基于BIM技術的綠色建筑設計探究

劉國華 孫瑩超

1. 煙臺市民用建筑設計有限公司 山東 煙臺 264100；

2. 煙臺市遠州建筑設計有限公司 山東 煙臺 265400

前言

早在20世紀60年代，美國著名建筑師索勒瑞就提出了“生態建筑”的理念。我國住房和城鄉建設部也在2006年頒布了《綠色建筑評價標準》，為新時期綠色建筑的設計和建設提供了制度保障。綠色建筑與傳統建筑相比，更加注重低耗、高效、經濟、環保等方面的優化，因此在具體的設計和規劃上也提出了更加嚴格的要求。建筑單位只有借助于BIM技術，掌握和貫徹綠色建筑設計理念，才能營造健康、舒適的居住環境。

1 BIM技術的特點

1.1 可視化

現階段建筑結構和形狀日益復雜，平面的設計圖紙雖然也能夠比較準確的表示出建筑的具體構造，但是無論是制作還是觀察起來都具有一定的困難。借助于BIM技術，可以在計算機上展示出三維的立體圖形，這樣就方便現場施工人員更加直觀的了解建筑各個部分的構造，提高了施工效率。此外，BIM可視化的特點，還能夠節省施工中的材料用量，這對于降低生產成本、避免資源浪費也起到了積極效果，符合綠色建筑的施工理念[1]。

1.2 模擬性

利用BIM技術構建的三維空間建筑模型，可以方便技術人員進行各種模擬實驗，例如通過進行樓道燈光的節能模擬，可以在后期施工過程中合理配置走廊燈的布局，既滿足照明需求，又避免了電能浪費；進行日照模擬，合理確定樓間距，避免建筑相互遮擋，影響底層樓層的采光等。BIM技術模擬性的應用，提高了綠色建筑設計的科學性。

1.3 優化性

綠色建筑從最初的設計，到后期的施工、運營，都需要建筑單位不斷進行優化管理。BIM技術的應用，可以實現項目方案的優化，例如根據建筑施工單位提供的一些數據，進行處理和分析，對投資回報、設計方案等做出最優選擇，以便于管理人員參考。另外，BIM技術還能夠實現對整個施工過程的跟蹤監督，強化成本控制，維護建筑單位的核心利益。此外，像建筑內部的給排水管道的走向，線纜的敷設等，也可以根據BIM技術設計最佳的線路，節省材料用量，這也符合綠色建筑的根本理念。

2 BIM技術在綠色建筑設計中的應用

2.1 增減建筑與環境的適應性

綠色建筑施工時，應當考慮區域環境對后期建筑使用造成的影響，并且通過科學的設計提高建筑與本地區環境的適應性，從而給住戶營造更加舒適的室內環境。尤其是對于一些高層建筑來說，由于其結構上的特殊性，在進行設計時需要考慮的技術要點也更多，BIM技術的應用可以減輕設計難度，以建筑采光設計為例：首先，BIM技術的優勢在于可以利用計算機和網絡實現對建筑相關信息的整理，并且根據建筑施工需求提供相應的參考信息。建筑單位需要將平面圖、設計說明書等基本的文件交給設計部門，然后結合采光實驗和光污染分析結果，將相關數據輸入到計算機中，利用BIM軟件模擬光照對建筑的影響，最后得出采光設計方案[2]。

2.2 提高能源利用效率

建筑使用過程中會消耗大量的能源，尤其是夏季的空調系統和冬季的采暖系統，消耗的能源占到了建筑總耗能的60%以上。因此，在建筑設計階段，應當堅持“綠色節能”原則，在不影響建筑各項功能正常發揮的前提下，盡可能提高資源利用效率、降低能源的浪費。考慮到建筑施工是一個動態過程，因此可以引入BIM技術，實現動態設計。在BIM軟件中，設計人員可以將建筑的相關信息錄入到系統中，設計出包含建筑結構、功能、能耗系統在內的模型，然后模擬運行過程中產生的能耗。設計人員可以對建筑模型中耗能較多的部分進行優化設計，例如采用節能設備或是精簡結構等，達到節能效果。此外，BIM技術中可以對建筑設計進行反復更改，可以從中挑選最優的節能方案。

2.3 提高建筑材料的利用效率

建筑材料的用量多、成本高，實現建筑材料的合理利用可以幫助建筑單位節省成本。一些建筑單位為了保證施工的順利進行，常常多采購部分建筑材料，最后造成建材的剩余，如果將這些建筑材料直接丟棄，不僅污染了環境，而且也容易造成資源的浪費。通過使用BIM技術，建筑單位應提供可循環使用材料的匯總表和利用比例計算表，將上述參數輸入到BIM軟件的材料利用明細表模塊，計算可循環使用材料的種類和重量，從而判斷建筑設計是否達到設計的節能要求。

2.4 提高室內環境的質量

當陽光直射面的房間室內溫度過熱時需要進行遮陽設計，選擇遮陽的材料與形式時要兼顧采光和通風的要求，模擬數據顯示：西北面、北面和東北面一般適宜選擇垂直方式進行遮陽，可降低20%的照度；北面和南面一般可以選擇水平的方式遮陽，可降低40%的照度。遮陽材料通常為固定式，具有成本高、維修難的特點，因此遮陽材料要謹慎選擇。也可以選擇特種玻璃遮陽模式或者百葉窗遮陽模式，遮陽的目的不是阻斷光線而是調節光線，使室內達到理想的采光要求。建筑方應提供施工圖紙、遮陽設計說明書等材料，通過BIM系統對遮陽的效果進行模擬和分析，從而對遮陽的形式和材料進行選擇與優化[3]。

3 結束語

現代人對房屋建筑的整體質量要求不斷提高，除了質量安全外，節能效果、舒適程度等也成為衡量建筑好壞的重要參考標準。綠色建筑既符合當代人的續期，又節省能源資源，具有推廣應用價值。在綠色建筑設計中，引入BIM技術可以減輕設計工作量，并且充分依托BIM的可視化、模擬性特點，保證了綠色建筑設計的全面性，這也為下一步進行建筑施工提供了參考。

[1] 陳岱林,譚喜峰.基于BIM技術的YJK結構設計軟件在綠色建筑優化設計中的應用[C].第二屆全國勘察設計行業科技創新大會.第二屆全國勘察設計行業科技創新大會論文集.北京:中國勘察設計協會,2014:115-127.

[2] 曾旭東,趙昂.綠色建筑設計中的CAD技術--建筑設計中BIM技術與能耗分析相結合的應用研究[C].國際智能、綠色建筑與建筑節能大會.智能與綠色建筑文集2--第二屆國際智能、綠色建筑與建筑節能大會.北京:建設部、科技部、國家環境保護總局,2016,87-93.

[3] 李延釗,林超楠.基于BIM技術的綠色建筑設計方法——以南寧市城市規劃展示館為例[J].暖通空調,2012,42(10):50-53.