谈 BIM技术在绿色建筑中的应用★

朱莹

(黑龙江大学建筑工程学院，黑龙江哈尔滨 150080)

谈 BIM技术在绿色建筑中的应用★

朱莹

(黑龙江大学建筑工程学院，黑龙江哈尔滨 150080)

在倡导生态环保与节能减排的时代背景下，分析了BIM技术的优势，从室外环境、室内设计、围护结构等方面，探讨了BIM技术在建筑中的节能优化作用，旨在为建造节能、环保的绿色建筑提供参考。

BIM技术，绿色建筑，节能减排，围护结构

2015年10月，党的十八届五中全会提出“创新、协调、绿色、开放、共享”的理念必须贯穿于社会发展的各领域各环节。在建筑领域，绿色、节能已成为响应国家号召、顺应时代发展的标志性符号。绿色建筑在节能的同时为人们提供健康、舒适的环境，是国家大力提倡的可持续发展建筑。随着绿色建筑在设计、施工等方面的要求不断提高，传统的设计方法已无法满足信息化、精益化、可视化等多重要求。将BIM技术应用于绿色建筑的设计与施工，既可以为绿色建筑的高效设计提供一种新思路，也可以为BIM技术拓宽应用范围。鉴于此，本文分析了BIM技术在绿色建筑中的应用，拟为建筑从业者对绿色建筑的设计与分析提供参考。

1 绿色建筑与BIM技术

近年来，随着全球能源短缺与环境污染的问题日益严重，如何减少资源消耗、提高能源利用效率、降低环境污染受到了世界各国的广泛关注，绿色建筑在此背景下应运而生。绿色建筑是指在全寿命期内，最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境、减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑［1］。绿色建筑是节约资源与保护环境的重要途径，也是生态文明建设的重要组成部分和未来建筑业的主要发展方向。

2016年8月，住房城乡建设部在《2016—2020年建筑业信息化发展纲要》中明确指出“十三五”时期我国要全面提高建筑业信息化水平，着力增强BIM、大数据、智能化等信息技术集成应用能力。BIM(建筑信息模型，Building Information Modeling)是在CAD技术基础上发展起来的一种多维模型信息集成技术，是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达，能够连接建筑项目生命期不同阶段的数据、过程和资源，支持建设项目生命期中动态的工程信息创建、管理和共享，是项目实时的共享数据平台［2］。作为推动建筑业发展的新动力，BIM可以帮助建筑师在设计过程中更直观、更准确、更全面地了解建筑的各方面性能，从而有针对性地进行节能优化，为绿色建筑的设计策略提供科学的依据，对绿色建筑的快速发展具有重要的推动作用。

2 BIM技术的优势

BIM具有设计、可视化分析、成本估算及施工进度模拟等功能。通过建立模型，BIM可以提供详尽、可靠、精细的数字化设计信息，直观、深入地表现建筑的细节，从而对建筑进行各种物理特征和功能特征的分析，为设计师提供最直接的优化依据。同时，BIM平台还可以增强不同专业之间的配合与协调，从而减少因调整方案而产生的不同步问题。在建筑的运营及管理方面，BIM也可提供帮助。通过不断更新和完善建筑模型中的数据，使模型数据获得更长的生命周期，BIM可以在建筑运营中提供更好的空间管理和设备维护，保证建筑运行状态良好，延长建筑的使用时间。

3 BIM技术在绿色建筑中的应用

BIM是信息技术在建筑业的直接应用，其贯穿于项目的规划、设计、施工、运营管理等整个生命周期，为绿色建筑的节能计算及运营阶段的能耗模拟提供了强有力的技术支撑［3］。BIM软件大体可以分为两类:一类是BIM的核心软件系列，即创建BIM模型的软件，如Autodesk Revit系列、Graphisoft ArchiCAD等;另一类是利用BIM模型对建筑的物理特征和功能特征进行分析的软件，如Autodesk Ecotect Analysis，Autodesk Green Building Studio等。BIM软件分析的范围很广，太阳辐射、日照、遮阳、采光、照明、通风等都可以模拟，涵盖了热环境、风环境、光环境、声环境、日照、经济性及环境影响与可视度等多个方面［4］。将BIM软件创建的模型导入到节能分析软件中，设计师可以实时地、动态地对建筑的环境与能耗进行模拟，其模拟结果能够帮助设计师合理地调整方案，达到优化设计的目的。

