基于BIM技术的绿色建筑设计分析

吕宾华 张先政

（中机国际工程设计研究院有限责任公司 湖南长沙 410000）

1 引言

随着当前建筑行业的飞速发展，资源消耗高、能耗大、污染严重已经成为了重中之重的问题，在这样的背景下，绿色建筑成为了当前以及未来的必经之路。在BIM中，包含了模型的几何、物理和拓扑的信息以及整个建设设计的流程，同样的，绿色建筑也特别关注建筑的全寿命周期，因此将BIM技术和绿色建筑结合起来，可以实现绿色化、集约化、现代化的建筑设计。

2 BIM技术与绿色建筑概述

2.1 BIM技术简介

BIM技术是Building Information Modeling的缩写，意为建筑信息模型。通过BIM技术，可以获取各种建筑的相关数据信息，并利用其建立一个数字化的可以模仿实际性能的模型。在BIM技术中，可以获取建筑的全寿命周期的每个阶段的工程信息，并通过不同阶段的信息、过程和资源集成在一个模型中实现对建筑的整体分析。BIM使用三维数字技术进行建模，可以包含建筑物的真实信息，因此可以方便地提供设计和施工的依据，使其相互协调，达到一体化，各部分协同工作的效果。从而可以节省成本，并保质保量的按时完工。

2.2 绿色建筑简介

随着当前全球资源消耗的日益加剧，能源和资源的节约使用成为了必然的趋势。在这样的背景下，资源节约和可持续发展对人类社会具有重要意义，建筑业也是如此。近年来越来越看重建筑施工中的四节以及环境保护的重要意义。在绿色建筑的理念中，不仅关注一般的社会功能，更关注人类自身对于环境保护的义务和责任。在绿色建筑的理念中，深入的体现了人与自然和谐发展的关系，通过绿色建筑，可以体现人们对自然环境的保护意识，让人们深刻地意识到，自然资源是有限的，自然环境的承载能力是有限的，生态系统环境也是脆弱的。建筑作为人为的创造物，以必须遵循自然，保护自然，在合理的利用和改造自然的前提下，实现人类自身的可持续发展。

3 绿色建筑设计利用BIM技术的优势

BIM技术的优点是具有优化、绘图、协调、仿真和可视化五大特性。这五种高品质的特性促使BIM技术在2002以后的建筑业中得到应用。它在十年内被应用到世界各地，并得到业界和社会的充分承认，因此被称为建筑业的一支重要力量。BIM技术已经过美国、英国等发达国家多年的发展并已逐渐应用，其发展水平已达到相当先进的水平，已成为一个非常强大的力量，推动新的工业建设的发展。在发展中存在许多软件厂商积极推广BIM技术的应用。建筑施工企业与建筑行业协会的设计研究已经逐渐把BIM摆在了前沿，并成立了工作室以及开发团队，促进BIM技术的发展。当前BIM技术得到了广泛的应用，给人们的生活和工作带来了更多的便利。

通过仿真建筑信息模型，即BIM技术，可以给人们带来直观的建筑真实空间模型和状态，基于此可以人为地进行建筑形态的改变，直至建筑的所有设计均达到预想的要求为止。由此可见，从建筑的设计阶段便使用BIM技术，可以方便设计师及时将建筑信息录入系统，并对模型进行详细的分析，以找出建筑中可能出现的问题和漏洞，便于后续及时调整，避免后期设计的变更和施工时的问题。此外在绿色建筑设计中，实现可持续的生态功能是最为重要的。如果通过后期设计逐渐摸索，来找到实现建筑的绿色生态功能，是实践性不高的。而通过BIM技术，可以对建筑绿色设计进行分析，及时检验设计的成果，便于寻找出设计的缺陷和漏洞，及时调整。因此可以说，BIM为绿色建筑设计提供了便利的分析条件，大大方便了绿色建筑的设计。

4 基于BIM技术的绿色建筑设计应用分析

BIM技术作为一种科学技术理论，要求对建筑资源和知识进行全面共享，为建筑全寿命周期决策提供科学依据。建筑的全寿命周期是建筑师和设计师最为关注的方面，而这一点在BIM技术和绿色建筑中，均有所体现，虽然方式不同，但二者的目的是相同的，即关注建筑的设计、施工、运营、管理的全过程。BIM技术的基础是绿色建筑，绿色建筑的可靠性来源于BIM技术。在设计时，根据设计内容进行信息输入，可以使得模型体现为不同的设计效果，在此基础上，对模型效果进行评估，其依据便是建筑的能效分析。而且无论在设计的初期还是后期的施工，都要进行这样的操作，使得在整个建筑的全寿命周期中都可以体现绿色协调可持续的设计理念。

