基于BIM技術的綠色建筑節能設計應用研究

許巍 呂俊杰

中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司 貴州 貴陽 550000

前言

BIM技術是信息化發展的重要成果，是信息技術與建筑學、工程學和土木工程科學的融合。BIM技術形成的建筑信息模型為建筑業發展提供了新的技術條件，該技術在全球范圍內受到廣泛認可。當前，我國建筑行業倡導綠色建筑設計，BIM技術融合了建筑信息的設計、施工、運行、指導以及建筑全壽命周期管理。應用BIM技術實現了建筑施工的協同操作，有效提高了工作效率，降低了成本，節省了資源，實現了建筑行業綠色可持續發展戰略。

1 BIM技術的核心內容

BIM技術是建筑信息模型（Bilding Information Modeling）的簡稱，主要運用建筑學、工程學和土木工程的綜合性信息技術。BIM技術以三維圖形為主，運用物件導向對建筑設計實施電腦設計。BIM技術在發展的過程中實現了信息技術的集成，從建筑設計施工運行到建筑全壽命周期管理，BIM技術構建了三維模型信息數據庫，在進行多方面協同工作中有效節約了成本，實現了建筑行業的可持續發展。BIM系統運用虛擬的建筑工程三維模型，采用數字化技術為模型提供完整的工程信息庫，這些信息庫描述了幾何信息、專業屬性和狀態信息，提高了工程信息的集成化程度。BIM技術進行數字化設計數據庫是動態變化的，在應用過程中不斷更新、豐富和充實，為建筑工程施工提供了新的基礎。例如BIM具有模擬性，能夠模擬出建筑物的模型，還可以在真實的世界中對設計進行模擬實驗。例如節能模擬、緊急疏散模擬、日照模擬、熱能傳導模擬等，根據施工組織的要求確定合理的方案。BIM方案中的5D模型是現代建筑綠色設計中至關重要的技術，能夠對后期運營階段提供必要的資料[1]。

2 BIM技術在綠色建筑節能設計中的應用

2.1 優化建筑工程的整體設計

BIM技術具有優化性，在整個設計施工運營的過程中，能夠實施技術的不斷優化，對于信息復雜程度高的項目，能夠實現信息整合。充分運用物理信息和規則信息的能力，處理好現代建筑設計復雜程度較高的問題，對復雜項目進行優化。例如BIM技術可以繪制構件加工的圖紙，進行可視化展示，有利于工程表達更加詳細。綠色建筑設計的主要目標是節能降耗，應用BIM技術應用過程中可以從優化設計目標進行工作，BIM技術可以對建筑朝向進行結構性考察。在結構和建筑朝向整改優化設計過程中選擇最佳朝向。例如有效實施室內溫度持續保溫，有效采用取暖材料進行設計等。BIM技術在節能優化設計中運用3D技術解決了建筑物的整體結構設計，提升了節能設計的整體水平。BIM技術具有協調性。在建筑行業發展中，不管是施工單位還是設計單位，協調配合工作至關重要，實施過程中一旦遇到問題，各方面就會要求快速提供解決辦法，做出相應的補救措施。在設計時如果專業性溝通不到位，出現了各部門之間的碰撞，例如施工圖紙與實際執行之間的差異等，運用BIM技術能夠解決此處的阻礙，從整體上提高效率[2]。

2.2 在室內采光和熱濕設計上的應用

運用BIM技術對室內采光設計進行整體分析具有重要價值。BIM技術可以同多種軟件融合，明確采光位置是否合理。例如對窗戶設計的位置進行選定，根據陽光反射原理，運用照明效果好的平均值進行設計，采光方式上實施較好的采光設計。特別是現代化建筑往往緊密連接，建筑設計中人工采光方式沒有達到要求，而運用BIM技術設計師能夠對照明效果進行科學的布置，建筑物的整體采光達到最大化，符合人體的生理結構，有利于現代人更好地進行營銷。BIM技術可以做好熱濕環境控制。我國氣候各地差異較大，人們對采光和遮陽度需求有很大的差異，應用BIM技術可以根據室內天然采光的效果和熱環境做好相應設計，有利于室內外采光系數保持穩定性能，設計質量效果符合現代建筑的要求。

2.3 在室外環境設計和節能方面的應用

BIM技術提供的是物理和功能性的數字表達，在共享資源的前提下進行全方位的協同設計，在不同階段可以插入提取不同的信息，能夠實現信息的動態性管理。BIM信息具有可視化特點。建筑行業發展過程中經常是在圖紙上表達，建筑從業人員能夠自行想象，而BIM提供了可視化的思路，人們能夠將線條形成三維立體圖形展示建筑設計，達到建筑效果可視化操作，例如各種構件的大小、位置、顏色都具有互動性和反饋性，各個構件之間形成了可視化的效果，有利于效果圖生成和報表生成。在綠色建筑設計中傳統的計算方法很難的獲得科學的結果，運用BIM技術可以為建筑提供立體設計圖和建筑效果圖。BIM技術在正確分析以后，能夠做出總平面及詳細說明分析，對所有數據程序進行調整，有效分析得出建筑施工中的資源應用，有利于從根本上解決節省資源，達到綠色建設的目的。現代化建筑施工設計中項目策劃運行和維護過程中需要對各方面的信息實施高效的理解和應對，那么運用BIM技術就可以從多方面運用共享的知識資源構建起施工建設的綠色應用。例如在室外設計中，在BIM技術系統中插入、提取、更新和修改信息更加便捷，在建筑施工的不同階段，不同利益相關方能夠各司其職協同運作，建筑施工呈現出可視化、協調性、模擬性、優化性的發展狀態。BIM技術廣泛應用于建筑環境設計，在全球市場發展中擁有良好的前景[3]。

3 結束語

BIM技術是通過建立虛擬的建筑工程三維模型，運用數字化技術為模型提供完整的建筑工程信息，在當前建筑綠色設計發展過程中，運用BIM技術能夠實現信息的專屬性設計。建筑工程信息集成化程度逐漸提高，有利于實現工程信息交換和共享平臺建設，BIM技術在設計中實現了全壽命周期管理和數字化設計以及動態變化，能夠為綠色建筑設計提供豐富充實的內容，為綠色建筑施工提供協同工作的平臺。