

随着城市负载增大，空气污染加重，城市环境空气质量不断下降。因此城市建筑更应该通过有效的分析手段，在建筑设计前期对建筑的朝向、通风环境有效组织。充分利用自然通风，改善风环境，提高空气质量并减少建筑能耗及污染。

将周边环境基本体量模型与自身建筑模型结合，根据当地气象参数，对风环境进行模拟分析，测出空气龄、风速、风压等数据，最后进行方案设计的调整。

通过对空气龄的分析，可判断空气在某点的停留时长，越长则空气越差。良好的通风可提高建筑性能、品质并减少机械通风，使建筑更加舒适节能，如图3.26所示，可见红色区域空气龄较长，蓝色区域空气龄较短，越靠近蓝色区域空气质量越好。

图3.26风环境空气龄

建筑室内风速影响人员舒适，建筑集中区可能因强风导致人员出行困难、设施损坏等问题。通常夏季较舒适风速为0.5~1m/s,极限风速为10m/s,根据中国气象数据显示，平均风速为14~17m/s将造成人员出行困难，17~21m/s为8级大风，对外部设施会造成损坏。通过环境风速分析可以避免高楼局部强风对人员设施的影响，如图3.27所示，风速蓝色区域到红色区域由0~10.5m/s变化。

图3.27建筑风速

自然空气流动主要靠外空气压力差形成，因此风速越大，风压越大，空气流速越快，空气龄越小。对南方气温高的地区，通过良好的布局及门窗位置设置，可有效改善室内空气质量，提高室内舒适性。综合应用景观视线、自然通风及空气流动的线路提高建筑的品质。

环境温度分析

人体对空气温度有较强感知，人体的舒适温度受到环境湿度、风速等因素的作用。我国要求室内舒适温度夏季为24~26℃，冬季为16~20℃。利用BIM技术可对建筑区域环境温度分析及室内温度分析。通过结合当地气候参数，分析模拟出建筑的热环境情况如图3.28所示。可见温度云图中红色区域温度较高，根据结果对环境进行调整，如建筑的布局，自然通风路线，增加绿化等措施来降低建筑区域温度。外部空间热环境对于室内的温度影响非常大，对于炎热地区的合理布局室外通风、绿化措施使室内热环境舒适效果体现更佳明显。

图3.28建筑区域温度云图

通过加入BIM模型的建筑围护结构信息，如比热、热容量、导热系数等，能有效进行室内温度分析，计算出冷热负荷即冬季供暖夏季制冷在室内温度设定范围下的计算值，最终优化室内温度设定。温度的降低或升高，直接关系到建筑能源的消耗。因此，通过全年的室内温度分析，优化室内温度值，从而改善供暖制冷系统，避免冬季采用过高室温，夏季室温过低，实现低能耗下的室内舒适性，节约使用成本。

建筑能耗预测分析

建筑中能耗包括照明、空调、电器、电梯等，据悉，建筑总能耗中，采暖和空调耗能最高占40%~60%，电器耗能约为14%，生活热水及烹饪约为21%。可见改善采暖和空调将大大降低能耗，通过建筑设计前期科学的计算分析，可改善建筑的环境温度、湿度等，从而降低采暖和空调能耗。

图3.29建筑冷热负荷及全年能耗预测

利用BIM模型，加入建筑参数，如建筑的围护结构热特征值、室内人员活动量，照明、气候参数等，计算出冷热负荷总负荷等。如图3.29建筑的冷热负荷预测。根据我国《公共建筑节能设计标准》的参考数据显示，在加热工况下，室内每降低1℃，将减少5%~10%的能耗；在冷工况下，室内温度每升高1℃，将减少8%~10%的能耗。根据分析计算的能耗结果，作为选择节能技术的参数依据及为住户提供参考。

刘静 西安建筑科技大学

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