4.1 提高能源的利用率

节约能源和使用能源是评价绿色建筑标准的一项重要内容。通过可视化软件建立能耗分析的三维BIM建筑模型，将能源消耗或转换方案引入到分析软件，通过相关的规范和标准，结合气象数据和当地的气候统计信息，可以对建筑进行科学合理的调整，并通过设置相应的参数优化建筑维护结构。此外光能的利用也是绿色建筑的重要体现，在BIM技术中，可以具体地分析室外的太阳辐射能以及阳光的辐射范围。基于此，BIM技术将实现完善和优化建筑的能源设计，最大化能源利用率，实现绿色建筑的功能要求。

4.2 提高水资源利用率

在BIM技术中，建立三维建筑信息模型的同时，可以加入当地的雨量统计数据和强降雨系数，以建立水数据库。在这个数据库中，雨水收集的计算是非常可靠的。可结合雨量信息的数据收集，并以不同地貌为基础，通过对径流系数的影响分析，确定绿地、道路和建筑信息。使设计方案可以及时调整和优化。

4.3 提高材料利用率

如果使用传统技术和手段，对建筑全过程中使用的材料进行精确计算是难以实现的，更不用说应用在一些比较复杂的工程项目中。而BIM技术基于强大的数据处理能力和信息统计的能力，可以十分便捷的解决建筑材料的使用问题。通过BIM计算出的材料使用量，可以对建筑材料的配制提高科开的依据，并根据计算结果及时调整，实现绿色建筑评价标准的要求。此外，BIM是建筑设计，结构，给排水，电气，暖通等多方面结合在一起，因此它可以检查管道碰撞等问题，解决专业之间的冲突，调整不同阶段的设计方案，对施工过程中的浪费问题和施工后的返工问题得到有效的解决。

4.4 优化建筑环境设计

室内环境是由风、光、声这三种环境组成的。为了准确地分析这三种环境，可以使用精确的BIM三维建筑模型。在BIM中，建立室内自然通风模型，可以准确地计算空气污染程度以及污染物的分布情况，并根据需要进行相应的数量、位置和大小的调整。同时对光环境、室内照明结构、色彩指数、眩光值等进行分析，以满足灯光的要求。在室内噪声的分析中，应用BIM技术可以实现快速准确的分析和预测，同时基于相关规范和标准进行评价。在室外环境分析中，可以利用BIM技术进行仿真分析，同时结合室内环境的分析结果，可以实现建筑环境的整体优化。

4.5 经营管理分析

BIM技术是三维可视化模型参数化的核心，可以结合各专业的信息，采取多种不同的参数参与专业设计的可视化，并建立和维持一致的信息的全过程，能提供各种项目的实时相关信息。BIM技术所提供的数据集成度高、可靠性高，能实时协同工作，并能长期连续运行和管理。举个例子，在建筑的使用期间，空调的清洗和通风系统是必不可少的，而进行日常的维护，需要清楚和明确空调规模、管道位置、以及设计通风系统的其他功能管线位置，在此基础上，配制相关的工具，并安排人员进行相应的工作，而在BIM模型中，可以很方便的实现这样的情况。此外，灯具也是建筑使用中的必不可少的设备，通过BIM技术，可以快速方便的获取这些灯具的功率、高度和接线形式，方便使用期间的管理与维护。

4.6 提高电气设备性能

能耗和成本也是绿色建筑设计中建筑使用阶段的重点。在建筑设计阶段，通过BIM技术可以对建筑进行事先的测试并及时调整，同时还可以将数据文件和BIM模型打包处理，然后可以利用BIM制定出一套科学的维修计划，从而提高建筑物的性能，并降低能耗和维护成本，最终可以降低建筑的整体经营成本。此外在BIM中对重要设备的跟踪记录也是可以实现的，通过跟踪记录，可以实时地掌握设备的使用情况，以便及时应对各种突发事件，进行处理和报警等功能。因此可以说，BIM是一项智慧运营系统，利用它可以确保建筑物的有效管理。

5 结语

当前全世界正处于绿色环保的大环境，在这样的环境下，绿色建筑的生态功能是具有重要意义的。将BIM技术和绿色建筑设计结合在一起，即可以实现高效、准确的设计目标，又可以最大程度的发挥绿色建筑的使用功能。通过BIM技术，可以提供绿色建筑的可持续发展道路上的重要的技术支持和保证。由此可见，BIM技术在绿色建筑中的潜力巨大，是建筑业的大势所趋。

[1]张 庆.基于BIM技术的绿色建筑设计分析[J].绿色环保建材，2018，21（2）：41.

[2]姜雨.对基于BIM技术的绿色建筑设计应用的几点探讨[J].江西建材，2017，31（2）：54.