BIM技術在綠色建筑設計中的應用

楊璞

（貴州省建筑設計研究院有限責任公司，貴州貴陽 550081）

0 引言

隨著我國建筑產業不斷發展和進步，我國傳統以實用性為主的建筑設計理念被更新，節能減排、綠色設計成為當前建筑設計的主流理念，并以此設計思路來優化建筑工程質量，發揮建筑改善生活的價值。BIM技術的運用有效地改善了建筑工程生產方式和格局，并通過科學的建筑數據驗算和分析模式為建筑工程的綠色設計提供了巨大的便利，該工作實現了建筑工程的可視化模擬，有利于綠色設計性能的多項研究，可全面提升綠色建筑設計的效率和質量。

1 綠色設計和BIM技術運用背景

1.1 BIM技術的運用背景

BIM技術主要運用于構建建筑工程整體環境數據，相關單位要結合建筑工程的綜合建設形式搭建數字化模型，并得到建筑工程各項生產信息。對比傳統的設計方式，BIM技術具有以下三點優勢：①可以將傳統的二維設計轉化為三維立體模式，這種方式具有極強的可視化特點，可梳理工程信息，實用性極強；②可以挖掘建筑工程數據的各項信息，可通過實時修改的方式保證工程項目和現實工程施工的一致性；③可以實現三維建模和力學分析、工程進度研究，有效推進工程建筑項目的整體質量提升。可見，建筑產業的發展和BIM技術息息相關，國家十分重視BIM技術的運用并積極出臺多種政策，大力推進BIM技術在建筑設計的運用。

1.2 綠色建筑設計理念

在現代建筑工程的設計理念下，大部分設計人員偏重建筑功能性特點，忽略了建筑的節能和環保要求，這為綠色建筑推廣帶來了阻礙。通過借助BIM技術可實現建筑數據的快速驗算和可視化模擬，從而提升綠色建筑設計的質量和可行性。

從建筑工程的綠色設計理念來說，綠色建筑設計理念源于環境友好型社會構想，建筑整體設計要求施工人員不斷推進新技術和新材料的運用，通過提升資源的利用率，達到節約工程成本、全面降低建筑工程施工所導致的污染問題的目的，為人們創造宜居的生活環境。值得注意的是，節能環保是綠色建筑的關鍵點，工作人員需要嚴格遵行這一理念，嚴格遵循國家的規范標準和施工需求，保證建筑的建設質量。

2 BIM技術在綠色建筑工程的設計優勢

綠色建筑設計需要考慮多方面因素，如成本控制、資源調度和環境影響等。傳統的建筑設計注重建設成本和經濟性，容易導致設計考慮不周全，無法將建筑工程項目的實用性價值發揮到最大。但是，BIM技術的運用可有效推進綠色建筑理念的實施，推動建筑設計走向現代化和節能化。

首先，BIM技術可以保證設計的協同性。綠色建筑設計具有高度的融合性，需要將技術措施運用于整個工程項目如土建、暖通、消防和安裝工程等。BIM技術的綜合建模可保證所有的工程項目分項設計融合在一起，實現綜合設計，保證了多個分項目協同一致。

其次，BIM技術可兼顧多項綠色建筑設計功能。對綠色建筑性能分析的時候，專業的人員需要輸入數據到分析軟件中，對建筑外觀、結構力學的設計可行性進行分析；傳統的設計軟件無法兼容多項分析功能，只能夠針對外觀進行渲染、結構力學等單項進行分類計算。若存在設計變更的時候，一切設計都需要從頭再來，耽誤了大量的設計時間。由于BIM模型儲存了大量設計信息，不用人為的多次輸入數據，只要把BIM調到智能分析模式，就可以計算得出與周圍環境配套的設計結果，有效解決設計軟件無法兼容多項設計功能的問題。

最后，BIM技術可實現全生命周期建模。該技術可以針對建筑工程項目的投資估算、施工圖出圖、現場施工以及竣工進行全過程監督管控，有效應對圖紙變更、索賠等問題，實現建筑的全生命周期設計管理。

3 BIM技術在綠色建筑設計方面的運用

BIM是基于3D數字建模技術而構成的綜合化建筑信息工程技術。借助數據模型，可以幫助建設單位、監理單位和設計單位對項目進行綜合管理，讓建筑物的各個工程構件轉化為電子模型，最后實現電子數字化體系，組件之間也可以不斷優化，以此來科學處理數據管理的聯動管理，也能及時添加或者是減少構件，有效地提升了工程建設的管控質量，降低了處理成本。

