基于BIM技術的綠色建筑設計分析

呂賓華 張先政

（中機國際工程設計研究院有限責任公司 湖南長沙 410000）

1 引言

隨著當前建筑行業的飛速發展，資源消耗高、能耗大、污染嚴重已經成為了重中之重的問題，在這樣的背景下，綠色建筑成為了當前以及未來的必經之路。在BIM中，包含了模型的幾何、物理和拓撲的信息以及整個建設設計的流程，同樣的，綠色建筑也特別關注建筑的全壽命周期，因此將BIM技術和綠色建筑結合起來，可以實現綠色化、集約化、現代化的建筑設計。

2 BIM技術與綠色建筑概述

2.1 BIM技術簡介

BIM技術是Building Information Modeling的縮寫，意為建筑信息模型。通過BIM技術，可以獲取各種建筑的相關數據信息，并利用其建立一個數字化的可以模仿實際性能的模型。在BIM技術中，可以獲取建筑的全壽命周期的每個階段的工程信息，并通過不同階段的信息、過程和資源集成在一個模型中實現對建筑的整體分析。BIM使用三維數字技術進行建模，可以包含建筑物的真實信息，因此可以方便地提供設計和施工的依據，使其相互協調，達到一體化，各部分協同工作的效果。從而可以節省成本，并保質保量的按時完工。

2.2 綠色建筑簡介

隨著當前全球資源消耗的日益加劇，能源和資源的節約使用成為了必然的趨勢。在這樣的背景下，資源節約和可持續發展對人類社會具有重要意義，建筑業也是如此。近年來越來越看重建筑施工中的四節以及環境保護的重要意義。在綠色建筑的理念中，不僅關注一般的社會功能，更關注人類自身對于環境保護的義務和責任。在綠色建筑的理念中，深入的體現了人與自然和諧發展的關系，通過綠色建筑，可以體現人們對自然環境的保護意識，讓人們深刻地意識到，自然資源是有限的，自然環境的承載能力是有限的，生態系統環境也是脆弱的。建筑作為人為的創造物，以必須遵循自然，保護自然，在合理的利用和改造自然的前提下，實現人類自身的可持續發展。

3 綠色建筑設計利用BIM技術的優勢

BIM技術的優點是具有優化、繪圖、協調、仿真和可視化五大特性。這五種高品質的特性促使BIM技術在2002以后的建筑業中得到應用。它在十年內被應用到世界各地，并得到業界和社會的充分承認，因此被稱為建筑業的一支重要力量。BIM技術已經過美國、英國等發達國家多年的發展并已逐漸應用，其發展水平已達到相當先進的水平，已成為一個非常強大的力量，推動新的工業建設的發展。在發展中存在許多軟件廠商積極推廣BIM技術的應用。建筑施工企業與建筑行業協會的設計研究已經逐漸把BIM擺在了前沿，并成立了工作室以及開發團隊，促進BIM技術的發展。當前BIM技術得到了廣泛的應用，給人們的生活和工作帶來了更多的便利。

通過仿真建筑信息模型，即BIM技術，可以給人們帶來直觀的建筑真實空間模型和狀態，基于此可以人為地進行建筑形態的改變，直至建筑的所有設計均達到預想的要求為止。由此可見，從建筑的設計階段便使用BIM技術，可以方便設計師及時將建筑信息錄入系統，并對模型進行詳細的分析，以找出建筑中可能出現的問題和漏洞，便于后續及時調整，避免后期設計的變更和施工時的問題。此外在綠色建筑設計中，實現可持續的生態功能是最為重要的。如果通過后期設計逐漸摸索，來找到實現建筑的綠色生態功能，是實踐性不高的。而通過BIM技術，可以對建筑綠色設計進行分析，及時檢驗設計的成果，便于尋找出設計的缺陷和漏洞，及時調整。因此可以說，BIM為綠色建筑設計提供了便利的分析條件，大大方便了綠色建筑的設計。

4 基于BIM技術的綠色建筑設計應用分析

BIM技術作為一種科學技術理論，要求對建筑資源和知識進行全面共享，為建筑全壽命周期決策提供科學依據。建筑的全壽命周期是建筑師和設計師最為關注的方面，而這一點在BIM技術和綠色建筑中，均有所體現，雖然方式不同，但二者的目的是相同的，即關注建筑的設計、施工、運營、管理的全過程。BIM技術的基礎是綠色建筑，綠色建筑的可靠性來源于BIM技術。在設計時，根據設計內容進行信息輸入，可以使得模型體現為不同的設計效果，在此基礎上，對模型效果進行評估，其依據便是建筑的能效分析。而且無論在設計的初期還是后期的施工，都要進行這樣的操作，使得在整個建筑的全壽命周期中都可以體現綠色協調可持續的設計理念。