3.1 室外环境分析

室外环境通常指建筑外围护结构以外的自然环境和人工环境。影响项目基地环境的因素主要包括气温、相对湿度、太阳辐射、风向和风速、建筑物周围的植被情况等。这些环境要素通过外围护结构以室内外热量交换的方式影响着室内的能源消耗。利用BIM技术可以对外部环境的影响因素进行可视化模拟分析。通过BIM应用软件在线的气象资料库或内置的资料库获取项目所在位置的逐时气象数据，如气温、相对湿度、风速和风向等，建筑师可以对太阳辐射、日照、通风等外部环境要素进行全面、直观地分析，其分析结果为方案设计提供科学的参考依据。结合基地的气候环境和地理条件建筑师可以充分地利用自然资源，降低能源消耗，优化方案设计，提高建筑的舒适性，确定最佳的建筑布局、建筑体型、建筑朝向以及建筑间距等。

3.2 室内环境分析

建筑的室内环境主要包括热环境、光环境、声环境以及空气质量等。影响室内热环境的因素包括气温、湿度、太阳辐射等外部因素和空调的使用时间、灯光的照明强度、各种电器设备的功率以及人体活动等内部因素。通过BIM建立模型、载入气象数据、设置热环境属性参数等环节，建筑师可以进行多方案比较，以达到降低能源消耗的目的。在室内光环境方面，良好的自然采光设计是降低人工照明能耗的有效途径之一。设计师可以在BIM软件中对自然采光和人工照明进行精确的模拟，根据模拟结果选择合理的室内采光与照明方式。此外，BIM软件还能够为设计者获取建筑使用过程中的通风水平与空气质量，从而使设计者对方案中窗户的数量、尺寸以及位置等进行调整，以保证建筑具有理想的通风条件与空气质量。

3.3 外围护结构分析

建筑的外围护结构主要包括外墙、外门窗和屋顶等。这些构件直接影响室内热量的吸收与散失，其合理设置对建筑节能效果至关重要。外墙作为外围护结构的主要组成部分，对建筑室内热量散失的影响程度主要取决于传热系数。利用BIM软件，设计师可以设置墙体的类型、厚度、密度、导热系数等属性参数，分析不同外墙的性能，选择最合适的外墙样式，从而使建筑既能满足设计规范的要求同时也能达到很好的节能效果。作为外围护结构中保温的薄弱部位，外窗对建筑室内的得失热情况也有较大影响。据统计，建筑的外围护结构中通过窗户散失的热量占建筑消耗总能量的1/3左右［5］。通过BIM应用软件设置外窗的类型、数量、面积等属性参数，建筑师可以分析不同外窗对建筑能耗的影响，从而选取适宜的外窗样式，实现节能的目的。

4 结语

在建筑领域大力倡导绿色节能理念的今天，如何采用模拟手段，快速、直观、精确地对节能效果进行数字化分析已成为建筑师关注的焦点。作为建筑信息化技术，BIM凭借其优势已成为建筑业实现设计数字化与管理信息化的重要载体，正在推动建筑行业的改革。充分发挥BIM技术在建筑设计中的节能优化作用，可以提高建筑师设计和分析的效率，解决设计过程中各专业的协调问题，为绿色建筑设计提供新思路、新途径，对绿色建筑的迅速发展具有一定的促进作用。

［1］GB/T 50378—2014，绿色建筑评价标准［S］.

［2］刘占省，赵雪锋.BIM技术与施工项目管理［M］.北京:中国电力出版社，2015:1.

［3］张海华.基于BIM技术的建筑环境性能分析与评估［D］.武汉:武汉理工大学，2014.

［4］苏龙梅.夏热冬冷地区大型商业建筑中庭空间形态探讨［D］.南京:南京工业大学，2014:31.

［5］杨 丽.绿色建筑设计——建筑节能［M］.上海:同济大学出版社，2016:4.

Application of the BIM technology in green building★

Zhu Ying
(School of Architecture and Civil Engineering，Heilongjiang University，Harbin 150080，China)

Coherent with the contemporary and hot topics of eco-environmental protection，energy-saving，and emission reduction，this paper introduced the concepts of green building and BIM technology，demonstrated the advantages of BIM technology，and discussed the application of BIM technology in optimization of energy-saving architectural design in terms of outdoor and indoor environment and external structure.This paper will contribute to the development of green building technology.

BIM technology，green building，energy-saving and emission reduction，external structure

TU201.5

:A

1009-6825(2016)36-0198-02

2016-10-18 ★:黑龙江大学青年科学基金项目(项目编号:QL201306)

朱 莹(1979-)，女，讲师