3.1 節約土地資源，降低工程成本

土地資源規劃是建筑工程設計的首要工作，相關工作人員在規劃用地時候要做好科學管控，針對相關標準和建筑布局進行分析，做好日照、消防間距、道路規劃，保證建筑設計的科學、合理；通過運用BIM技術，對建筑物進行模擬分析，計算不同樓層接受光照的時間和道路占地面積等，保證建筑的日照滿足國家的標準和規范，保證建筑布局更加科學合理，最大限度提升容積率，保證土地利用率最大化。

3.2 做好環境分析，實現節能優化

BIM模型可以針對建筑周圍的環境要素進行模擬，對多種室外環境進行分析。如對室外環境的噪聲、熱島效應進行分析，為設計人員提供科學的參數以及圖像參考。利用BIM技術可以給出有效的仿真技術依據，如冬季典型風速一般要求為低于5m/s，而風速較大的系數需要控制在2m/s以內，BIM技術可以直接模擬這兩項參數，對這些參數進行分析，通過控制標準內容對建筑設計的進行優化。

3.3 分析圍護結構，設置熱工參數

BIM在綠色建筑設計中具有極強的仿真計算運用能力，設計時可以在圍護墻體、屋面以及門窗等部位輸入熱工參數，通過節能分析計算得出的結果指導設計人員對整個BIM模型熱工參數進行調整和優化。同時BIM模型也十分適用于供暖空調負荷的計算，通過計算和調整不同的熱力材料的參數、材質、性能等，保證暖通熱工指標符合國家的相關要求。

3.4 做好隔音設計，提供宜居環境

BIM模型包含大量的建筑構件，如墻體、門窗以及相關內容，設計人員可在綠色建筑設計的要求下研究各個構件的隔音效果，如可以在BIM模型中輸入噪聲等外部信息條件，結合《民用建筑隔聲設計規范》等內容計算出隔聲性能的相關參數，按照參數標準改進和調整內容，保證室內的噪音等級達到設計標準，減少噪聲源等對室內環境的影響。

3.5 加強光線設計，做好溫度控制

我國地域遼闊，不同區域存在明顯的氣候差異性，導致不同地方的建筑采光和遮陽設計有著不同的要求。一般南方地區十分注重濕度調節控制，對室外采光要求不高，主要采用遮陽的方式減少室內外的光照差異。北方地區的緯度偏高，對室內的采光有較高的要求，一般通過增加采光來保證室內的溫度。設計人員需要對地區的差異性進行綜合分析，運用BIM技術建模，直觀地模擬出建成后的室內光線以及溫濕度控制效果，通過科學設置室內的采光和遮陽參數來提升整個建筑對光能和熱能資源的利用，改善室內的環境，提升建筑綠色設計的整體效益。

3.6 創新綠色生產，推進工程建設

從建筑工程的建設來看，一個項目會耗用大量的人、材、機，建設生產方案是否合理，會直接影響建筑工程的節能效果。為了達到綠色建筑設計的要求，設計人員可采用BIM技術從整體上研究建筑工程生產效益和建設質量，如針對碳排放量超標的建筑設計方案，采用針對性的分析改進方式，再如對建筑和周圍綠化環境影響、城市建筑和市政工程、道路工程影響等方面進行分析，以此來提升整體建筑設計的節能效果。與此同時，可利用BIM技術建模，利用數字化進度分析的方式調節工程進度，節約工程建設的整體成本。通過BIM技術的綜合利用，對工程生產的進度、資源調度方式重新調節，實現綠色工程建設的重要的價值和意義。

3.7 做好能源管控，實現優化設計

在實際的建筑工程設計中，設計人員可以在BIM軟件中輸入一些氣候參數、水文信息資料，并結合數據模擬分析周圍的環境對建筑的影響，進而設計出具有良好的吸熱、排水功能的項目。此外，在室內設計中也可以利用BIM的優化配置方法進行內部的設計，借助建模分析的方法，探討風系統、水文環境、采光等建筑室內的影響，并極大提升與水資源的利用率，做好環境分析和管理，最終保證綠色建筑的科學設計目標；一些設計人員結合風系統需求采用了毛細管、光導管等技術，既提升了建筑物室內的采光效果，也節約了大量的電力資源成本。

4 結語

綜上所述，作為一種特殊工程生產輔助工具，BIM技術在我國的節能環保生產中發揮著重要的作用和價值，是推進建筑工程綠色設計的關鍵點。從現有的設計方式來看，通過BIM技術的運用，建筑工程規劃設計中的光照、風速、室內熱濕條件和噪聲都能夠得到有效的控制，保證綠色設計的質量，全面提升建筑設計的整體性，最終保證居住環境更加適宜，滿足工程建設的整體經濟效益。