4.1 提高能源的利用率

節約能源和使用能源是評價綠色建筑標準的一項重要內容。通過可視化軟件建立能耗分析的三維BIM建筑模型，將能源消耗或轉換方案引入到分析軟件，通過相關的規范和標準，結合氣象數據和當地的氣候統計信息，可以對建筑進行科學合理的調整，并通過設置相應的參數優化建筑維護結構。此外光能的利用也是綠色建筑的重要體現，在BIM技術中，可以具體地分析室外的太陽輻射能以及陽光的輻射范圍。基于此，BIM技術將實現完善和優化建筑的能源設計，最大化能源利用率，實現綠色建筑的功能要求。

4.2 提高水資源利用率

在BIM技術中，建立三維建筑信息模型的同時，可以加入當地的雨量統計數據和強降雨系數，以建立水數據庫。在這個數據庫中，雨水收集的計算是非常可靠的。可結合雨量信息的數據收集，并以不同地貌為基礎，通過對徑流系數的影響分析，確定綠地、道路和建筑信息。使設計方案可以及時調整和優化。

4.3 提高材料利用率

如果使用傳統技術和手段，對建筑全過程中使用的材料進行精確計算是難以實現的，更不用說應用在一些比較復雜的工程項目中。而BIM技術基于強大的數據處理能力和信息統計的能力，可以十分便捷的解決建筑材料的使用問題。通過BIM計算出的材料使用量，可以對建筑材料的配制提高科開的依據，并根據計算結果及時調整，實現綠色建筑評價標準的要求。此外，BIM是建筑設計，結構，給排水，電氣，暖通等多方面結合在一起，因此它可以檢查管道碰撞等問題，解決專業之間的沖突，調整不同階段的設計方案，對施工過程中的浪費問題和施工后的返工問題得到有效的解決。

4.4 優化建筑環境設計

室內環境是由風、光、聲這三種環境組成的。為了準確地分析這三種環境，可以使用精確的BIM三維建筑模型。在BIM中，建立室內自然通風模型，可以準確地計算空氣污染程度以及污染物的分布情況，并根據需要進行相應的數量、位置和大小的調整。同時對光環境、室內照明結構、色彩指數、眩光值等進行分析，以滿足燈光的要求。在室內噪聲的分析中，應用BIM技術可以實現快速準確的分析和預測，同時基于相關規范和標準進行評價。在室外環境分析中，可以利用BIM技術進行仿真分析，同時結合室內環境的分析結果，可以實現建筑環境的整體優化。

4.5 經營管理分析

BIM技術是三維可視化模型參數化的核心，可以結合各專業的信息，采取多種不同的參數參與專業設計的可視化，并建立和維持一致的信息的全過程，能提供各種項目的實時相關信息。BIM技術所提供的數據集成度高、可靠性高，能實時協同工作，并能長期連續運行和管理。舉個例子，在建筑的使用期間，空調的清洗和通風系統是必不可少的，而進行日常的維護，需要清楚和明確空調規模、管道位置、以及設計通風系統的其他功能管線位置，在此基礎上，配制相關的工具，并安排人員進行相應的工作，而在BIM模型中，可以很方便的實現這樣的情況。此外，燈具也是建筑使用中的必不可少的設備，通過BIM技術，可以快速方便的獲取這些燈具的功率、高度和接線形式，方便使用期間的管理與維護。

4.6 提高電氣設備性能

能耗和成本也是綠色建筑設計中建筑使用階段的重點。在建筑設計階段，通過BIM技術可以對建筑進行事先的測試并及時調整，同時還可以將數據文件和BIM模型打包處理，然后可以利用BIM制定出一套科學的維修計劃，從而提高建筑物的性能，并降低能耗和維護成本，最終可以降低建筑的整體經營成本。此外在BIM中對重要設備的跟蹤記錄也是可以實現的，通過跟蹤記錄，可以實時地掌握設備的使用情況，以便及時應對各種突發事件，進行處理和報警等功能。因此可以說，BIM是一項智慧運營系統，利用它可以確保建筑物的有效管理。

5 結語

當前全世界正處于綠色環保的大環境，在這樣的環境下，綠色建筑的生態功能是具有重要意義的。將BIM技術和綠色建筑設計結合在一起，即可以實現高效、準確的設計目標，又可以最大程度的發揮綠色建筑的使用功能。通過BIM技術，可以提供綠色建筑的可持續發展道路上的重要的技術支持和保證。由此可見，BIM技術在綠色建筑中的潛力巨大，是建筑業的大勢所趨。

[1]張 慶.基于BIM技術的綠色建筑設計分析[J].綠色環保建材，2018，21（2）：41.

[2]姜雨.對基于BIM技術的綠色建筑設計應用的幾點探討[J].江西建材，2017，31（2）：54.